白酒酿造优化方案(复习重点)
白酒酿造工艺中的节能减排措施有哪些

白酒酿造工艺中的节能减排措施有哪些白酒作为我国传统的饮品,其酿造历史悠久、工艺独特。
然而,在酿造过程中,能源消耗和环境污染问题也日益凸显。
为了实现可持续发展,白酒酿造企业纷纷采取节能减排措施,以降低能源消耗、减少污染物排放。
下面我们就来详细探讨一下白酒酿造工艺中的节能减排措施。
一、优化酿造设备(一)更新高效节能的蒸馏设备传统的蒸馏设备往往存在能源利用率低、热能损失大的问题。
采用新型的高效节能蒸馏设备,如多塔蒸馏装置、热泵蒸馏系统等,可以显著提高热能的回收利用率,减少蒸汽的消耗。
(二)改进发酵罐的保温性能发酵罐的保温效果直接影响到发酵过程中的能耗。
通过选用优质的保温材料,如聚氨酯泡沫、岩棉等,对发酵罐进行保温处理,可以有效减少热量散失,维持稳定的发酵温度,降低加热或冷却所需的能源。
(三)引入自动化控制系统利用自动化控制系统对酿造设备进行精准调控,根据生产工艺的要求实时调整设备的运行参数,避免过度能耗和资源浪费。
例如,通过传感器监测温度、压力、流量等参数,实现自动调节蒸汽阀门、水泵等设备的运行状态。
二、合理利用能源(一)采用清洁能源逐步减少对传统化石能源(如煤炭、石油)的依赖,增加太阳能、风能、生物质能等清洁能源在白酒酿造中的使用比例。
例如,在酒厂的照明系统中安装太阳能路灯,利用生物质锅炉替代传统的燃煤锅炉。
(二)余热回收利用白酒酿造过程中会产生大量的余热,如蒸馏过程中的蒸汽余热、发酵过程中的发酵热等。
通过安装余热回收装置,如余热锅炉、热泵等,将这些余热进行回收并用于加热生产用水、供暖等,实现能源的二次利用。
(三)能源梯级利用根据不同生产环节对能源品质的需求,进行能源的梯级利用。
例如,将高品质的能源(如电能)优先用于对能源品质要求较高的设备和工艺,而将低品质的能源(如废热)用于对能源品质要求较低的环节,如烘干物料等。
三、改进酿造工艺(一)优化发酵工艺通过对微生物菌种的选育和优化,提高发酵效率,缩短发酵周期,从而降低能源消耗和生产时间。
提升白酒品质的方法

提升白酒品质的方法白酒作为我国传统的酒类饮品,一直以来都备受人们的喜爱。
然而,随着时代的发展和人们对酒品要求的提高,如何提升白酒的品质成为了一个亟待解决的问题。
本文将从酿造工艺、原料选择和贮存方式等方面,探讨一些提升白酒品质的方法。
一、酿造工艺的改进酿造工艺是影响白酒品质的重要因素之一。
传统的白酒酿造过程中,采用的是地窖发酵和蒸馏的方式。
为了提升白酒的品质,可以尝试引入现代科技手段,如采用高温发酵、罐装发酵等方法,来改进酿造工艺,提高白酒的酒精含量和香气成分。
二、原料选择的优化白酒的原料主要是大米、小麦、玉米等。
为了提升白酒的品质,可以选择优质的原料进行酿造。
比如,选用有机大米、优质小麦等作为原料,这样可以提高白酒的口感和香气。
三、贮存方式的改进白酒的贮存方式对于品质的提升也起到了至关重要的作用。
传统的贮存方式是将白酒放在陶罐或木桶中贮存,时间较长,容易受到外界环境的影响。
为了提升白酒的品质,可以尝试采用现代化的贮存设备,如不锈钢贮存罐等,来提高贮存的稳定性和保鲜效果。
四、控制酒精度和添加剂的使用白酒的酒精度对于品质的提升有着重要的影响。
过高或过低的酒精度都会影响白酒的口感和香气。
因此,在酿造过程中要控制好酒精度的合理范围,保证白酒的口感和香气的均衡。
此外,白酒中的添加剂也要注意使用,避免对白酒的品质产生不良影响。
五、加强质量控制和监管为了提升白酒的品质,酿造企业应加强质量控制和监管。
可以建立完善的质量管理体系,加强对原料和生产过程的监控,确保白酒的品质稳定和安全。
同时,加强对白酒市场的监管,打击假冒伪劣产品,保护消费者的权益。
提升白酒品质是一个综合性的工程,需要从酿造工艺、原料选择、贮存方式、酒精度控制和质量监管等多个方面入手。
只有不断探索创新,不断提高酿造技术和管理水平,才能真正提升白酒的品质,满足消费者对于高品质酒类的需求。
