发酵工程03第三章 发酵工艺条件的优化

发酵工艺优化从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热(大部分是这样的)，发酵雁是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培育基的质显，体积，PH,透光率等指标。

扩大时摇考虑2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种(当然有其他的接种方式)，要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。

3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面点接接触。

发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解状况。

4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好掌握，湿度掌握好的话，蒸发量会少。

发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。

5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。

发酵雁是直接机械搅拌，留意剪切力的影响和无菌的影响。

6、PH的掌握，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料掌握PH,发酵可以直接流加掌握PH,比较便利。

7、温度掌握，摇瓶是空气直接接触或者传热掌握温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温掌握，留意降温柔加热的影响。

8、留意染菌的掌握方法不一样，发酵罐依据染菌的周期和染菌的类型等可以实行一些必要的措施削减损失。

9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶由于量小不能便利的进行掌握和检测。

10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺掌握和摇瓶区分很大等等发酵工艺中补料的作用补料分批培育(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培育过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新奇培育基的培育方法、与传统的分批集中补料培育相比、它有以下优点：(1)可以避开在分批发酵中因一次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以掌握，节省消泡剂，并提高了装罐系数。

(2)可以掌握细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。

(3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏o(4)可以使“放料和补料”方法得以实施。

“发酵条件优化”资料合集目录一、一株高产乙偶姻芽孢杆菌菌株筛选及发酵条件优化二、产灵菌红素粘质沙雷氏菌发酵条件优化及色素性质的研究三、黄曲霉毒素B1降解菌的筛选鉴定及发酵条件优化四、绿色木霉的筛选与产纤维素酶发酵条件优化及部分酶学性质研究五、埃博霉素高产菌株选育、发酵条件优化及抗肿瘤活性研究六、树莓果酒酵母的筛选与发酵条件优化一株高产乙偶姻芽孢杆菌菌株筛选及发酵条件优化在生物技术领域，菌株的筛选和发酵条件的优化是提高微生物产物的关键步骤。

