发酵工艺实验讲义
邓静游见明
四川理工学院生物工程系
二00五年九月
试验一酒精发酵
一、实验目的
酒精发酵是典型的糖的无氧酵解途径。通过实验让学生理解糖的无氧酵解途径并了解厌氧发酵的工艺过程，同时掌握测定发酵醪液酒精含量的方法。
二、实验原理
在无氧的培养条件下，酵母菌利用糖发酵为酒精和二氧化碳的作用即为酒精发酵，反应式为：
C6H12O6 2C2H5OH ＋2CO2
通过对发酵醪液酒精含量的测定，可以判断酒精发酵的进程。
三、实验材料及仪器
1.10升机械搅拌发酵罐；
2.酒精蒸馏装置；
3.酒精表0~12%；
4.甘薯粉；
5.活性干酵母；
6.BF-7658淀粉酶；
7.糖化酶。
四、实验过程
1.糖液制备
⑴淀粉液化：以1﹕35的加水比，用70~80℃的温水调粉浆1000毫升，立即加入BF-7658淀粉酶（4000u）2.5%，于电炉上加热至90~93℃保温5~10分钟，继续加热煮沸1小时，加热时需补充水分。
⑵淀粉糖化：将煮沸的醪液冷却至60~62℃，加入糖化酶（50000u）0.3%糖化30分钟，糖化完毕入发酵罐灭菌备用。
2.酒精发酵
⑴活性干酵母活化：按糖液量0.5%称取活性干酵母，用1﹕40的2%蔗糖溶液，38~40℃保温活化30分钟。
⑵接种发酵：将活化好的酵母接入到发酵罐中，35~38℃培养发酵68~72小时。
⑶酒精含量测定：观察并记录酒精发酵工艺过程。发酵醪温度每小时测1次，2小时记录1次；发酵醪液酒精含量每间隔12小时测定1次并记录。
附酒精含量测定方法。
附：酒精度的测定
一原理
试样以蒸馏法除去不挥发物质，用比重瓶或酒精计测定蒸馏液之比重。根据蒸馏液的比重查比重—酒精度对照表或直接从酒精计读数求得酒精含量（%，v/v或%，w/w）。
二仪器
⑴蒸馏仪器蒸馏烧瓶容积，500ml。冷凝器，套管长度不短于400mm;内管直径9 mm.
⑵比重瓶主体容积25ml;温度计分度值为0.2摄氏度。
⑶恒温水浴准确度0.1摄氏度。
三操作
⑴酒精体积百分浓度（%，v/v，）的测定方法
取一清洁的100ml容量瓶，用被测试样荡洗2_3次。然后注满至近刻度，将容量瓶置于20℃水浴中20~30min，用20℃试样补足至刻度。将试样移入500ml蒸馏瓶，用50ml冷水分3次冲洗容量瓶，洗液一并移入蒸馏烧瓶。将烧瓶接入蒸馏装置。用装试样的原容量瓶作为接受器进行蒸馏。为防止酒精挥发，在气温较高时蒸馏，应将容量瓶浸入冰水浴中，并使应接管出口伸入容量瓶的球部。
当蒸馏液体积达到容量的95~98%时停止蒸馏。用少许水洗涤应接管的头端，洗液并入容量瓶。塞好容量瓶，摇匀。如在刻度以上瓶颈沾有液滴，小心用少许水洗下。置容量瓶于20℃水浴中30min，并用清洁的毛细滴管或洗瓶加同样温度的水至刻度，再次摇匀。用比重瓶测定蒸馏液20℃的比重。由附录查得试样以体积百分比表示得酒精含量。
当对分析结果仅要求达到一位小数得准确度的时候，可将蒸馏液用酒精计直接测定。
㈡酒精重量百分浓度得测定方法
称取100.00g试样于500ml蒸馏瓶中，加入50ml水，按操作㈠进行蒸馏。蒸馏液用一已称重的100ml容量瓶作为接受器，瓶内预先加入5ml 水，并将冷凝器应接管出口插入水中。当蒸馏液达到96ml左右时停止蒸馏，用清洁得毛细滴管或洗瓶加水至蒸馏重量为100.0g，摇匀。用比重瓶测定蒸馏液的比重。由表查试样以重量百分数表示的酒精含量。
四说明
蒸馏过程中乙醇蒸汽的逃逸，会严重影响测定结果的准确性。因此蒸馏前必须仔细检查仪器各连接处是否严密。若蒸馏中出现漏气，必须重新测定。
蒸馏时，应先小火加热，待溶液沸腾后再慢慢用大火焰。对于易产生泡沫的酒样加少量消泡剂。但是加过消泡剂的试样蒸馏残液，不能用来作浸出物的测定。
葡萄酒和啤酒试样的挥发酸过高时，会使测定结果引入较大误差。应根据总酸测定结果，用氢氧化钠准确液中和后，再进行蒸馏。对于有高含量二氧
