发酵工程学：实验三 发酵过程动力学实验
发酵工程实习报告
发酵工程实习报告实习报告：发酵工程实习一、实习目的和意义发酵工程是生物工程中非常重要的一个分支，主要研究微生物在发酵过程中的生长、代谢和产物生成等问题，广泛应用于食品、医药、生物能源等领域。
通过实习，旨在让学生深入了解发酵工程的基本理论及其实际应用，提高学生的实践能力和创新能力。
二、实习内容和过程在本次发酵工程实习中，我们主要开展了以下几方面的工作：1.发酵基础知识学习：通过课堂教学和讲座，学习了发酵工程的基本原理，包括微生物的生长动力学、发酵过程中的糖代谢和产物生成等内容。
同时，还学习了发酵反应器的结构和工艺参数的选择等基本知识。
2.实验操作技能培训：通过实际操作，学习了发酵过程中的一些基本操作技能，如细菌的培养与传代、发酵反应器的搭建与运行等。
通过反复演练，我们掌握了操作流程，并提高了实验技能的熟练度。
3.发酵过程监测与控制：学习了发酵过程中的微生物生长曲线的绘制和计算，并了解了发酵过程中的气体产量和溶氧量的监测与控制方法。
通过实验操作，我们了解了不同工艺参数对发酵过程的影响，以及如何通过调控工艺参数来优化发酵过程。
4.产物提取和分析：学习了发酵产物的提取和分离技术，包括离心、过滤、浓缩等方法，以及产物的质量分析方法，如色谱法、质谱法等。
通过实验操作，我们掌握了一些常用的产物提取和分析技术，并学会了分析数据和提出改进方案。
三、实习成果和收获通过本次发酵工程实习，我取得了以下一些成果和收获：1.理论知识的提高：通过课堂学习和实验操作，我对发酵工程的基本理论有了更深入的了解，掌握了一些重要的发酵工艺参数的选择和调控方法。
2.实践能力的提升：通过实际操作，我掌握了一些发酵工程操作技能，如微生物的培养与传代、发酵反应器的搭建与运行等，并提高了实验技能的熟练度。
3.创新能力的培养：在实验过程中，我积极思考和尝试一些改进措施，提出了一些改进方案，并在实践中不断进行调整和完善，培养了一定的创新能力。
四、存在的问题和改进方案在实习过程中，我也发现了自己存在的一些问题，主要包括实验操作的熟练度还不够、对实验结果的分析和解读能力有待提高等。
微生物发酵过程的动力学建模与参数估计
微生物发酵过程的动力学建模与参数估计微生物发酵是一种广泛应用的生物技术，可用于食品、医药、化工等领域。
发酵过程涉及到微生物的生长和代谢，具有复杂性和不确定性。
建立数学模型来描述微生物发酵过程动力学行为，有助于优化生产工艺，提高发酵效率和质量，降低成本。
本文将介绍微生物发酵过程的动力学建模与参数估计方法。
一、微生物发酵的过程动力学微生物发酵是一种复杂的生物过程，包括微生物的生长、代谢和产物积累等环节，需要考虑多种因素对过程动力学的影响。
1、微生物生长动力学微生物的生长途径可以分为对数生长和指数生长两种。
对数生长阶段，细胞数量呈现对数增长，受到外界营养物质浓度、温度、氧气等因素的影响。
指数生长阶段，细胞数量呈现指数增长，细胞密度达到最大值后就会停止生长。
2、代谢动力学微生物代谢产物包括有机酸、气体、醇等，其生产量受到微生物菌株、培养基成分、氧气的影响。
常用代谢模型是麦克斯韦-波尔兹曼方程，表示生物产物积累速率与生长速率成正比。
3、营养物质的消耗与代谢产物的积累微生物生长需要消耗培养基中的营养物质，代谢过程产生的代谢产物积累会影响微生物的生长和代谢行为。
因此，微生物发酵过程的动力学分析需要考虑营养物质的消耗和代谢产物的积累对微生物生长和代谢的影响。
二、微生物发酵过程的数学建模方法微生物发酵过程的数学建模可以采用质量守恒方程、动力学方程和控制方程等方法，以描述微生物生长和代谢产物积累的规律。
以乳酸菌发酵为例，假设细胞质量为X，乳酸积累量为L，糖消耗量为S，氮量消耗量为N，其中微生物生长速率μ，乳酸积累速率qL 都是未知的参数，可以采用动态质量守恒方程表示：dX/dt = μXdL/dt = qLXdS/dt = -kSXdN/dt = -kNX其中kS和kN是代谢系数。
