食品工艺学实验讲议-2006生物技术方向
实训一 罐头排气、密封与高温杀菌
二.实验原理
(一)排气密封原理
1、金属罐
金属罐的封罐采用二重卷边的方法。在卷封过程中,由于封罐
机主要部件的作用和配合,使罐身钩与罐盖钩牢固严密地卷合而成二重卷边,罐盖钩内已衬垫有密封胶膜,保证了卷封后的二重卷边具有良好的密封状态,防止了微生物的第二次污染,确保了罐藏食品的保藏性。
二重卷边是由封罐机完成的,不论何种类型的封罐机,完成二
重卷边的主要部件是托盘、压头和卷边滚轮三个部分组成,通常称为卷边三要素。卷边滚轮由头道卷边滚轮和二道卷边滚轮组成。压头和滚轮的机械部分统称为封罐机头。三个部件相关位置示意图见图1。托盘是搁置罐身用的,与压头配合使罐身和罐盖夹紧,滚轮进行卷封作业时,罐身与罐盖能始终保持固定不变状态。对于罐身转动式封罐机,则在托盘下面装有平面滚珠轴承,使转动灵活。压头的主要作用是与托盘配合固定罐身与罐盖的位置。压头凸缘向上倾斜4o角,使卷封后的罐头容易下落,压头的平面必须和中心线成直角,托盘与压头必须在同一中心线上,托盘平面与压头平面呈水平状态互相平行,才能夹紧罐头保持四周高低一致,压力均匀。卷封滚轮分头道滚轮和二道滚轮,两者外形和尺寸基本相同,但滚轮槽形有差别。头道滚轮的槽形狭而深,其作用是使罐盖钩逐步弯曲到罐身钩里,进而连同罐身钩一起进行卷曲,相互钩合,使二重卷边基本定型。二道滚轮的槽形比头道滚轮宽且浅,其作用是把已经初步定型的卷边压扁压紧,形成光滑的矩形的二重卷边结构。
实验可选用常压半自动、蒸汽喷射自动封罐和全自动真空封罐机三种设备中的一种。三种封罐机的操作程
序和排气原理有所不同,但卷封原理和过程大致相同。常压封罐时,一般采用热灌装(内容汤汁70~90℃)后完成二重卷边密封再冷却形成一定真空度。蒸汽喷射封罐时,先对罐头进行一重卷边形成预封,然后蒸汽喷射口从罐口预封缝隙处喷入高压热蒸汽,将顶隙部分中的热空气加热并从另一侧带走,然后完成第二重卷边密封,杀菌冷却后形成一定真空度。真空封口时,在罐盖扣入罐沿后进入真空室,由罐外低压将顶隙部分的空气抽出,完成二卷边后从真空室送出。
2、玻璃罐
本实验分别采用卷封式和旋开式进行封口。二种瓶盖均是用镀锡薄钢板制成的。卷封式瓶盖的橡胶密封圈
嵌在瓶盖的盖边内,通过封罐机滚轮的推压作用,逐步将瓶盖盖边及橡胶密封圈紧紧地滚压在瓶口的凸缘上,形成卷封结构,如图2所示。旋开式是使用最广泛的一种玻璃瓶,它的瓶口外侧上有三条、四条或六条斜螺纹,每两条斜螺纹首尾交错衔接,瓶盖侧沿内有相应数量的“爪”,密封时只须将“爪”与斜螺纹始端对准拧紧取完成封口。瓶盖内注有密封胶垫,以保证玻璃瓶的密封性。这一密封操作可由手工完成,亦可由玻璃瓶拧盖机来完成。旋开式密封结构如图3所示。
玻璃罐头的排气一般采用热灌装或热力排气方法完成。
3、软罐头
蒸煮袋一般指兼具高强度、高阻气性、保香性和耐热性的铝箔复合薄膜袋和无铝箔的复合薄膜袋。材料至
少有三层复合而成:内层一般为具有热熔性的PE 或CPP 或HDPE ,中间和外层一般为强度高和阻气性好并耐热的Al 、BOPA 、BOPET 或VF 、GT 。复合层之间的粘合剂和标签印刷油墨均要能耐125℃以上的高温,以便在高温杀菌后复合层不分层、标签图案不变色。不论是哪种蒸煮袋,都是利用内层的聚烯烃材料受热时相互熔合、受压、冷却定型后而达到紧密结合,进而保证蒸煮袋的密封。
(二)罐头高温杀菌与冷却原理
pH 值高于4.5的低酸性食品,如常见的水产品、肉禽类和大部分蔬菜类罐头食品,其腐败菌一般为嗜热性
和嗜温性芽孢菌,这些腐败菌具有较强的耐热性能(D121.1℃值常在0.1min 以上),常温较难杀灭。要确保这类罐头食品的有效保质期,必须采用高温杀菌。欲达到高温,就必须借助密闭的杀菌锅内的高压蒸汽。其杀菌原理是利用高压蒸汽直接与罐头接触而给罐头以热量,热量取决于不同温度下蒸汽的热含量或焓。罐头接受蒸汽给的热量使罐头内容物逐步升温而达到杀菌规程所规定的杀菌温度并在该温度下维持所需要的时间。杀菌结束后,通入冷却水对罐头进行冷却,使罐头中心温度达到38℃以下,以防止残余芽孢的生长。为防止冷却过程中罐藏容器的变形或爆裂,应采用反压冷却。
三.实训器材
1.实验设备
GT-4A1型半自动封罐机、真空封罐机、真空充气包装机、立式常压杀菌锅。
2.实训材料
206型镀锡板易开罐、四旋广口玻璃瓶、尼龙蒸煮袋。
四.操作方法
(一)排气密封
1、金属罐的排气密封
1)手扳式封罐机的封罐操作
采用实罐进行封罐实验,注意热灌装排气。注意不同罐型要配合相应的压头。手扳封罐机也可用作罐头的预封。具体操作方法如下。
(1)主要工作部件的调节:根据罐型对压头、托盘和滚轮进行调节,使三者能相互配合。在生产过程中,根据对二重卷边质量检验结果,还应作相应的调节。
①压头的调节:先将配合的压头捻紧固定在压头轴上,然后用手回转压头,并推进任何一个滚轮靠近压头的凸缘,观察压头的凸缘上部与滚轮边缘下部之整个圆周上的距离有无差异,以确定压头面是否在水平位置上,滚轮是否与压头轴成正确的直角。压头与滚轮高低的配合,一般是采用加填片的方法进行调节。
②托盘的调节:先将滚轮退出,将已加盖的空罐放置于托盘上,脚踏掣动杆上升托盘至罐头完全嵌入压头面内,调节托盘和压头的间距,能将罐头夹住不动时,固定托盘。调节后,用手力推拉或转动被夹住的罐头,以不动摇、卷封时无滑动现象为度。
③头道滚轮的调节:用手力回转机械,使头道滚轮向压头凸缘推进至最适位置,捻紧固定螺丝,调节头道滚轮的槽面与压头凸距离至约1.6mm,视罐金属薄钢板的不同厚度而略有差别,
然后再捻紧固定螺丝。调节后以空罐试卷封,并检查初步定型卷边整个圆周上的厚度、宽度,并剖开检查罐盖钩的卷曲度,有无不足或过度现象。
④二道滚轮的调节:调节二道滚轮的槽面与压头边缘的距离为0.8mm。其他的调节与头道滚轮的调节相同。调节后,将头道滚轮卷边形成的初步定型卷边,进行二道滚轮试卷封。卷封后,检验卷边的外形、厚度、宽度、埋头度是否符合质量要求,并剖开检验卷边的叠接度、紧密度和罐盖钩完整率。
(2)试卷封:主要部件调节后,应经过试卷封。试卷封在于检查压头边缘上部与卷边的最上部是否在同一平面上、滚轮与压头边缘调节正确否、托盘向上推压力是否足够、托盘中心线与压头中心线是否一致、卷边结构是否符合规格要求等。
(3)正式卷封:检查结果机械各部件及其相互关系完全正常和合格后方可正式卷封。
①加盖:将罐盖准确地放在罐身的翻边上。
②进罐:将罐头置于托盘正中,使托盘上升时,罐盖的凹面能正确地嵌入压头内。
③头道滚轮卷封:当托盘上升至与压头相互夹紧罐头后,徐徐推进头道滚轮使滚轮槽面接触罐盖钩边缘,由于压头夹住罐头,滚轮的转动和推进压力徐徐加大,经6~7次转动,即可完成头道滚轮的卷封作业,卷边的形成过程如图4(1)所示。
④二道滚轮卷封头道滚轮退出,徐徐推进二道滚轮,将头道初步形成的定型卷边压紧成为二重卷边结构。卷边的形成过程如图4(2)所示。
⑤出罐二道滚轮完成卷封作业后退出,降下托盘恢复原位。
⑥检查将二重卷边按实验二进行检查。
2)自动封罐机封罐操作
本实验采用罐头固定不转式封罐机。自动封罐机与手扳式封罐机不同之处在于空罐和罐盖是自动送入,封罐过程中,头道滚轮也是自动先后进行卷封的。
(1)主要工作部件的调节:调节方法与手扳封罐机的调节基本相同。
(2)试卷封:将空罐排列好逐个推进,罐盖放入加盖机构中,开动封罐机,随着空罐的送入,罐盖便自动落花流水在罐身上,然后进入封罐机的机头,按程序进行头道滚轮和二道滚轮的卷封作业。试卷封时,只是试运转观察一下机器运转是否正常即可。
(3)正式卷封:开动封罐机,不断连续供应空罐和罐盖,便连续进行卷封作业,卷封后的空罐自动送出。
(4)检查:二重卷边结构的检查,按实验二进行。将检验数据填入表1中。
2、旋开式玻璃罐的排气密封
(1)装罐与排气:将80℃~95℃的热水灌入瓶内,留约0.5~0.8cm的顶隙,立即扣上盖。准备三罐,然后均静置5 min。
(2)封口:一手用湿毛巾握紧罐身,另一手将盖子顺时针方向用力拧到头即可。重复操作。
(
3)检查:将罐头先用50℃左右温水冷却10 min ,再用冷水冷却至室温,检查罐盖是否内凹,内凹者为密
封良好。用螺丝刀从罐盖和罐沿缝隙处撬一下释放真空,反时针方向拧开罐盖,仔细观察罐盖橡胶垫圈压痕是否均匀一致。作好记录。
3、软罐头的排气密封
采用真空包装机排气封口操作。如图5。
(1)真空度、温度和热封时间的调节:根据蒸煮袋的特性,
将封口真空度、温度和时间旋扭调节到相应的位置。有的包装机其真空室的真空度通常由抽真空的时间来控制,一般抽真空的时间要调在大于30S 时才能获得大于0.05MPa 的真空室真空度。有的包装机其热封温度是通过调节通过热封条的电压来实现(一般厚度的蒸煮袋调在24V ,很厚的调在36V )。
(
2)预热和试运行:接通总电源,放一个空袋放到热封条
上,合上真空室,此时机器开始自动运行。其过程是:抽真空、突然释放真空、热封条瞬间升温、维持封合时间、真空室盖子弹开。打开盖子,取出封好的袋子,检查袋口的封合是否平整、牢固。否则要重新设定相关的参数,再试运行到合格为止。 (3)封口:试运行正常后,将装有内容物并编好实验号的
蒸煮袋(一般内容物体积不要超过袋子的2/3,否则袋口不易压紧)袋口处平行摆放于热封条上。蒸煮袋袋口内外均要保持干净,特别是外侧不得粘有油等滑赋的东西,否则抽真空时袋口压不住。然后关上真空室盖,包装机自动先抽真空直至真空室达到设定的真空度,但此时因袋口被压紧而袋内的空气并未排除,因而处于鼓胀的相对高压状态。然后真空室的真空突然释放,袋内的空气被压出,同时热封条瞬间升温并维持设定的封合时间,最后真空室盖子弹开,封口完成。打开盖子,取出封好的袋子。
(4)检查封口质量:检查蒸煮袋口熔合处的平坦、服贴和牢固状况。
(二)高压蒸汽杀菌空气反压冷却操作
1.进罐:将装好罐头的杀菌篮放入杀菌锅内,关闭杀菌锅的门或盖。
2.进汽与排气:先关进水阀和排气阀,开足排气阀和泄汽阀。检查仪表和调节控制装置。然后开足蒸汽阀,
使高压蒸汽迅速进入锅图内,同时利用蒸汽流把锅内空气经排气阀迅速排出。排气要干净,否则将会造成空气包,影响传热和杀菌效果。
3.升温:待锅内空气全部排尽后,继续进蒸汽,并调节进汽
阀控制锅内压力,按杀菌公式控制升温时间。同时,打开排水阀,将锅内的冷凝水排出,随后关掉排水阀和排气阀,泄汽阀仍然要继续微开着。待锅内达到规定的蒸汽压力时,检查温度计读数与压力表读数相对应时,即说明排气升温可告结束。记录实际温度和升温时间。如果锅内为纯蒸汽,则锅内压力与温度的对应数据如表1所示。
4.恒温杀菌:排气升温一经结束,立即开始记录恒温杀菌时
间,并通过调节进汽阀(或手动或自动调节,视设备而定)和泄汽阀,保持杀菌锅内稳定的压力和温度,延续至规定的杀菌时间,即告恒温杀菌结束。在进入下步反压冷却之前,要事先开动空压机,在空气贮罐中贮足压力达到0.67MPa 以上的压缩空气。
5.反压冷却:杀菌结束后,关掉所有进汽阀和泄汽阀,打开冷却水泵向杀菌锅内进冷却水,当杀菌锅内即将灌满冷却水时,应及时打开排气阀,同时及时打开压缩空气阀,使杀菌锅内维持规定的反压力。不同种类的罐头,不同杀菌规程,其反压力是不同
的。一般是使杀菌锅压力比恒温杀菌时所相应的压力大0.015MPa
左右。注意进冷却水时,由于锅内蒸汽的迅速冷凝,会造成锅内
压力的迅速下降,因此,必须及时地补充压缩空气,以维持稳定
的锅内反压力。同时可通过调节进出水阀,以保持一定的反压力。当杀菌锅内灌满冷却水,要在稳定的规定反压力下延续所需要的冷却时间。然后打开排气阀放出压缩空气进行降压,继续进入冷却水,使罐头冷却至38℃以下。
6.出罐:冷却完毕,先排尽锅内的冷却水,再打开杀菌锅门或盖,取出杀菌篮,杀菌与冷却取全部结束。
六.思考题
1..如果卷封完后发现盖钩与身钩的重叠率很低,你认为是哪些原因造成的?
