新型大规模纯种固态发酵研究进展 (1)
固态发酵技术:从传统酿造到现代生物发酵产业的应用
固态发酵技术：从传统酿造到现代生物发酵产业的应用陈洪章;王岚【期刊名称】《生物产业技术》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】1页(P封2)【作者】陈洪章;王岚【作者单位】中国科学院过程工程研究所;中国科学院过程工程研究所【正文语种】中文陈洪章中国科学院过程工程研究所研究员王岚中国科学院过程工程研究所研究员固态发酵是以气相为连续相，以液膜及其覆盖的固相为固定相的三相系统。
其因节水、节能、环境友好等独特优势而受到学术界和工业界的高度关注。
固态发酵在我国食品酿造中具有悠久的历史，其应用领域已逐步扩展到医药化工、能源等领域。
其大规模应用于现代工业生产中，使得经济、资源、环境更加协调，符合可持续发展的要求，将成为绿色生物制造的重要组成部分。
固态发酵含水量少的体系特征及固相基质复杂的理化特点造成了固态发酵难以满足现代生物发酵产业的要求，分析原因如下。
①微生物在固相基质中的生长受限于颗粒表面水分张力，主要集中在孔隙和边缘的液膜内。
大孔虽然能够保证充足的氧气供给，但较大的空间位阻也会阻碍菌体与营养物质的接触。
小颗粒基质具有较小的空间位阻，易于菌体与营养的充分接触，却影响氧气在孔隙中的扩散。
因此，固相基质的选择必须力求实现供氧和提供微生物生长间的平衡。
②固相基质只有溶解于水膜内的部分才能为微生物利用，导致固态发酵中营养的可及性劣于液态发酵。
③固态发酵底物多为复杂的天然生物质原料，基质本身颗粒尺寸、持水性、导热性等方面的不均一性，使得菌体的代谢产物浓度、温度、pH等参数难以在线检测。
因此，基质结构引起的传质传热困难是制约固态发酵发展的根本原因。
固相基质是微生物生长和代谢产物生成的物质基础并提供微生物生长的必要空间，明确固相基质物性将在极大程度上提高固态发酵效率。
固态发酵体系内低效的质热传递过程严重制约微生物生长代谢过程，建立相应的模型有助于了解固相体系下微生物生长代谢规律，从而针对性地强化质热传递过程，改善发酵效率。
固态发酵工程技术的研究应用分析
固态发酵工程技术的研究应用分析固态发酵工程技术是一种利用微生物在固态培养基上进行发酵的技术，近年来得到了广泛的关注和应用。
固态发酵技术具有许多优点，比如生产周期短、设备投资少、能耗低、产品质量好等，因此在食品加工、生物制药、环境保护等领域都得到了广泛的应用。
本文将从固态发酵工程技术的原理、应用领域和发展前景等方面进行分析和探讨。
固态发酵工程技术的原理是指将微生物所需的培养基和营养成分与生物制品混合，使其成为一种半固态或粘稠的状态，然后通过控制温度、湿度和通气等条件，利用微生物代谢产生的酶或代谢产物来进行发酵。
固态发酵相对于液态发酵来说，具有特殊的优点。
固态发酵可以减少液态废水的处理成本，降低了环境污染的风险。
由于固态发酵过程不需要大量的水，因此可以节约大量的能源和水资源。
由于固态发酵过程可以在相对干燥的条件下进行，因此不容易造成微生物的污染和生长不稳定。
由于这些优点，固态发酵工程技术在食品加工、生物制药、环境保护等领域得到了广泛的应用。
在食品加工领域，固态发酵工程技术主要应用于传统食品的生产。
酱油、豆豉、豆腐、米酒等传统食品都是通过固态发酵来制作的。
固态发酵工程技术可以改善食品的口感和口味，增加食品的营养价值，同时也可以延长食品的保存期限。
在生物制药领域，固态发酵工程技术主要应用于微生物发酵生产抗生素、酶、氨基酸、酒精等产品。
固态发酵技术在这些产品的生产中具有高效、节能、环保等特点，因此得到了越来越广泛的应用。
在环境保护领域，固态发酵工程技术也得到了广泛的应用。
通过固态发酵工程技术可以将农业废弃物、工业固体废弃物等转化为有机肥料或生物燃料，从而减少了固体废弃物的处理压力，减少了环境污染的风险。
固态发酵工程技术在未来的应用前景非常广阔。
随着人们对食品营养和安全的关注不断增加，传统食品的固态发酵工程技术将会得到更广泛的应用。
生物制药领域对高效、节能、环保的生产技术的需求也在不断增加，固态发酵工程技术将会成为生物制药领域的研究热点。
固态法酿造白酒中的酵母发酵代谢途径研究
固态法酿造白酒中的酵母发酵代谢途径研究摘要：白酒是中国传统的酒类产品之一，其独特的风味和醇香口感受到了广大消费者的喜爱。
酒精的产生是通过酵母微生物代谢过程中产生的，而酵母的代谢途径对白酒的风味和品质起到至关重要的作用。
本文将探讨固态法酿造白酒中酵母发酵的代谢途径研究，包括糖的利用、乙醇的产生以及酵母细胞的生长等方面。
1. 糖的利用在固态法酿造白酒的过程中，由于发酵床中固态物料的存在，酵母的营养来源主要是床面上的酒糟和床下固态物料。