通过对这些方程进行求解，可以得到微生物发酵过程的动力学行为。
三、发酵过程参数估计方法发酵过程的数学模型中包含多个未知参数，如微生物生长速率、代谢速率等。
《发酵工程实验》
《发酵⼯程实验》实验⼀淀粉酶⽣产菌的筛选⼀、实验⽬的学习淀粉酶产⽣菌的筛选⽅法。
⼆、实验原理淀粉酶在酿造、纺织、⾷品加⼯、医药等领域有⼴泛⽤途。
淀粉酶是⼀类淀粉⽔解酶的统称，它能将淀粉⽔解成糊精等⼩分⼦物质并进⼀步⽔解成麦芽糖或葡萄糖，淀粉被⽔解后，遇碘不再变蓝⾊，因此可根据淀粉培养基上透明圈的⼤⼩来判断所选菌株的淀粉酶活⼒。
三、实验⽤品1．样品淀粉含量丰富的⼟样。
2．培养基⾁汤培养基：⽜⾁膏3g，蛋⽩胨10g，NaCl 5g，加⽔⾄1000ml，pH7.0。
121℃灭菌20min。
初筛平板培养基：⽜⾁膏3g，蛋⽩胨10g，NaCl 5g，可溶性淀粉2g，琼脂18g，加⽔⾄1000ml，pH7.4。
121℃灭菌20min。
Lugol碘液：碘1g，碘化钾2g，蒸馏⽔300ml。
先将碘化钾溶解在少量⽔中，再将碘溶解于碘化钾溶液中，待碘全溶后，加⾜⽔即可。
3．器材⾼压蒸汽灭菌锅，超净⼯作台，电⼦天平，电炉，恒温振荡器，恒温培养箱；烧杯，量筒，三⾓瓶，培养⽫，移液管，洗⽿球，试管，试管架，接种针，涂布棒。
四、实验⽅法1．培养基制备：配制⾁汤培养基45ml，分装于250ml三⾓瓶中，纱布封⼝，灭菌。
配制初筛平板培养基350ml，分装于500ml三⾓瓶中，封⼝膜封⼝，灭菌。
2．倒平板：将融化的初筛平板培养基冷却⾄50～60℃，以⽆菌操作法倒⾄已灭菌的培养⽫中，⾄盖满底部。
冷却凝固待⽤。
3．样品预处理：取5g⼟样接⼊45ml⾁汤培养基中，30℃摇床振荡15min制成⼟壤悬液，此时的稀释度为10-1。
另取4⽀试管，分别记作10-2、10-3、10-4、10-5共5个梯度，每⽀试管内加⼊9mL⽆菌⽔。
⽤⽆菌移液管从三⾓瓶中吸取1mL⼟壤悬液，加⼊到10-2试管中混匀，再从此试管中吸取1mL加⼊到10-3试管中，依此类推直⾄10-5试管。
4．平板涂布分离：分别从不同稀释度的试管中吸取0.1ml悬液，均匀涂布于初筛培养基平板上，于30℃培养24～48h。
发酵工程综合实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解发酵工程的基本原理和操作方法；2. 掌握微生物的培养、分离、鉴定及发酵条件优化等实验技术；3. 提高实验操作能力和数据分析能力。
二、实验原理发酵工程是一门研究微生物发酵过程及其应用的科学。
通过发酵工程，可以利用微生物的代谢活动生产出各种有用的产品，如食品、医药、化工产品等。
本实验主要涉及微生物的培养、分离、鉴定及发酵条件优化等实验技术。
三、实验材料与仪器1. 材料：土壤样品、牛肉膏蛋白胨培养基、葡萄糖、酵母提取物、氯化钠、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁、琼脂等；2. 仪器：高压蒸汽灭菌器、恒温培养箱、显微镜、电子天平、pH计、发酵罐、酒精灯、试管、培养皿等。
四、实验方法1. 微生物分离与纯化（1）土壤样品的采集与处理：在校园内采集土壤样品，将土壤样品过筛，去除杂质，备用；（2）牛肉膏蛋白胨培养基的制备：按照实验要求，称取牛肉膏、蛋白胨、葡萄糖、氯化钠、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁等试剂，加入适量的水，搅拌均匀，煮沸10分钟，待冷却后加入琼脂，搅拌均匀，倒入培养皿中，待凝固；（3）土壤样品的接种：将处理好的土壤样品稀释，取适量涂布在牛肉膏蛋白胨培养基上，置于恒温培养箱中培养；（4）分离纯化：观察菌落特征，挑选单菌落进行纯化，重复以上步骤，直至获得纯化菌株。