压头与滚轮间距过大,二道滚轮滚压不足,盖钩钩边前弯曲过甚,头道滚轮卷曲过度或槽钩磨损。
2.二重卷边的密封质量与哪些因素决定?请用有关参数说明.
叠接率Lol%=La/Lb ×100% 紧密度TR%=(100—WR)%
接缝盖钩完整度JR% (要求三率都达到≥50%)
3.玻璃瓶采用旋转式封口时其密封性是如何保证的?如何开盖?
瓶盖内著有密封胶垫,以保证玻璃瓶的密封性。
开盖:把玻璃瓶倒斜收成45度角后拍打瓶底部、再用木条轻敲瓶盖边、一转盖、盖再紧也会开了,瓶由始至终要保持45度角。
4.热封不足或热封过度的原因分别有哪些?
1..高压杀菌锅的额定杀菌温度是指罐头容器冷点一定要达到的温度吗?
2..杀菌结束后所使用的冷却水一般要经过哪些前处理?有什么作用?
使用的冷却水必须符合饮用水的标准,必要时可以进行氯化处理,处理后的冷却水游离氯含量控制在3~5mg/kg。因为罐头食品在生产过程中难免受到碰撞和摩擦,有时在灌身卷边接缝处会产生肉眼看不到的缺陷,这种罐头在冷却时因食品内容物收缩,罐内压力降低,逐渐形成真空,此时冷却水就会在罐内外压差的作用下进入罐内,并因冷却水质量差而引起罐头腐败变质【酵母活化→ 第一次和面→ 第一次发酵→ 第二次和面→ 第二次发酵→ 揿粉→ 整型→ 醒发→ 烘烤→ 冷却→ 包装→ 成品】
实验二调味鱼罐头的生产工艺
二. 工艺路线
鲮鱼属鲤科,是我国常见家鱼,由于其体形大小适中、头小肉多、肉质鲜美,是常见的罐藏原料。鲮鱼多加工成豆豉鲮鱼罐头,其工艺路线为:
选料→ 原料处理→ 油炸→ 装罐(加调味液)→ 排气、密封→ 杀菌→ 冷却→ 检验→ 贴标→ 成品入库
三. 实验仪器设备、参考配方
1.仪器设备
去鳞器、不锈钢刀、不锈钢锅、电炉、不觖夹子、排气箱、封罐机、高压杀菌锅等。
2.实验材料
采用206型易拉罐,其它原材料见配方。
3.参考配方(以鲜鱼质量100计)
鲜活鲮鱼100,食盐3~5,植物油100,豆豉20,猪油20 ,BHT、柠檬酸适量。
调味液:香料水10(以丁香、沙姜、桂皮、八角茴香、甘草加水在文火上炖2-4小时制成)、砂糖20、酱油20、味精适量。
四实验步骤
1.原料处理:选用110-190克左右的的活鲜鱼,去鳞、鳍、头,剖腹部,去内脏,并用刀在鱼体两侧肉厚处划2-3毫米深的线,按大中小分三级。
腌鱼:按鱼重的3.5-4.5%的食盐进行盐腌,鱼盐要充分拌搓均匀,装于不锈钢盆内,上面加压石块。热天腌5-6小时,冷天腌10-12小时,然后将鱼取出逐条洗净,刮去腹腔黑膜,沥干。
2.配调味液:用20克丁香、50克沙姜、20克桂皮、20克八角、10克甘草加1升水炖煮2~4小时,过滤。取100毫升加砂糖150克、酱油1千克、味精2克。溶解待用。
3.豆豉选去杂质后水洗一次,沥干待用。
4.用鲜肥猪肉炼好猪油过滤,加入200PPM BHT、100PPM柠檬酸冷却待用。
5.油炸:按油:鱼比=5:1用植物油进行油炸。油温170℃,炸至鱼体为浅褐色,以炸透而不过干为准,再置于65~70℃的调味液中约浸40秒,沥干装罐。
6.装罐:用净重227克的椭圆型罐或复合蒸煮袋,装豆豉40克,后装入135克炸鱼,然后浇入55克猪油。同一罐内鱼体大小大致均匀,排列整齐。
7.排气密封:将罐扣上罐盖,放入95℃的排气箱中,待罐中心达到80℃以上时,立即用封罐机封盖,若用真空封罐机密封,要求真空度达到35-40厘米汞柱。
8.杀菌:采用以下杀菌公式进行杀菌(主要杀菌对象是肉毒杆菌A、B型;嗜热脂肪芽孢杆菌):
10’--60’--15’/115℃
9.冷却:杀菌完成后,将罐头冷却至40℃以下.擦罐,贴标.
10.入库检验:于常温暗处贮放一星期后开罐品尝,有条件的抽检微生物指标。
实验三二次发酵法面包工艺
二.工艺路线
面包是主食面包之一,生产量较大。本实验采用二次发酵法。工艺路线如下:
酵母活化→ 第一次和面→ 第一次发酵→ 第二次和面→ 第二次发酵
→ 揿粉→ 整型→ 醒发→ 烘烤→ 冷却→ 包装→ 成品
三.实验仪器设备、原料配方
1.仪器设备
和面机、压面机、打蛋机、醒发箱、远红外烤炉、烤盘等;
2.基本配方
配方以面粉质量100计。
原料面粉砂糖酵母起酥油鸡蛋温水植物油改良剂
第一次发酵70 4 1 42 0.5
第二次发酵30 22 4-8 10 8
刷盘适量
刷蛋液适量
刷面包适量
四.实验步骤
1.将醒发箱电源打开,调温至30℃;
2.第一次和面:清洗和面机,称取实验量特高筋或面包专用面粉,经过筛后加入和面机中,;称取即发干酵母粉、面包改良剂,直接加入和面机中,并开动和面机进行干搅均匀;称取白糖,用第一次和面的30℃温水量溶解,加入和面机中,继续搅拌至均匀不粘手、良好弹性、适度延展性的面团。面团入烤盘。
3.将面团入醒发箱中30℃发酵,维持约30分钟,体积约增大一倍。注意:气温低时可调至32℃;
4.清洗烤盘,烘干,刷油;
5.称取鸡蛋,打蛋至蛋液,待用;称取起酥油,加热熔化等用;称取砂糖,加温水溶化待用;
6.第二次和面:将发酵好的面团投入和面机中,加入面粉、糖液搅拌,加入蛋液,搅拌至均匀面团;加入起酥油搅拌至均匀面团。
7.将面团静置10分钟,用压面机揿粉;
8.分切、整型、摆盘;
9.醒发:将面包坯放入醒发箱,调温36-38℃,90%相对湿度,维持30-45分钟。待生坯体积增大至原来的2-3倍时结束。
10.刷蛋液或蜂蜜、糖液等,亦可直接入炉烘烤;
11.烘烤:第一阶段:面火150~170℃,底火180~210℃,5~20分钟;第二阶段:面火170~180℃,底火不变,5~10分钟;第三阶段:面火180~210℃,关底火,5~10分钟。
12.面包出炉后,刷油。冷却至35℃左右,参照面包质量要求检验实验样品的色泽、形状、内部组织结构、品尝香味、滋味、口感等感官指标,评介或评分记录于下表。最后进行包装。
五..注意事项
1.和面时配方中的加水量要根据面粉特性来定,这点非常关键,否则难以和出高品质的面团,并直接影响最终面包的质量。可用水洗法先对面粉进行湿面筋的测定后再确定加水量。
2.醒发也是影响面包质量的关键工序,醒发不足会导致面包太实不松软,醒发过度易引起面包瘫软跑气,导致面包高度不足,也影响松软度。
3.烤制面包时一定要注意小体积面包要高温短时,大面包或听型面包要低温长时。
实验四蛋糕的制作
二.工艺路线
第一种方法(全蛋法):
鲜蛋→ 去壳→ 加糖→ 打蛋→ 加蛋糕油→ 打蛋→
加其他辅料→ 蛋料→ 拌粉(可加其他果料) → 倒模→ 烘烤→冷却→ 成品
第二种方法(蛋清法):
鲜蛋→ 取蛋清→ 加糖→ 打蛋→ 加蛋糕油→ 打蛋→加其他辅料→ 蛋料→
拌粉(可加其他果料) → 倒模→ 烘烤→ 冷却→成品
三. 仪器、设备和原料
1.仪器设备:打蛋机、烤模、烤炉等。
2.材料:裱花袋、裱花嘴等。
3.参考配方:鸡蛋100,白糖40-50,低筋粉40-60,香精、植物油、清水、果料等适量。
四实验步骤
1.清洗打蛋机、烤模等器具,称好各种原料。
2.鲜蛋洗干净,去壳,将蛋液、适量清水、白糖加入打蛋机中,开动打蛋机打蛋5~10分钟。
3.加入蛋糕油,将蛋料打发至发白,且其体积达到原来的8~10倍,加入香精、色液、香油等配料打至均匀即停。
4.将面粉过筛,加入蛋料中用手顺着同一方向进行拌均匀,亦可此时加入一些果料。
5.用勺子将糕料瓢入衬好梅花纸的模子,注意生料只占模子体积的2/3左右,然后摆入烤模。
6.调烤炉面火160℃,底火180~200℃,温度达到后将糕料入炉烘烤,5~10分钟后,将面火调至180~200℃,将其表面上色。
7.烤好的蛋糕出炉后,在其上面轾轾刷上植物油,盖上一层湿纱布,自然冷却至40℃即可。
8. 奶油膏的制作:将冷冻的植物奶油置于7~10℃解冻12~24h,打开包装,将其倒入打蛋器内开动打发至能拉成丝即停。分成二份、一份待用,另一份再分成3~4份,每一份用适量胭脂红、柠檬黄、靛兰等食用色素调成所需
色泽。
9.装裱:选取不同花纹的奶油嘴,放入奶油套中,多少种色泽的奶油就准备多少种奶油套。
将白色、红色、黄色、兰色等色泽的奶油膏装入奶油套,收起上端开口处拧紧,开始缓力挤压直到能挤出合格纹路的奶油,等用。
将蛋糕坯摆到蛋糕转盘,用奶油刀刮到白奶油糊到坯上,再用奶油刀抹平整。取上好奶油的奶油套在其上面、侧面等部位边挤边转动转盘,形成初步装饰风格。用可挤花朵的奶油套挤上花朵点缀,亦可挤出各种图案点缀。
10.感官检验(参照蛋糕质量标准)
色泽:茶黄浸色。
组织:松泡、滋软、有弹性、剖面呈海绵状。
