发酵工程
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发酵工程的名词解释发酵工程是一门综合性科学,涵盖了生物学、化学、工程学和食品科学等多个学科的知识。
它借助于微生物和酶等生物媒介,通过控制条件促使有机物质发生生物化学反应,从而产生特定的代谢产物。
发酵工程的应用十分广泛,涉及制药、食品、饮料、化妆品等多个领域。
首先,发酵工程的基本原理是利用微生物来转化有机物质。
微生物是一类非常小巧的生物体,包括细菌、真菌和酵母等。
它们具有很强的代谢能力,并且在适宜的环境下,能够分解和转化复杂的有机物质。
发酵工程中常用的微生物包括乳酸菌、酵母菌和大肠杆菌等。
在发酵工程中,关键的一步就是培养和增殖微生物。
微生物的培养需要提供合适的培养基,其中包含了养份、碳源、氮源和微量元素等。
培养基的配方对于微生物的生长和产物的合成至关重要,因此需要根据具体的微生物种类和应用目的进行调整和优化。
另外,发酵工程中的温度、pH值、氧气供应等条件也对发酵过程起着至关重要的作用。
温度的控制能够影响微生物的生长速度和产物的合成效率。
pH值的调控则可以影响微生物酶的活性和代谢产物的组成。
此外,氧气供应也能够影响微生物的生长和代谢过程。
发酵工程的最终目的是获得特定的代谢产物。
常见的代谢产物包括酒精、有机酸、氨基酸和维生素等。
通过控制发酵过程中的微生物种类、培养条件和培养时间等因素,可以实现对产物种类和产量的调控。
在食品行业中,发酵工程被广泛应用于食品加工和保鲜等领域。
例如,酸奶的生产过程就是发酵工程的应用之一。
酸奶中含有很多对人体有益的活性物质,如乳酸菌和益生菌等。
通过控制酸奶发酵过程中的温度和时间等条件,可以促使乳酸菌发酵乳糖产生乳酸,从而使牛奶变酸,并且延长了酸奶的保质期。
另外,发酵工程在制药工业中的应用也非常广泛。
许多药物的合成都需要通过微生物进行发酵反应。
例如,青霉素的合成就是利用青霉菌在适宜的培养条件下发酵产生的。
总的来说,发酵工程是一门综合性的科学,通过控制微生物代谢过程实现有机物质的转化。
发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。
2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前,最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。
随着人类对微生物的认识和技术的发展,发酵工程逐渐成为一门系统的学科。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域,对人类的生活和健康有着重要影响。
二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应,产生有机产物或能量的过程。
发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。
2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程,包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。
三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。
不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。
2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节,培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。
3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等,针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。
四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂,可以促进化学反应的进行。
按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。
2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用,可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。
