农产品加工·学刊 2009年第10期 收稿日期：2009-07-30 基金项目：镇江市国际合作项目（GJ2007010，GJ2008010）；镇江市工业攻关项目（GY2007002）。作者简介：马海乐（1963-），男，陕西人，博士，教授，博士生导师，研究方向：生物资源高效利用技术。 E-mail ：mhl@https://www.doczj.com/doc/b312779739.html, 。 0引言 醋糟是利用粮食原料生产食醋过程中排放的有机废弃物，长期以来都作为垃圾被填埋。人们对醋糟的利用有过不少研究[1~3]，大多着眼于作为饲料或食用菌栽培料。但前者烘干成本过高，后者处理量少，均不能从根本上解决问题。所以对醋糟的处理，既是制醋行业的一大难题，又是城市环境卫生治理的一大难点。 有机废弃物厌氧发酵制氢技术是近年来国内外研究的新领域，该技术能够高效降解有机质，并且发酵 以后的底物能够用作有机肥料[4，5]。因此，将有机废弃物用于厌氧发酵制氢，既能解决有机废弃物的处理问题，又可获得清洁能源──氢气。目前采用各种有机废水和有机固体废弃物进行生物发酵制氢的研究已有很多，其中包括利用糖蜜废水、酿酒废水、植物淀粉生产废水、纤维素微晶以及城市有机固体垃圾等发酵产氢[6~10]。 樊耀亭等人以牛粪堆肥或活性污泥作为天然混合产氢菌来源，分别对啤酒糟、玉米秸秆、芝麻饼、玉米芯等进行厌氧发酵，均得到了较好的产氢效果[11~13]； 醋糟厌氧发酵制氢的影响因素研究 马海乐1，2，3，刘瑞光1，3，王振斌1，2，3，顾顺1，3，R uihong Zhang 4，3 （ 1.江苏大学食品与生物工程学院，江苏镇江212013； 2.江苏省农产品生物加工与分离工程技术研究中心，江苏镇江212013； 3.美国加州大学—中国江苏大学生物质能联合研究中心，江苏镇江212013； 4.Department of Biological &Agricultural Engineering ，University of California-Davis ，Davis ，CA 95616，USA ）摘要：以预处理后的牛粪为接种物，以醋糟为发酵底物进行厌氧发酵产氢试验，研究了底物预处理方法、发酵温度、 底物浓度、初始pH 值、微量金属元素添加量对产氢量的影响。结果表明，用体积分数0.7%的HCl 静置处理24h 为最佳预处理方法，且在最佳发酵条件（发酵温度35℃，底物浓度175g/L ，初始pH 值6.0）下，微量金属元素营养液添加量为2%时，产氢效果最好，累积产氢量为46.91mL/g TS 。关键词：醋糟；厌氧发酵；氢气；响应面法；优化中图分类号：TS209文献标志码：A doi ：10·39691jissn ·1671-9646（X ）·2009·10· 006Research on Influence Factors of Hydrogen Production from Vinegar Residue by Anaerobic Digestion M a Haile 1，2，3，Liu Ruiguang 1，3，Wang Zhenbin 1，2，3，Gu Shun 1，3，Ruihong Zhang 4，3 （ 1.School of Food and Biological Engineering ，Jiangsu University ，Zhenjiang ，Jiangsu 212013，China ； 2.Jiangsu Provincial Research Center of Bio-process and Separation Engineering of Agri-products ，Zhenjiang ，Jiangsu 212013，China ； 3.Joint Bio-energy Research Center of Jiangsu University and University of California-Davis ，Zhenjiang ，Jiangsu 212013，China ； 4.Department of Biological &Agricultural Engineering ，University of California-Davis ，Davis ， CA 95616，USA ） Abstract ：Vinegar residue was digested with culture from the enriched cattle manure under anaerobic condition to produce hydrogen.The effect of pretreatment method of vinegar residue ，fermentation temperature ，substrate concentration ，initial pH and supplement of trace metals on the hydrogen yield was investigated.The results showed that the best pretreatment method were that vinegar residue was placed in 0.7%HCl for 24h ，and maximal hydrogen yield 46.91mL/g TS was obtained under fermentative temperature 35℃，substrate concentration 175g/L ，initial pH 6.0and trace metals solution supplement 2%.Key words ：vinegar residue ；cattle manure ；anaerobic digestion ；hydrogen 第10期(总第187期)农产品加工·学刊 No.102009年10月 Academic Periodical of Farm Products Processing Oct. 文章编号：1671-9646(2009)10-0026-04
甜酒酿的发酵制作以及发酵工艺中影响因素的研究 原理： 甜酒酿是以糯米为主要原料，通过微生物的发酵过程酿制而成的。由于酵母不能直接利用淀粉，因此必须先用糖化菌如根霉、毛霉等把淀粉分解成单糖或双糖。甜酒酿即是在糖化菌和酵母菌共同作用下酿制而成的。 实验器材和试剂： 1．试剂：市售甜酒药、糯米、NaOH溶液、3，5-二硝基水杨酸溶液、饱和碳酸钠溶液； 2．器材：电子天平、电饭锅、淘米箩、恒温培养箱、锥形瓶、一次性塑料碗、保鲜膜、分光光度计、pH计等。 工艺流程及操作： 1．工艺流程 2．主要操作要点 2.1浸米、洗米 将糯米注人清水(使水浸过糯米为宜)，浸泡10~24 h，时间与温度有关，浸泡至用手碾碎即可。将浸泡好的米用自来水冲洗干净并沥干. 2.2蒸饭 将沥干的糯米放人蒸米锅蒸架上蒸.待煮沸后再蒸30 min，要求达到“熟而不糊，透而不烂，疏松易散，均匀一致”.蒸煮便于淀粉糊化和原料灭菌. 2.3淋饭冷却 将蒸熟的米饭用冷开水冲冷，使其降温到35℃左右，同时使饭粒松散.冷却速度越快越好，否则会引起杂菌污染，淀粉老化，不利于糖化和发酵. 2.4接种 根据糯米量，按一定比例称取甜酒药，将其均匀的拌入冷却的米饭内，留取少量备用，然后将米饭松散的放在塑料杯内. 2.5搭窝 将落杯好的米饭搭成“v字形凹窝，表面上洒少许剩余的酒药，然后将杯口封上保鲜膜.搭窝有利于通气均匀、糖化菌的生长和甜酒液的渗出. 2.6恒温培养 在24~32℃范围内进行恒温发酵，时间为48-80 h，待“v”字形的凹窝内渗出大量的甜酒液时，即可品尝食用.