乙偶姻是一种重要的化学品，广泛应用于食品、化妆品和制药行业。

因此，筛选高产乙偶姻的菌株并优化其发酵条件具有重要意义。

筛选高产乙偶姻的菌株是研究的第一步。

常用的筛选方法包括：单菌落分离、平板梯度稀释法和基因工程技术。

这些方法可以根据菌株的生长速度、产物产量和其他特性进行筛选。

在筛选过程中，需要设置对照组，以便比较和评估各菌株的性能。

一旦获得高产乙偶姻的菌株，就需要对发酵条件进行优化。

这包括培养基成分、温度、pH值、溶氧浓度和发酵时间等参数的调整。

通过单因素实验和正交实验，可以确定最佳的发酵条件组合。

还可以使用响应面分析法、遗传算法和人工神经网络等高级方法来进一步优化发酵条件。

优化后的菌株和发酵条件可以提高乙偶姻的产量，降低生产成本，并促进其在各个领域的应用。

通过进一步研究，还可以发现新的用途和应用领域，推动乙偶姻的可持续发展。

高产乙偶姻芽孢杆菌菌株的筛选和发酵条件优化是提高乙偶姻产量的关键步骤。

通过科学的方法和技术手段，可以获得性能优越的菌株并优化其发酵条件，为乙偶姻的生产和应用提供有力支持。

产灵菌红素粘质沙雷氏菌发酵条件优化及色素性质的研究粘质沙雷氏菌是一种常见的土壤细菌，具有产生多种代谢产物的特性。

其中，灵菌红素是一种具有广泛生物活性的红色素，被广泛应用于食品、医药和化妆品等领域。

为了提高灵菌红素的产量，优化其发酵条件是十分必要的。

本文旨在探讨粘质沙雷氏菌发酵产灵菌红素的优化条件，并对其色素性质进行分析。

发酵工艺条件优化发酵工艺条件优化是指在发酵过程中，通过合理调节和控制发酵条件，提高发酵活性和产酸效果的工作。

发酵工艺的优化对于提高产品质量、降低生产成本和保证生产稳定性都具有重要意义。

本文将介绍一些重要的发酵工艺条件优化措施，以提供参考。

首先，发酵基质的选择是发酵工艺条件优化的关键。

一般来说，以可溶性碳源和氮源为主要成分的基质对于发酵活性的提高有重要影响。

碳源的选择应根据发酵菌的特性和需求，如葡萄糖、麦芽糖、乳糖等。

而氮源的选择应保证其含有丰富的氮元素，如蛋白胨、酵母粉、酵母提取物等。

同时，还要考虑到基质的成本和可获得性。

根据实际情况，可以通过优化碳源和氮源的比例来提高发酵效率。

其次，在发酵过程中合理调节温度是非常重要的。

温度对发酵菌的生长和代谢有直接影响。

一般来说，发酵菌的合适生长温度范围是20-40摄氏度。

过低或过高的温度都会限制发酵菌的生长和产酸效果。

此外，温度的稳定性也很重要。

可以通过控制发酵室的温度和湿度，以及加入保温材料等方式来提高温度的稳定性，从而提高发酵效果。

另外，发酵过程中的pH值也需要进行合理调节。

pH值对于发酵菌的生长和代谢同样具有重要影响。

一般来说，发酵菌最适应的pH范围是4.0-7.0。

过低或过高的pH值都会限制发酵菌的生长和产酸效果。

可以通过加入缓冲液或控制酸碱度来调节pH值。

此外，pH值的稳定性也很重要。

可以通过加入pH调节剂和定期调节pH值来提高pH值的稳定性。

最后，发酵过程中的氧气供应也是发酵工艺条件优化的关键。

氧气对于许多发酵过程是必需的，因为它是呼吸过程中产生能量的重要底物。

然而，过高或过低的氧气浓度都会影响发酵活性。

对于需要氧气的发酵菌，应保证发酵罐内的氧气供应充足。

可以通过调节搅拌速度、增加氧气供应装置等方式来提高氧气的溶解度。

而对于不需要氧气的发酵菌，应采取措施阻止氧气进入发酵罐，如完全密封发酵罐，采用负压或满氮气体。

综上所述，发酵工艺条件优化是提高发酵活性和产酸效果的重要措施。

发酵工艺条件的优化发酵优化对于搞发酵的工作者而言是非常必需的，下面结合其他战友的一些经验之谈引出此专题，希望大家踊跃讨论，以其提高发酵水平和解决实际问题。

发酵工艺的优化在发酵行业起到很大的作用,尤其是在发酵生产中,它是提高发酵指标的一项非常,有用的技术手段.同时也是搞发酵行业的人的必备知识要求之一,借此我想通过和大家交流共同提高发酵方面的知识水平.发酵工艺优化方法与思路:发酵工艺优化的方法有很多,它们之间不是孤立的,而是相互联系的。

在一种发酵中,往往是多种优化方法的结合,其目的就是发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。

发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用，使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。

为了提高发酵生产水平，人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。

而实际上，发酵工艺的优化，包括生物反应器中的工程问题，也同样非常重要。

发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求，也是最重要、最难掌握的技术指标。

温度、pH值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制，依据不同的发酵而有所不同。

同时，微生物在生长的不同阶段、生产目的代谢产物的不同时期，对环境条件可能会有不同的要求。

因此，应该在生物反应器内，使温度、pH值、溶氧、搅拌转速等不断变换，始终为其提供最佳的环境条件，以提高目的产物的得率，在发酵放大实验中，一般都很注重寻找最佳的培养基配方和最佳的温度、pH值、溶氧等参数，但往往忽视了细胞代谢流的变化。

例如：在溶解氧浓度的测量与控制时，关心的是最佳氧浓度或其临界值，而不注意细胞代谢时的摄氧率；用氨水调节pH值时，关心的是最佳pH值，却不注意添加氨水时的动态变化及其与其他发酵过程的参数的关系，而这些变化对细胞的生长代谢却非常重要。

注意:大家可以从以下各个方面进行交流.尽量能够分类进行叙述,我总结了以下几累,也不是很全,当然从其他的方面进行交流也可以,但是希望你注明附加说明谢谢大家的参与一 . 好氧发酵1. PH工艺的优化2. 溶氧工艺的优化3.原材料工艺的优化4.消毒（灭菌）工艺的优化5.菌种制备工艺的优化6.小试到中试,中试到生产等扩大实验的工艺优化7.成本工艺优化8.种子罐工艺的优化9.发酵罐工艺参数控制的优化10.仪表控制的工艺优化11.环境的工艺优化12.染菌处理的工艺优化13.紧急情况处理的工艺优化（停电\停水\停气\停汽等）14.补料工艺的优化15.倒种工艺的优化16发酵设备的工艺优化17.其他的工艺优化二 . 厌氧工艺的优化三.固体发酵的工艺优化四 .其他1. PH工艺的优化A.配料中的PH很重要,其中有配前PH,配后PH,消前PH,消后PH,接种前PH,工艺控制PH等,配前PH,配后PH,可以用来检测原材料的质量,初步估计配料的情况,如果出了错误,有时候可以从PH中的变化看出来,能够减少错误的发生.B.另外,每次有新的配方我们总是要用PH方法检测其中的每种原材料是否会和其他的发生反应,可以互相两两混合,检测PH的变化,也可以用来作为配微量元素的检测.C.消前PH可以用来减少消毒过程对培养基的破坏，因为培养基在消毒中会有PH的变化,在不同的PH条件下对培养基破坏也不一样，因此可以在消毒的时候选择合适的PH,消毒完后可以调节过来,这样一来可以对PH 敏感的一些原材料减少破坏,这种方法在生产中已经取得了初步的成绩,提高了指标.D.工艺控制的PH,在发酵的产抗期间,通过在不同的发酵时间调整不同的PH,可以减少杂质的产生，同时还可以缓解溶氧，比如在头孢发酵中，通过在后期调整PH可以减少DCPC的含量,给提取工序带来很大的好处，E.补料罐通过PH的调节可以更好的通过流加物料而不影响发酵.（部分发酵在不同时期的PH有所不同，所以通过补料罐的调整可以对发酵指标有所提高）F.发酵过程中的PH调节可以通过各种方法,不一定要添加氨水和氢氧化钠,可以添加玉米桨等其他的物料来进行调节.G.控制放罐时的PH可以对后面的过滤有所影响,所以一定要控制好放罐前的PHH.绘制种子瓶和种子罐以及发酵罐等整个发酵过程的PH生长曲线,可以用来参考控制工艺,检测无菌情况的发生.A. 华东理工大学的张嗣良提出了“以细胞代谢流分析与控制为核心的发酵工程学”的观点。