3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤,使其更好地适用于实际生产。
五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备,包括灭菌、通气、控温等功能。
2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物,以保证发酵过程的正常进行。
3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等,用于分离提纯发酵产物。
六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数,以保证微生物的生长和产物的产生。
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。
发酵工程的名词解释解释发酵工程是一门研究利用微生物进行发酵生产的科学与技术。
发酵工程可以追溯到人类历史中早期的食品制作和酿酒过程。
近年来,随着生物技术和微生物学的快速发展,发酵工程也不断拓展应用领域,包括药物、食品、化工等各个领域。
发酵可以定义为微生物在正常生理条件下生长和代谢产物的制备过程。
而发酵工程则是将发酵过程可控化、高效化、工艺化的一门学科,涵盖了微生物学、生物工程、化学工程、食品科学等多个学科的知识与技术。
发酵工程的研究对象包括微生物菌种的筛选、发酵过程的调控、代谢产物的优化和提取等。
在发酵工程中,微生物起着至关重要的作用。
发酵工程需要选择适宜的微生物菌种,这些微生物能够在特定的环境条件下进行有效的发酵。
常见的微生物菌种包括酵母菌、乳酸菌、大肠杆菌等。
这些微生物能够通过奈米级的代谢改变原料,产生各种有用的代谢产物,如酒精、酸类、酶等。
因此,选择适宜的微生物菌种对于发酵工程的成功至关重要。
发酵过程的调控也是发酵工程中的关键环节。
为了获得高产、高效的代谢产物,需要对发酵过程进行严格的控制和调节。
控制发酵过程的一种常见方法是调节培养基的成分和条件。
合理的选择基质成分可以促进微生物的生长和代谢活性,提高发酵过程的产量和效率。
此外,调节温度、氧气供应、pH值等操作参数也对发酵过程的效果起到重要作用,需要根据具体微生物和发酵产物的特点进行精确的调控。
发酵工程的另一个重要方面是代谢产物的优化和提取。
代谢产物的优化是指通过调节发酵条件和菌种的选择,使得目标产物在发酵过程中的产量和纯度达到最佳状态。
而代谢产物的提取则是指从发酵液中将目标产物分离出来,以便进一步的利用和加工。
不同的发酵产物可能需要不同的提取方法,包括离心、超滤、浓缩、溶剂萃取等。
还可以利用生物技术手段从微生物中提取基因,用于进一步改良和优化发酵产物。
除了食品和饮料领域的应用,发酵工程在医学、药物、环保和能源等领域也有广泛的应用前景。
例如,发酵工程可以用于生产抗生素、酶、生物燃料等,为人们的生活和工作带来巨大的便利和效益。
发酵工程在工业生产中的应用1. 什么是发酵工程?说到发酵工程,大家可能会想到啤酒、酸奶,甚至是那香气扑鼻的豆腐乳。
其实,发酵工程不仅仅是厨房里的小把戏,它在工业生产中可是大有作为的哦!简单来说,发酵工程就是利用微生物的“魔力”,将原料转变成我们需要的产品,像是食物、药品,甚至是燃料,真是妙不可言!在这个过程中,微生物们就像勤劳的小工人,不停地工作,把那些看似普通的材料变成各种有用的东西。
你瞧,酵母在发酵面包时,释放出的二氧化碳让面团膨胀,变得松软可口;而在啤酒的酿造中,酵母又变成了让我们畅饮的秘密武器,简直是“酒神”附体。
2. 发酵工程的工业应用2.1 食品工业说到食品工业,发酵工程简直是个“大明星”。
你有没有想过,为什么那些酸奶、泡菜总是那么好吃?就是因为发酵!在这个过程中,乳酸菌和其他微生物会把原料中的糖分分解,产生乳酸,让食物不仅好吃,还富含营养。
更别提酱油和醋了,这可是中国饮食文化中的瑰宝。
经过长时间的发酵,这些调味品从豆子和谷物中提取了深厚的风味,像是在和味蕾进行一场交响乐的演出。
而且,发酵的过程中还会产生一些有益的物质,像是维生素B,真是一举多得!2.2 医药工业发酵工程在医药工业中的应用同样不容小觑!很多药物的生产都离不开微生物的帮助。
比如,青霉素的发明,简直是拯救了无数生命。
科学家们从青霉菌中提取了这种神奇的物质,能够有效地对抗细菌感染。
想想看,要是没有发酵技术,我们的医疗水平会下降到什么地步,真是可怕的想象。
更进一步,现代生物技术还让我们能通过发酵生产出大量的疫苗和抗体,真是让人拍手称快。