指标测定方法： 1.发酵液pH的测定：用pH测量仪测定 2.总糖含量的测定：取发酵液1 mL，加3，5-二硝基水杨酸溶液1 mL和饱和碳酸钠溶 液1 mL，水浴加热10 min，冷却后加入蒸馏水4.5 mL。在550 nm处测定吸光度并与葡萄糖的标准曲线进行比较定量。 实验方案： 1、接种量对发酵的影响 酒药作为菌种使用，是甜酒酿发酵的原动力，其添加量直接影响制品品质.因酸度和甜度是影响口味的重要因素，故选择接种量在0.5%~3%之间（各浓度间隔0.5），28℃发酵72 h，以酒酿酸度、总糖含量及感官评分为指标，考察接种量的影响. 2、时间对发酵的影响 发酵时间影响甜酒酿的风味成熟度，故采取酒药接种量为1. 5%，28℃发酵，时间控制在0~80h之间，每隔12h测样，考察酸度、总糖含量及感官品质的变化。 每组取样后存到冰箱里，最后一块测葡萄糖浓度，pH当时测。品质只取三个时间的样。为了保证足够的取样量，我们设置2碗样品来专门用来取样测pH和葡萄糖，另设一碗专门用于品质测定，所以需要3个碗。 另外，为了保证这个实验的成功，我们做一组平行实验，再加3个碗，处理跟上表完全一样。PS: 糯米总量：600g；塑料杯:12个； 实验结果和讨论： 思考题 1.甜酒酿发酵过程中需要哪些菌？它们各自起什么作用？它们的生长条件和特点是什
厌氧生物处理的影响因素 厌氧生物处理的基本原理 三阶段论——1979年由Bryant提出 1) 水解阶段：碳水化合物（脂肪、蛋白质）在水解发酵菌作用下转化为糖类、挥发性脂肪酸VFA、（较高级有机酸）氨基酸、水和二氧化碳； 2) 酸化阶段（产酸产乙酸阶段）：挥发性脂肪酸在产氢产乙酸菌作用下转化成H2、CO2、乙 酸： CH3CH2COOH→CO2↑+CH3COOH+H2↑ 3) 产甲烷阶段：最后两组生理不同的产甲烷菌，有共同的产物： 4H2+CO2→CH4↑+2H2O —— （28%）CO2被还原的反应 2CH3COOH→2CH4↑+2CO2↑ —— （72%）乙酸脱羧的反应 ，CH3COOH脱羧。 厌氧生物处理的影响因素 (1) 温度。存在两个不同的最佳温度范围(55℃左右，35℃左右)。通常所称高温厌氧消化和低温厌氧消化即对应这两个最佳温度范围。 甲烷菌对温度的适应性很差，根据其生存的适宜温度范围，甲烷菌可分为两类，即中温甲烷菌（适宜温度33－35℃）和高温甲烷菌（适宜温度50－53℃）。当温度超出适宜温度范围时，厌氧消化反应速率则急剧下降。厌氧消化的允许温度波动范围为±1.5－2.0℃。当波动范围为±3℃时，就会严重抑制消化速率。当波动范围超过±5℃时，就会使有机酸大量积累而破坏厌氧消化过程的正常运行。 (2) pH值。厌氧消化最佳pH值范围为6．8～7．2。 产酸细菌对酸碱度不及甲烷细菌敏感，其适宜的pH值范围较广，在4.5-8.0之间。产甲烷菌要求环境介质pH值在中性附近，最适宜pH值为7.0-7.2，pH6.6-7.4较为适宜。在厌氧法处理废水的应用中，由于产酸和产甲烷大多在同一构筑物内进行，故为了维持平衡，避免过多的酸积累，常保持反应器内的pH值在6.5-7.5(最好在6.8-7.2)的范围内。 (3) 有机负荷。 ① 厌氧生物反应器的有机负荷通常指的是容积负荷，其直接影响处理效率和产气量。在一定范围内，随着有机负荷的提高，产气量增加，但有机负荷的提高必然导致停留时间的缩短，即进水有机物分解率将下降，从而又会使单位质量进水有机物的产气量减少。 ② 厌氧处理系统的正常运转取决于产酸和产甲烷速率的相对平衡，有机负荷过高，则产酸率有可能大于产甲烷的用酸率，从而造成挥发酸VFA的积累使pH值迅速下降，阻碍产甲烷阶段的正常进行。严重时导致产甲烷作用的停顿，整个系统陷于瘫痪状态，调整恢复起来非常困难。
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/b312779739.html, 酸奶发酵影响因素分析 作者：高婵 来源：《现代农业研究》2016年第12期 [摘要]酸奶的发酵过程受到各种因素的影响，本文分析了原料奶、清洗剂的残留、培养温度与接种量、噬菌体和抗生素残留对发酵过程的影响。只有严格控制这些因素，才能保证酸奶发酵过程的顺利进行。 [关键词]酸奶；发酵；影响因素 酸奶发酵离不开菌种，酸奶生产的发酵过程就是菌种生长的过程，通常以嗜热链球菌、保加利亚亚种德氏乳杆菌混合制成酸奶发酵菌种。这些菌种在整个生产发酵的过程中分解原料奶中的乳糖产生乳酸，从而让原料奶pH值降低到酪蛋白的等电点，使原料奶成功加工成酸奶，即原料奶中的蛋白质凝固形成凝乳状态。同时这些菌种还会使乳糖产生外多糖，让生产的酸奶具有一定的粘稠度，在整个过程的进行中还会产生酸类、乙醛和丁二酮等增加风味的物质，进而使酸奶的入口感觉更加良好，味道独特。酸奶的生产发酵过程受条件、环境等因素影响很大，因为这个过程是一个十分复杂的生物化学反应过程。本文从原料奶、清洗消毒剂残留、培养温度与接种量、噬菌体和抗生素残留5 个方面分别进行了论述。 1 原料奶的影响 牛奶是菌种的培养基，牛奶的质量直接影响菌种的生长。