希望通过以上的方法,能够为白酒行业的发展和提升做出一些贡献。
白酒提质改造方案

白酒提质改造方案白酒提质改造方案随着经济发展和消费水平的提高,人们对于白酒的品质和口感要求也越来越高。
为了满足市场需求,白酒生产企业需要进行提质改造。
下面就针对白酒的提质改造提出以下方案。
一、优化生产工艺白酒的生产过程非常重要,直接影响到白酒的品质。
应该优化生产工艺,提高生产设备的自动化水平,减少人工操作,保证生产过程的稳定性和可控性。
另外,能够应用新的科技手段,如微生物技术和纳米技术,提高酿造过程中的发酵效率和品质控制。
同时,应该加强对原材料的选择和质量控制,确保原材料的纯净度和健康状况。
二、提高酒体口感白酒的口感是消费者选择的重要因素之一。
传统的白酒在口感上往往较为粗糙,需要对酒体进行改良。
可以通过调整酒精度、提高酒精度、改善储存条件等方式来提升口感。
此外,还可以通过蒸馏过程中的精制技术来去除异味物质,使白酒更加纯净和香醇。
三、加强品牌建设品牌是企业的一种核心竞争力,也是消费者选择产品的重要因素之一。
为了提高白酒的竞争力,企业需要加强品牌建设。
可以通过产品包装的设计和包装材料的优化,提高白酒的形象,增加产品的附加值。
同时,还可以通过开展品牌推广活动,如赞助体育赛事、举办品鉴会等,增强消费者对品牌的认知和信任。
四、加强质量管理提高白酒的品质需要加强质量管理。
企业应该建立完善的质量管理体系,制定科学的质量控制标准和指导性文件,对生产过程和产品进行全面监控和检测。
同时,还应该加强对员工的培训和教育,提高员工的素质和技能水平。
此外,还可以与相关行业协会合作,通过行业标准的制定和推行,共同提升整个行业的产品质量。
综上所述,白酒提质改造方案包括优化生产工艺、提高酒体口感、加强品牌建设和加强质量管理等方面的措施。
只有不断完善和提升,才能满足消费者的需求,提高白酒的市场竞争力。
白酒酿造优化方案(复习重点)

1、何谓流加发酵?答:所谓流加发酵,即补料分批发酵(Fed-batch fermentation),有时又称半连续培养或半连续发酵,是指在分批发酵过程中间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方法2、写出Monod 方程,并写出其成立的条件和各参数的意义。
答: 条件:温度和pH 恒定时(1)菌体生长为均衡型非结构生长;(2)培养基中只有一种底物是生长限制性底物;(3)菌体产率系数恒定参数意义:μmax 称为最大比生长速率(h-1),Ks 称为半饱和常数(g/L),S 为限制性底物浓度。
3、细胞高密度培养过程存在的问题有哪些?其相应解决措施有哪些?答:问题:1.产物或代谢副产物的积累对生长的抑制2.氧的限制3.HCDC 中培养基粘度不断增加,引起混合不充分4.CO2和热量的高释放率解决措施1.控制比生长速率在产生乙酸的临界值以下选择合适的培养基2提高通气速率和搅拌速度富氧空气和纯氧在加压环境下培养 SK S s +=max μμ3有必要研究发酵罐中的搅拌模型,找到改善搅拌的方法。
4通过降低细胞比生长速率而部分的解决把培养温度从37℃降到26-30℃,会降低营养吸收和生长速度,因此会减少有毒副产物和代谢产生的热量。
降低温度也能减少细胞对氧的需求。
降低重组细胞温度也有可能减少包含体形式的蛋白质的产生。
4、无反馈控制的流加策略有哪些?答:开环(无反馈)控制恒速流加——以预先决定的(恒定的)速率流加营养物质,比生长速率逐渐降低。
加速流加——以逐渐增加的速率流加营养物质。
可补偿一些比生长速率的降低。
指数流加——以指数的速率流加营养物质。
可得到恒定的比生长速率。
闭环(反馈)控制即时DO——当DO降低时补加营养物质。
即时pH——主要碳源耗尽引起pH上升时补加营养物质。
二氧化碳释放率(CER)——CER基本正比于碳源的消耗速度。