发酵工程就像是医学领域的一把金钥匙,打开了无数健康的大门。
3. 环境保护与可持续发展3.1 生物燃料除了食品和医药,发酵工程在环保和可持续发展上也是大展拳脚。
现在,大家都在谈论可再生能源,发酵技术就派上了用场。
通过发酵,我们可以把农业废弃物转化为生物燃料,既解决了废物处理的问题,又能为我们的能源需求提供新选择,简直是一箭双雕。
发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。
主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。
2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性,通过合理调控环境条件,进行微生物发酵过程中的相关技术。
二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物,广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。
2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用,如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。
3. 真菌真菌发酵应用广泛,包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。
三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中,通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。
2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中,通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。
3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中,采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。
四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一,根据不同的发酵工艺和需求,可以采用不同类型的发酵罐。
2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中,针对不同的微生物和产物特性,进行合理的发酵条件控制和操作流程。
3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中,通过自动化设备和仪器,实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。
五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛,如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。
2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛,如生产抗生素、激素、酶制剂等。
3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用,如生物乙醇、生物柴油等。
4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用,如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。
六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步,发酵工程的技术也在不断提高,发酵设备和工艺不断更新。
发酵工程:是指采用现代工程技术手段,利用微生物的某些特定功能,为人类生产有用的产品,或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术.菌种保藏:运用物理、生物手段让菌种处于完全休眠状态,使在长时间储存后仍能保持菌种原有生物特性和生命力的菌种储存的措施。