实验二毛霉的分离和豆腐乳的制备
1目的
1.1学习毛霉的分离和纯化方法。
1.2 掌握豆腐乳发酵的工艺过程。
1.3 观察豆腐乳发酵过程中的变化。
2 原理
豆腐乳是我国独特的传统发酵食品，是用豆腐发酵制成。民间老法生产豆腐乳均为自然发酵，现代酿造厂多采用蛋白酶活性高的鲁氏毛霉或根霉发酵。豆腐坯上接种毛霉，经过培养繁殖，分泌蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶等复杂酶系，在长时间后发酵中与淹坯调料中的酶系、酵母、细菌等协同作用，使腐乳坯蛋白质缓慢水解，生成多种氨基酸，加之由微生物代谢产生的各种有机酸，与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香等豆腐乳特色。
3 材料
3.1菌种
毛霉斜面菌种。
3.2 培养基（料）
马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA），无.菌水、豆腐坯、红曲米、面曲、甜酒酿、白酒、黄酒、食盐
3.3仪器和器具
培养皿、500mL三角瓶、接种针、小笼格、喷枪、小刀、带盖广口玻瓶、显微镜、恒温培养箱。
4流程
4.1毛霉的分离
配制培养基→毛霉分离→观察菌落→显微镜检。
4.2豆腐乳的制备
悬液制备→接种孢子→培养与晾花→装瓶与压坯→装坛发酵→感官鉴定
5 方法
5.1毛霉的分离
5.1.1配制培养基
马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）。经配制、灭菌后倒平板备用。
5.1.2 毛霉的分离
从长满毛霉菌丝的豆腐坯上取小块于5mL无菌水中，振摇，制成孢子悬液，用接种环取该孢子悬液在PDA平板表面作划线分离，于20℃培养1～2d，以获取单菌落。
5.1.3初步鉴定
5.1.3.1菌落观察
呈白色棉絮状，菌丝发达。
5.1.3.2显微镜检
于载玻片上加1滴石碳酸液，用解剖针从菌落边缘挑取少量菌丝于载玻片上，轻轻将菌丝体分开，加盖玻片，于显微镜下观察孢子囊、梗的着生情况。若无假根和匍匐菌丝、或菌丝不发达，孢囊梗直接由菌丝长出，单生或分枝，则可初步确定为毛霉。
5.2豆腐乳的制备
5.2.1悬液制备
5.2.1.1毛霉菌种的扩繁
将毛霉菌种接入斜面培养基，于25℃培养2d；将斜面菌种转接到种子培养基中，于同样温度下培养至菌丝和孢子生长旺盛，备用。
52.1.2孢子悬液制备
于上述三角瓶中加入无菌水200mL，用玻璃棒搅碎菌丝，用无菌双层纱布过滤，滤渣倒还三角瓶，再加200mL无菌水洗涤1次，合并滤于第一次滤液中，装入喷枪贮液瓶中供接种使用。
5.2.2接种孢子
用刀将豆腐坯划成4.1cm×4.1cm×1.6cm的块，将笼格经蒸汽消毒、冷却，用孢子悬液喷洒笼格内壁，然后把划块的豆腐坯均一竖放在笼格内，块与块之间间隔2cm。再用喷枪向豆腐块上喷洒孢子悬液，使每块豆腐周身沾上孢子悬液。
5.2.3培养与晾花
将放有接种豆腐坯的笼格放入培养箱中，于20℃左右下培养，培养20h后，每隔6h上下层调换一次，以更换新鲜空气，并观察毛霉生长情况。44～48h后，菌丝顶端已长出孢子囊，腐乳坯上毛霉呈棉花絮状，菌丝下垂，白色菌丝已包围住豆腐坯，此时将笼格取出，使热量和水分散失，坯迅速冷却，其目的是增加酶的作用，并使霉味散发，此操作在工艺上称为晾花。
5.2.4装瓶与压坯
将冷至20℃以下的坯块上互相依连的菌丝分开，用手指轻轻在每块表面揩涂一遍，使豆腐坯上形成一层皮衣，装入玻璃瓶内，边揩涂边沿瓶壁呈同心圆方式一层一层向内侧放，摆满一层稍用手压平，撒一层食盐，每100块豆腐坯用盐约400g，使平均含盐量约为16%，如