这一方法最为经常用于控制比生长速率。
细胞浓度——营养物质流加速率由细胞浓度决定。
底物浓度控制——营养物质流加速率直接由主要碳源的浓度控制5、何谓发酵产物的理论得率?可由哪些途径计算得到?答:假设发酵过程中完全没有菌体生成,则YP/S 可达理论最高值,称为理论代谢产物产率 计算途径(a )根据化学计量关系计算例如,由葡萄糖、氨和氧生成谷氨酸的化学计量方程为∶依此计算 =147/180=0.82 (b )由生物化学计量关系计算根据由底物生成目标代谢产物的代谢途径,进行代谢过程中有关NAD(P)+和ATP 等辅底物的物料衡算,结合化学计量关系可求出下式 由该反应式得 =(147×12)/(13×180)=0.75由于NADPH 和ADP 的再生过程要消耗底物,故依这种方法求得的值要小于单纯依据化学计量关系求得的结果。
白酒提质增效措施方案范文

白酒提质增效措施方案范文引言白酒作为中国的传统酒类,一直以来都受到国内外消费者的喜爱。
然而,在当前日益激烈的市场竞争中,白酒企业需要不断提升产品质量和生产效能,以保持竞争力。
本文将提出一些白酒提质增效的具体措施,以帮助白酒企业实现经济效益和社会效益的双重提升。
一、质量提升1.1 引进先进技术和设备白酒生产过程中,技术和设备的先进程度直接影响着产品质量。
因此,企业应积极引进国内外先进的白酒生产技术和设备,包括酿造、发酵、蒸馏、陈酿等环节。
同时,注重技术创新,针对产品的痛点和不足进行问题解决方案的研发,以提高白酒的口感和风味。
1.2 加强原材料质量管控白酒的原材料质量直接关系到最终产品的品质。
企业应与原材料供应商建立长期稳定的合作关系,并加强对原材料的质量管控。
同时,通过实施严格的供应商审核体系,保证原材料的质量和安全性。
此外,企业还应加强原材料的贮存和保管,确保原材料的新鲜度和稳定性。
1.3 建立完善的质量管理体系建立完善的质量管理体系是提高白酒质量的关键,企业应积极引进国际标准的质量管理体系,并按照该体系来规范自身的质量管理工作。
例如,可以引入ISO 9001质量管理体系,建立从原料采购到成品出厂的全流程质量控制体系,确保产品的一致性和稳定性。
二、效能提升2.1 优化生产流程白酒的生产流程涉及多个环节,如酿造、发酵、蒸馏、陈酿等。
企业应对每个环节进行详细分析,找出其中可能存在的瓶颈和问题,通过改进和优化流程,提高生产效能。
例如,可以采用先进的控制系统,实现对整个生产流程的自动化控制,提高生产效率和稳定性。
2.2 引进先进的管理方法和工具白酒企业可以借鉴其他行业的管理方法和工具,来提升自身的管理效能。
例如,可以引入精益生产方法和6σ质量管理方法,通过精益化生产和质量优化,提高生产效能和产品质量。
同时,应用信息化技术,建立白酒生产和销售数据的统一管理平台,提高信息的准确性和及时性。
2.3 培养高素质的员工队伍企业的员工是提升效能的关键。
酿酒行业优化酿酒工艺

酿酒行业优化酿酒工艺酿酒是一门古老而精致的工艺,几千年来一直受到人们的喜爱。
然而,随着科技的发展和人们对品质的要求不断提高,酿酒行业也面临着优化酿酒工艺的挑战。
本文将从投料处理、发酵控制、提取工艺等几个方面探讨如何优化酿酒工艺。
一、投料处理投料处理是酿酒工艺的第一步,合理的投料处理能够为后续的工艺提供坚实的基础。
在优化酿酒工艺中,我们可以采用以下方法来改进投料处理:1. 优质原料选择:选择优质的原料是保证酿酒工艺优化的基础。
通过与供应商建立长期合作关系,确保原料的品质和稳定性,以提高酒的口感和品质。
2. 良好的贮存条件:合适的贮存条件能够延长原料的保质期,并减少因原料变质而导致的工艺问题。
采用科学的贮存方式,控制温度、湿度等因素,可以有效地保护原料的质量。
二、发酵控制发酵是酿酒过程中最为关键的环节之一,对于酿酒工艺的优化有着至关重要的影响。
以下是优化发酵过程的一些建议:1. 控制温度:合理的温度控制是发酵过程中的关键。