富集培养:指利用不同微生物间生命活动特点的不同,人为地提供一些特定的环境条件,使特定种(类)微生物旺盛生长,使其在数量上占优势,更利于分离出该特定微生物,并引向纯培养.菌种退化:菌种在培养或保藏过程中,由于自发突变的存在,出现某些原有优良生产性状的劣化、遗传标记的丢失等现象.前体:是被加入培养基的化合物,能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去,而自身的结构并未发生太大变化,却能提高产物的产量的一类小分子物质.生长因子:是一类调节微生物正常生长代谢所必需,但不能用简单的碳、氮源自行合成的有机物,包括广义生长因子和狭义生长因子。
产物合成促进剂:指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。
如:链霉素生产加巴比妥,赖氨酸生产加红霉素等。
斜面培养基:固体培养基(solid culture medium )的一种形式;制作时应趁热定量分装于试管内,并凝固成斜面的称为斜面培养基,用于菌种扩大转管及菌种保藏。
种子培养基:供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体,并使菌体长得粗壮,成为活力强的“种子”的培养基,所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全。
发酵培养基:发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。
它既要使种子接种后能迅速生长,达到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成需产物。
空消:指清除空间内不好的或不需要的杂质,使之达到无害化的洁净程度。
实消:就是将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程,也称实罐灭菌。
连消:即连续灭菌,即培养基的连续灭菌,是灭菌的一种方式。
就是将配制好的并经预热的培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热的加热塔,使其在短时间内达到灭菌温度。
发酵工程教案(打印)第一章:发酵工程的概述1.1 发酵工程的定义发酵工程的概念发酵工程的组成1.2 发酵工程的应用领域食品工业制药工业生物化工1.3 发酵工程的发展历程传统发酵技术现代发酵工程技术第二章:发酵过程的微生物学基础2.1 发酵微生物的分类与特性细菌真菌放线菌2.2 发酵微生物的培养与筛选培养基的选择与制备微生物的分离与纯化2.3 发酵微生物的代谢调控微生物的生长曲线微生物的代谢途径第三章:发酵设备的类型与选择3.1 发酵设备的类型大型发酵罐生物反应器膜分离设备3.2 发酵设备的选择原则生产规模产品特性经济效益3.3 发酵设备的运行与维护设备的启动与停止设备的清洗与消毒设备的故障处理第四章:发酵过程的控制与管理4.1 发酵过程的控制参数温度pH值溶氧量营养物质4.2 发酵过程的控制技术自动控制系统反馈控制系统计算机控制系统4.3 发酵过程的管理与优化生产计划的制定发酵条件的优化生产过程的质量控制第五章:发酵工程的案例分析5.1 乳酸菌发酵工程案例酸奶的生产泡菜的制作5.2 酵母菌发酵工程案例啤酒的生产葡萄酒的制作5.3 放线菌发酵工程案例抗生素的生产维生素的生产第六章:发酵工程的安全与环保6.1 发酵工程的安全问题微生物的危害生物安全措施发酵罐的安全操作6.2 发酵过程中的污染控制污染的来源污染的检测与控制清洁生产技术6.3 发酵工程的环保问题废水处理废气处理固体废弃物处理第七章:发酵工程的产业化应用7.1 发酵工程在食品工业的应用面包酵母的生产乳酸菌的产业化7.2 发酵工程在制药工业的应用抗生素的产业化维生素的产业化7.3 发酵工程在其他领域的应用生物燃料的生产生物材料的产业化第八章:发酵工程的研发与创新8.1 发酵工程的新技术发展重组DNA技术基因工程技术合成生物学技术8.2 发酵工程的新设备开发高通量筛选设备生物反应器的设计自动化控制系统8.3 发酵工程的产业化挑战与机遇产业化过程中的问题产业化发展的趋势产业化政策的分析第九章:发酵工程的实例分析与评价9.1 发酵工程案例分析某乳酸菌产品的生产某抗生素的生产9.2 发酵工程项目的评价技术与经济评价环境与社会影响评价风险评价9.3 发酵工程的发展前景与建议行业发展趋势技术创新方向政策与支持措施第十章:发酵工程的实验操作10.1 发酵实验的基本操作菌种的制备与保藏发酵液的制备发酵过程的监控10.2 发酵实验的设计与优化实验设计方法发酵条件的优化实验结果的分析10.3 发酵实验的操作技能培养实验操作的安全规范实验设备的操作与维护实验数据的准确记录与处理重点和难点解析重点环节一:发酵微生物的分类与特性重点掌握不同类型发酵微生物的分类、特点及应用领域。