口味:松泡滋软、芳甜、蛋香味纯正浓郁。
六..注意事项
1.蛋糕的膨发主要依靠鸡蛋中的卵磷脂、稠厚清蛋白以及添加的蛋糕油中的乳化剂,此外糖分增加的粘稠度对气泡的持气性也有重要影响,因此要尽可能采有和新鲜鸡蛋。
2.在烤制时为了达到理想的组织结构,面火上火时要选择合适时机,即在膨发高度达到最后的80%左右时提升面火。
实验五饮用纯净水生产工艺
二、生产工艺原理
饮用纯净水的净化工艺包括沉降、吸附、机械过滤、超滤、反渗透、杀菌等过程,但最为关键之处主要集中在反渗透和臭氧杀菌等步骤。
反渗透与常规透析的原理正好相反。通过外加压力将预过滤的水体透过反渗透膜,电解质、金属离子、酸根阴离子及大分子被截留(脱盐作用),水分子则通过与反渗透膜的作用而透过(有别于一般的物理筛分原理),水中可溶性固形物杂质显著减少,同时电导率也显著降低,这样水就得到有效净化。目前常用的反渗透膜材料为醋酸纤维素膜和芳香族聚酰胺膜。如图7所示。
理论上原料自来水经预过滤、超滤和反渗透后是不存在微生物的,实际检测也证实这点,但在生产过程中存在许多二次污染的机会,因此,在饮用纯净水洁净灌装之前还必须进行冷杀菌处理。常采用紫外线或臭氧杀菌。240 ~ 260nm波段的紫外线杀菌效果最强,它通过破坏微生物细胞组织中的DNA、RNA,阻止细胞的再生而达到杀菌目的。由于受水温、水流速和辐射距离的影响往往不够理想;臭氧具有极强的氧化能力,可以通过三种方式进行快速灭菌:氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶,使细菌灭活死亡;直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞壁和DNA和RNA,细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡;渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生透性畸变,溶解死亡。当水体中臭氧浓度达到0.2mg/L以上时就有强杀菌作用,是目前发现的纯净水最佳杀菌方法。
三、实验器材
1.设备器具:机械过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、超滤装置、反渗透装置、臭氧发生器、臭氧混合塔、不锈钢储水罐、全自动灌装机、无菌灌装室等。
2.实验材料:二氧化氯、氢氧化钠、SDI测定仪、臭氧测定试纸、余氯测定试纸等
三、工艺路线
水源水→机械过滤→活性炭过滤→精密过滤→超滤→反渗透→臭氧杀菌→无菌灌装→灯检→成品→检验→产品↑
桶及其盖的清洗消毒
四、实验步骤
1.桶及盖的清洗消毒:桶的清洗消毒包括桶外壁清洗,碱洗,二氧化氯清洗;桶盖消毒包括二氧化氯浸泡和臭氧消毒。
2.水源水:开启水源(自来水)进水阀门,调整适量的进水使供需水量相对平衡;
3.粗滤:依次调整机械过滤器与活性炭过滤器阀门,启动1号增压泵,观察并记录压力表读数,检测过滤后水质是否满足污染指数FI15<5,余氯含量<0.1ppm(分别使用SDI测定仪与余氯测定试纸测定数据)。
4.开启阀门使水经过精密过滤器与超滤装置,对精密过滤装置进行排空操作,调节超滤装置阀门形成错流状态减缓膜浓差极化的形成。
5.待超滤后储水罐水量约有一半时,启动2号泵及反渗透装置的3号高压泵,调节反渗透装置回收率,检查各
压力表读数及电导率读数与上次运行是否有明显差异。
6.利用臭氧发生器所产生臭氧与臭氧混合塔对半成品水进行消毒,控制水体在灌装前的臭氧剩余浓度在0.3~0.5ppm之间。(使用臭氧浓度测定试纸进行测定)
7.无菌灌装:灌装室是一个洁净度整体千级,局部百级的无菌环境,由洗、灌、封一体的全自动灌装机完成成品的灌装。
8.检验:参照GB 17323《瓶装饮用纯净水卫生标准》中第6项检验规则中所要求的出厂检验项目进行检测。
七、思考题
1.简要说明反渗透的工作原理?
使用的冷却水必须符合饮用水的标准,必要时可以进行氯化处理,处理后的冷却水游离氯含量控制在3~5mg/kg。因为罐头食品在生产过程中难免受到碰撞和摩擦,有时在灌身卷边接缝处会产生肉眼看不到的缺陷,这种罐头在冷却时因食品内容物收缩,罐内压力降低,逐渐形成真空,此时冷却水就会在罐内外压差的作用下进入罐内,并因冷却水质量差而引起罐头腐败变质【酵母活化→ 第一次和面→ 第一次发酵→ 第二次和面→ 第二次发酵
→ 揿粉→ 整型→ 醒发→ 烘烤→ 冷却→ 包装→ 成品】
2.臭氧产生的方法及其消毒机理是什么?
一般臭氧的生产采用空气为原料,生产量可用电流控制。
臭氧消毒机理主要是通过氧化作用破坏微生物膜的结构来实现杀菌作用。
臭氧具有极强的氧化能力,可以通过三种方式进行快速灭菌:氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶,使细菌灭活死亡;直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞壁和DNA和RNA,细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡;渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生透性畸变,溶解死亡。
3. 纯净水出厂检验的指标包括哪些?
答:感官要求、净含量、pH值、电导率、菌落总数和大肠菌群为每批必检项目
实验六混浊型果蔬汁生产工艺
二.主要实训器材
1.实训仪器和设备
水果刀、手持糖度计、电子称、夹层锅、预煮锅、胶体磨、均质机、半自动封罐机、电热杀菌锅。
2.实训材料
原料:新鲜胡萝卜(或桃子、梨子、桔子、橙子、猕猴桃、芒果、芹菜等均可)。白砂糖、甜蜜素、果胶(或黄原胶、CMC等)、柠檬酸、水果香精、食用色素、抗坏血酸。
包装材料:250mL防酸电阻焊易开罐或耐热聚酯瓶。
三.工艺流程
原料验收→洗果→挑选→破碎去皮、籽→(预煮)→打浆→过滤→调配→脱气→装罐→排气、密封→杀菌、冷却→检验→包装→成品
四.操作步骤
1.洗涤修整: 原料经剔除病虫害、霉烂、机械损伤者后投入清水池中进行流动水冲洗,或用喷淋清洗机清洗,去除尘土、砂粒,减少微生物的污染。然后用小刀修去黑斑、裂烂及病虫害部位。
2.破碎: 将洗净的胡萝卜用刀切成小于1cm的小丁。其它原料可去皮去籽或去核。
3.预煮、打浆: 将上述原料于预煮锅中预煮。注意料:水比不要超过1:2。先将水加热到90℃以上或沸腾,倒入400ppm的抗坏血酸,然后倒入果料,预煮2-5min,捞起。预煮的水同时回收。
将预煮好的果料配合适量的预煮水于胶体磨中打浆。注意,添加多少水看情况而定。
4.过滤: 将果浆用双层纱布过滤,滤去粗纤维及残余的粗果粒、果籽等。得到预处理果汁原浆。
5. 稳定剂的预处理: 稳定剂可采用果胶、、果胶+CMC(1:1)。添加量是终产品的0.01~0.05%。胡萝卜汁添加0.01%的果胶;桃汁、芒果汁、猕猴桃汁添加0.03%果胶+黄原胶(1:1)。计算好添加量后称量,将稳定剂先用少量纯水拌润,再用适量水分散均匀,加热溶化,然后用胶体磨打浆待用。
6.调配: 先测定一下原果浆的可溶性固形物含量,以上述过滤的果汁原浆为主要配料,用适量的纯净水进行调配,可稀释到2~5倍(视原料固形物含量或风味浓烈程度而定)。加入准备好的稳定剂,用白砂糖、柠檬酸调配好适宜的甜酸比(糖度一般控制在5~7%,还可用甜密素代替部分白砂糖;pH值3.5~4.0)、加入适量的果香精和食用
色素。最后得到甜酸适宜、口感较好的果汁饮料。
7.加热脱气与均质: 将调配好的果汁饮料加热至80℃左右,搅拌脱气,然后进行均质(压力控制在20-60MPa)。
8.灌装密封与杀菌冷却
耐热聚酯瓶:调整果汁温度至少85℃,然后热灌装,留顶隙,密封,倒瓶5min。冷水冷却到38℃以下。
金属罐:无需调整果汁温度,灌装,留顶隙,密封。5-15min/100℃杀菌。冷水冷却到38℃以下。
9.检查
样品保存于通风的室温条件下,最好暗置。7天后观察果汁的稳定性,开盖品尝,记录实验结果。
八.思考题
1.果料为什么要进行预煮?
答:由于对果料进行加热预煮使细胞原生质中的蛋白质凝固,改变了细胞的半透性,同时使果肉软化,果胶质水解,降低了液汁的粘度,因而提高了出汁率,预煮同时有利于色素和风味物质的渗出,并能够抑制酶的活性。
2.混浊型果汁饮料为什么能几个月不分层?请解释其稳定性原理?