糖是酵母生长和代谢的主要碳源，通过研究发现，酵母在固态法酿造白酒的过程中可以利用多种糖类物质，如葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等。
在发酵过程中，糖类物质在酵母细胞内经过一系列的酶的作用，转化为乙醇和二氧化碳等代谢产物。
2. 乙醇的产生乙醇是白酒中的主要成分之一，也是酵母发酵过程中最重要的代谢产物之一。
乙醇的产生是由酵母细胞通过糖类物质的发酵作用产生的。
在固态法酿造白酒的过程中，酵母通过糖类物质的代谢，产生乙醇和二氧化碳。
乙醇对白酒的风味和口感有着重要影响，适量的乙醇能够增加白酒的醇香口感，但过高的乙醇含量会影响白酒的品质和风味。
3. 酵母细胞的生长酵母细胞的生长对于固态法酿造白酒过程中的酵母发酵至关重要。
酵母细胞在适宜的温度和湿度条件下能够快速繁殖，同时也需要足够的氧气供应。
酵母在固态法酿造白酒的过程中，通过吸收酒糟和固态物料中的一些有机物质，为其生长提供营养来源。
此外，酵母细胞在生长过程中还会释放酵母菌体表面酶，将固态物料中的淀粉、蛋白质和脂肪等分解为可被酵母细胞吸收的小分子物质。
4. 代谢途径的调控酵母发酵代谢途径的调控对于固态法酿造白酒的品质控制至关重要。
酵母在代谢过程中的一系列酶活性和基因表达水平的调节，直接影响着乙醇产生和其他代谢产物的生成。
通过对酵母发酵过程中的代谢途径的研究，可以探索调控酵母代谢活性的关键基因和酶，为白酒的品质改良和控制提供理论依据。
结论：固态法酿造白酒中的酵母发酵代谢途径是一个复杂而重要的过程，在白酒的风味和品质形成上起着关键的作用。
固态发酵课件.ppt
固态发酵 概述
内涵 特点 分类 反应器
固态发酵 设备
固态发酵 概述
内涵 特点 分类 反应器
固态发酵 设备
3.2 固态发酵的形式
• 固态发酵可以以许多不同的形式进 行，按照使用的微生物的情况和形 成的产品条件不同，固态发酵可分 为自然富集固态发酵、强化微生物 混合固态发酵、限定微生物混合固 态发酵和单菌固态纯种发酵。
固态发酵 概述
内涵 特点 分类 反应器
固态发酵 设备
固态发酵 概述
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固态发酵 概述
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2、固态发酵的特点
• 基质：可被微生物降解或不被降解 的多孔固体基质，气固表面积大 （ 103-106m/cm2 ） ， 有 利 于 微 生 物生长。
固态发酵 概述
内涵 特点 分类 反应器
固态发酵 设备
固态发酵 概述
内涵 特点 分类 反应器
固态发酵 设备
4.1 实验室固态发酵反应器、中试固态发酵 反应器与工业级固态发酵反应器
按照固态发酵反应器所承载的固体物料多少 不同，可将固态发酵反应器分为三大类：
• 第一类是实验室固态发酵反应器 可进行 克级规模固体物料的固态发酵实验；
• 由于是非均相反应，发酵参数的测 定和控制比较困难，大多发酵过程 依赖经验。
固态发酵 概述
内涵 特点 分类 反应器
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2.1主要影响参数
水活度 温度 通气与传质 pH值
固态发酵 2.1.1 水活度（aw）
概述
内涵 特点 分类 反应器
由于固态发酵的最大特点就是无 游离水，因而底物含水量的变化，
必然会对发酵过程产生影响。
新型液态发酵生产米香型白酒的研究(Ⅰ)——酶制剂在液态发酵米香型白酒中的应用
新型液态发酵生产米香型白酒的研究(Ⅰ)——酶制剂在液态发酵米香型白酒中的应用唐取来;李晶晶;李玲玲;刘彩霞;胡雪娇;肖冬光【摘要】探讨液化酶、糖化酶、酸性蛋白酶在新型液态发酵生产米香型白酒中的应用.结果表明,在液态发酵生产米香型白酒中添加适量的酶制剂,与传统糖化发酵剂小曲协同糖化发酵,补充传统小曲中酿酒酶系的不足,可提高液态发酵的效果,同时有利于微生物生长和风味物质的形成.实验得出酶制剂的最佳添加量为:液化酶2U/g 原料、糖化酶30~40 U/g原料、酸性蛋白酶2 U/g原料.