发酵工程的基本步骤一、发酵工程简介发酵工程是一种利用微生物来生产有用物质的工艺过程。
在发酵工程中,微生物通过对底物进行代谢,产生出所需的产品。
发酵工程的基本步骤包括菌种培养、发酵过程控制和产物提取等。
二、菌种培养菌种培养是发酵工程的第一步,其目的是获得高质量的菌种以进行后续的发酵过程。
菌种培养需要选择适合的菌株,并提供合适的培养条件。
培养基的选择要考虑到菌株的生长需求,包括碳源、氮源、微量元素和pH值等。
培养条件的控制也十分重要,如温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等。
三、发酵过程控制发酵过程控制是发酵工程的核心环节,它直接影响着发酵产物的质量和产量。
发酵过程控制需要对发酵参数进行监测和调节,以满足菌株的生长和产物的合成需求。
常用的发酵参数包括温度、pH值、溶解氧浓度和搅拌速度等。
发酵过程控制一般分为两个阶段,即生长阶段和产物合成阶段。
生长阶段主要是为了增殖菌体数量,而产物合成阶段则是为了产生所需的物质。
四、产物提取产物提取是发酵工程的最后一步,其目的是将发酵产物从发酵液中分离出来。
产物提取需要根据产物的性质选择合适的方法,如离心、过滤、蒸馏和萃取等。
此外,还需要对产物进行纯化和浓缩,以得到纯净的产物。
五、发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饲料、药品、化工等领域。
在食品工业中,发酵工程常用于酿造食品,如啤酒、酱油和酸奶等。
在饲料工业中,发酵工程可用于生产饲料添加剂,如酶制剂和益生菌等。
在药品工业中,发酵工程可用于生产抗生素、酶制剂和乳酸菌制剂等。
在化工工业中,发酵工程可用于生产有机酸和溶剂等。
六、发酵工程的前景发酵工程作为一种高效、环保的生产工艺,具有广阔的发展前景。
随着生物技术的不断发展,发酵工程在新药研发、能源生产和环境修复等领域的应用将会越来越广泛。
同时,发酵工程还有助于实现资源的可持续利用,促进可持续发展。
七、结论发酵工程是一种利用微生物进行有用物质生产的工艺过程,其基本步骤包括菌种培养、发酵过程控制和产物提取等。
1)接种龄:接种龄是指种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
2)接种量:指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
临界溶解氧浓度:指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
3)前体:指某些化合物加入到发酵培养基中,能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去,而其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。
4)产物促进剂:所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物,又非前体,但加入后却能提高产量的添加剂。
5)淀粉糊化:指淀粉受热后,淀粉颗粒膨胀,晶体结构消失,互相接触变成糊状液体,即使停止搅拌,淀粉也不会再沉淀的现象。
6)呼吸强度:单位时间内单位重量的细胞所消耗的氧气,mmol O2·g菌-1·h-17)摄氧率(耗氧速率):单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。
mmol O2·L-1·h-1。
1) 生物反应器过程的多尺度理论指的是哪三个尺度?答:分子尺度、细胞尺度、反应器尺度2)发酵产品生产中尾气分析包括哪些内容?尾气分析仪器主要有哪些?答:尾气CO2的测量和尾气氧的测定,分别采用不分光红外线二氧化碳测定仪(简称IR)和热磁氧分析仪来测定3 )推导单级连续培养过程达到稳定状态时比生长速率与稀释率的关系式µ = D答:单级连续培养是指一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液,使发酵罐内的体积维持恒定。
达到稳态后,整个过程中菌的浓度,产物浓度,限制性基质浓度都是恒定的。
即比生长速率与稀释率的关系式µ = D。
1 大多数微生物发酵过程在通气条件下容易形成泡沫,对泡沫的控制和消除通常采用的措施有哪些?答:泡沫的控制,可以采用三种途径:①调整培养基中的成分(如少加或缓加易起泡的原材料)或改变某些物理化学参数(如pH值、温度、通气和搅拌)或者改变发酵工艺(如采用分次投料)来控制,以减少泡沫形成的机会。