此一层层铺满瓶。下层食盐用量少，向上食盐逐层增多，腌制中盐分渗入毛坯，水分析出，为使上下层含盐均匀，腌坯3～4d时需加盐水淹没坯面，称之为压坯。腌坯周期冬季13d，夏季8d。
5.2.5装坛发酵
5.2.5.1红方
按每100块坯用红曲米32g、面曲28g、甜酒酿1kg的比例配制染坯红曲卤和装瓶红曲卤。先用200g甜酒酿浸泡红米和面曲2d，研磨细，再加200g甜酒酿调匀即为染坯红曲卤。将腌坯沥干，待坯块稍有收缩后，放在染坯红曲卤内，六面染红，装入经预先消毒的玻瓶中。再将剩余的红曲卤用剩余的600g甜酒酿兑稀，灌入瓶内，淹没腐乳，并加适量面盐和50度白酒，加盖密封，在常温下贮藏6个月成熟。
5.2.5.2白方
将腌坯沥干，待坯块稍有收缩后，将按甜酒酿0.5kg、黄酒1kg、白酒0.75kg、盐0.25kg 的配方配制的汤料注入瓶中，淹没腐乳，加盖密封，在常温下贮藏2～4个月成熟。
5.2.6质量鉴定
将成熟的腐乳开瓶，进行感官质量鉴定、评价。
6结果
从腐乳的表面及断面色泽、组织形态（块形、质地）、滋味及气味、有无杂质等方面综合评价腐乳质量。
实验三甜酒酿的制作
1目的
1.1通过甜酒酿的制作了解酿酒的基本原理。
1.2掌握甜酒酿的制作技术。
2原理
以糯米（或大米）经甜酒药发酵制成的甜酒酿，是我国的传统发酵食品。我国酿酒工业中的小曲酒和黄酒生产中的淋饭酒在某种程度上就是由甜酒酿发展而来的。
甜酒酿是将糯米经过蒸煮糊化，利用酒药中的根霉和米曲霉等微生物将原料中糊化后的的淀粉糖化，将蛋白质水解成氨基酸，然后酒药中的酵母菌利用糖化产物生长繁殖，并通过酵解途径将糖转化成酒精，从而赋予甜酒酿特有的香气、风味和丰富的营养。随着发酵时间延长，甜酒酿中的糖分逐渐转化成酒精，因而糖度下降，酒度提高，故适时结束发酵是保持甜酒酿口味的关键。
3材料
3.1材料
糯米、酒药
3.2仪器和器具
手提高压灭菌锅，不锈钢丝碗，滤布，烧杯，不锈钢锅。
4流程
5方法
5.1洗米蒸饭
将糯米淘洗干净，用水浸泡4h,捞起放于置有滤布的钢丝碗中，于高压锅内蒸熟（约0.1Mpa,9min），使饭“熟而不糊”。
5.2淋水降温
用清洁冷水淋洗蒸熟的糯米饭，使其降温至35℃左右，同时使饭粒松散。
5.3落缸搭窝
将酒药均匀拌入饭内，并在洗干净的烧杯内洒少许酒药，然后将饭松散放入烧杯内，搭成凹形圆窝，面上洒少许酒药粉。盖上培养皿盖。
5.4保温发酵
于30℃进行发酵，待发酵2天后，当窝内甜液达饭堆2/3高度时，进行搅拌，再发酵1天左右即可。
6结果
6.1发酵期间每天观察、记录发酵现象。
6.2对产品进行感官评定，写出品尝体会。
实验四细菌生长曲线的测定
1目的
1.1了解细菌生长曲线特点及测定原理
1.2学习用比浊法测定细菌的生长曲线
2原理
将少量细菌接种到一定体积的、适合的新鲜培养基中，在适宜的条件下进行培养，定时测定培养液中的菌量，以菌量的对数作纵坐标，生长时间作横坐标，绘制的曲线叫生长曲线。它反映了单细胞微生物在一定环境条件下于液体培养时所表现出的群体生长规律。依据其生
长速率的不同，一般可把生长曲线分为延缓期、对数期、稳定期和衰亡期。这四个时期的长短因菌种的遗传性、接种量和培养条件的不同而有所改变。因此通过测定微生物的生长曲线，可了解各菌的生长规律，对于科研和生产都具有重要的指导意义。
测定微生物的数量有多种不同的方法，可根据要求和实验室条件选用。本实验采用比浊法测定，由于细菌悬液的浓度与光密度（OD值）成正比，因此可利用分光光度计测定菌悬液的光密度来推知菌液的浓度，并将所测的OD值与其对应的培养时间作图，即可绘出该菌在一定条件下的生长曲线，此法快捷、简便。
3材料
3.1菌种
大肠杆菌
3.2培养基
肉膏蛋白胨培养基
3.3仪器和器具
721分光光度计，比色杯，恒温摇床，无菌吸管，试管，三角瓶。
4流程
种子液→标记→接种→培养→测定
5方法