2. 微生物鉴定（1）观察菌落特征：观察纯化菌株在牛肉膏蛋白胨培养基上的菌落特征，如菌落大小、形状、颜色、边缘等；（2）显微镜观察：将纯化菌株进行涂片、染色，在显微镜下观察菌体形态、染色特性等；（3）生化试验：进行糖发酵试验、氧化酶试验、淀粉酶试验等，鉴定菌株的生理生化特性。
3. 发酵条件优化（1）发酵培养基的制备：根据实验要求，称取葡萄糖、酵母提取物、氯化钠、硫酸铵、磷酸二氢钾、硫酸镁等试剂，加入适量的水，搅拌均匀，煮沸10分钟，待冷却后加入琼脂，搅拌均匀，倒入发酵罐中；（2）发酵条件优化：通过改变发酵温度、pH值、接种量、发酵时间等条件，观察发酵产物的产量和品质，确定最佳发酵条件。
发酵工程 第6章 发酵动力学
■将细胞作为与培养液分离的生物相处理所建立的模 型为分离化模型。在细胞浓度很高时采用。
如果把细胞和培养液视为一相，建立的模型为均一化 模型。
非结构模型
结构模型
最理想情况
确定论模型 不考虑细胞内部结构
各种细胞均一
均衡 细胞之间无差异， 生长 是均一的，细胞内
如果在考虑细胞组成变化的基础上建立的模型，称为结 构模型，一般选取RNA、DNA、糖类及蛋白含量做为过 程变量。
■菌体视为单组分的模型为非结构模型，通过物料平 衡建立超经验或半经验的关联模型。
如果细胞内的各种成分均以相同的比例增加，称为 均衡生长。
如果由于各组分的合成速率不同而使各组分增加比 例不同，称为非均衡生长。
（3）质量平衡法（质量守恒定律）
发酵系统中物 物质进入系统的速度＋物质在系统生成的速度 ＝
质积累的速度 －物质排出系统的速度－物质在系统消耗的速度
研究发酵动力学的步骤
(1). 为了获得发酵过程变化的第一手资料，要尽 可能寻找能反映过程变化的各种理化参数。
(2). 将各种参数变化和现象与发酵代谢规律联系 起来，找出它们之间的相互关系和变化规律。
S ——基质量，mol；
t ——发酵时间，h
注：这里的“维持”是指活细胞群体没有净生长和产物没有净合成的生 命活动，所需能量有细胞物质氧化或降解产生，这种用于“维持”的物 质代谢称为维持代谢（内源代谢），代谢释放的能量叫维持能。
（2）得率系数(或产率，转化率，Y)： 是指被消耗的物质和所合成产物之间的量的关系。包括生
基于关键生化反应限速步及其关键酶的动力学特征及其影响因素采用一系列分子水平的方法?细胞层次代谢网络与细胞工厂基于细胞信号传导代谢网络细胞物质运输的系列关键生化反应的综合表现采用一系列细胞水平的方法包括细胞群体行为分析?反应器层次过程工程基于细胞群体生长及产物合成对外部环境综合响应采用一系列优化反应器发酵条件的方法主要针对微生物发酵的表观动力学通过研究微生物群体的生长代谢定量反映细胞群体酶促反应体系的宏观变化速率主要包括
发酵实验报告三、乳酸菌的分离和酸奶的制作
发酵工程学实验报告实验三、乳酸菌的分离和酸奶的制作学院生命科学学院专业应用生物教育班级12应生A班姓名李顺昌学号124120218实验课程乳酸菌的分离和酸奶的制作指导教师许波开课学期2014—2015学年下学期实验三、乳酸菌的分离和酸奶的制作小组合作：是小组成员：李顺昌、李媛媛、方淑萍、周玉坤一、实验目的1.掌握分离纯化微生物的基本方法2.掌握酸奶制作的基本原理3.学会酸奶的制作方法二、实验设备与材料1、仪器设备：三角瓶、平皿、试管、移液管、玻璃涂布棒、灭菌锅、超净工作台、培养箱、恒温摇床、冰箱等。
2、材料：市售酸奶、奶粉、白糖、棉花、酸奶瓶（自备，1个/人）等。
3、培养基：乳酸菌分离用乳酸菌分离用培养基：牛肉膏：0.5％；酵母膏：0.5％；蛋白胨：1％；葡萄糖：1％；乳糖：0.5％；NaCl：0.5％；琼脂：2.5％；pH6.8。