但这些方法的效果有一定的限度;②采用机械消泡或消泡剂消泡这两种方法来消除已形成的泡沫。
对于已形成的泡沫,工业上可以采用机械消泡和化学消泡剂消泡或两者同时使用。
③可以采用菌种选育的方法,筛选不产生流态泡沫的菌种,来消除起泡的内在因素。
2 常用的消泡剂有哪几类?答:(1)天然油脂(2)聚醚类消泡剂(3)高碳醇(4)硅酮类3 简述罗氏假说的内容。
答:在溶液中,溶解状态的溶质是稳泡剂;不溶状态的溶质,当浸入系数与铺展系数均为正值时即是消泡剂。
1 在啤酒生产工艺流程中有麦汁煮沸的过程,煮沸的目的和作用是什么?答:煮沸的目的是稳定麦汁的成分,其作用是:a)蒸发多余的水分,浓缩到规定的浓度;b)使酒花中的有效成分溶解于麦芽汁中,使麦汁具有香味和苦味;c)使麦汁中可凝固性蛋白质凝结沉淀,延长啤酒的保存期;d)破坏全部的酶和麦芽汁杀菌。
2 在啤酒生产工艺流程中有大麦的浸渍过程,浸渍的目的和作用是什么?答:浸麦目的为:A 使大麦吸收充分的水分,达到发芽的要求,麦粒含水分25%-35%,即可达到均匀的发芽效果。
但对酿造用麦芽,要求胚乳充分溶解,含水必须达到43%-48%。
B 在浸水的同时,可充分洗涤、除尘和除菌。
C 浸麦水中添加石灰乳、Na2CO3、NaOH、KOH、甲醛等化学药品,及加速酚类、谷皮酸等有害物质的浸出,并有明显的促进发芽和缩短制麦周期之效,能适当提高浸出物。
作用:起到杀菌的作用,使麦汁在发酵之前就处于一个无菌的状态之下,让发酵过程是一个纯种发酵的过程,有利于啤酒的口味纯正。
(百度)1 常规的高密度培养措施有哪些?答:高密度培养的措施分批补料培养以分批培养为基础,吸取了连续培养的优点,可消除高浓度底物对细胞生长的抑制作用,还可弥补低浓度底物限制细胞生长的缺陷,从而有效地控制了菌体的生长过程。
因此,要实现重组大肠杆菌的高密度培养,最常用和最有效的方法就是分批补料流加培养法。
现在常用的是反馈补料培养。
有几种反馈控制:控制基质浓度流加恒pH流加恒溶氧流加控制比生长速率的葡萄糖流加2 重组大肠杆菌高密度培养过程中如何减少或避免乙酸的生成?宿主菌:不同的宿主产生乙酸不同,可通过诱变使乙酸生成途径中的两个关键酶,有一个突变了或活性降低了,使乙酸合成受阻。
培养基:培养基组成能影响乙酸的产生,特别是碳源的含量影响最大。
在基本培养基中大肠杆菌产生的乙酸比在复合培养基中产生少。
另外用甘油取代葡萄糖可以降低乙酸的生成,Han 等在培养基中加入某些氨基酸(甘氨酸、甲硫氨酸)减轻了乙酸的抑制作用,提高了重组菌的生长速率和重组蛋白的产率。
Klemam等研究了培养基pH值对产生乙酸的影响,发现重组大肠杆菌W3200在葡萄糖浓度为5g/L、pH6.0的培养基中乙酸生成量为6g/L.而pH7.5为12g/L。
降低比生长速率:细菌比生长速率高,乙酸的比生成速率就高,一般来说,在合成培养基中,当重组菌的生长速率超过某个临界值便产生乙酸。
在连续培养中,当稀释速率超过0.2h-1才能检测到乙酸的存在。
较低的比生长速率虽然产酸少,但同时对产物表达不利,因此选取合适的比生长速率才能达到高密度、高表达发酵。
降低培养温度:将温度从370C降低到26-300C可以降低菌体对营养物的吸收率,从而减少有机酸的形成。
透析培养:在重组菌的培养过程中可以利用透析技术除去发酵液中有害物质,降低乙酸的含量从而实现重组菌的高密度发酵。
Lee等用中空纤维膜过滤装置除去乙酸,可以在较高的葡萄糖浓度下培养重组菌而得到较高的密度限制性流加葡萄糖:利用葡萄糖为碳源培养重组大肠杆菌时要控制其浓度在较低的范围内,减少乙酸的生成。
目前大多数高密度发酵均采取了限制性流加葡萄糖的方法利用反馈的参数,如pH,μ,OUR, CER作为控制对象,和葡萄糖流加相关联,控制流加量,使培养基中葡萄糖的浓度限定在较低水平。
1、发酵工业应用的可培养微生物通常非为四大类:细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌。
其中后二者为真核生物。
2、最常用的工业微生物及其应用领域举例:(1)细菌是一类单细胞的原核微生物,在自然界分布最广,数量最多,二分分裂方式繁殖。
(2)放线菌:菌落呈放射状,是一类介于细菌和真菌之间的单细胞微生物,在含有机质丰富的微碱性土壤中分布较广,以无性孢子进行繁殖,也可以借菌丝片段进行繁殖,能生产多种抗生素。
(3)酵母菌:出芽方式无性繁殖的真核微生物,主要分布在含糖较多的酸性环境,多腐生,(4)霉菌:它喜欢偏酸性环境,大多数为好氧菌,多腐生,能以无性孢子和有性孢子进行繁殖,多以无性孢子繁殖。