菌种产酸的多少与牛奶中乳糖含量有关，必须有足够的乳糖才能产生足够的乳酸来酸化牛奶，而且牛奶为菌种的生长提供碳源。蛋白质也是不可缺少的物质之一，蛋白质变性后，结构发生改变，与细小的脂肪球形成立体网络结构，将水包裹在网的里面形成酸奶的凝乳结构，而且部分蛋白质被分解成氨基酸，为菌种生长提供氮源。 另外，牛奶的新鲜程度也很重要，如果牛奶在加工前已经发生轻微的酸败，乳糖被有害菌消耗，不但会使供给菌种的糖量相对减少，而且由此产生的乳酸还会导致部分蛋白质变性。变性的蛋白质稳定性差，在杀菌时容易粘到杀菌机内壁，降低牛奶中蛋白质含量。 2 清洗剂和消毒剂的影响 在牧场或奶站的挤奶设备的清洗和乳品加工厂的CIP清洗中，清洗剂和消毒剂被广泛应用。常用的清洗剂有氢氧化钠和硝酸，常用的消毒剂有二氧化氯、次氯酸钠等含氯化合物和双氧水、过氧乙酸等过氧化物。这些物质如有残留，会不同程度地抑制菌种的生长。残留的原因可分为两大类： 2.1 无意识残留
微生物在医药领域的应用 ——微生物发酵在中药中的应用 林学院环境工程2011级1班吴睆娉 20110028 摘要：中药是中华民族的瑰宝，几千年来中医药为我国人民的健康做出了巨大的贡献，形成了系统的中医药理论和大量经实践检验的成药验方。中药作为天然药物正逐步引起世界的关注。微生物个体微小，却与人类生活关系密切。微生物利用涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域，而在中药领域更是占据了重要。 关键词：微生物中药发酵技术发酵中药 中药行业是我国具有比较优势的少数几个产业之一，在自然科学领域，我国最有实力、最有优势、最有后劲的就是中医药。它是中华民族的瑰宝，也是世界传统医学中重要的组成部分，在预防和治疗疾病方面发挥着重要的作用。 微生物是一切肉眼看不见或看不清的微小生物，包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体，它个体微小，却与人类生活关系密切。微生物学是生命科学中发展较快的学科之一，在生命科学中地位越来越重要，因此成为了各门学科都离不开的重要工具。 微生物学理论促进了微生物相关中药的发展 对传统微生物中药的生物学研究加深了传统微生物中药的应用和产品开发，特别是多种中药微生物纯培养物代替原药材的研究尤其引人注目，对满足人民群众用药需求起到了十分巨大的作用。以金水宝为代表的从冬虫夏草中分离的真菌纯培养物代替冬虫夏草的研究取得了巨大的经济和社会效益, 掀起了以蝙蝠蛾拟青霉、蝙蝠蛾多毛孢、蛹虫草等虫生真菌的研究热潮。对一些微生物和植物相互作用形成的中药也有了更深入的认识。对天麻、茯苓等中药的生物学研究促进了这些中药品种栽培技术的发展。 微生物相关中药活性成分的研究为这些中药的质量标准化起到了重要的作用，也加深了对这些中药药理作用的认识。药理学研究促进了传统微生物中药在治疗现代社会的高发病如癌症、心脑血管疾病、病毒性疾病中的应用。多数微生物中药都具有滋补保健的效果，如灵芝、冬虫夏草成为保健食品开发的热点。大多数药用真菌都含有真菌多糖, 真菌多糖能增强免疫力、没有直接的细胞毒作用，成为抗癌、抗病毒产品开发热点。 微生物发酵在中药中的应用 微生物发酵制药是指利用微生物技术，通过高度工程化的新型综合技术，以利用微生物反应过程为基础，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物，通过分离纯化进行提取精制，并最终制剂成型来实现药物产品的生产。中药发酵制药技术是在继承中药炮制学发酵法的基础上，吸取了微生态学研究成果，结合现代生物工程的发酵技术而形成的高科技中药制药新技术，是从中药(天然药物) 制药方面寻找药物的新疗法。 古代中药发酵技术应用历史与现状 我国人民远在 4000 多年前就学会利用发酵来酿酒，此后又相继利用发酵来生产酱、醋、豆豉和臭豆腐等食品。《本草经疏》曰：“古人用曲，即造酒之曲，其气味甘温，性专消导，行脾胃滞气，散脏腑风冷。说明中药临床应用之曲是在酿酒业发展的基础上出现的。后来人们在
增强免疫力
增强免疫力 肉苁蓉2-3g、姬松茸提取物1.5g、蝙蝠蛾拟青霉菌丝体（发酵虫草菌粉Cs-4）1.0g 药材安全性用量 肉苁蓉1、急性经口毒性试验表明管花肉苁蓉水提物 MTD ＞ 20g/kg，属 无毒物; 3 项遗传毒性实验结果均为阴性，管花肉苁蓉水提物无 致突变作用; 90 天喂养试验未见样品对大鼠有明显毒副作用; 管花肉苁蓉水提物有较好的安全性。（张娟, 卿德刚, 孙宇,等. 管花肉苁蓉水提物安全性研究[J]. 中国中医药科技, 2014, 21(4):413-414.） 1、经口灌胃给予小鼠0.067g/kg·bw、0.133g/kg·bw、0.400g/kg·bw （分别相当于人体推荐 剂量的 5、10、30 倍），灌胃体积0.2m L/10g·bw，能显著提高小鼠迟发型变态反应能力、 NK 细胞活性、抗体生产细胞数，各剂量对小鼠胸腺/体重比值、脾脏/体重比值、单核—巨噬细 胞碳廓清能力、淋巴细胞转化能力及巨噬细胞吞噬鸡红细胞能力均无显著影响（P>0.05），提 示管花肉苁蓉复方制剂具有增强免疫力功能。