%In this study, the application of liquefying enzyme, sacchairfying enzyme and acid protease in liquid fermentation of Mixiang Baijiu (liquor) was explored. The results demonstrated that, the addition of appropriate amount of enzyme preparations in liquid fermentation process could cooperate with traditional saccharifying&fermenting agent (Xiaoqu), supplement the shortage of enzymes in Xiaoqu, and improve liq-uid fermentation effects, meanwhile, it was beneficial to microbial growth and the formation of flavoring compounds. The best adding level of enzyme preparations were as follows:2 U liquefied enzyme, 30~40 U saccharifying enzyme, and 2 U acid protease per gram raw materials.【期刊名称】《酿酒科技》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】4页(P8-11)【关键词】液态发酵;米香型白酒;酶制剂;白酒【作者】唐取来;李晶晶;李玲玲;刘彩霞;胡雪娇;肖冬光【作者单位】天津科技大学生物工程学院,天津市工业微生物重点实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津市工业微生物重点实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津市工业微生物重点实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津市工业微生物重点实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津市工业微生物重点实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津市工业微生物重点实验室,天津300457【正文语种】中文【中图分类】TS262.3;TS261.4米香型白酒以桂林三花酒为代表，以大米为原料，小曲为糖化发酵剂，用曲量少、发酵期短，属于传统半固态工艺发酵白酒［1］。
基于固态法酿造白酒的新品种的开发与评价
基于固态法酿造白酒的新品种的开发与评价随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对于白酒的需求也越来越高。
而在白酒的酿造过程中，采用固态法酿造可以带来更加独特的口感和风味，因此基于固态法酿造的新品种的开发与评价成为了当下的研究热点。
在白酒的传统酿造方法中，一般都是采用液态发酵法，而固态发酵法则是通过将发酵原料与真空低温下的酵母一同置于碾盖密封容器中，利用酵母在高温下产生的代谢活性以及微生物的多样性来进行酿造。
相对于液态发酵法，固态法酿造具有以下几个优势：首先，固态法酿造可以更好地保留原料的风味。
在液体发酵过程中，酒液与酵母的接触面积较大，容易造成风味的流失。
而固态法则将发酵原料与酵母完全封闭在容器内，在发酵过程中，原料的风味可以更好地被保留下来。
其次，固态法酿造可以减少废水的产生。
在传统的液态发酵法中，由于液体的流动，会产生大量的废水。
而固态法则可以最大程度地减少废水的产生，对环境也更加友好。
最重要的是，固态法酿造还可以通过微生物的多样性来提高酒的品质。
在固态发酵的过程中，酵母和其他微生物会产生大量的代谢物质，这些代谢物质会对酒的风味和口感产生重要影响。
而传统的液态发酵法则很难拥有这种多样性。
基于固态法酿造白酒的新品种的开发与评价需要有系统的研究和实践。
首先，需要选择合适的原料，不同的原料会对酿造过程和最终的产品产生不同的影响。
其次，需要选择合适的酵母，不同的酵母会产生不同的风味和口感。
酵母的选择需要考虑其醒发性、耐受性和适应性。
在酿造过程中，需要控制好温度和发酵时间。
温度对酵母的生长和代谢有重要影响，过高或过低的温度都会影响最终产品的质量。
发酵时间是决定酒的品质的一个重要因素，过长或过短的发酵时间都会影响风味的表现。
此外，新品种的开发与评价还需要进行感官评价和化学分析。
感官评价可以通过人的味觉、嗅觉和视觉来判断酒的风味、口感和外观，化学分析可以通过测定酒中的物质含量来分析酒的成分和质量。
最后，还需要进行市场评估和消费者调研。
生物工程设备与工厂设计研究进展
固态发酵设备研究进展摘要：至2O世纪以来，随着能源危机与环境问题的日益严重，固态发酵技术以其特有的优点引起人们极大的兴趣。