答:因为混浊型果汁饮料是经过均质过程的,所以可以很久不分层。原理是使其不同粒子悬浮均质化,使果汁保持一定的混浊度,获得不易分离和沉淀的果汁。果汁通过均质设备均质,使果汁中所含的悬浮粒子进一步破碎,使粒子大小均一,促进果胶渗出,使果胶和果汁亲和,均匀而稳定地分散在果汁中。
实验七冰淇淋的加工
二.主要实训器材
1.设备器具:冰淇淋凝冻机、均质机、杀菌机、过滤机、不锈钢锅、冰箱、低温冰箱、打蛋器、台秤、天平、普通温度计、数显式低温温度计等。
2.材料:全脂奶粉、白砂糖、天然奶油或人造奶油、鲜鸡蛋、羧甲基纤维素钠、可可粉、香兰素等。
三.实训配方
每个配方各制得约10千克成品(若设备生产能力大时可以放大用料量):
1.奶油冰淇淋:白砂糖1.3Kg,全脂奶粉1.5Kg,黄油0.4Kg,鸡蛋0.8Kg,明胶50g,水6Kg,(奶油香精适量)。2.香草冰淇淋:白砂糖1.4Kg,全脂奶粉1.4Kg,黄油0.4Kg,鸡蛋0.8Kg,香兰素10~15g,明胶50g,水6Kg。
3.可可冰淇淋:白砂糖1.5Kg,全脂奶粉1.3Kg,黄油0.4Kg,鸡蛋0.8Kg,明胶50g,可可粉80~110g,水6Kg。四.主要工艺流程
原辅料处理→配料→过滤→杀菌→冷却→均质→冷却→老化→加小料→凝
软质冰淇淋
硬化→冻藏→硬质冰淇淋
五.操作步骤与要求
1.原辅料处理和设备器具的清洗消毒
白砂糖加水溶解,煮沸,120目过滤器过滤或四层纱布过滤。全脂奶粉加温水,调成糊状,再加水稀释成奶溶液。
鸡蛋经清洗后,去壳,蛋液装入小锅中,用打蛋器打散。
奶油切成小块后用微火熔化。注意不可使用大火加热,以防破坏奶油结晶。
稳定剂——明胶事先加水清泡,泡透泡软后小火加热溶解成均一透明的溶液(也可不用浸泡,但加热时更要小心。
可可粉过筛,不能有结块。清洗设备器具,并消毒。
2.配料:将上述处理的各料倒入配料缸或不锈钢锅中搅匀。微火加热有助于各料的溶解混匀。
3.过滤:用过滤器或四层纱布过滤,滤料入杀菌锅(如不锈钢锅)。
4.杀菌:加热升温到77℃,保持15min(或68℃、30min)。升温过程尽可能快,在杀菌过程中需搅拌,以防焦糊和受热不均,采用简写式杀菌工艺时最好用水浴加热。
5.冷却:杀菌结束后,立即用冷水冷至60~65℃。
6.均质:均质温度为60~65℃,均质压力为16~18MPa。最好采用二级均质,第一级均质压力为16~18MPa,第
二级均质压力为6~7MPa 。均质1~2次。未达到均质压力的物料应回流再均质。
7.冷却:均质完的物料,用冷水使其温度迅速降至室温,再放入冷藏室,使其进一步降温至2~4℃。
8.老化:使物料在2~4℃的环境下,保存4~24小时。若在冷库中老化时,物料要密闭,防止微生物污染、串味、冷凝水及其它异物混入。以物料的粘稠度判定老化终点。
9.添加小料:
(1)生产奶油冰淇淋或香草冰淇淋时,可在老化后凝冻前,向混合料中加入适量的奶油香精或香料如香兰素,搅拌均匀,即可。
(2)生产可可冰淇淋,可在老化后,向混合料中加入适量的可可粉、香料或香精、色素等辅料(后面几种料可以不加),搅拌均匀,即可。
10.凝冻:开机后,将混合料放入凝冻机中凝冻:若所使用的简写式三色冰淇淋凝冻机,则可将可可混合料放入一个贮料室,将奶油冰淇淋或香草冰淇淋放入另一贮料室用两个凝冻室同时凝冻;若使用连续式凝冻机,按照设备操作要求凝冻。在凝冻过程中,要供给洁净的空气,以提高产品的膨胀率。冷冻到-4~-6℃即可出料。
11.成型与包装:将凝冻好的冰淇淋装入包装容器或纸杯或塑料杯中,加盖。即得软质冰淇淋。
12.硬化:包装好的冰淇淋放入冰箱冷冻室或速冻设备中进行速冻,硬化温度为-25~ -40℃,最好有冷空气循环。硬化时间以冰淇淋几何中心温度达到-18℃所需时间为准。
没有硬化条件的,可将包装好的冰淇淋放入低温冰箱或低温冷库进行简易硬化处理,完全冻结后便是硬质冰淇淋。
13.贮存:硬化好的硬质冰淇淋须在-18~ -20℃低温下贮存。
通常使用低温冷库,最好是专用冷库或单间。少量冰淇淋可贮 存在冰箱冷冻室。
六.冰淇淋膨胀率的测定
根据下列公式计算: %100?-=同体积冰淇淋重同体积冰淇淋重
混合料液重膨胀率
八.注意事项
凝冻机的类型及其品牌对产品尤其是对产品的膨胀率的影响很大。
物料凝冻到出料温度时,最好及时出料,以防物料温度过低造成出料困难。在使用性能较差的凝冻机时尤其要注意这一点。
使用间歇式冰淇淋凝冻机时出料温度稍高一点为好,使用连续式冰淇淋凝冻机时出料温度稍低一点为好。 生产可可冰淇淋时,可可粉的用量不能多,否则产品有苦味。
教学实践证明:使用稳定剂明胶做出的冰淇淋比使用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)品质要好。
九.思考题
1.冰淇淋混合料凝冻的作用是什么?
2.冰淇淋混合料中加入鲜鸡蛋,其作用是什么?
鸡蛋及蛋制品有着改善冰淇淋的结构,组织状态及风味的重要作用。
蛋白在凝冻搅拌时形成薄膜,对混入空气有保护作用;
蛋黄中的卵磷脂能起乳化和稳定的作用,可使组织松软,形体轻盈。
鸡蛋起了决定性的作用
3.通过本次实训,请思考企业是如何生产冰淇淋的?
实验八 活菌型发酵乳加工
三、主要实验器材:
均质机(胶体磨)、杀菌机、冰箱、台称、天平、普通温度计等。
四、实验配方
配方一:非脂乳固体(SNF )8.5%,糖的含量为7%。
配方二:非脂乳固体(SNF )8.2%,糖的含量为7.5%。
五、工艺流程
原料乳(全脂乳或脱脂乳)→杀菌(85℃/15min )→冷却(至35~40℃)→加发酵剂(1~2%)灌装→封口→发
酵(37~40℃/3~3.5h)→冷藏(4~5℃)→检验→成品
六、操作步骤与要求
1、原料乳检验
(1)原料检验
(2)新鲜度:煮沸试验合格,酸度18°T以下
(3)抗菌素检验:TTC试验阴性
(4)微生物指标:杂菌数<1005个/mL
2、发酵剂的制备
(1)乳酸菌纯培养物
原料乳→检验→脱脂→分装于灭菌试管→灭菌(115℃/15min)→冷却(40℃)→接种(纯菌种干或已活化的菌剂1~2%)→适温培养(37~45℃/3~6h)→凝固→4℃冷藏备用,一般重复上述工艺4~5次,接种3~4h后凝固,酸度达90°T左右为准。
(2)母发酵剂制备
原料乳→检验→脱脂→分装于灭菌三角瓶(300~400mL)→灭菌(115℃/15min)→冷却(40℃)→接种(乳酸菌纯培养物,2~3%)→培养(37~45℃适温,3~6h)→凝固→冷藏(4℃)
(3)工作发酵剂制备
原料乳→检验→脱脂或不脱脂→杀菌(85℃/15min)→冷却(40℃)→接种(母发酵剂,2~3%)→培养(37~45℃适温,3~6h)→凝固→4℃冷藏备用
3、凝固型酸奶制造
(1)原料乳检验:要求适用F>3.2%,TS>11.5%,酸度<18°T,TTC试验阴性的鲜原料乳,并于原料中添加6~8%的纯净蔗糖。
(2)杀菌:将原料置于锅内,用水浴或电炉加热,以85~90℃/15min杀菌。
(3)冷却:杀菌结束,用冷水冷却至40℃。
(4)添加工作发酵剂:选用保加利亚乳酸杆菌和嗜热乳酸链球菌的混合菌种,添加量为2~3%,并迅速搅拌均匀。
(5)灌装:灌装于经无菌处理的酸奶瓶中,装量为227g或250g,立即用上蜡无菌酸奶封口纸封线。
(6)培养:置于40~45℃培养箱内,培养3~3.5h,然后抽查制品酸度和品质,若酸度达70~80°T(或pH4~5),组织均匀、致密,无乳清析出,表明凝块质地良好,可转入冷藏箱。
(7)冷藏:于4~5℃下冷藏24h,进行后发酵,酸度可达80~90°T。
(8)检验:酸度(pH在4~4.5)。
(9)成品:贮放于4~5℃冷藏箱内。
九、附录
原料乳抗菌素残留量检查(TTC检验法)
(一)原理
TTC(2,3,5—氯化三苯基四氮唑)是作为指示剂,如果在原料乳中有抗菌素存在,加入菌种,经培养后,菌种不增殖,此时,由于作为指示剂的TTC加于其中不被还原,所以仍呈无色状态;与此相反,如果没有抗菌素存在,则加入菌种会增殖,TTC被还原变红色,样品又随之染成红色。也说是说,被检样品呈乳的原色时,为阳性,表明有抗菌素残留;染成红色时,为阴性,表明无抗菌素残留。
(二)菌种
使用嗜热链球菌,菌种在脱脂乳培养基或10%脱脂乳粉培养基中保存,接种时间不超过20天,不然就有绝种的危险。
脱脂乳进行8磅/10min灭菌。
先把试管灭菌好,然后再装入脱脂乳进行灭菌。因为,要保证无菌,需用8磅/10min的灭菌条件。
于检验的前一天,将菌种接种于脱脂乳培养基中,于36±1℃,15h培养后,用灭菌脱脂乳培养基或10%脱脂乳粉培养基稀释2倍,作用(1:1),使用时,用已接入菌种,经培养后的培养基加入等量未接菌种的培养基稀释成1:1即可用。
(三)TTC试剂配制
称取TTC粉末1g,溶解于25mL灭菌蒸馏水中,装入棕色瓶中,放置于7℃冰箱,暗处保存,如着色者不应使用,溶液变色不能用。
(四)操作方法
取乳样9mL→杀菌(80℃/5min)→冷却(至37℃以下)→接种(1mL)→培养(水浴36±1℃,培养2.4h)→加入TTC 0.3mL→培养(水浴36±1℃,培养30min)→观察(红色为“阴性”,呈原色为“阳性”)
观察应尽量避光。
检验样
85℃/5min
冷却至37℃以下加菌液1mL,培养2h
加TTC,0.3mL
不显色红色
第二次观察
培养30min 报告
(五)判断方法
准确培养30min,观察结果,如不显色,再继续培养30min,作第二次观察。在观察时,要迅速判断其显色状态,检验时呈乳的原色,为“阳性”;呈红色为“阴性”。
显色状态标准判断。
“+”阳性,未显色,有抗菌素存在;
“-”阴性,呈淡红色、桃红,无抗菌素存在。
(六)
TTC试剂应于暗处保存,避免光线直射;4%的TTC水溶液应贮于棕色瓶内并放入7℃冰箱。若出现黑色者则不能使用,每次配制不宜过多。脱脂乳培养基要绝对无抗菌素污染,做好的培养基应做试验。水浴温度要准确,保持36±1℃。试管、吸管、蒸馏水均需高压灭菌后,才能使用。水浴培养时,应避光,判断结果要迅速每个样品重复3次,对照管做1次(TTC对照,菌液对照)。
菌液对照管——先将灭菌全脂乳(不含抗菌素)9mL,同样吸入1mL菌液,即作对照,不加TTC。
TTC对照管——全脂牛乳(不含抗菌素)
(1)菌液对照
灭菌全脂乳9mL→杀菌(85℃/5min)→冷却→加菌液1mL→培养(水浴36±1℃,2h)→不加TTC→培养(水浴36±1℃,30min)→观察(不显色)
(2)TTC对照
灭菌全脂乳9mL→杀菌(85℃/5min)→冷却→加菌液1mL→培养(水浴36±1℃,2h)→加TTC液0.3mL →培养(水浴36±1℃,20min)→第二次观察(红色)
菌种保存:
(1)从已经培养的菌液中吸取菌种,于灭菌的脱脂乳中,经37℃,24h培养后,取出,放于室温保存,不得超过20天。
(2)脱脂乳粉10g,加蒸馏水100mL,灭菌(8磅/10min),取5mL0.2~0.25mL菌种,每天接2支,一支试验用,一支保存菌种。
生物科学,生物技术,生物工程的区别与联系