（卿德刚, 张娟, 孙宇,等. 管花肉苁蓉复方制剂 增强免疫力的研究[J]. 新疆中医药, 2014, 32(3):62-64.） 2、急性经口毒性试验表明管花肉苁蓉提取物最大耐受剂量（ＭＴ Ｄ）＞１０ｇ／ｋｇ·ｂｗ，属实际无毒物；３项遗传毒性试验 （骨髓微核试验、精子畸形试验、Ａｍｅｓ试验）结果均为阴性， 表明该样品无致突变作用；致畸试验结果为阴性，表明无致畸作 用。管花肉苁蓉提取物有较好的安全性，可以用于保健食品的开 发。（张娟, 卿德刚, 贾晓光,等. 管花肉苁蓉提取物安全性评价 研究[J]. 新疆医科大学学报, 2012, 35(7):870-873.） 2、以小鼠为实验对象,分别以0.75、1.50、4.50rng/kgBW3个剂量组的肉苁蓉汤茶及纯净水(对 照组)连续灌胃给药28d后,分别进行迟发型变态反应、脾琳巴细胞转化试验(MTT法)、抗体生成 细胞、血清溶血素滴度、碳廊清、腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞、NK细胞活性(LD日法)7项实验, 测定免疫指标。结果：肉苁蓉汤茶具有促进小鼠迟发型变态反应作用,能提高小鼠抗体生成细胞 数和血清溶血素水平,但对其余检测指标无明显作用。结论：肉苁蓉汤茶具有增强小鼠免疫功能 作用。（谢岚, 李文立, 陆彦. 肉苁蓉汤茶增强免疫力的实验研究[J]. 中国医药指南, 2013(15):412-414.） 3、以最大给药剂量( 20 000 mg/kg 体重) 进行小鼠急性经口毒 性试验，未见小鼠有中毒症状和死亡现象试验、小鼠精子畸形试 验及小鼠骨髓细胞微核试验 3 项遗传毒性试验结果均为阴性。大 鼠 30 d 喂养试验结果显示，动物总增重、总进食量、食物利用 率、血常规和血生化指标与阴性对照组比较，差异均无统计学意 义( 4、肉苁蓉能够对正常小鼠免疫功能进行调节。灌胃给药肉苁蓉水煎液提取物125μg/kg,发现肉 苁蓉能够激活巨噬细胞产生IL-1细胞因子，激活T淋巴细胞产生白细胞介素IL-2、活化NK细 胞、使T淋巴细胞增殖及提高T细胞表面标志CD3、CD4、CD8的表达，表明肉苁蓉可以提高机 体细胞免疫功能。(沈敬华，五种中药提取物对正常小鼠细胞免疫的影响，中国实验方剂学，2006， 12(2):57)0.11*125=13.75*60=0.825mg，2.06ml,0.5g肉苁蓉
温度对厌氧发酵工艺的影响参数 温度不仅影响着厌氧发酵的产气速度，也影响着产气量，在一定温度范围内，产气速度和产气量与温度呈现正相关，随着温度的升高，发酵周期、产气时间和发酵启动时间在缩短。 一般来说，甲烷菌有3个适宜生长的温度范围，分为：低温(10℃~30℃)、中温(30℃~40℃)和高温(50℃~60℃)，所以对应着3种优势微生物种群：嗜冷微生物、嗜温微生物和嗜热微生物。相应的厌氧处理工艺分别为：低温厌氧发酵、中温厌氧发酵和高温厌氧发酵。 1、温度对厌氧消化期的影响 厌氧消化的发酵周期（发酵周期意味着在相同时间内消化处理废弃物的量，直接反映了厌氧消化效率。一般在实际生产中，以产气量达到总气量的90%以上即可认为发酵基本完成，为一个发酵周期。）、产气时间和发酵启动时间和温度有很大关系。随着温度的升高，发酵周期、产气时间和发酵启动时间都在缩短。因此，在实际生产中可以提高发酵的环境温度，加快厌氧消化的启动，同时也可以缩短水力滞留期，处理更多的料液，提高产气量。 2、温度对厌氧发酵产气量和产气速度的影响 由表4和表5可见，温度不仅影响着产气速度，也影响着产气量，在一定温度范围，产气速度和产气量与温度呈正相关。但是，发酵原料总的产气量却不受温度的影响，所以，在厌氧发酵中要尽可能的提高发酵环境的温度，提高产气速度和产气量，从而利用更多的废物料，变废为宝。
3、温度对厌氧发酵产甲烷含量的影响 由表6可知，在不同温度条件下，厌氧发酵沼气特性是不同的，在它们都进入发酵启动时间时，以高温条件下，甲烷气体含量最高。因为存在底物的驯化适应阶段，该试验只能在一定程度上说明温度条件与产气性的关系，无法定量地说明它们之间的关系。 4、温度突变对厌氧发酵的影响 发酵温度的突变会对厌氧发酵产生影响。当温度在±3℃的变化时，消化速度受到抑制；当温度在±5℃的急剧变化时，产气量就会迅速降低，甚至会停止产气。一旦温度条件得到恢复，厌氧发酵也会恢复工作。有研究表明：温度突降后，产气量几乎降为0，总挥发性脂肪酸(VFA)和乙酸、丙酸含量快速积累，pH也随之下降。但系统较高的缓冲能力使得pH在正常范围内波动，并不影响反应器的运行。所有这些参数在温度恢复后经过一段时间均能恢复至温度变化前的状态。 基于温度对厌氧发酵的重要作用，所以，在实际的生产中，尽可能地在优势微生物种群活动范围内提高厌氧发酵的环境温度，同时应注意温度的变化。 （1）尽可能以高温厌氧发酵系统来处理环境污水，虽然存在温度较难控制和系统的不稳定等不利因素，但较之中温和低温发酵，仍然具有很多优势，如能加速菌群的繁殖，促进复杂有机原料的水解反应，较高的甲烷生产率。 （2）加强保温技术的研究、保温材料的研制和推广工作。