《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题：1 ■何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。

P50初级代谢：脂微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。

初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物'坎级代谢：」是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言.也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。

次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。

通常在细胞生成的后期形成。

次级代谢产物有抗生素、生物破、色素和毒素等,2.典型的发酵过程由哪几个部分组成？发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。

准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备.培养基的准备.优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。

优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。

优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。

20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种.进行人工诱发突变，从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。

后来.又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。

例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。

在发酵过程中.还要防止“不速之客”来打扰。

发酵工程要求纯种发酵，以保证产品质量因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。

其方法是，对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒，在进行发酵之前，对有关器械、培养基等也进行严格的消毒°第二章思考题:1.食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明，>能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。

>可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。

>生长速度和反应速度快，发酵周期短。

>副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。

发酵⼯程第三章发酵⼯程第⼀节绪论远古时代已经有发酵⼯程：酿酒、造醋、制⾯包等。

发酵已经从过去简单的⽣产酒精类饮料、⽣产醋酸和发酵⾯包发展到今天成为⽣物⼯程的⼀个极其重要的分⽀，成为⼀个包括了微⽣物学、化学⼯程、基因⼯程、细胞⼯程、机械⼯程和计算机软硬件⼯程的⼀个多学科⼯程。

现代发酵⼯程不仅⽣产酒精类饮料、醋酸和⾯包，⽽且⽣产胰岛素、⼲扰素、⽣长激素、抗⽣素和疫苗等多种医疗保健药物，⽣产天然杀⾍剂、细菌肥料和微⽣物除草剂等农⽤⽣产资料，在化学⼯业上⽣产氨基酸、⾹料、⽣物⾼分⼦、酶以及维⽣素和单细胞蛋⽩等。

发酵⼯程从⼴义上讲，由三部分组成：上游⼯程、发酵⼯程、下游⼯程。

上游⼯程包括：基因⼯程或细胞⼯程，种⼦培养，培养基配制，灭菌，接种。

下游⼯程包括：产物提取和纯化，废弃物处理，产品的获得。

⼀、发酵⼯程定义：发酵⼯程（fermentation engineering）主要指在最适发酵条件下，在⽣物反应器中⼤量培养细胞和⽣产代谢产物的⼯艺技术。

发酵⼯程是⽣物技术产业化的基础和关键技术，⽆论传统发酵产品，如抗⽣素、氨基酸等，还是现代基因⼯程产品，如疫苗、⼈体蛋⽩质等，都需要发酵技术进⾏⽣产。

1．传统发酵最初发酵是⽤来描述酵母菌作⽤于果汁或麦芽汁产⽣⽓泡的现象，或者是指酒的⽣产过程。

ferver：发泡、沸腾——fermentation发酵现象的本质①显微镜观察：微⽣物（列⽂虎克）②著名的巴斯德实验：微⽣物作⽤（1857年法国化学家、微⽣物家巴斯德（Pasteur）提出了著名的发酵理论：“⼀切发酵过程都是微⽣物作⽤的结果。

”）巴斯德认为，酿酒是发酵，是微⽣物在起作⽤；酒变质也是发酵，是另⼀类微⽣物在作祟；随着科学技术的发展，可以⽤加热处理等⽅法来杀死有害的微⽣物，防⽌酒发⽣质变。

同时，也可以把发酵的微⽣物分离出来，通过⼈⼯培养，根据不同的要求去诱发各种类型的发酵，获得所需的发酵产品。

③著名的毕希纳实验：酵素（酶）的作⽤（1897年德国化学家毕希纳（Buchner）发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精———酶）2．⽣化和⽣理学意义的发酵指微⽣物在⽆氧条件下，分解各种有机物质产⽣能量的⼀种⽅式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电⼦受体的氧化还原产能反应。