5.1种子液制备
取大肠杆菌斜面菌种1支，以无菌操作挑取1环菌苔，接入肉膏蛋白胨培养液中，静止培养18h作种子培养液。
5.2标记编号
取盛有50mL无菌肉膏蛋白胨培养液的250mL三角瓶11个，分别编号为0、1.5、3、4、
6、8、10、12、14、16、20h。
5.3接种培养
用2mL无菌吸管分别准确吸取2mL种子液加入已编号的11个三角瓶中，于37℃下振荡培养。然后分别按对应时间将三角瓶取出，立即放冰箱中贮存，待培养结束时一同测定OD 值。
5.4生长量测定
将未接种的肉膏蛋白胨培养基倾倒入比色杯中，选用600nm波长分光光度计上调节零点，作为空白对照，并对不同时间培养液从0h起依次进行测定，对浓度大的菌悬液用未接种的牛肉膏蛋白胨液体培养基适当稀释后测定，使其OD值在0.10.～0.65以内，经稀释后测得的OD值要乘以稀释倍数，才是培养液实际的OD值。
6结果
6.1将测定的OD值填入下表：
时间(h)对照0 1.534681012141620
光密度值（OD600）
6.2以上述表格中的时间为横坐标，OD600值为纵坐标，绘制大肠杆菌的生长曲线
综合型实验举例
实验五米曲霉的固态培养及孢子数和蛋白酶活力的测定
1、实验目的：
1.1学习米曲霉固态制曲的方法
1.2 掌握孢子测定的方法
1.4 了解不同条件对米曲霉产孢子数和蛋白酶活力的影响
2、实验原理
2.1米曲霉制曲原理
米曲霉能产蛋白酶、淀粉酶、脂酶等多种酶，其广泛用于酱油、酱类产品的制作，形成酱油和酱类物质独特的色、香、味、体。将纯种的米曲霉接种在麸皮培养基上，保持适宜的条件，米曲霉以麸皮培养基中的糖和氨基酸为养分生长繁殖，并分泌各种酶。
2.2蛋白酶活力测定原理
蛋白质或多肽水解后生成的含苯环氨基酸对275nm波长紫外光具有最大的吸收值。利用蛋白酶催化酪蛋白的前后在三氯醋酸可溶物中紫外线光密度的变化，可测定酶活力的高低。
3、实验材料和仪器
3.1 材料：麸皮、面粉、豆饼粉；米曲霉菌种；酒精（95％）；稀硫酸（1：10）；2％酪蛋白；4％三氯醋酸；氯化钠等。
3.2仪器：固态培养箱；显微镜；血球计数仪；751分光光度计。
4、工艺流程
麸皮等蒸料冷却接种装箱培养翻料孢子数的测定蛋白酶活力的测定
5操作方法
麸皮和面粉等按一定比例加水混匀后，放入高压灭菌锅内在121℃蒸煮30min后，冷却到40℃后，接入米曲霉菌种，在一定温度下培养，观察和记录米曲霉生长的典型现象，在培养48h后测定其孢子数，在培养72小时后测定其蛋白酶活力。
5.1.1样品稀释
精确称取种曲1g（称准至0.002g），倒入盛有玻璃珠的250ml三角瓶内，加入95%酒精5ml、无菌水20ml、稀硫酸（1:10）10ml，在旋涡均匀器上充分振摇，使种曲孢子分散，然后用三层纱布过滤，用无菌水反复冲洗，务使滤渣不含孢子，最后稀释至500ml。
5.1.2制计数板
取洁净干燥的血球计数板盖上盖玻片，用无菌滴管取孢子稀释液1小滴滴于盖玻片的边缘处（不宜过多），让滴液自行渗入计数室中，注意不可有气泡产生。若有多余液滴，可用吸水纸吸干，静止5min，待孢子沉降。
5.3观察计数
5.1.3观察
用低倍镜头和高倍镜头观察，由于稀释液中的孢子在血球计数板上处于不同的空间位置，要在不同的焦距下才能看到，因而计数时必须逐格调动微调螺旋，才能不使之遗漏，如孢子位于格的线上，数上线不数下线，数左线不数右线。
5.1.4计数
使用16×25规格的计数板时，只计板上四个角上的4个中格（即100个小格），如果使用25×16规格的计数板时，除计四个角上的4个中格外，还需要计中央一个中格的数目（即80个小格）。每个样品重复观察计数不少于2次，然后取其平均值。
5.1.5计算
（1）16×25的计数板
孢子数（个/g）=(N/100) ×400×10000×(V/G)=4×104×(NV/G) (1)