酵母发酵的影响因素 在面包的实际生产中，酵母的发酵受到以下因素的影响： 1 温度 在一定的温度范围内，随着温度的增加，酵母的发酵速度也增加，产气量也增加，但最高不要超过38℃~39℃。一般正常的温度应控制在26℃~28℃之内，如果使用快速生产法则不要超过30℃，因为超过该温度，将发酵过速，面团未充分成熟，保气能力则不佳，影响最终产品品质。 2 pH值 PH值：面团的PH值最适于4~6之间。 3 糖 糖的影响：可以被酵母直接采用的糖是葡萄糖，果糖。蔗糖则需要经过酵母中的转化酶的作用，分解为葡萄糖和果糖后，再为发酵提供能源。还有麦芽糖，是由面粉中的淀粉酶分解面粉内的破碎淀粉而得到的，经酵母中的麦芽糖酶转化变成2分子葡萄糖后也可以被利用。 4 渗透压 渗透压：渗透压是指为阻止渗透作用所需要加给溶液的额外压力，外界介质渗透压的高低，对酵母的活力有较大的影响。是因为酵母细胞的外层的细胞膜是个半透膜，即具有渗透作用，故外界介质的浓度会直接影响酵母的活力，高浓度的糖，盐，无机盐及其他可溶性的固体物质都会造成较高的渗透压力，抑制酵母的发酵。其原因是当外界介质浓度高时，酵母体内的原生物渗出细胞膜，原质浆分离，酵母因此被破坏，而无法生存。在这方面，干酵母比鲜酵母更有较强的适应能力。当然也有一些酵母在高浓度下仍可生存，并发酵。 在面包生产中，影响渗透压大小的主要是糖，盐这两种原料。当配方中的糖量为0%~5%时，对酵母的发酵不起抑制作用，反而可促进酵母发酵作用。当超过6%时，便会抑制发酵作用，如果超过10%时，发酵速度会明显减慢，在葡萄糖，果糖，蔗糖和麦芽糖中，麦芽糖的抑制作用比前三种糖小，这是因为麦芽糖的渗透压比其他糖要低。 盐的渗透压更高，对酵母发酵的抑制作用更大，当盐的用量达到2%时，发酵即受影响。
蝙蝠蛾拟青霉来源详解 2014年12月22号，中央电视台焦点访谈节目播出了冬虫夏草的市场情况，有些混乱。一些不良商家，打擦边球，借冬虫夏草的名气卖其它类型的虫草保 健品，谋取利益，搅乱了冬虫夏草市场秩序，导致消费者难辨真假李逵。 很多人都知道冬虫夏草，但是不知道冬虫夏草只是虫草中的一种，从冬虫 夏草中分离出的可用于保健食品的蝙蝠蛾拟青霉更加没太多了解。 这些都是虫草，但不是冬虫夏草 冬虫夏草药用价值很高，是珍贵的中草药，但是在我国只产于海拔在3500米以上的高原地带，产地范围小。每年挖虫草的人很多，这导致冬虫夏草资源 越来越少。市场上好一点的冬虫夏草要几百元一克，价格昂贵。但是想买冬虫 夏草的人又很多，因为它的保健功能的确很好。这样就出现了供求矛盾。 然而到现在为止，还不能用人工的方式培养出冬虫夏草，只能从新鲜的冬虫夏草中分离出菌株。再进行培养，发酵，提取出具有与冬虫夏草同等功效的 冬虫夏草提取物。 冬虫夏草是一种神奇的真菌，从中分离出的菌株也不止一种，已经从中发 现了有蝙蝠蛾拟青霉菌、中国被毛孢、蝙蝠蛾被毛孢等等。这些菌株当中，部 分菌株具有保健效果，其中蝙蝠蛾拟青霉菌和蝙蝠蛾被毛孢是国家食品药品监 督局批准的可用于保健食品的真菌菌种①。
冬虫夏草分离物所包含的菌种 从上图可以看出，冬虫夏草菌包含很多种，但是，经过检测发现，与中国被毛孢相比，蝙蝠蛾拟青霉菌丝体与冬虫夏草的指纹谱更相似②。另外，由杨金玲，肖薇等，撰写的《蝙蝠蛾拟青霉菌与冬虫夏草关系的分子系统学研究》显示，冬虫夏草和僵虫基因组DNA模板与蝙蝠蛾拟青霉的rDNA-ITS序列具有100%的一致性③。 下表为两种物质的营养成份对比表，也充分说明了蝙蝠蛾拟青霉菌与冬虫夏草的关系 冬虫夏草与蝙蝠蛾拟青霉菌的营养成份对比表④
1.4 实验研究目的，技术路线 我国目前的农作物发酵制沼气技术与发达国家相比,起步较晚,大型项目的运行经验相对较少。由于我国幅员辽阔,不同地域的农作物资源种类不同,其物理和化学性质也有较大的差别,加之我国不同地区年平均气温差别较大,使我国农作物厌氧发酵制备沼气的大型项目难有统一的设计参数标准。对于不同的大型沼气项目,必须结合项目实际的农作物种类和物性、气候条件、供热条件、沼液和沼渔的消纳和后续处理工艺、农作物的价格和最大运输半径、原料的储存和供料方式、发电机组的选型等因素进行综合考虑,才能使项目实施后获得最佳的经济和社会效益。 根据我国农作物制备沼气技术的应用现状,结合本文研究的农作物制备沼气项目实际案例,本文的研究目的为:;研究发酵原料的物理化学性质和产气率,提出合理估算农作物（主要是黄瓜藤）和粒径的方法,为项目实例提供工艺选择、系统设计和经济性计算提供可靠依据。 为了实现上述目的,本文研究内容主要集中如下几个方面: （1）研究农作物破碎预处理的特点,为合理计算破碎预处理能耗提供计算方法。 （2）研究了黄瓜藤的鲜活度对发酵产气量和产气速率等因素的影响。 （3）不同投配率对发酵产气量和产气速率等因素的影响；为了厌氧发酵反应的持续反应，同时还研究不同投配率对于pH值的影响。 1.5 论文章节安排 本论文共包括六章内容。 第一章介绍课题的研究背景，国内能源消费和可再生能源利用现状，以及课题的主要研究内容和意义。 第二章厌氧发酵反应制备沼气的基本原理和影响参数。