酿酒过程中应根据不同的酒种和发酵要求,调整温度以保证发酵的稳定性和效果。
2. 加强微生物管理:发酵过程中的微生物活动对于酿酒的质量具有重要影响。
通过科学的微生物管理措施,如合理选择酵母菌种、精细调控发酵条件等,可以提高发酵的效果。
三、提取工艺酿酒工艺的优化不仅限于发酵过程,提取工艺也是关键环节之一。
以下是一些常用的优化提取工艺的方法:1. 可持续性酒厂设计:酿酒过程中的废弃物处理是酒厂可持续发展的一个关键环节。
通过合理设计酒厂设备,利用废弃物进行资源化利用,可以减少对环境的污染,实现酒厂的可持续发展。
2. 改良提取工艺:利用现代科技手段改良传统的提取工艺,提高酒的提取效率和产量。
例如,采用低温提取、超声波提取等先进技术,可以提高酒的提取效率,同时保持原料的营养成分。
结语酿酒行业一直致力于优化酿酒工艺,提高产品的质量和口感。
在投料处理、发酵控制、提取工艺等方面进行的优化改进,将有助于进一步提升酿酒工艺的水平和品质。
白酒酿造工艺的研究与优化

白酒酿造工艺的研究与优化白酒是中国特有的酒类,是中国传统文化的重要组成部分。
白酒的酿造历史悠久,制作精细,口感独特,广受人们的欢迎。
随着社会的发展,人们对白酒的质量要求也越来越高,因此,白酒酿造工艺的研究与优化变得越来越重要。
白酒的酿造工艺主要包括选料、蒸馏、泥坑、储存等几个阶段。
其中,选料是影响白酒品质的重要因素之一。
传统的选料方法是根据经验和感官判断,而现在随着科技的进步,人们可以利用现代分析技术来选择优质的原料。
蒸馏是白酒酿造的核心工艺,蒸馏的方法和设备对白酒品质影响非常大。
现在的白酒蒸馏设备主要分为罐装式、连续式和混合式。
其中,罐装式和连续式是传统设备,混合式是近年来新发展的。
混合式蒸馏设备兼具了传统设备的优点,又有更高的效率和更好的控制性能,因此未来的白酒酿造将更多地采用这种设备。
泥坑是白酒的发酵阶段,也是影响白酒品质的重要因素之一。
泥坑的种类和质量直接决定了酒的香型和口感。
传统的泥坑酿造工艺具有一定的局限性,现代科技已经开始对此进行改进和创新。
例如,采用微生物发酵技术可以更好地控制泥坑的发酵,提高白酒的品质。
储存是将酿制好的白酒暴露在空气中长时间储存,使其口感更加浓郁和复杂的过程。
传统的储存方法是将酒放在陶罐或酒桶中,放在阴凉的地方储存,但这种方法容易造成酒的污染。
现代科技已经开发出了更加高效和安全的储存方法,例如采用不锈钢桶或玻璃瓶来存储白酒。
总的来说,白酒酿造工艺的研究和优化是一个十分复杂和系统的过程。
不同的工艺环节相互作用,相互影响,需要在保持传统特色的同时,将现代科技应用到其中,使白酒更加符合现代人的口味需求。
未来,随着技术的不断发展,白酒酿造工艺必将迎来更加广阔的发展前景。
生产管理白酒行业生产流程优化与管理

生产管理白酒行业生产流程优化与管理白酒作为我国传统的特色酒类之一,在市场上占据着重要的地位。
然而,随着社会的不断进步和消费者对产品质量要求的提高,白酒生产企业在面临激烈市场竞争的同时,也迫切需要进行生产流程的优化与管理。
本文将从原料采购、酿造工艺、产品质量监控以及供应链管理等方面探讨白酒行业的生产管理优化措施。
1. 原料采购优化原料是白酒生产过程中非常重要的环节,而其质量直接关系到最终产品的口感和品质。
因此,企业需要建立健全的原料采购体系,加强与供应商的合作,确保原料的稳定供应和高质量。
首先,建立长期稳定的合作关系。
企业应选择优质的供应商,并与其签订长期合作协议,通过长期的合作可以使供应商更了解企业的需求,提高供应的稳定性。
其次,加强原料质量的管控。
企业可以建立一套完善的原料质量标准,并对供应商进行严格的筛选,确保采购的原料符合标准要求。
同时,定期对原料进行抽检和检测,以确保原料质量的稳定和可控。
2. 酿造工艺优化酿造工艺是白酒生产的核心环节,其优化可以提高产品的口感和品质,提高生产效率并降低成本。
首先,采用先进的酿造设备。