式中N——100小格内孢子总数（个）
V——孢子稀释液体积（ml）
G——样品重量（g）
（2）25×16的计数板
孢子数（个/g）=(N/80)×400×10000×(V/G)=5×104×(NV/G)…………………………式中N——80小格内孢子总数（个）
V——孢子稀释液体积（ml）
G——样品重量（g）
5.2酶活力的测定方法
取试管两只，每只试管加入样品稀释液1ml，置于40度水浴中预热2min，再各加入经同样预热的酪蛋白5ml，精确保温10min。时间到后，各管立即加入0.4mol/L三氯醋酸5ml，以终止反应。继续水浴中保温20min，使残余蛋白质沉淀后离心分离或过滤。取滤液用751分光光度计在275nm处测定其吸收度。
空白实验2测定方法同上，唯在加酪蛋白之前先加0.4mol/L三氯醋酸5ml，使酶失活，在加酪蛋白。
计算：在40度下每1min水解酪蛋白产生1Ug酪氨酸，定义为一个蛋白酶活力单位。
蛋白酶活力单位＝ΔA/10×11×K×N
K：常数，吸光度为1时蛋白酶活力单位，由酪氨酸标准曲线得出
N:为稀释倍数
6、各种因素对制曲的影响（主要是孢子数和酶活力的影响）
6.1 不同培养基配比的对制曲的影响
6.2 不同水分量对制曲的影响
以上面的结果确定培养基配比，考查不同水分对制曲的影响
6.3 不同接种量对制曲影响
以上面确定的水分和培养基，考查不同接种量制曲的影响
6.4 不同pH对制曲的影响
以上面得到的水分、培养基和接种量考查不同起始pH对制曲的影响
6.5 不同培养温度对制曲的影响
以上面得到的数据考查不同温度对制曲的影响
6.6 培养时间对制曲的影响
在以上优化的条件下，考查不同培养时间对制曲的影响
6.7 不同氯化钠浓度对蛋白酶活力的影响
在上面得到的条件制曲，采用不同浓度的氯化钠浸提蛋白酶，考查不同浓度达氯化钠对酶活力的影响
小结：
根据上面的实验结果对影响米曲霉制曲的主要条件进行分析，得出结论。
绪论： 一、概念：发酵工程（Fermentation Engineering）指在最适发酵条件下，在发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。 二、发酵工程研究的主要内容 发酵工程主要包括代谢工程和发酵工艺两个主要内容 具体来说它一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物，以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。发酵工艺主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。 四、发酵工程的特点 一个完整的发酵过程包括：1材料的预处理2生物催化剂的制备3生化反应器及发应条件的选择与监控 第二章：菌种的来源 一、工业化生产菌种的要求 ?能够利用廉价的原料，简单的培养基，大量高效地合成 产物 ?有关合成产物的途径尽可能地简单，或者说菌种改造的 可操作性要强 ?遗传性能要相对稳定 ?不易感染它种微生物或噬菌体 ?产生菌及其产物的毒性必须考虑（在分类学上最好与致病 菌无关） ?生产特性要符合工艺要求 二、自然界中菌种分离的一般过程(步骤): 土样的采取→预处理→培养→菌落的选择→产品的鉴定. 目的：高效地获取一株高产目的产物的微生物. 三、采样时要注意的问题: 气候、水分、空气;来源要广;结合产品的特点;标签：地点、时间、气候等四、目的微生物富集的一些基本方法 富集的目的：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 富集的三种方案： ?定向培养:采用特定的有利于目的微生物富集的条件，进行培养。 ?当不可能采用定向培养时，则可设计在一个分类学中考虑， ?不能提供任何有助于筛选产生菌的信息，这时只能通过随机分离的办法. 定向培养的方法 物理方法：加热、膜过滤等但主要是通过培养的方法 定向培养的富集方法 1、底物 2、pH条件 3、培养时间 4、培养温度等一切能提高目的微生物相对生长速度的手段，培养（固体、液体；分批连续）后使目的微生物在种群中占优势。 五、菌落的选出 1.从产物角度出发：在培养时以产物的形成有目的的设计培养基 利用简单、快速的鉴定方法，如抗生素