与其他培养方式相比，同态发酵具有如下优点：①培养基简单且来源广泛．多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料；②投资少．能耗低．技术较简单；③产物的产率较高；④基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便。
关键词：固态发酵发酵罐固态发酵(Solid State Fermentation , SSF) 是指在培养基呈固态,虽然含水丰富,但没有或几乎没有自由流动水的状态下进行的一种或多种微生物发酵过程,底物(基质) 是不溶于水的聚合物,它不仅可以提供微生物所需碳源、氮源、无机盐、水及其它营养物,还是微生物生长的场所。
固态发酵是人类利用微生物生产产品历史最悠久的技术之一。
但现代发酵技术的首要条件是纯种培养,不允许自然界的其它微生物进入,造成杂菌污染,加上现代工业对大规模集约化生产的要求,使固态发酵的生产应用处于停滞状态,几乎被排斥到现代工业之外。
当液态发酵与固态发酵具有相同的经济性能时,液态发酵的许多特征使其成为较优选的方法。
重要的是,液态发酵的传热、传质均匀性使其有较大程度的可行性。
固态发酵含有不溶于水的固体、少量的水分及空气,微生物生成的热导致水分蒸发,使发酵体系具有汽液固不均匀三相,存在严重的浓度梯度及传热、传质困难,这样很难控制pH、水活度、最佳反应温度等,使产量大大下降。
然而近几年,由于能源危机与环境问题的日益严重,固态发酵技术再次引起人们的兴趣,固态发酵领域的研究出现了翻天覆地的变化。
90 年代以来,大约有上千篇论文在国外不同的期刊上发表 ,也不时出现一些关于固态发酵某些特征的综述。
现代固态发酵工程在基质特性、染菌控制、水活度的控制、pH 的调控、传质与传热等领域的研究取得了较大的进展。
但到目前为止,很难找到关于现代固态发酵工程领域系统论述的文献,追溯这段历史,有助于人们了解当代固态发酵发展动态。
(完整版)发酵工程与设备习题答案
第一章1．简述发酵工程的概念及其主要内容。
发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。
它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。
发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。
生产微生物细胞（或生物量）； 生产微生物的酶；●生产微生物的代谢产物；❍生产基因重组产物；⏹将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。
2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。
关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。
3.发酵过程有哪些组成部分？用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方； 培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；●足量的高活性、纯培养的接种物；❍在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；⏹产物的提取和纯化；☐生产过程的废物的处理。
第二章1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变异可能性大，正向变异可能性小诱变育种：方法简单，快速，收效显著。
原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。
杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异范围，具有更强的方向性和目的性。
基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。
2.发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物；不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化3.菌种退化的主要表现，并分析原因和防治的方法。
表现：菌种的退化可以是形态上的，也可以是生理上的，如原有细胞形态性状变得不典型，菌种生长速度变慢，产生的孢子变少，代谢产物生产能力下降等。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。