配制250mL/组，装于2个三角瓶三、实验原理1、酸奶制作的基本原理（1）酸奶：以牛奶为主要原料，接入一定量乳酸菌，经发酵后制成的一种乳制品饮料。
（2）生理生化原理牛奶（乳糖）→接种乳酸菌→β-D-半乳糖苷酶→乳糖（半乳糖和葡萄糖）→乳酸发酵（葡萄糖）→乳酸→破坏钙-酪蛋白-磷酸复合物的稳定性→蛋白质凝结→酸奶2、提供适宜的生长条件、采用一定的微生物分离纯化方法，就能够从酸奶中分离出乳酸菌。
3、酸奶中含有乳酸菌的菌体及代谢产物，因而对人体的肠胃消化道疾病有良好的治疗效果。
四、实验方法步骤（一）乳酸菌的分离纯化——稀释涂布平板法1、倒平板（约6块/100ml）2、制备酸奶稀释液（1）将0.5mL酸奶吸入4.5mL无菌水（自备）中，摇动5min；（2）用无菌吸管吸出0.5mL酸奶悬液，加入盛有4.5mL无菌水的试管中，充分混匀，制备得到10-2稀释液；（3）再从中吸出0.5mL加入盛有4.5mL无菌水的大试管中，混匀后得到10-3稀释液；（4）以此类推，分别制备得到10-4、10-5、10-6酸奶稀释液。
发酵实验报告(根霉曲的制备及根曲霉糖活力的测定)
签名：2013年04月日
2、糖化酶是诱导酶。淀粉能诱导酶的形成，培养基中淀粉浓度与糖化酶的酶活及糖化酶的mRNA 含量成正相关，在培养基中适当提高培养基中淀粉含量，可以
增加产酶的量，酶活也有所提高。本实验没有添加任何诱导物。
3、实验人员的在吸取、滴定等操作存在误差，导致实验结果有所偏差。
4、制备5%固体曲浸出液时，糖化酶没有完全浸出，造成分解淀粉量减少，滴定所用标准葡萄糖溶液增多，计算所得酶活力减少。
①空白对测定结果的影响：空白的制备原则是使糖化酶不催化分解可溶性淀粉,即反应液中不存在葡萄糖。
②酶液稀释倍数对测定结果的影晌：在制备待测酶液时,稀释倍数不同对测定结果有较大影响。
③糖化时间长短对测定结果的影响。
④试剂加入顺序对测定结果的影响。
⑤酶制备液存放时间长短对测定结果的影响：试验是指从向酶中加缓冲液开始至糖化反应开始这段时间的长短对测定结果的影响。据试验,该酶在缓冲液中是非常稳定的。从半小时后开始测定酶活力,间隔一定的时间连续测定,直到存放三天后为止,结果测得酶活力基本一致,并没有因存放时间延长而活力下降。
小组合作
XX
XX
XX
XX
1、实验目的
1.1掌握固体发酵的基本操作步骤；
1.2了解根霉曲制作工艺和基本原理；
1.3了解糖化酶的测定方法；
1.4对糖化酶的糖化产物及糖化DE的计算；
1.5了解根霉曲在发酵生产过程中主要应用依据。
2、实验设备及材料
2.1材料：麦麸、根霉AS3.866
2.2试剂：柠檬酸缓冲液、DNS、1%淀粉
4.2.1.1先配制一系列浓度不同的标准溶液，用选定的显色剂进行显色，在一定波长下分别测定它们的吸光度A。
气球酵母发酵实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景发酵现象是微生物在特定条件下，将有机物质分解产生新的物质的过程。
酵母菌作为一种常见的微生物，其在发酵过程中能够产生二氧化碳和酒精。
本实验旨在通过观察酵母菌发酵过程，了解其发酵现象，并探究发酵条件对实验结果的影响。
二、实验目的1. 观察酵母菌发酵过程，了解其产生二氧化碳和酒精的现象。
2. 探究不同温度、不同浓度糖溶液对酵母菌发酵的影响。
3. 分析酵母菌发酵过程中气体的生成和消耗情况。
三、实验原理酵母菌在适宜的条件下，能够将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。
在有氧条件下，酵母菌进行有氧呼吸，产生大量能量、水和二氧化碳；在无氧条件下，酵母菌进行无氧呼吸，产生少量能量、酒精和二氧化碳。
四、实验材料与仪器1. 实验材料：酵母、白糖、瓶子、气球、温水、漏斗、温度计、计时器。
2. 实验仪器：锥形瓶、胶塞、胶管、大烧杯、玻璃棒、滴管。