白酒企业可以引进先进的酿造设备和技术,提高生产效率和产能。
同时,应注意设备的维护保养,提高设备的使用寿命和稳定性。
其次,优化酿造工艺流程。
通过对酿造过程的合理调整和改进,可以提高产品的风味和品质。
例如,控制发酵温度和时间,优化曲酒和泥酒的配比等。
3. 产品质量监控优化产品质量是企业的核心竞争力,因此,对于生产过程中产品质量的监控和控制是至关重要的。
首先,建立完善的品质控制体系。
企业应制定并落实严格的品质控制标准和规范,确保产品的质量可控。
同时,建立产品质量追溯系统,对每一批产品进行追踪和记录,以便及时排查和处理质量问题。
其次,加强质量检测和抽检。
企业可以制定一套完善的质量检测方法和标准,对生产过程中的关键环节和产品进行抽检,以提高产品的合格率和稳定性。
4. 供应链管理优化供应链管理是生产管理中一个重要的环节,它关系到原料的供应和成品的销售,对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。
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1、何谓流加发酵?答:所谓流加发酵,即补料分批发酵(Fed-batch fermentation),有时又称半连续培养或半连续发酵,是指在分批发酵过程中间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方法2、写出Monod 方程,并写出其成立的条件和各参数的意义。
答: 条件:温度和pH 恒定时(1)菌体生长为均衡型非结构生长;(2)培养基中只有一种底物是生长限制性底物;(3)菌体产率系数恒定参数意义:μmax 称为最大比生长速率(h-1),Ks 称为半饱和常数(g/L),S 为限制性底物浓度。
3、细胞高密度培养过程存在的问题有哪些?其相应解决措施有哪些?答:问题:1.产物或代谢副产物的积累对生长的抑制2.氧的限制3.HCDC 中培养基粘度不断增加,引起混合不充分4.CO2和热量的高释放率解决措施1.控制比生长速率在产生乙酸的临界值以下选择合适的培养基2提高通气速率和搅拌速度富氧空气和纯氧在加压环境下培养 SK S s +=max μμ3有必要研究发酵罐中的搅拌模型,找到改善搅拌的方法。
4通过降低细胞比生长速率而部分的解决把培养温度从37℃降到26-30℃,会降低营养吸收和生长速度,因此会减少有毒副产物和代谢产生的热量。
降低温度也能减少细胞对氧的需求。
降低重组细胞温度也有可能减少包含体形式的蛋白质的产生。
4、无反馈控制的流加策略有哪些?答:开环(无反馈)控制恒速流加——以预先决定的(恒定的)速率流加营养物质,比生长速率逐渐降低。
加速流加——以逐渐增加的速率流加营养物质。
可补偿一些比生长速率的降低。
指数流加——以指数的速率流加营养物质。
可得到恒定的比生长速率。
闭环(反馈)控制即时DO——当DO降低时补加营养物质。
即时pH——主要碳源耗尽引起pH上升时补加营养物质。
二氧化碳释放率(CER)——CER基本正比于碳源的消耗速度。
这一方法最为经常用于控制比生长速率。
细胞浓度——营养物质流加速率由细胞浓度决定。
底物浓度控制——营养物质流加速率直接由主要碳源的浓度控制5、何谓发酵产物的理论得率?可由哪些途径计算得到?答:假设发酵过程中完全没有菌体生成,则YP/S 可达理论最高值,称为理论代谢产物产率 计算途径(a )根据化学计量关系计算例如,由葡萄糖、氨和氧生成谷氨酸的化学计量方程为∶依此计算 =147/180=0.82 (b )由生物化学计量关系计算根据由底物生成目标代谢产物的代谢途径,进行代谢过程中有关NAD(P)+和ATP 等辅底物的物料衡算,结合化学计量关系可求出下式由该反应式得 =(147×12)/(13×180)=0.75 由于NADPH 和ADP 的再生过程要消耗底物,故依这种方法求得的值要小于单纯依据化学计量关系求得的结果。