第三章阐述农作物的破碎原理，从中说明粒度与能耗间的关系，并且从能耗的角度分析不同粒度的颗粒的耗能情况。 第四章针对需要采用实验方法对各个因素进行研究，确定实验的数据测量的方法以及实验进行过程中需要的注意事项，防止实验失败。 第五章实验采用定制CSTR厌氧反应器对黄瓜藤在中温条件下进行厌氧消化反应实验，研究系统的稳定性能和产气性能。 第六章作出对课题的总结和展望，总结本课题的研究成果，并提出不足之处和以后还需进一步研究的方向。
各工艺条件对发酵的影响 发酵条件控制的目的就是要为生产菌创造一个最适的环境，使我们所需要的代谢活动得以最充分的表达，积累更多的代谢产物。影响L-苏氨酸产量的因素有很多，如培养基、温度、pH、溶氧等。 1、培养基对发酵的影响： 发酵培养基必需满足微生物的能量、元素及特殊养分的需求：碳源、氮源、无机盐类、生长因子等。 （1）碳、氮、磷的平衡：C/N直接影响菌体的生长和代谢，如果C/N偏小（氮源丰富），会导致菌体生长过剩，易造成菌体提前衰老自溶；C/N过大，菌体繁殖数量少，发酵密度低，细菌代谢不平衡，不利于产物的积累。磷是核酸与磷脂的成分，组成高能磷酸化合物及许多酶的活性基，磷不足影响菌体生长。在代谢方面，适量磷有利于糖代谢的进行；磷酸根在能量代谢中起调节作用。另外，在一定范围内，磷酸盐对培养基pH值的变化起缓冲作用。（2）基质浓度对发酵的影响：低浓度有诱导作用（迟滞期产生各种酶），高浓度会起分解代谢物阻遏作用；培养基过于丰富，会使菌体生长过盛，发酵液黏稠，影响传质。 （3）碳源的种类和浓度对发酵的影响： 碳源的种类对发酵的影响主要取决于其性质，即快速利用的碳源（速效碳源）和缓慢利用的碳源（迟效碳源）。速效碳源（如葡萄糖）能较快地参与微生物的代谢，合成菌体、产生能量、合成代谢产物等；迟效碳源（如蔗糖）不能被微生物直接吸收利用，需要微生物分泌胞外酶先将其分解成小分子物质，因此菌体利用缓慢。 速效碳源（葡萄糖）的特点： 优点：吸收快，利用快，能迅速参加代谢合成菌体和产生能量。 缺点：有的分解代谢产物对产物的合成会产生阻遏作用。 碳源的浓度对菌体的生长和产物的合成有着明显的影响。以葡糖糖为例，它对糖代谢中的一个关键酶——葡糖糖氧化酶（GOD）的形成具有双重效应，即低浓度下有诱导作用，而高浓度下有分解代谢产物阻遏效应。为避免初始培养基中渗透压过高，一般采用中间补糖的方法控制碳源浓度。 发酵过程中补糖过量，碳代谢流在糖酵解途径中过量，必须分解部分氧化副产物（如乙酸、乳酸、其它氨基酸等）来维持碳代谢流平衡，易造成碳源浪费，糖酸转化率低。同时，因补入糖造成pH下降，为维持平衡补氨量增多，而菌体利用有限，极易造成无机氮升高，对菌体产生不良影响。补糖量不足，菌体生长、产物合成受限。尤其是对数生长期，缺糖还会造成菌体过早衰老，后期活力低，产酸下降。 （4）氮源的种类和浓度对发酵的影响 无机氮源或以蛋白质降解产物形式存在的有机氮源可以直接被菌体吸收利用，这种氮源叫做速效氮源，反之为迟效氮源。前者包括氨基态氮的氨基酸或者铵盐形式的硫酸铵和玉米浆等，后者包括黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽饼粉等。
附一：至灵胶囊药品说明书（旧版） 批准文号：（93）晋卫药准字12-085 冬虫夏草（Cordyceps）为麦角菌科植物冬虫夏草（Cordycepssisensis (Berk) Sacc）的子座及其寄主蝙蝠蛾昆虫幼虫的复合体，是我国传统名贵野生药材中的一种真菌类生药。历来本草记载，它具有补虚损、益精气、补肺益肾、止咳化痰等功效。古代医家称为治疗“诸虚百损至灵上品”并视为高级平温型滋补药品。由于药效上乘，药源稀少，价格昂贵，所以限制使用。 至灵胶囊是从采自川藏高原4000 米以上灌丛草甸中的新鲜冬虫夏草分离出的一种真菌，经纯化，培养和先进的生物工程技术而制成的菌丝体。内含虫草菌素、虫草多糖、麦角甾醇、甘露醇和十九种氨基酸，以及锌、锰、钙等多种微量元素，与天然冬虫夏草在化学成份、实验药理和临床疗效等方面十分相似，可与天然冬虫夏草相媲美，故取名“至灵胶囊”。 本品能提高肿瘤放、化疗病人的细胞免疫功能，改善机体迟发性变态反应，避免放、化疗对病人免疫抑制，防止肿瘤病人在放、化疗期间的白细胞下降并对白细胞下降者有提升作用。改善病人眠食减少，乏力出汗等虚弱症状。 本品具补虚损、益肾保精的功效，有助于填补脏腑阴常不足，调节失调的阴阳，故对慢性肾功能衰竭、慢性肾炎有明显疗效。对高血压病、动脉粥样硬化（冠状动脉硬化和肾动脉硬化）症，可使肾功能、血脂、尿蛋白得到改善，胆固醇降低。浮肿、心悸气短、腹胀、尿少等症状明显好转。 本品能有效地抑制单胺氧化酶活性。因单胺氧化酶活性随年龄增长而加强，造成机体的生物化学损害，也是造成衰老的原因之一。本品可改善中老年人单胺氧化酶系统，调节机体各种功能，同时丰富的微量元素可改善骨质疏松、智力、记忆力衰退症状，延缓衰老，增加寿命。 本品有显著扩张支气管作用。通过舒张支气管平滑肌和提高免疫机能消除痰咳喘炎，故对劳咳痰血、肺结核及慢性支气管炎有较好疗效。 本品对男女更年期出现的神经及内分泌腺功能紊乱等综合症有良好作用，使疲乏、面部潮红、心悸失眠、头晕头痛、腰肢酸痛、面部和下肢浮肿、性欲消失等症状明显改善。 本品具有雄性激素样作用，能提高性腺功能，对命门火衰、精气虚寒所致的阳萎滑精有明显改善作用，使滑精次数减少、阳萎消除，性欲恢复。对原发性不孕症也有较好效果。本品对于心脑血管疾病、肝炎、肝硬化也有良好的治疗和保健作用。 本品无任何副作用，男女老少均可服用，对中老年人服用尤佳。不仅可作治疗药品，还可作为病愈康复、预防疾病、日常保健的一种免疫滋补保健品。 成份：每粒内含至灵菌丝（冬虫夏草菌丝）250mg。 用法与用量：口服一日3 次，每次2～4 粒或遵医嘱，2～3 个月为一疗程。 附二：百令胶囊使用说明书（旧版）