3、未培养微生物,英文名为uncultured microorganisms.是迄今所采用的微生物纯培养分离及能够生长的微生物,称作极端微生物,又称嗜极菌(extremophiles)未培养微生物的研究方法包括两种,即模拟自然培养法和宏基因组分析法。
5、菌株分离和筛选是获得目的菌种的两个重要环节。
6、发酵工业对菌种的要求如下:①能在廉价原料制成的培养基上生长,且生成的目的产物产量高,易于回收。
②生长较快,培发酵周期短③培养条件易于控制。
④抗噬菌体及杂菌污染能力强。
⑤菌种不易变异退化,以保证发酵生产和产品质量的稳定⑥对放大设备的适应性强⑦菌种不是病原菌,不产生任何有害的生物活性和毒素7、(了解)符合发酵工业要求的菌种可以从如下途径获得:①从菌种保存机构直接购买所需的菌株。
②从自然界分离筛选。
③从生产过程中发酵水平高的批号中重新进行分离筛选。
8、以从自然界分离筛选菌种为例,微生物菌种的分离筛选通常包含以下步骤:样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种复筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏。
目的是高效获取一株高产目的产物的微生物。
9、通常使用的预处理方法有以下几种:(1)物理方法:热处理、膜过滤法、离心法(2)化学方法:通过在培养基中添加某些化学成分来增加特定微生物的数量。
(3)诱饵法10、诱变剂:凡能诱发微生物基因突变,使突变频率远远超出自发突变频率的物理因子或化学物质,称为诱变剂11、菌种退化:主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株,由于进行接种传代或保藏之后,群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
12、菌种保藏的基本原理主要是根据微生物的生理、生化特点,人工地创造条件,使微生物的代谢处于不活泼、生长繁殖受抑制的休眠状态。
13、菌种保藏的方法:a、斜面低温保藏法。
原理是低温。
适用于各类微生物b、砂土管保藏法。
原理是低温,干燥,隔氧和无营养物,范围是产孢子的微生物。
c、冷冻真空干燥法。
原理是低温,干燥,缺氧,适合各类微生物。
d、液氮超低温保藏法。
原理是在超低温(低于-130)状态下所有的代谢活动暂时停止而生命延续,并且不会发生变异。
适用于各类微生物第三章发酵工业培养基设计(了解)1、培养基是指用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养物质。
适用于大规模工业微生物发酵的培养基应具有以下几点共性:第一,单位培养基能够产生最大量的目的产物。
第二,能够使目的产物的合成速率最大。
第三,能够使副产物合成的量最少。
第四,所采用的培养基应该质量稳定、价格低廉、易于长期获得。
第五,所采用的培养基尽量不影响工业好气发酵中的通气搅拌性能以及发酵产物的后处理。
2、对发酵培养基进行科学设计,其过程包括两个重要阶段,首先要对发酵培养的成分及原材料的特性有较为详细的了解;其次是在此基础上结合具体微生物和发酵产品的代谢特点对培养基的成分进行合理选择和配比优化3、前体:加入到发酵培养基中,能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去,其自身的结构并没有多大变化,但是产物的产量却因其加入而有较大提高的一类化合物。
在青霉素生产中加入前体物质苯乙酸可增加青霉素G的产量,而苯氧乙酸作为前体可增加青霉素V的产量。
4、铁制青霉素发酵罐要涂层处理的原因是:青霉素发酵中,铁离子浓度要小于20ug/ml。
若不涂层,则发酵罐在水的作用下会有铁以三价铁离子的形式进入发酵液中,使铁离子浓度高于20ug/ml,产生抑制作用。
5、生长因子:从广义上来讲,凡是微生物生长不可缺少的微量的有机物质,如氨基酸,嘌呤,嘧啶,维生素等均称生长因子。
6、灭菌(sterilization):用物理或化学方法杀死物料或设备汇总所有生命物质的过程.消毒(disinfection):用物理或化学方法杀死空气地表及容器和器具表面的微生物。
除菌(degerming)用过滤方法出去空气或液体中的微生物及其孢子。
防腐(antisepsis)用物理或化学方法杀死或一直微生物的生长和繁殖。
7、产物合成促成剂:指那些细胞生长非必需的,但加入后能显著提高发酵产量的一些物质,常以添加剂的形式加入到发酵培养基中。
第四章发酵工业的无菌技术1、污染的危害:①由于杂菌污染,使发酵培养基因杂菌的消耗而损失,造成生产能力的下降。