生物科学 业务培养目标:本专业培养具备生物科学的基本理论、基本知识和较强的实验技能,能在科研机构、高等学校及企事业单位等从事科学研究、教学工作及管理工作的生物科学高级专门人才。 业务培养要求:本专业学生主要学习生物科学方面的基本理论、基本知识,受到基础研究和应用基础研究方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养及一定的教学、科研能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识; 2.掌握动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能; 3.了解相近专业的一般原理和知识; 4.了解国家科技政策、知识产权等有关政策和法规; 5.了解生物科学的理论前沿、应用前景和最新发展动态; 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。 主干学科:生物学 主要课程:动物生物学、植物生物学、微生物学、生物化学、细胞生物学、遗传学、发育生物学、神经生物学、分子生物学、生态学等 主要实践性教学环节:包括野外实习、毕业论文等,一般安排10周~20周。 主要专业实验:动物生物学实验、植物生物学实验、微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验等 修业年限:四年 授予学位:理学学士 生物技术
业务培养目标:本专业培养具备生命科学的基本理论和较系统的生物技术的基本理论、基本知识、基本技能,能在科研机构或高等学校从事科学研究或教学工作,能在工业、医药、食品、农、林、牧、渔、环保、园林等行业的企业、事业和行政管理部门从事与生物技术有关的应用研究、技术开发、生产管理和行政管理等工作的高级专门人才。 业务培养要求:本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识,受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练,具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力: 1.掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识; 2.掌握基础生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、基因工程、发酵工程及细胞工程等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能,以及生物技术及其产品开发的基本原理和基本方法; 3.了解相近专业的一般原理和知识; 4.熟悉国家生物技术产业政策、知识产权及生物工程安全条例等有关政策和法规; 5.了解生物技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态,以及生物技术产业发展状况; 6.掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法;具有一定的实验设计,创造实验条件,归纳、整理、分析实验结果,撰写论文,参与学术交流的能力。 主干学科:生物学 主要课程:微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等 主要实践性教学环节:包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计)等,一般安排10周~20周。 主要专业实验:微生物学实验、细胞生物学实验、遗传学实验、生物化学实验、分子生物学实验、生物技术大实验等 修业年限:四年 授予学位:理学学士
生物工程下游技术
生物工程下游技术生物工程下游技术的定义 指从动植物与微生物的有机体或器官、生物工程产物(发酵液、培养液)及其生物化学产品中提取、分离、纯化有用物质的技术过程。 实质:是研究如何从混合物中把一种或几种物质分离出来的科学技术。 1.生化工程分离技术 预处理 结晶干燥 离心法:离心过滤、离心沉降、超离心 萃取法:有机溶剂、双水相、液膜、反胶团、超临界 层析法:凝胶过滤层析、反相层析、亲和、疏水相互作用、聚焦、离子交换 膜分离:微滤、超滤、 反渗透、透析、电渗透 2.生物物质常用的分离技术 氨基酸:结晶和离子交换法 蛋白质和多肽:离子交换层析、电泳 糖类:吸附层析 脂质:有机溶剂萃取、超临界流体萃取和层析 抗生素:有机溶剂萃取、离子交换、结晶和吸附层析 3. 生物分离方法的选择与评价 原则: 步聚少,次序合理,产品规格(注射,非注射),生产规模,物料组成,产品形式,产品稳定性,危害性,物性:溶解度、电荷、分子大小、功能团、稳定性、挥发性,废水处理 4.浓缩率:浓缩程度一般用浓缩率(concentration factor)表达,是一个以浓缩为目的的分离过程的最重要指标。浓缩率为m,mt=mx则目标产物未得到任何程度的分离纯化。 5.分离因子:分离因子又称分离系数。产品中目标产物浓度越高,杂质浓度越低,则分离因子越大,分离效率越高。 6. 回收率:无论是以浓缩还是以分离为目的操作过程,目标产物均应以较大的比例回收, 回收率R:
生物分离操作多为间歇过程(分批操作),若原料液和产品溶液的体积分别为VC和VP。 1 生物产品与普通化工产品分离过程有何不同? 2 设计生物产品的分离工艺应考虑哪些因素? 3 分离纯化的回收率与浓缩率如何计算? 4 现代生物分离工程研究方向有哪些特点? 5 分离纯化指标有哪些? 简述pH对发酵液过滤特性的影响,并举例说明。 答:(1) pH直接影响发酵液中某些物质的电离程度和电荷性质,因此适当调节pH值可以改善发酵液的过滤特性。(2)氨基酸和蛋白质在酸性条件下带正电,碱性条件下带负电,等电点时净电荷为零,两性物质在等电点下的溶解度最小,等电点沉淀法在生物工业分离中广泛使用。(3)如味精生产,利用等电点沉淀法提取谷氨酸,一般蛋白质也在酸性范围达到等电点;膜分离中可通过调整pH 值改变易吸附分子的电荷性质,减少膜堵塞和膜污染;此外,细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在特定pH下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒,有利于过滤进行。 第二章 1.预处理的目的:促进从悬浮液中分离固形物的速度,提高固液分离的效率: ⑴改变发酵液的物理性质,包括增大悬浮液中固体粒子的尺寸,降低液体黏度。 ⑵相对纯化,去除发酵液中的部分杂质(高价无机离子和杂蛋白质),以利于后续各步操作。 ⑶尽可能使产物转入便于后处理的一相中(多数是液相); 2.预处理的方法 凝聚和絮凝 加热法 调节悬浮液的pH值 杂蛋白的去处 高价无机离子的去处 助滤剂 反应剂 3凝聚与絮凝:.凝聚与絮凝处理过程就是将化学药剂预先投加到悬浮液中,改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,破坏其稳定性,使其聚集起来,增大体积以便固液分离。 凝聚和絮凝技术常用于菌体细小而且黏度大的发酵液的预处理中。 凝聚和絮凝是两种方法,两个概念。
食品微生物检测实验
实验一食品中细菌总数的检验 一、实验目的要求 1、了解细菌总数检验的意义。 2、掌握样品稀释处理的方法和菌落总数计数的方法 3、掌握国标法测定菌落总数的方法和技能 4、熟练无菌操作技术。 二、原理 菌落总数是指食品经过处理,在一定条件下培养后,所得1g或1ml检样中所含细菌菌落总数。菌落总数主要作为判别食品被污染程度的标志,也可以应用这一方法观察细菌在食品中繁殖的动态,以便对被检样品进行卫生学评价时提供依据。 菌落总数并不表示样品中实际存在的所有细菌总数,菌落总数并不能区分其中细菌的种类,所以有时被称为杂菌数,需氧菌数等。 三、试剂和仪器 (一)最先准备的器材(清洗、烘干、包扎、灭菌) 规格名称数量用途 1、500ml广口瓶1个稀释样品 2、500ml三角瓶1个配制生理盐水 3、250ml三角瓶2个配制营养琼脂 4、18×180mm试管3支稀释样品 5、1ml移液管 5 支 6、直径为90mm平皿10套倒营养平板 7、250ml量筒1支 8、玻璃珠:直径约5mm (二)应灭菌、消毒的器材 剪刀1把不锈钢药匙1把称量纸:适量 酒精消毒的器材:吸耳球1个,滴管胶头4只,开瓶器
(三)应制备的培养基 培养基总量所用容器 1、0.85%NaCl生理盐水1瓶300ml/瓶500ml三角瓶 2、平板计数琼脂(PCA)培养基:2瓶100ml/瓶250ml三角瓶 四、实验内容 (一)、基本操作过程: 样品称量→→样品稀释→→倾注平皿→→培养48小时→→计数报告。 (二)、样品的稀释(样品的处理) 样品:袋装乳粉 外包装消毒→→无菌称样品25g→→加无菌生理盐水→→加盖振荡摇均匀 1、用75%酒精棉球擦拭消毒袋口,用无菌剪刀开封取样。称取检样25g,放入装有适量玻璃珠的灭菌广口瓶子中,然后用225mL温热的灭菌生理盐水徐徐加入(先加入少量生理盐水将乳粉调成糊状,再全部加入,以免奶粉结团),采用振摇法(用力快速振摇50次,振幅不小于40cm)振摇均匀,即为1:10的稀释液。固体检样在加入稀释液后,最好置灭菌均质器中以8000~10000r/min的速度处理1min,制成1:10的均匀稀释液。 2、用1ml灭菌吸管,吸取1∶10稀释液1ml,注入含有9ml灭菌生理盐水的试管内,振摇试管混合均匀,制成1∶100稀释液。 3、另取1ml灭菌吸管,按上项操作顺序作10倍递增稀释液,如此每递增稀释一次,即换用另一支1ml灭菌吸管。 4、根据对检样污染情况的估计,选择2~3个适宜稀释度,分别在作10倍递增稀释的同时,即以吸取该稀释度的稀释液1ml于灭菌平皿内,每个稀释度做2个平皿。 5、用1ml生理盐水作空白对照试验,做2个平皿。 注意: ①吸管尖端不要触及瓶口或试管口外部,也不得触及管内稀释液。 ②吸管插入检样液内取样稀释时,插入深度要达2.5cm以上,调整时应使管尖与容器内壁紧贴。 ③进行稀释时,应使吸管内的液体沿管壁小心流加入,以免增加检液。 ④每递增稀释一次,即换用一支1ml灭菌吸管。
生物技术工程实验室建设
2007-2010年中央与地方共建高等学校共建专项资金项目 生物技术工程实验室建设 可行性论证报告 重庆科技学院 生物系 二○○七年六月二十日
一、总论 1、学科基本情况 原化学与生物工程学院是一个多学科及交叉学科并存的综合性学院,有化学与化学工程、生物技术、环境科学三个一级学科,以及交叉学科覆盖了全院八个专业:化学工程与工艺、应用化学、精细化工、工业分析、商品质量检测、生物制药、制药工程、环境工程,其中已有化学工程与工艺、应用化学两个本科专业。07年3月学校完成了学科专业结构布局调整,进行资源重组,由原来的化学与生物工程学院,新组建成立了化学化工学院和生物系。生物系现有15人,副教授1人,讲师7人,助教4人,全部具有硕士学位,其中博士5人。现有生物制药、制药工程两个专业,2001年以来形成了以能力培养为主线,以基础知识的传授和学习能力的培养、工程观念和创新能力的培养为两个教学重心。全面体现“厚基础、宽口径、重实践、高素质、创造性”整体思路,突出本专业在新药研究与开发方面所形成的特色。 2、实验室现状 化学化工实验室始建于1950年,经过五十六年的发展与建设,特别是经过2004、2005年中央与地方共建基础化学实验室及化工原理实验室的建设,生物系和化学化工学院现共有:制药工程实验室、微生物实验室、生化技术实验室、化工原理实验室、化工仿真实验室、基础化学实验室、化学工程与工艺实验室等实验室,拥有包括高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收仪、紫外分光光度仪、红外光谱仪、元素分析仪、发射光谱仪等贵重精密仪器,设备总价值505多万元设备。 3、建设概况 (1)概况 项目名称:生物技术工程实验室建设 项目类型:仪器设备购置 项目需要的投入总额:1200万元。其中对中央财政专项资金的最低需求960万元。 (2)预期目标: 为了全面贯彻落实教育部、财政部《关于实施高等学校本科教学教学质量与教学改革工程的意见》文件精神,集中力量有效提升专业实验室的水平,保证本科教学质量,对2千多平方米的教学实验设备进行整体建设,推进实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。 ①该项目建设完成后,“生物技术工程实验室”的设备档次、规模、台套数满足“质量工程”的要求,增加了设计性、综合性、创新性实验内容,使实验开出率达到100%、设备利用率90%以上,全面提高本科实验教学质量,使学生的综合素质和实践能力得到培养和锻炼;该项目建设完成后,可进一步加强产学研密切合作,与社会、行业以及企事业单位共同建设实习、实践教学基地,培养出一大批社会需要的适用人才。