第一章绪论发酵的定义：通过微生物的生长和代谢活动，产生和积累人们所需代谢产物的一切微生物培养过程。

发酵工程：是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系。

微生物发酵产品分为（按发酵类型）：微生物菌体细胞、酶制剂和酶调节剂、微生物代谢产物（包括初级代谢产物和次级代谢产物）以及微生物转化、工程菌发酵产物等。

发酵培养方法：表面培养发酵法和深层培养发酵法。

液体深层培养法的基本工艺过程：菌种选育、孢子制备、种子制备、发酵培养、发酵液预处理、提取精制、成品检验、成品包装。

第二章菌种选育工业发酵三个技术领域：菌种选育、发酵工艺（上游工程）和分离提取工艺（下游工程）。

菌种选育在发酵生产上的目的：提高发酵产量、改进菌种性能、产生新的发酵产物、去除多余的组分。

微生物突变的修复：光修复、切补修复、重组修复、ＳＯＳ修复系统、ＤＮＡ聚合酶的校正作用。

菌种选育的方法：自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程育种、原生质体育种。

自然选育（natural screening）：是指利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离、筛选排除衰退型菌株，从中选出维持或高于原有生产菌株的过程，以达到稳定或提高生产的目的。

菌种退化：菌种在长期的传代保存过程中，由于自发突变使菌种变得不纯，生产能力下降。

原因有菌种遗传特性的改变、经诱变剂处理后的退化变异、菌种生理状况的改变（培养条件）。

自然选育的一般过程：单孢子悬浮液的制备、分离出单菌落、单菌落传斜面、摇瓶初筛、菌种保藏、摇瓶复筛、放大试验。

诱变育种（mutation breeding）是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群体，促进其突变率大幅提高，然后采用简便、高效的筛选方法，从中选出少数具有优良性状的突变菌株。

主要包括出发菌株的选择、诱变处理和筛选突变株三个部分。

诱变育种的步骤：出发菌株的选择、悬浮液的制备、诱变处理、中间培养、突变株的分离和筛选。

发酵过程优化原理复习发酵过程优化原理复习1、发酵过程优化的目标答：①建立生物反应过程的数量化处理和动力学模型。

②实现发酵过程优化，以更好地控制发酵过程；③规避生物技术产业化过程的技术风险，追求其经济效益；2、发酵过程优化主要涉及的研究内容答：①细胞生长过程研究，了解微生物从非生物培养基中摄取营养物质的情况和营养物质通过代谢途径转化后的去向，确定不同环境条件下微生物的代谢产物分布；②根据微生物代谢反应符合质量守恒定律，对微生物反应的化学计量进行研究，简化对发酵过程的质量衡算；③研究生物反应速率及其影响因素，建立生物反应动力学，这也是是发酵过程优化研究的核心内容。

④生物反应器工程，包括生物反应器及参数的检测与控制，它们是发酵过程优化最基本的手段。

3、Hasting（1954年）指出生化工程要解决的十大问题是哪些？答：深层培养、通气、空气除菌、搅拌、结构材料、容器、冷却方式、设备及培养基除菌、过滤、公害。

其中通气搅拌与放大是生化工程学科的核心，其中放大是生化工程的焦点。

4、Cooney指出，要实现发酵过程的优化与控制，必须解决好哪些问题？答：必须解决好5个问题：①生物模型；②传感器技术；③适用于生物过程的最优化技术；④系统动力学；⑤计算机-监测系统-发酵罐之间的接口技术5、流加发酵、分批发酵、连续发酵方式的优缺点比较答：①与传统的分批发酵相比，流加发酵可以解除底物抑制、葡萄糖效应和代谢阻遏等；与连续发酵相比，流加发酵则具有染菌可能性更小，菌种不易老化变异等优点。

②与流加发酵和连续发酵相比，分批发酵工艺操作简单，比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题，对营养物的利用效率较高，产物浓度也比连续发酵要高。

但其人力、物力、动力消耗较大，生产周期较长，生产效率低。

③连续发酵最大的优点是，微生物细胞的生长速度、代谢活性处于恒定状态，可达到稳定高速培养微生物或产生大量代谢产物的目的，且便于进行微生物代谢、生理生化和遗传特性的研究，在工业上可减少分批培养中每次清洗、装料、消毒、接种、放罐等操作时间，提高了生产效率和自动化程度。