冬虫夏草保健品市场乱象丛生 伴随职业打假人王海公开对拥有极草品牌的青海春天的质疑，冬虫夏草行业的关注度逐渐升温。 虫草不等同于冬虫夏草 冬虫夏草仅分布在我国青藏高原地区的西藏、青海、四川、云南、甘肃五省区以及不丹、印度、尼泊尔的喜马拉雅山南麓的部分地区。 中科院微生物所真菌学国家重点实验室院士魏江春介绍：“冬虫夏草菌在自然界只能在寒带高山生长，冬虫夏草可以人工繁殖人工培育，但是到现在为止还处在实验室的实验阶段。”由于受到分布地域局限以及长期以来过度采挖的影响，其产量十分有限，且呈逐年下降的趋势。 调查发现，就在天然冬虫夏草越来越少的情况下，市场上却出现了很多叫做“虫草”的衍生产品，像虫草王、虫草菌丝体胶囊、复方虫草口服液、复方虫草补肾口服液、虫草菌丝体口服液等，它们都以不同的方式与冬虫夏草制品相混淆。魏江春表示，冬虫夏草不能简称“虫草”，因为虫草有四五百种，概念太广了。 专家指出，这四五百种虫草里面，除了冬虫夏草以外，有的具有一定的药物保健作用，而有的则含有毒成分，对人体有害。因此，国家对可用于保健食品的真菌菌种也有严格规定。 据专家介绍，虫草头孢菌粉根本不在国家制定的保健食品真菌名单中，然而却被一些商家开发成不同的产品，进行销售。 除此以外，还有不少虫草类产品，在厂家口中，不是冬虫夏草，
胜似冬虫夏草。像一款天狮牌虫草菌丝体胶囊，商家宣称此产品曾连续几年荣获“中国保健品公信力产品”称号，并且承诺，保证正品，甚至说“假一赔命”。而根据实验室检验的结果，它叫做弯颈霉，与冬虫夏草是不同的物种。 冬虫夏草类衍生品偷换概念 近年来，市场上很多冬虫夏草类的衍生产品，用得最多的就是“冬虫夏草菌丝体”这一概念。 “冬虫夏草菌丝体”是指从天然的冬虫夏草分离出来的菌种，经过人工方式、工厂化生产培养出来的菌丝体。在某购物网上，“冬虫夏草菌丝体”产品有600多件，其中最便宜的5.9元，最贵的则卖19800元，它们都自称是以“冬虫夏草菌丝体”为原料。 某品牌纯冬虫夏草菌丝体胶囊宣称是以“100%纯冬虫夏草菌丝体”为原料，不含有其他添加成分，并称其保健效果优于其他同类产品。另一款纯冬虫夏草菌丝体胶囊称，其各项成分的临床效果甚至在某些方面比天然虫草还明显。据中国科学院微生物研究所检测，发现这个菌里面的成分不是冬虫夏草菌，而是蝙蝠蛾拟青霉。 专家称，蝙蝠蛾拟青霉与冬虫夏草是两个完全不同的物种，蝙蝠蛾拟青霉所代表的是一个全世界都存在的真菌物种虫草棒束孢，是一种昆虫的病原菌，在土壤中也存在。 冬虫夏草菌丝体目前只能人工培养，但周期长，产量低，于是就有厂家偷梁换柱，自称“纯冬虫夏草菌丝体”，实际原料却是蝙蝠蛾拟青霉，也有的干脆张冠李戴，利用消费者的概念不清，直接把“蝙
~ 氨氮对厌氧发酵的影响 厌氧发酵是处理有机废弃物并实现其资源化利用的有效手段，然而厌氧发酵作为生物处理技术一种，必然存在着生化抑制反应。存在的生化抑制反应主要有：pH抑制、氢抑制、挥发性有机酸（VFA）和氨氮的抑制等。高浓度的氨氮就是有机废弃物厌氧生物处理中常遇到的一个难题。 本文阅读大量文献，集中研究氨氮在厌氧发酵过程中的产生机理、抑制浓度等规律，以期待解决或者避免氨氮在产甲烷发酵过程中的抑制反应情况，为今后的厌氧发酵提供理论和技术支持。 1氨氮的产生机理 在有机垃圾厌氧消化的过程中，氮的平衡是非常重要的因素，尽管进入消化系统中的硝酸盐能被还原成氮气，但其仍将存在于系统中。由于厌氧微生物细胞的增殖很少，只有很少的氮转化为细胞，大部分可生物降解的有机氮在厌氧发酵 降解过程中形成水解产物-氨氮，主要以铵离子NH 4+-N和游离氨NH 3 形式存在。 因此消化液中氨氮的浓度都高于进料的氨氮浓度，系统中的总氮是守恒的。 氨态氮主要是通过氨基酸的降解产生，其分解主要通过偶联进行氧化还原脱氮反应，这需要两种氨基酸同时参与，其中一个氨基酸分子进行氧化脱氮，同时产生的质子使另外一个氨基酸的两个分子还原，两个过程同时伴随着氨基酸的去除。如丙氨酸和甘氨酸的降解： CH 3CHNH 2 COOH（丙氨酸）＋2H 2 O→CH 3 COOH＋CO 2 ＋NH 3 ＋4H+ CH 2NH 2 COOH（甘氨酸）＋4H+→2CH 3 COOH＋2NH 3 ] 两个反应合并即为： CH 3CHNH 2 COOH＋2CH 2 NH 2 COOH＋2H 2 O→3CH 3 COOH＋CO 2 ＋3NH 3 由于氨基酸的降解的能够产生NH 3 ，因此在这一过程会影响到溶液的pH值。 NH 3的存在对厌氧过程非常重要，一方面，NH 3 是微生物的营养物质，细菌利用氨