6705生物工程下游技术
省高等教育自学考试大纲 课程名称:生物工程下游技术课程代码:6705 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 生物工程下游技术这门课程适合于理工科专业生物工程专业进行学习。本课程的容更多的涉及到工业应用。下游技术是对于由生物界自然产生的生物体或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应、微生物转化等各种生物工业生产过程获得的生物原料,经提取分离、加工并精制目的成分,最终使其成为产品的技术,也称为下游工程或下游加工过程,是生物技术产品产业化的必经之路。目前所指的下游技术大多数属于“物质分离”畴。主要研究的是物质分离的方法原理及相关的仪器设备。生物工程下游技术这门课程涉及到物理,化学,生物化学,发酵工程,生物工程与设备等多门学科。 二、课程目标与基本要求 通过学习生物工程下游技术这门课程应掌握以下基本知识点: 1.生物工程下游技术的研究对象和发展历程 2.下游技术的理论基础 3.发酵液预处理,微生物细胞破碎方法和设备 4.溶剂萃取和浸取,超临界流体萃取,双水相萃取,反胶团萃取,膜分离过程,液膜分离,离子交换法,色谱法等主要分离单元操作技术及分离过程的特点,工艺设计与设备选型通过学习了解各种分离方法的原理,适用围,熟悉常用分离设备的操作,在实际应用中可以选择合适的分离方法对仪器进行操作达到分离的目的。通过学习,具备对生物产品的分离、纯化技术的应用能力,及对生物物质提纯最佳方案的设计能力。 三、与本专业其他课程的关系 本课程的容更多的涉及到工业应用。下游技术对各种生物工业生产过程获得的生物原料,经提取分离、加工并精制目的成分,最终使其成为产品的技术。在生物工程专业课程的学习中,是一门将生物工程上游技术应用到实际生产中所需要借助的手段。 《物理学》,《无机化学》,《有机化学》,《物理化学》等基础课是这门课程的基础,《微
基础生物学实验教学大纲.doc
《基础生物学》实验教学大纲 课程代码:课程名称:基础生物学 课程性质:必修课程类别:专业基础 实验项目个数:9 面向专业:生物技术 吟趟材黄诗笺主编《动物生物学实验指导》, 头报教竹:王英典、刘宁主编《植物生物学实验指导》,高等教育出版社,2001 ―、课程学时学 课程学时: 80 学分:4 实验学时:28 二、实验H的、任务、教学基本要求及考核方式 1、目的和任务: 通过木课程的学习,获得基础生物学必要的基木理论、基木知识和基木技能。了解生物的基本特性及其生命活动规律,为学习后续课程及从事于本专业有关的生物技术打下一定基础。 2、教学基本要求: 掌握基础生物学实验技术的基本操作和技能,熟练使用显微镜,并对原生生物及动植物的基木形态和结构有所了解。 3、考核方式: 操作考核:50% 理论考核:50% 三、实验项目一览表 序 实验项目名称实验 时数 实验内容及目的实验 要求 实验 类型 备注 1显微镜的使用 和细胞形态结 构观察及原生 动物和藻类植 物的形态观察 3 1 .显微镜使用的一般方法; 2.观察眼虫、草履虫、变形虫、鱼腥 藻、衣藻、团藻及寄生性原生动物的 形态结构。 必修 验证 性 显微镜 2植物的营养器 官 3 1.观察各种新鲜植物根的标本,区别 初生根与次生根,双子叶植物根与单 了叶植物的根; 2.观察裸了植物茎,被了植物茎(木 本、草本),分析其结构的区别; 3.观察各种叶子的形态结构,了解不 同生态类型的叶的区别。 必修 验证 性 显微 镜,解 剖镜
3植物的繁殖器 官 3 1 .解剖几种植物的花,认识花的结 构; 2.解剖儿种植物的果实,认识不同类 型的果实; 3.解剖几种种子,了解种子的基木结 必修 验证 性 显微 镜,解 剖镜
生物工程下游技术习题题目练习
生物工程下游技术复习题 第一章绪论 生物下游加工过程的几个阶段 预处理和固液分离, 提取(初步分离), 精制(高度纯化), 成品制作. 评价分离效果的重要参数:纯度,回收率,浓缩率。
第二章发酵液预处理和固液分离 主要名词:凝聚、絮凝 凝聚:指在电解质作用下,由于胶粒之间双电层电排斥作用降低,电位下降,而使胶体体系不稳定的现象; 絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作用,使胶粒形成较大絮凝团的过程。1.改变发酵液过滤特性的方法 调酸(等电点),热处理,电解质处理,添加凝聚剂,添加表面活性物质,添加反应剂冷冻-解冻,添加助滤剂 2.发酵液的相对纯化 (1)高价无机离子的去除方法 (2)杂蛋白的去除方法 沉淀法,变性法,吸附法。 3常用的固液分离方法: 重力沉降,浮选,旋液分离,介质过滤,离心。 (1)离心 离心机种类:碟片式。管式。倾析式。 (2)过滤(澄清过滤,滤饼过滤) 过滤机种类:按推动力分为4种重力过滤,加压过滤,真空过滤,离心过滤。 板框压滤机,真空转鼓过滤机 第三章细胞破碎和包涵体复性 细胞破碎的主要方法和适用对象,了解基本机理
方法:珠磨法原理:进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠、石英砂、氧化铝等研磨剂(直径小于1mm)一起快速搅拌或研磨,研磨剂、珠子与细胞之间的互相剪切、碰撞,使细胞破碎,释放出内含物。在珠液分离器的协助下,珠子被滞留在破碎室内,浆液流出从而实现连续操作。 高压匀浆法原理:利用高压使细胞悬浮液通过针形阀,由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞破碎,细胞悬浮液自高压室针形阀喷出时,每秒速度高达几百米,高速喷出的浆液又射到静止的撞击环上,被迫改变方向从出口管流出。不适用范围:易造成堵塞的团状或丝状真菌,较小的革兰氏阳性菌,含有包含体的基因工程菌(因包含体坚硬,易损伤匀浆阀) 珠磨法固体剪切作用可达较高破碎率,可较大规模操作,大分子目的产物易失活,浆液分离困难 高压匀浆法液体剪切作用可达较高破碎率,可大规模操作,不适合丝状菌和革兰氏阳性菌 超声破碎法液体剪切作用对酵母菌效果较差,破碎过程升温剧烈,不适合大规模操作X-press法固体剪切作用破碎率高,活性保留率高,对冷冻敏感目的产物不适合 酶溶法酶分解作用具有高度专一性,条件温和,浆液易分离,溶酶价格高,通用性差化学渗透法改变细胞膜的渗透性具一定选择性,浆液易分离,但释放率较低,通用性差渗透压法渗透压剧烈改变破碎率较低,常与其他方法结合使用 冻结融化法反复冻结-融化破碎率较低,不适合对冷冻敏感目的产物 干燥法改变细胞膜渗透性条件变化剧烈,易引起大分子物质失活 第四章沉淀法 1.蛋白质的表面特征 蛋白质组成 20种氨基酸构成的两性高分子电解质,包括疏水性氨基酸和亲水性氨基酸 蛋白质折叠趋势 疏水性氨基酸:向内部折叠的趋势 亲水性氨基酸:分布于蛋白质外表面的趋势 结果 在蛋白质三维结构中仍会有部分疏水性氨基酸残基暴露于表面,在蛋白质表面形成一定的疏水区
食品微生物学实验技术思考题答案
食品微生物学实验技术思考题答案 1. 用油镜观察时应注意哪些问题?在载玻片和镜头之间加滴什么油?起什么作用? 答:应该先用擦镜纸将镜头擦干净,以防上次实验的污染.操作时,先低倍再高倍.用完要擦掉油.加香柏油,作用是增加折光率,也就是增加了显微镜的分辨率.油的折光率和分辨率成反比(有公式),同时与波长成正比. 2. 列表比较低倍镜、高倍镜及油镜各方面的差异。为什么在使用高倍镜及油镜时应特别注意避免粗调节器的误操作答:使用高倍镜和油镜时镜头距离标本较近,而粗调节器的调节幅度较大,粗调节器的误操作会使镜头大幅度向标本移动,很容易损坏标本和镜头。一般先用低倍镜找到物象后换到高倍镜,就只需要用细调节器了。 3. 什么是物镜的同焦现象?它在显微镜观察中有什么意义? 答:在一般情况下,当物像在一种物镜中已清晰聚焦后,转动物镜转换器将其他物镜转到工作位置进行观察时,物像将保持基本准焦的状态,这种现象称为物镜的同焦。利用这种同焦现象,可以保证在使用高倍镜或油镜等放大倍数高、工作距离短的物镜时仅用细调节器即可对物像清晰聚焦,从而避免由于使用粗调节器时可能的误操作而损坏镜头或载玻片。 4. 影响显微镜分辨率的因素有哪些? 答:物镜的NA 值(物镜的数值孔径)与照明光源的波长 5. 根据你的实验体会,谈谈应如何根据所观察微生物的大小,选择不同的物镜进行有效地观察 答:细菌用油镜,真菌用高倍镜。都是先用低倍镜找到目标后,再用高倍镜调到合适的视野和合适的清晰度。 答:放线菌、酵母菌、多细胞真菌相对较大,用放大40 倍的物镜就可以看了,细菌小,要用放大1000 倍的物镜看,感觉还很小。病毒那就要用电子显微镜看了。 6. 哪些环节会影响革兰色染色结果的正确性?其中最关键的环节是什么? 答:涂片环节、加热固定环节、脱色环节;其中最关键的环节是脱色环节 7. 进行革兰氏染色时,为什么特别强调菌龄不能太老,用老龄细菌染色会出现什么问题? 答:着色不均,染色效果不好。阴性阳性不明显分不太清楚,问题是:不便于显微镜下观察是阳性菌还是阴性菌 8. 革兰氏染色时,初染前能加碘液吗?乙醇脱色后复染之前,革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌应分别是什么颜色? 答:不可以。因为碘与染料会结合成大分子,使得染料分子不能穿过细胞的细胞壁,对
【生物工程】下游技术实验报告
华南师范大学实验报告 学生姓名:黎嘉俊学号:008 专业:生物工程年级、班级:10工程一班课程名称:生物工程下游技术实验实验项目:黑曲霉β-D甘露聚糖 酶的纯化 实验类型:□验证□设计□综合实验时间:2013年9月17日 实验指导老师:江学文实验评分: 一.实验目的 < 1、粗酶的制备 2、硫酸铵分级沉淀 3、透析袋的处理方法和使用 二.原理 1、盐析原理:中性盐浓度增高到一定数值时,使水活度降低,进而导致蛋白质分子表面电荷逐渐被中和,水化层逐渐被破坏,最终引起蛋白质分子间相互聚集并从溶液中析出。 2、透析袋脱盐:酸性β-甘露聚糖相对分子质量为39000和40000,选择MWCO(切割分子量或截留分子量)14000的透析袋,透过掉分子量小于1000的蛋白质;并借助分子扩散脱盐。 三.实验试剂和器材 纱布1卷、脱脂棉1包、琼脂条1包、透析袋MWCO(分子量)7000 [ 四.实验步骤