五、实验步骤1. 准备实验材料：将酵母、白糖、瓶子、气球等实验材料准备好。
2. 配制糖溶液：取一定量的白糖，加入适量温水溶解，配制成不同浓度的糖溶液。
3. 设置实验组：将锥形瓶清洗干净，分别加入不同浓度的糖溶液，并加入适量酵母。
4. 设置对照组：在锥形瓶中加入等量的清水，作为对照组。
5. 观察记录：将锥形瓶密封，放入温暖环境中，观察记录不同实验组中气球的膨胀情况。
6. 测量气体体积：使用滴管将产生的气体收集到集气瓶中，测量气体体积。
7. 分析实验结果：对比不同实验组中气球的膨胀情况，分析发酵条件对酵母菌发酵的影响。
六、实验结果与分析1. 观察记录：在实验过程中，观察到不同浓度的糖溶液中，气球膨胀情况有所不同。
随着糖浓度的增加，气球的膨胀速度加快，膨胀程度也更大。
2. 测量气体体积：通过测量气体体积，发现随着糖浓度的增加，产生的气体体积也相应增加。
3. 分析实验结果：实验结果表明，酵母菌发酵过程中，糖浓度对发酵产物的生成和气体体积有显著影响。
高浓度糖溶液有利于酵母菌发酵，产生更多的二氧化碳和酒精。
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实验三发酵过程动力学实验
实验老师准备：
1、种子培养基（实验老师准备4个100ml种子）
2、产酶培养基确定（实验老师准备15瓶100ml产酶培养基和200ml已经长好
的种子），培养基的组成按上次实验配方设计。
一．实验目的
学习生物反应过程的参数测定和计算方法
二．仪器
摇床（最大转速250r/min），紫外分光光度计、电热恒温水浴槽、烘箱
电子天平（感量0.001g）
三．试剂
1、DNS试剂：取6.3g3,5-二硝基水杨酸（DNS）和262mL2mol/LNaOH溶液加到酒石酸钾钠的热溶液中（192g酒石酸钾钠溶于500 mL水中），再加5g重蒸酚和5g亚硫酸钠，搅拌使其溶解，冷却后加水定容至1000mL，保存于棕色瓶中放置7天后使用。
2、测定蛋白酶活试剂同上次实验。
三．实验方法
1、生物量的测定
生物量的测定方法有比浊法和直接称重法等。
本实验采用直接称重法。
将发酵液取出，在两层纱布上过滤菌体，自来水冲洗2-3次，收集菌体，在布氏漏斗上抽干后称温重。
2、还原糖的测定
2.1原理
在碱性条件下，还原糖与3、5－二硝基水杨酸共热，3、5－二硝基水杨酸被还原为3－氨基－5－硝基水杨酸（棕红色物质），还原糖则被氧化成糖酸及其它物质。
在一定范围内，还原糖的量与棕红色物质颜色深浅的程度呈一定的比例关系，可在722型分光光度计540nm波长测定棕红色物质的吸光度值。
查标准曲线计算，可求出发酵液中还原糖的含量。
2.2实验步骤
（1）发酵液单层滤纸过滤，滤液0.2ml稀释至含糖量2-8mg/100ml为试样。
（2）取4支干燥试管,编号,按下表所示的量,精确加入待测液和试剂(ml):
加完试剂后, 将各管摇匀，戴上小漏斗，在沸水浴中加热5分钟，立即用冷水冷却至室温，再向各管中加入蒸馏水 20.0ml，用橡皮塞塞住管口，颠倒混匀。
切勿用力振摇，引入气泡。
在540nm波长下，以0号管为空白，在分光光度计上测定出各管溶液的吸光度值。
（3）以管1、2、3的吸光度值的平均值在标准曲线上查出相应的还原糖毫克数，按下式计算样品中还原糖的百分含量：
3.发酵液中蛋白酶活的测定（同上次实验）
4、发酵液中pH测定：酸度计法。
四、实验具体操作
实验分组：每班分成六组，分别在以下时间进行取样，每组取两瓶。
具体时间为：在发酵0小时（前1天晚8点），12小时（第二天8点），15小时（11点），18小时（下午2点），21小时（下午5点），24小时（下午8点）分别测定发酵液中还原糖含量，生物量，蛋白酶活，pH变化，将整个班级结果汇总在一张表上，并标注自己组的各指标位置，以观察整体发酵水平及测定的准确性。