实验一、酿酒葡萄成熟度的控制以及入罐发酵 一、目的与要求 成熟度是决定葡萄酒质量的重要因素。通过测定浆果的成熟度，来了解原料的成熟质量，确定各品种的最佳工艺成熟度，并以此决定葡萄酒类型和相应的工艺条件。同时简单了解葡萄酒酿制的工艺原理。 二、试剂与仪器 1.pH计、手持糖量计、托盘天平、量筒、水浴锅、电炉、移液管、锥形瓶、容量瓶、5L玻璃瓶。 2.斐林试剂A、B液，1%次甲基兰，0.1mol/L氢氧化钠溶液、1%酚酞指示剂、邻苯二甲酸氢钾，95%酒精，盐酸等。 三、方法与步骤 1.采样：从转色期开始每隔5-7天采样一次，对于大面积园，采用250株取样法：每株随机取1-2粒果实，并取300—400粒；面积较小的品种。可随机取5 - l0穗果实，装入塑料袋于冰壶中，迅速带回实验室分析。简单的成熟度的测定可用手持糖量计测定，如果是精确的测定可在实验室中采用斐林试剂测定。 2.百粒重与百粒体积，随机取100粒果实，称重，然后将其放入250ml(或500ml)量筒中，加入一定体积的水，至完全淹没果实．读取量筒水面的读数，减去加入时的水量，即为百粒体积。 3.出汁率的测定；取100g分选较好的葡萄果粒，用纱布挤汁，放入小烧杯中，立即称量；出汁率=葡萄汁重量/葡萄果实重量。
干红葡萄酒的发酵工艺过程图
计算：在发酵结束后还需要再进行出汁率的测定。 自流汁率(％)=W1/W2 x 100 总出汁率(％)=(W1+W2)/ Ws x 100 式中W1——葡萄浆自流汁的重量，(g)； Ws——试样重量，(g)； W2——经压榨流出的葡萄汁重量，(g)。 4.可溶性固形物与pH值；用手持糖量计测定葡萄汁的可溶性固形物(％)，取20ml汁测pH值。 5.还原糖与总酸：用斐林试剂法测定还原糖，用碱滴定法测定总酸。 6.果皮色价测定：取20粒果实，洗净擦干，撕下果皮并用吸水纸擦净皮上所带果肉及果汁，然后剪碎，称取0.2克果皮用盐酸乙醇溶液(1 mol/L盐酸: 95％乙醇= 15：85)50ml浸泡，浸泡20小时左右，然后测定540nm下的吸光度，计算果皮色价(X A x 10)/W (X A——吸光度，W——果皮重量g)。 7.入罐：分选葡萄果实，剔除病虫、生青、腐烂的果实。除梗，破碎30%，入罐。 四、结果及分析 评价浆果的成熟质量。
生物发酵工程实验 实验一................................ 利用酵母富集培养基分离酵母菌 实验二... ......................... 分离纯化酵母菌 实验三... ......................... 酵母菌的保藏 实验四............................... 大肠杆菌生长曲线测定及pH对生长曲线 的影响 实验五.............................. 发酵罐的构造及操作 实验六.............................. 发酵罐实灌灭菌操作 实验七.............................. 利用7L发酵罐对地衣芽孢杆菌进行补 料分批发酵培养 实验八..............................淀粉酶生成曲线的测定