1、将黑曲霉菌株斜面接种三角瓶固体发酵培养基,℃恒温培养 72 h。 2、称取10克发酵麸曲,加100毫升的醋酸缓冲液,温度℃,转速135rpm,摇 床摇60 min后,用¢15㎝滤纸过滤。 3、取滤液40毫升,在不断搅拌下分步加入(NH4)2SO4 克(待加入部分溶解 后再加入剩余部分)。 4、置冰箱中5℃下静止沉淀过夜。 5、标准曲线的绘制:分别吸取%标准甘露糖溶液、、、、,分别定容至50ml。 再分别吸取上述溶液各于试管中各加,5-二硝基水杨酸显色液(DNS试剂), 煮沸5min(另作1管对照,取蒸馏水,加试剂,同样煮沸5min)。冷却后, 用721型分光光度计在530nm波长下比色,记录各管的光密度值,以光密 度作纵坐标,对应标准葡萄糖溶液含糖的毫克数为横坐标,绘制标准曲线。五.实验结果 ( 0.1%标准甘露糖溶液体积/ml0246810 OD100.0970.4150.873 1.254 1.674 OD200.0970.4160.873 1.256 1.674 OD300.0970.4150.874 1.256 1.674 OD平均值00.0970.4153330.873333 1.255333 1.674 OD标准差000.0005770.0005770.0011550
食品微生物学检验系列知识点汇总
食品微生物学检验GB 4789 系列知识点汇总 GB 4789.1-2016 食品卫生学检验总则 一、2016版总则变更内容 1.删除了标准中的英文名称、起草单位变更为中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会国家食品药品监督管理总局。 2.删除了规范性引用文件。 3.修改了实验室基本要求: 微生物专业教育或培训经历(如生物学、植 物学、医学、食品科学与工程、食品质量与安全等与微 生物有关的相关专业),具备相应的资质(应有岗位上岗 证、生物安全上岗证和压力容器上岗证),能够理解并正 确实施检验。 ①人员修改为检验人员实验室生物安全操作和消毒知识(相关标准及培训, 如GB 19489-2008 实验室生物安全通用要求、消毒技术 规范(2002))。 品。 确保自身安全。
有颜色视觉障碍的人员不能从事涉及辨色的实验(即无颜 色视觉障碍)。 ②环境与设施--突出温度、湿度和洁净度。 生物危害程度应与实验室生物防护水平相适应: 灭的微生物,如天花病毒。 间传播如霍乱弧菌。 病原微生物分类 沙门氏菌、单增李斯特氏菌。 第四类:通常不会引起人或动物疾病的微生物。 BSL-1):操作第四类病原微生物(属于正压,适用 ) 实验室生物安全级别BSL-2):操作第三类病原微生物(属于负压,适用 II级生物安全 ) BSL-3):操作第二类病原微生物
四级(BSL-4):操作第一类病原微生物 消毒:是杀死微生物的物理或化学手段,但不一定杀死其中的孢子。 灭菌:是杀死和去除所有微生物及其中孢子的过程。 蒸法消毒) 消毒剂表面消毒 微生物实验 高压灭菌 干热灭菌(180℃1h或170℃2h) 培养基和试剂灭菌 过滤除菌 紫外线消毒法:紫外灯管放射一定波长,破坏细菌或病毒的DNA和RNA,使他们丧失生存能力和繁殖能力,从而达到灭菌目的。紫外线的特点是对芽孢和营养细胞都能起作用,但细菌芽孢和霉菌芽孢对其抵抗力大,且紫外线穿透力极低,所以只能用于表面灭菌,对固体物质灭菌不彻底。
《生物工程下游技术实验》项目一
《生物工程下游技术实验》讲义 实验项目一:“超氧化物歧化酶SOD的分离纯化技术” 实验一:植物超氧化物歧化酶(SOD)活性测量(6学时) 过程 1.每组30g绿豆,洗涤,蒸馏水浸泡过夜,倒去浸泡的水,加入300 ml蒸馏水液,匀浆 机匀浆,二层纱布过滤,离心(3000 rpm)得清液,取少量清液进行SOD活性及蛋白质含量测量,计算材料中SOD总活性单位及比活性单位(units/mg Pr)。 2.所得清液测量其总体积,缓慢加入硫酸铵至35%饱和度(查一般实验手册,约 19.4g/100ml清液),5℃冰箱中静置备用下一实验。 SOD活性的测定:(二种方法取一种,本次实验用前者,要求理解后者的原理) ●邻苯三酚自氧化法:这是最简单的一种检测方法,但干扰因素较多。 ●NBT光化还原法:比较稳定,但受酚类物质干扰。 一、利用连苯三酚自氧化测SOD活性的方法 溶液配制: 1,连苯三酚:630 mg------→100 ml 10 mmol/L HCl (0.085 ml 36%的浓HCl ,用蒸馏水配成100 ml)。共配500ml. 2,pH 8.30 50 mmol/L Tric-HCl: A) 0.1 mol/L Tris: 12.114g-----1000 ml (储备液) B) 0.1 mol/L HCL: 浓盐酸稀释得到(8.5 ml 36%的浓HCl ,用蒸馏水配成1000 ml)(储 备液) ●0.05mol/L pH 8.3: 500ml A+199ml B-------定容到1000ml.. 操作: 25?C,3 ml 50 mmol/L pH8.30 的Tric-HCL 缓冲液,加入10 μl 50 mmol/L 连苯三酚(具体加入量应每次测量前校正,加入的原则是使下面的A325变化控制在0.07 /min左右),迅速摇匀,倒入光径1 cm的比色杯(应该用石英杯)中,每30秒测一次A325值,自氧化速率的变化(?A)控制在0.07 /min左右,加入酶液后再测连苯三酚自氧化速率的变化(?A’),酶量的加入控制在使加样后的?A’在0.035/min左右。(以上?A?A’的变化值不需特别严格,?A只要控制在0.1以下0.04以上,?A’变化在?A的约一半左右即可) 一个SOD活性单位(连苯三酚单位):在以上条件下,加入酶如果在一分钟时间能抑制连苯三酚自氧化速率的一半,此时所加的酶量就为一个SOD的酶活性单位(unit,U)。
生物工程下游技术实验课程教学大纲
生物工程下游技术实验课程教学大纲 课程名称:生物工程下游技术(Downstream Processing of Bioengineering) 课程编码:1313083216 实验类别:专业课 总学时数:46 实验时数:16 学分:2.5 开课单位:生命科学学院生物技术教研室 适用专业:生物技术 适用对象:本科(四年) 一、课程的性质、类型、目的和任务 本课程为生物技术专业本科生必修的专业课程。是非单独设课课程,在实验中要求: 1、在本实验课程中培养和提高学生运用生物分离技术的原理的能力。 2、掌握生物分离技术的基本方法和技能,培养学生正确记录实验数据和现象、正确处理实验数据和分析实验结果的能力。 3、培养学生严谨认真、实事求是的科学态度和良好的实验作风。 4、在教学中,教师要向学生讲明该实验课的性质、任务,并使学生明确实验课的地位和作用,提高学生学习的主动性。 5、学生实验前,必须预习实验内容,了解每个实验的目的、原理和方法。 6、实验过程中,要求学生操作要规范、做好实验原始记录、爱惜仪器、节约药品、遵守安全制度、使学生养成良好的实验习惯,树立良好的学风。 7、要求学生实验后按时完成实验报告。。 二、本课程与其它课程的联系与分工 本课程宜从三年级第二学期开始,以确保学生学习本课程具有所需要的数学、物理、化学、微生物学、酶工程、微生物工程、细胞工程等基础。 三、课程内容及教学基本要求 [1]表示“了解”;[2]表示“理解”或“熟悉”;[3]表示“掌握”; 实验一、大肠杆菌的超声波破碎 细菌培养和收集[3];细胞破碎[3];细胞液分离[2] 实验二、氨基酸的吸附层析 薄板制备[3];点样[3];展层[3];显色[3];测定Rf值[2] 实验三、蛋白质溶液的凝胶层析脱盐 凝胶柱制备[3];加样与洗脱[3];检测[3] 实验四、有机溶剂萃取抗生素 试剂配制[3];化学效价测定[3];标准曲线制备[3]
生物工程下游技术课后题
第一章 1.生物产品的哪些特性制约了下游技术的可选范围? 1生物物料2产品稳定性、产品性质、产品共存物性质的要求。 2.生物工程下游技术分哪几个阶段? 四个阶段:预处理;提取(初步分离);精制(纯化);成品制作。 3.生物工程下游技术的特点有哪些? 快速分离、保证纯度、高选择性、分离步骤多、需要高度浓缩。 4.生物工程纯化过程选择依据有哪些? 生产成本要低、工艺步骤要少、操作程序合理、适应产品的技术规格、生产要有规模、产品具有稳定性、环保和安全要求、生产方式。 第二章下游技术的理论基础 1下游技术中都存在哪些过程? 物理学过程;化学过程;生物学过程。 2下游技术中物理过程按物理化学原理有哪些分类? @根据相性质分为:机械分离(非均相):过滤、重大沉降、离心;传质分离(均相):均相。 @物理化学原理:平衡分离:1.气体传质:吸收2.气液传质:精馏3.液液传质:萃取4.液固传质:浸取、结晶、吸附、离子交换、色谱分析 5.气固传质:干燥、吸附、升华;速率分离(差速分离):1.膜分离:超滤、反渗透、电渗析2.均分离:电泳、磁泳、离心沉降。 3什么是对流传递扩散传递及扩散传递的重要性? 对流传递是由流体的宏观运动引起;扩散传递分为分子传递(由分子的随机热运动引起)和涡流传递(由微团的脉动引起)尽管对流传质速度要扩散传质速度大很多,但在很多情况下,扩散传递都是非常重要的,特别是存在异相界面物质传递的情况下,物质在异相界面间境界膜中的扩散速率往往成为物质传递速率的限制性因素。 4生物反应器的放大原则? 几何相似、恒定等体积功率放大、恒定传氧系数放大、恒定剪切力恒定叶端速度放大、恒定的混合时间放大。 第三章发酵液的预处理1发酵液预处理的目的? 固液分离(分离菌体及其它悬浮颗粒)、除去一些可溶性杂质、改变滤液的性质以利于后续的提取与精制。 2发酵液预处理的方法有哪些?并简述各种方法的原理特点和应用36 降低液体黏度(加水稀释法、加热法)、凝聚和絮凝法、调节PH法、加入助滤剂法、加吸附剂法或加盐法(加入反应剂)。 3发酵液进行过滤的目的是什么?影响发酵液过滤速度的因素有哪些? 目的:以压力差为推动力,依靠过滤介质将固体和液体分离 影响因素:1.从进料侧至过滤介质另一侧的压力降2.过滤面积3.滤饼阻力(厚度、颗粒大小)4.滤液黏度5.过滤介质和初始滤饼层的阻力。4发酵液过滤的方法有哪些? 并简述各种方法的类型特点和应用39 方法:常压过滤、加压过滤、真空过滤、离心过滤。 5如何进行过滤介质的选择和条件的优化? 过滤介质除具有过滤作用外,还是滤饼的支撑物,它应具有足够的机械强度和尽可能小的流动阻力。合理选择过滤介质取决于许多因素,其中过滤介质所能截留的固体粒子大小以及对滤液的透过性是过滤介质最主要的技术特性过滤介质种类1.织物介质:绵、丝、毛、麻等2.粒状介质:硅藻胶、活性炭、白土 3.多孔固体介质:多孔陶瓷、玻璃、塑料4.微孔纤维素和金属薄膜介质:醋酸纤维素 过滤条件的优化:1.改善发酵液物理性质:降低滤饼比阻、降低发酵液黏度、降低固体浓度、热处理 2.改善设备结构:扩大设备尺寸、增加过滤面积。 6发酵液的构成? 微生物(菌体)、残存的固体培养基、未被微生物完全利用的糖无机盐蛋白质以及微生物的各种代谢产物。 7发酵液特性有哪些? 1目标产物浓度普遍较低,悬浮液中大部分是水2菌体细胞等固体粒子的性质差异较大,且具有一定的可压缩性3菌体细胞等悬浮颗粒小,其相对密度和液相相近4液相黏度大,多为非牛顿型流体5性质不稳定易随时间变化,如易受空气氧化微生物污染蛋白质酶水解等作用的影响。
生物工程下游技术