!!用生化计量式时, 必须清楚有关的代谢途径6、试述分批、流加和连续培养方式各自的优缺点。
theorS P Y/OH CO NO H C O NH O H C 2249523612635.1++→++theorS P Y /O H CO NO H C O NH O H C 22495236126272321213++→++theor S P Y/优点 缺点 分批发酵 1.一般投资较小 1.因放罐、灭菌等原因,非生产时间长 2.易转产、生产灵活2.经常灭菌会降低仪器寿命3.分批操作中某一阶段可获得高的转化率3.前培养和种子的花费大4.发酵周期短,菌种退化率小4.需较多的操作人员或较多的自动控制系统 连续发酵 1.可实现有规律的机械、自动化1.操作不灵活2.操作人员少2.因操作条件不易改变,原料质量必须稳定3.反应器体积小、非生产时间少3.若采用连续灭菌,加上控制系统和自动化设备,投资较大4.产品质量稳定4.必须不断地排除一些非溶性的固型物5.操作人员接触毒害物质的可能性小 5.易染菌,菌种易退化7、用于发酵过程的优化技术主要有哪些?试详细叙述之。
答:基于微生物营养条件的发酵优化基于微生物环境条件的发酵优化基于底物运输、生化反应、产物排出-----确定不同环境条件对微生物生长和代谢产物分布的影响----优化微生物生长的物理和化学环境-----保证微生物生长处于最适条件-----奠定基础基于微生物反应动力学的发酵优化1分析---发酵过程的动力学参数(μ,qp,qs)流变学参数的变化特性----提出------分阶段控制策略----目的----控制环境条件在最适合细胞生长或最适合产物合成的水平2以数学模型为基础的优化------建立动力学模型,求解参数并评价其适用性------对发酵进程和产量指标进行预测-----采用人工神经网络、专家系统、模糊逻辑控制技术A----对发酵过程进行在线状态预测和模式识别B---自适应最优化控制系统的开发、计算机模拟和实际应用基于代谢通量分析的发酵优化参考已知的生化反应计量关系、代谢途径、生理、特征,构建、合成不同产物的代谢网络----利用代谢通量分析方法,计算得出胞内各条代谢途径的通量变化。
------分析不同发酵产品合成途径中主要代谢节点的性质,结合发酵过程中胞内能量代谢情况,提出一系列发酵优化策略基于环境胁迫发酵优化研究-----微生物的抗胁迫因子及其抗胁迫机制,考察环境胁迫条件下特定微生物蛋白转录和代谢途径变化,采用不同环境胁迫手段或措施对微生物的生长或代谢进行调控,促进微生物生长或大量合成目的产物。
基于辅因子调控的发酵优化研究辅因子形式及其浓度在物质代谢和信号传递途径中控制代谢流方向和流量分配的作用机制、物质流和辅因子流的变化规律,对微生物的生长或代谢进行调控,促进微生物合成目的产物的代谢流的最大化和快速化。
系统优化的发酵优化:最终达到整体系统的优化。
8、实现发酵过程优化控制的目标有哪些?如何根据发酵过程的特点实现这些目标的相对统一?答:目标; 显著提高发酵过程的经济性和科学性即达到高产量、高生产强度、高低无转化率实现这些目标的相对统一的方法:(第七题答案总结得到)9、 一般情况下,用于描述发酵过程参数变化的模型有哪些?各举一例表示之。
答:生长偶联型 (乙醇发酵生长非偶联型 (次级代谢物) or 生长半偶联型: (乳酸发酵) or 10、试举一例说明如何优化某一发酵过程。