https://www.doczj.com/doc/b312779739.html, 2008-1-22 15:46:47 中国食品科技网 冬虫夏草是我国传统的名贵药材，分布于西、青海、四川、甘肃、云南等地，具有特殊的药理作用和治疗功效。冬虫夏草又叫虫草，是虫和草结合在一起形成的，冬天是虫子，夏天从虫子里长出草来。虫是虫草蝙蝠蛾的幼虫，草是中华虫草菌。夏季，虫子将卵产于地面，经过一个月左右孵化变成幼虫后钻入潮湿松软的土层。土里的一种中华虫草菌感染了幼虫，在幼虫体内生长。经过一个冬天，到第二年春天来临，菌丝开始生长，到夏天时长出地面，外观像一根小草，这样，幼虫的躯壳与霉菌菌丝同组成了一个完整的“冬虫夏草”。类似的也有“蝉花”。 由于虫草蝙蝠蛾主要生长于海拔3000一5000米的高寒草甸地带，具有一定的地域性，所以像这种“霉菌侵袭幼虫”的现象，在自然界其实是“小概率”事件，而只有特定的“菌”感染特定的“幼虫”并生长出来的草才具有特定的药用价值。随着人类活动范围的扩大，以及对生活水平要求的提高，野生的虫草也越来越少。有数据表明：上世纪80年代，一个成年人一个月可采虫草2—3斤，而现在，一个成年人一个月最多只能采到半斤，冬虫夏草的资源也趋于枯竭。所以，也就不难理解为什么媒体会不断出现“草比金贵”、“一公斤虫草抵一辆宝马”的报道出现。 遗憾的是，迄今为止对冬虫夏草的主要功效、成分仍不十分清楚。据2005年版中国药典记载，腺苷是冬虫夏草的一种功效成分。但专家发现，冬虫夏草的功效成分并非单一化合物，以功效成分腺苷及甘露醇的含量来衡量冬虫夏草品质的传统方法，并不能客观地反映冬虫夏草的临床药效和药用价值。 在中国传统医学看来，冬虫夏草是一种滋补强壮药，其味甘，性平，入肺经、肾经，具有益肺肾、止咳嗽、补虚损、益精气的功能，主要用于治肺肾两虚、精气不足、咳嗽、虚喘、劳嗽咯血、阳痿遗精、自汗盗汗（注：自汗指不论睡着还是清醒时，无端出汗；盗汗指睡着出汗，醒来汗止）、腰膝酸痛等症。又因其性平力缓，能平补阴阳，为中老年体衰、病后体弱、产后体虚者的药食调补佳品。 现代研究发现，冬虫夏草含有蛋白质、脂肪、粗纤维、碳水化合物、多种维生素、虫草素、虫草酸、多种氨基酸及铁、磷、钙、锌、锰、硒等人体必需的元素。 药理试验证实，冬虫夏草具有调节机体免疫力、增强身体素质、延缓衰老、增强耐缺氧能力、抗肾损伤、抗病原微生物、平喘祛痰、升高白细胞等作用。同时，虫草还有较好的镇静、镇痛作用，能够减轻肿瘤发作时的疼痛和化疗的不良反应。 既然虫草有这么大的药用价值，而自然界又那么少，那么是否可以进行人工开发呢？答案是肯定的，目前业界内主要有以下三种方法或途径： 1、人工培育“冬虫夏草”：理论上说，像真菌感染幼虫的现象，在实验室里其实是很容易实现的：只要模拟虫草蝙蝠蛾的生活环境，然后直接在幼虫虫体上接种特定菌株。但是，这仅仅限于小规模实验。如果规模化生产，就会有很多技术问题。后面将简单介绍。 2、虫草菌丝体培养物。就是直接分离虫草菌的菌株，人工培养，获得产物，进而进行人工开发，市场上也多称为“人工冬虫夏草”。 3、寻找与冬虫夏草药用功能相同的替代品，如蛹虫草，又称北冬虫夏草，也是一种珍贵的药用菌。用大米、蚕蛹为主要原料生产的蛹虫草子实体每公斤价在600—800元左右，用蚕蛹生产出的蛹和子座为一体的蛹虫草每公斤价最低价在1000—1500元左右，价格比虫草要低很多。
影响沼气发酵的5大原因探析 沼气是利用粪便、农作物秸秆等有机物在厌氧的条件下，经过微生物生理代谢产生主要成分为CH4和CO2，还有少量的H2、H2S、CO等可燃性气体，属生物质能源。开展沼气发酵的研究有着重大的意义和作用，本文就沼气发酵的影响因素进行了探讨。 1.温度 沼气发酵可分为三个温度范围：50～65℃称高温发酵，20～45℃称中温发酵，20℃以下称低温发酵。此外，随自然温度变化的发酵方式称常温发酵。 沼气发酵受到温度和温度波动的影响。在同一温度类型条件下，由于沼气发酵微生物的代谢活动随着温度的上升而增加，在一定的温度范围内，温度越高，发酵产气速率越快；短时间内若温度波动幅度过大时，可能导致停止产气。 很多研究者对此进行了大量的研究，Harremoes等通过分析实验结果，得出了以下结论：中温厌氧消化的最佳温度为30～40℃。当温度在15℃以上时，厌氧发酵才能很好地进行。温度在10℃以下，无论产酸菌还是产甲烷菌都都受到严重抑制；温度在10℃以上，产酸菌首先开始活动，总挥发酸的产量直线上升；温度在15℃以上时，产甲烷菌的代谢活动才活跃起来，产气率明显提高，挥发酸含量迅速下降，在气温下降时必须考虑保温。 2.酸碱度（PH值） 通常沼气池中的产甲烷细菌适宜的PH值范围为6.5～7.8，PH值的变化会直接影响产甲烷菌的生存和代谢。一般情况下，沼气池的PH值应维持在6.8～7.5之间，最好在7.2左右。 pH值在5.5以下，产甲烷菌的活动完全受到抑制，而pH值上升至8甚至8.5时，仍保持一定的产气率。产酸菌的pH值范围为4.0～7.0，在超过甲烷菌的最佳pH值范围，酸性发酵可能超过甲烷