1.请描述生物工程下游技术的一般工艺流程,并分析各步可采用方 法及其原理 按生产过程分,下游技术工艺过程大致可分为4个阶段,即预处理、提取(初步分离)、精制(纯化)、成品制作。 发酵液→预处理→细胞分离→细胞破壁→碎片分离→提取→精制→成品制作加热过滤匀浆法离心沉淀(重)结晶浓缩 调PH 离心研磨法双水相吸附离子交换干燥 絮凝膜分离酶解法膜分离萃取色谱分离无菌加工 超滤膜分离成型 结晶 (1)预处理和固液分离 加热法:加热可降低液体黏度,只适用于产物对热较稳定的发酵液。在适当的温度和受热时间下可使菌体或蛋白质凝聚形成较大颗粒的凝聚物,改善发酵液固液分离特性。加热是蛋白质变性凝固的有效方法。 调节PH法:PH直接影响发酵液中某些物质的电离度和电荷性质,调节PH可以改变菌体和蛋白质的带电性质,从而改变其过滤特性。蛋白质属于两性电解质,两性电解质在溶液中的PH处于等电点时分子表面净电荷为零,导致赖以稳定的双电层及水化膜的削弱或破坏,分子间引力增加溶解度最小。因此,调节溶液的PH,可使蛋白质溶解度下降而析出,这是除去蛋白质的有效方法。改变PH,还能使蛋白质变性凝固。 絮凝:在某些高分子絮凝剂的存在下。基于桥架的作用,使胶粒形成絮凝团的过程。 (2)提取(初步分离)
沉淀:在溶液中加入沉淀剂使溶质溶解度降低,生成无定形固体从溶液中析出的过程。原理:沉淀分离就是通过沉淀,在固-液分相后,除去留在液相或沉积在固相中的非必要成分。 吸附:吸附是利用吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力,使其富集在吸附剂表面的过程。吸附的原理:固体内部分子所受分子间的作用力是对称的,而固体表面分子所受力是不对称的。向内的一面受内部分子的作用力较大,而表面向外一面所受的作用力较小,因而当气体分子或溶液中溶质分子在运动过程中碰到固体表面时就会被吸引而停留在固体表面上。 萃取:利用溶质在互不相溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。原理:利用各物质在不同溶剂中具有不同的溶解度的原理来达到将目标产物分离纯化的目的。 超滤:超滤是利用膜的透过性能,在静压差的推动力作用下,达到分离离子、分子及其某种微粒目的的膜分离技术。原理:超滤是一种筛分过程,在一定的压力作用下,含有大小分子溶质的溶液流过超滤膜表面时,溶剂和小分子物质(如无机盐类)透过膜,作为透过液被收集起来;而大分子溶质(如有机胶体)则被膜截留而作为浓缩液被回收。 结晶:将形成晶型物质的过程称为“结晶”。原理:通过结晶溶液中的大部分杂质会留在母液中,再通过过滤、洗涤即可得到纯度高的晶体。 (3)精制(纯化)
《食品微生物》教案
一、《食品微生物》教学内容 (一)目的和任务 1.教学的目的 学生在学习了解有关食品微生物基本理论知识(微生物的定义、微生物的分类、微生物的形态结构、微生物的生理生化特性等)的基础上,能熟练掌握微生物的显微镜观察技术、微生物培养基的制作技术和微生物的接种操作技术,进一步掌握利用微生物进行常见发酵食品生产的技术,并能有效进行发酵过程中的质量控制。 2.教学的要求 1)标准的校内小型生产型实训室,面积200㎡,并配备相应的配套设施设备。其中,包括:光学显微镜、不锈钢锅、水浴锅、超净工作台、杀菌锅、恒温培养箱、玻璃器皿(试管、三角瓶、培养皿、移液管等)。 2)配备一名实训指导教师。 3)相关教学软件、影像及图片资料。 4)铅笔、彩色染料笔、图画纸、坐标纸等 (二)实训所需设备设施及实验地点 1、校内生产型实训环境 标准的校内小型生产型实训室,面积200㎡,并配备相应的配套设施设备。其中,包括:光学显微镜、不锈钢锅、水浴锅、超净工作台、杀菌锅、恒温培养箱、玻璃器皿(试管、三角瓶、培养皿、移液管等)。 生产设备先进,配套良好,使用效率高,效果好。 2、校外实训基地: 千禾食品有限公司、苏东坡酒业有限公司、吉香居食品有限公司、蒙牛乳业眉山公司等。 (三)教学项目及学时分配 1
2 (四)考核方式及成绩评定 1、考核实行过程考核和结果考核相结合。其中过程考核占60%,包括平时表现和任务考核;结果考核占40%,主要是期末综合技能考核。 (五)教材及参考资料 1唐艳红,王海伟.《食品微生物》. 2.无锡轻工业学院编写:调味品酿造加工技术 二、附录
(一)《食品微生物》理论教学教案 1、《微生物概论》
生物工程下游技术
动物生物反应器 专业:生物技术班级:093姓名:贺霞霞 一、概述 1、生物反应器:生物反应器是利用生物体所具有的生物功能,在体外或体内通过生化反应或生物自身的代谢获得目标产物的装置系统、细胞、组织器官等等。 2、内容:生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。 生物反应器(bioreactor)经历了三个发展阶段:细菌、细胞基因工程、转基因动物生物反应器。转基因动物生物反应器的出现之所以受到人们极大的关注,是因为它克服了前两者的缺陷,即细胞基因工程产物往往不具备生物活性,必须经过糖基化、羟基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物,而细胞基因工程又因为的培养条件要求相当苛刻、成本太高而限制了规模生产。另外,转基因动物生物反应器还具有产品质量高、容易提纯的特点。一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫做动物生物反应器。几乎任何有生命的器官、组织或其中一部分都可以经过人为驯化为生物反应器。从生产的角度考虑,生物反应器选择的组织或器官要方便产物的获得,例如乳腺、膀胱、血液等,由此发展了动物乳腺生物反应器、动物血液生物反应器和动物膀胱生物反应器等。其中,转基因动物乳腺生物反应器的研究最为引人注目。 二、动物生物反应器的介绍 1、转基因动物与生物反应器
食品微生物学实验技术
食品微生物学实验技术 实验1 食品中细菌菌落总数的测定 1 目的要求 (1)掌握食品中菌落总数测定方法。 (2)了解食品清洁程度(被污染程度)及观察细菌在食品中繁殖的动态,从而为被检样品进行卫生学评价时提供依据。 2 基本原理 菌落(colony)是指细菌在某一种固体培养基上克隆增殖发育成肉眼可见的细菌集团。 菌落总数是指食品检样经过处理,在一定条件下培养后(如培养成分,培养温度和时间、pH、需氧性质等),所得1mL(g,cm2)检样中所含菌落总数。通常以cfu/g(mL,cm2)表示,cfu代表的colony forning unit。 菌落总数是作为判定食品的清洁程度(被污染程度)的标记,通常越干净的食品,单位样品菌落总数越低。反之,菌落总数就越高。菌落总数的测定是以每个活细菌能克隆增殖形成一个可见的单独菌落为基础的,但是在实践中除了单个细胞形成菌落外,二个或两个以上相连的同种细胞也同样可形成菌落,所以现在均以菌落总数(而不是活细菌数)或菌落形成单位数表达。由于菌落总数的测定是在37℃有氧条件下培养的结果,对于厌氧菌、微需氧菌、嗜冷菌和嗜热菌在此条件下不生长,有特殊营养要求的细菌也受到限制。因此,这种方法所得到的结果,实际上只包括一群在普通营养琼脂中发育、嗜中温的需氧和兼性厌氧的细菌菌落的总数。但由于在自然界这类细菌占大多数,其数量的多少能反映出样品中细菌的总数,正因为如此,用该方法来测定食品中含有的细菌总数已得到了广泛的认可。 3 实验材料 3.1 仪器恒温箱、冰箱、恒温水浴锅、天平、微波炉、均质器。 3.2 材料吸管(容量为0.1mL、1m和10mL)、广口瓶或三角烧瓶、灭菌平皿、试管、酒精灯、试管架、灭菌剪刀、灭菌镊子。 3.3 试剂营养琼脂培养基、75%乙醇、0.85%生理盐水。 4 实验方法与步骤 4.1 菌落总数实验程序(如图28-1) 4.2 检样稀释及培养 (1)以无菌操作将检样25g(25mL)剪碎放于装有225mL灭菌生理盐水和玻璃珠的三角瓶,经过充分振荡或均质处理制作成1:10的均匀稀释液(固体食品有的需先用灭菌研钵研磨后再稀释)。 (2)用1mL灭菌吸管吸取1:10稀释液1mL,沿管壁徐徐注入含有9mL灭菌生理盐水的试管(注意吸管尖端不要触及管稀释液),振摇试管混合均匀,作成1:100稀释液,按上述操作顺序,作10倍系列稀释液,每递增稀释一次,即换用1支1mL灭菌吸管。 (3)根据食品卫生标准要求或对标本污染情况的估计,选择2~3个适宜稀释液,分别在作10倍递增稀释同时,吸取该稀释度的吸管移取1mL稀释液于灭菌平皿,每个稀释度作两个平皿。 (4)稀释液移入平皿后,应及时将融化并冷却到46℃营养琼脂培养基注入平皿约15mL,并转动平皿使其混合均匀,同时将营养琼脂培养基注入加有无菌生理盐水的灭菌平皿作空白对照。 (5)待琼脂凝固后,翻转平板,置36+1℃温箱培养24+2hr(肉、乳和蛋品为48+2h,水产为30℃48+2h)。
食品微生物教学大纲与课程简介
课程简介 课程号:0432904 课程名称:食品微生物英文名称:Food Microbiology 周学时:5.0 学分:5.0 预修要求:无 内容简介:本书主要阐述了与食品有关的微生物的形态、培养及生理特征;微生物遗传变异与优良菌种的选育与保藏;微生物与食品的相互关系及其生态条件;与食品有关的微生物的活动规律;各种有益微生物为人类制造的不同种类的食品及其功能;食品中污染微生物的种类、给人类带来的危害;防止食品腐败变质的措施;微生物及其毒素污染食品引起的人和畜禽类食物中毒的种类及预防措施等。课程教学内容包括理论教学和实验教学二部分。 选用教材: 朱乐敏.食品微生物学.第二版.北京:化学工业出版社,2011 参考教材: 万萍.食品微生物基础与实验技术.第二版.北京:科学出版社,2010 董明盛,贾英民.食品微生物学.第一版.北京:中国轻工业出版社,2008 陈红霞,李翠华.食品微生物学及实验技术.第一版.北京:化学工业出版社,2008 吕嘉枥.食品微生物学.第一版.北京:化学工业出版社,2007 无锡轻工大学,天津轻工业学院.食品微生物学.第一版.北京:中国轻工业出版社,2006 张文治.新编食品微生物学.第一版.北京:中国轻工业出版社,2006 周德庆.微生物学教程.第二版.北京:高等教育出版社,2002 何国庆,贾英民.食品微生物学.第一版.北京:中国农业大学出版社,2002
《食品微生物》教学大纲 一、课程的教学目的和基本要求 教学目的:食品微生物是食品营养与检验专业的一门重要专业课。这是一门交叉性学科,它以微生物学、生物化学、食品营养学、无机化学、有机化学等学科的理论基础知识和技能作为基础,研究食品微生物检测的技术和方法。通过本课程的学习,使学生可胜任食品检验中的有关微生物的检测工作。 基本要求:通过对《食品微生物基础与实验技术》的学习,使学生掌握微生物及其生命活动规律和应用,能够检测微生物,结合微生物的营养组成和生长的理论,掌握微生物培养、接种等操作技能;学习微生物的遗传和变异知识,掌握菌种的保藏。通过微生物的基础理论知识的学习,明确其应用的广泛性,帮助学生深入自学食品卫生等质量控制,对今后从事食品卫生方面的检验工作起到重要作用。 二、相关教学环节安排 1.采用多媒体投影教学及演示教学。 2.实验课单列,每周4学时。 3.每周布置复习重点,主要针对基本概念、基本规律。 三、课程主要内容及学时分配 理论课每周3学时,共16周;实验课每周2学时,共16周。 理论课主要内容: 第一章绪论1 第一节微生物概念及其特性1 一、微生物的概念1 二、微生物与人类的关系1 三、微生物在生物学分类中的地位2 四、微生物的特点2 第二节微生物的发现与微生物学的发展4 一、微生物形成前的历史4 二、微生物学的形成4 第三节微生物与食品微生物5 一、微生物学的概念及研究对象5 二、微生物学的主要分支学科5 三、食品微生物学的概念及研究内容6 四、食品微生物学研究任务6 第四节微生物的应用与前景7 一、微生物资源的开发和利用7 二、微生物与环境7 三、微生物菌体食品(食用蕈菌)7 四、微生物风味物质8 五、微生物与食源性感染8 第二章微生物的主要类群9 第一节原核微生物9 一、细菌9 二、放线菌17 三、其他原核微生物19 第二节真核微生物22 一、酵母菌22 二、霉菌26 第三节非细胞型微生物30