实验一、利用酵母富集培养基分离酵母菌 一实验目的 1、通过本实验加深理解酵母富集培养基的原理和应用； 2、掌握涂布分离技术； 3、熟悉从自然样品土壤中分离酵母菌的具体操作方法 二实验原理 酵母菌主要分布于含糖高和酸度较高的自然环境中，在果园表土和浆果、蔬菜、花蜜和蜜饯等的表面很容易找到它们。在土壤中，由于各种微生物混杂在一起且酵母菌的数量相对比较少，故可以利用酵母菌富集培养基进行富集培养，该培养基含有较高的葡萄糖（5%）和较酸（pH为4.5）的环境，以及能抑制多种杂菌（许多细菌、放线菌和快速生长霉菌）的孟加拉红（玫瑰红），故十分有利于酵母菌的增值。 三实验材料 土壤（标注采集地点） 培养基：酵母富集培养基（5%葡萄糖、0.1%尿素、0.1%硫化铵、0.25%磷酸二氢钾、0.05%磷酸氢二钠、0.1%七水合硫酸镁、0.01%七水合硫酸铁、0.05%酵母膏、0.003%孟加拉红、1.9%琼脂 pH4.5） 移液枪、培养皿、天平、涂布棒、棉绳、250ml三角瓶、75%酒精棉花、摇床等 四实验步骤 1、采集土样：采集葡萄园或其他果园、菜地等的土壤若干（要求：先铲去2~3cm 的表土，再采集土样）适当研碎。 2、称取1g土样装入准备好的30/250ml蒸馏水中震荡均匀。 3、准备平板：将酵母菌富集培养基加热融化，待冷却至50℃左右后，倒2个平板，冷却待用。 4、用移液枪吸取200ul样品，用涂布法分离菌种。 5、恒温培养：将培养皿倒置后防于37℃恒温培养箱中培养2d。 五结果记录 将土壤来源，平板上得到的菌落特征和菌落数做表记录 六思考题 酵母菌富集培养基中为什么要加孟加拉红
《微生物发酵工程》课程感受 《微生物发酵工程》带给我的最大收获是让我完整的经历了查找文献，筛选文献，翻译文献以及从文献中找到值得学习的地方等一系列过程。在这其中带给我了很多的启发。 首先，对于大三即将结束，马上就要开始毕业设计以及毕业后读研的我们来说，如何有效快速的查找到我们所需要的文献是我们必须要掌握的技能。在平时的学习过程中这样的训练或者是锻炼机会并不多，而《微生物发酵工程》就给我们提供了一个非常好且及时的锻炼机会。我原来无论是做专业选修课还是一些E类课论文时，文献查找只局限用知网查找中文文献。现在宋老师的作业要求让我开始接触了英文文献的查找。我现在已初步学会了利用学校购买的英文文献数据库如nature、science等来查找英文文献资料，学会了通过一篇文献的摘要快速的判断文献是否是我们所需要的，适应了英文的阅读环境。这些让我获益匪浅，相信对我以后的研究生的学习生涯有很大帮助。 其次，在听别的小组同学汇报时，也可以学到很多东西。比如说，我从第一个展示的同学身上学到的就是如何高效传达出一篇文献或者说是我们自己的某些想法的主要内容。原来我在做展示一篇文献时所遵循的原则是按照文章顺序用简洁的语言表达。通过比较，我才发现这种我一直以来遵循的原则的缺陷——展示的结构不太清晰或者说是展示缺乏一种内在的逻辑，容易让听者搞不清每个实验每个步骤之间的关系从而产生混乱。大四学姐的展示则是自己把文献划分为四部分：为什么做、怎么做、做了什么和实验结果。这样这个展示的结构就清晰明了，每个实验每个步骤的目的也就一清二楚，听者也很清楚。我想，学习了这一点我以后的展示效果也一定会进步一大块的。此外宋老师还建议再加上实验创新之处和我能从文章中借鉴什么。 最后，在课程展示这一环节中我还发现我的一个不足。我只能做到听懂展示同学介绍的PPT内容，却无法就实验内容提出自己的疑问。这说明我平时无法锻炼，缺乏自主思考的能力。这一点应该是我在今后的学习生活中着力改善的一点。
发酵工程复习资料重 点