答:例子;1如何得到丙酮酸高产量发酵?--菌株选育和培养条件优化选育自身不能合成维生素的酵母(维生素缺陷型)控制培养基中维生素浓度2如何提高丙酮酸发酵的转化率和生产强度?--分阶段溶氧控制 高溶氧下,丙酮酸转化率较高,但生产强度(葡萄糖消耗速度)(PE 到Pyr 的通量增加了20%,丙酮酸进一步代谢的通量下降了63.3%低溶氧下,葡萄糖消耗速度加快,然而丙酮酸产率却明显下降(NADH-----ATP 的增高)最终得到:采用单一高或低供氧模式,不能同时达到高转化率和高生产强度!前16 h 较高溶氧有利于碳流合成细胞;16 h 后耗氧速率恒定,碳流转向合成丙酮酸确定分阶段供氧模式:发酵0-16 h 控制kL a 为450 h-1,16 h 后将kL a 降低至200 h-13如何使酵母从积累丙酮酸转向积累α-酮戊二酸--辅因子调控v p X r ⋅=βt cons q ptan ==βv X p Xr r ⋅+⋅=βαβμα+⋅=p q先打开丙酮酸脱氢酶系(PDH)途径然后打开丙酮酸羧化酶(PC)途径4从积累丙酮酸转向积累 -酮戊二酸添加Ca2+离子,PC活性受Ca2+所激活----同时打开PDH和PC途径5提高耐盐能力促进丙酮酸代谢细胞生长和丙酮酸积累随着渗透压的升高而降低;采用pH控制的连续培养方法,以高浓度氯化钠为选择性压力获得突变株RS23 从而使丙酮酸的产量提高11、代谢工程的定义是什么?其主要的研究方法和应用领域是什么?答:定义:一般定义:通过某些特定生化反应的修饰来定向改善细胞的特性或运用重组DNA 技术来创造新的化合物具体定义:代谢工程是应用重组DNA技术和应用分析生物学相关的遗传学手段进行有精确目标的基因操作,以改变微生物原有的调节系统(酶的功能和输送体系的功能、甚至产能系统的功能),通过有目的地对细胞代谢进行修饰(功利性修饰)以改变细胞某些方面的代谢活性的整套工作(包括代谢分析、代谢设计、遗传操作、目的代谢产物的实现),从而达到实现目的代谢活性产物的提高这一预期目标的一个崭新的领域。
研究方法:(1)代谢工程注重酶学、化学计量学、分子反应动力学以及现代数学的理论及技术为研究手段,在细胞水平上阐明代谢途径与代谢网络之间局部与整体的关系、胞内代谢过程与胞外物质运输之间的偶联以及代谢流流向与控制的机制,并在此基础上通过工程和工艺操作达到优化细胞性能的目的。
(2)代谢工程中的遗传手段可以采用基因工程技术,也可以采用常规诱变育种技术,但前者有机会引进外源基因和外源调节因子,这同传统的改良菌种的遗传方法不同。
(3)代谢工程通过对特定的生化反应的遗传基础进行修饰或用重组DNA技术导入新的生化反应来改进蛋白质分子的性质。
应用领域:①发酵工业方面,用于提高微生物合成天然目标产物的得率和生产能力;②扩大微底物利用范围;③生产原来不存在的新物质;④提高菌体对环境的适应能力,如耐受缺氧、改善同化氮的能力或抑制性物质的能力;⑤阻断或降低副产物的生成;⑥在环境工程方面降解有害废弃物及有害物质;⑦制备手性化合物,作为医药中间体;⑧在医疗方面,用于整体器官和组织的代谢过程分析,用于鉴定基因治疗或营养控制疾病的目标;⑨信息传导途径方面,进行信息流分析,为了治疗疾病而进行基因表达的分析和调节,以及阐明信息流的相互作用和控制;⑩异源蛋白的生产。
12、何为系统优化技术?试举一例说明之。
答:系统:系统是同类或相关事物按一定的内在联系组成的整体,优化技术:采用定性或定量的模型优化技术,使系统整体目标最优例子:ATP再生系统及其在谷胱甘肽生物合成中的应用1、问题的来源•固定化细胞和酶在工业生物技术中的广泛应用•局限于简单的酶催化反应多酶反应的障碍在于缺乏辅因子(如ATP、NAD、辅酶A)的再生系统。
2. ATP再生系统的定义及分类定义∶一个需要ATP的生物酶反应系统与一个ATP生物合成系统所构成的耦合系统3两种系统的不同之处自耦合ATP再生系统只用到一种微生物,故该菌中必须同时具有需要ATP 的生物合成反应的酶活性和再生ATP的酶活性•种间耦合ATP再生系统采用不同的微生物,一种作为ATP合成活性的供体,另一种作为与此相偶联的生物合成酶活性的供体•以E. coli作为合成酶活性的受体菌和具有较强ATP生物合成活性的产氨短杆菌或面包酵母组合而成的种间耦合反应系统4. ATP再生系统存在的问题(1)除了合成产物所需的关键酶以外,细胞内还有许多酶,其中一些具有分解活性,能将反应的底物和预定的产物转化为副产物(2)微生物细胞具有很强的自我保护功能。