发酵工程（Fermentation Engineering）的定义 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会服务的一门科学。 淀粉质原料进行蒸煮的目的是使植物组织和细胞膜彻底破裂，淀粉成为溶解状态进行液化；同时对进料进行灭菌；排除原料中的一些不良成分及气味。 为了实现这些目的，蒸煮设备必须达到下列要求： (1)能使淀粉细胞完全破裂，淀粉溶解成均匀的糊状物； (2)尽量减少淀粉和糖分的损耗，避免产生其它不必要的有害的化学变 化； (3)节省蒸汽，减少热损失； (4)设备能承受较高的压力，具有耐磨性，能使物料在锅内充分翻动，受 热均匀； (5)结构简单，操作方便，投资少。 连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮，中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮 后熟器 在连续蒸煮中，后熟器是利用经加热器或蒸煮锅(罐)加热后的料液余热，在一定压力和温度下维持一定时间的继续蒸煮，因此，后熟器又称维持器。对后熟器的要求是，料液在后熟器中的整个截面上均匀地由下向上推动，力求做到先进先出。
真空冷却指的是醪液在一定的真空度下（即醪液进入负压状态）醪液本身产生大量蒸气（二次蒸气），并被抽出，这样便消耗了醪液大量的热量，因而醪液很快冷到与真空度相应的温度，这种醪液冷却法就称为真空冷却 糖化设备主要是糖化罐，其容积按1m3的糖化醪需要的1.3m3容积来计算。其旋转方向与冷却水在蛇管中水流的方向相反 ?连续糖化罐的作用是连续地把糊化醪与水稀释，并与液体曲或麸曲乳混 合，在一定温度下维持一定时间，保持流动状态，以利于酶的活动。二级真空冷却的连续糖化法。对蒸煮醪的前冷却和后冷却均采用真空冷却的糖化工艺，叫二级真空冷却糖化法 发酵罐的定义：是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器。 ?1．按微生物生长代谢需要分类： ?好气：抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素等产品是在好气发酵罐 中进行的；需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系 数； ?厌气：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。 ? 2. 按照发酵罐设备特点分类： ?机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以 及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。
1 绪论 1-1何谓发酵？生物化学和工业上的发酵有何不同？ 生物化学意义上的发酵是指细胞在无氧条件下，分解葡萄糖或有机物产生能量的过程。 工业意义上的发酵是泛指利用培养细胞（包括动物、植物和微生物）获得产物的任何有氧或无氧的过程。 1-2何谓发酵工程？其主要内容是什么？请简述其与生物技术的关系。 发酵工程是利用生物体为工业化生产服务的一门工程技术，即利用生物体的生命活动产生的酶，对无机或有机原料进行酶加工（生物反应过程），获得产品的工程化技术。 它是研究生物技术产业化的一门学科，其主体包括生物反应工程和产品提取、精制的下游工程。主要研究内容： 1）优良菌种的选育； 2）合适的生物反应工程包括生物反应过程的优化、反应器的选择和下游工程生物技术是应用自然科学和工程学的原理，依靠生物催化剂（酶或细胞）的作用将物料进行加工以提供产品或为社会服务的技术。它包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等五大工程。生物技术的核心是基因工程，但又离不开发酵工程。发酵工程是基因工程和酶工程的表达，即大部分生物工程的产品均要通过发酵工程来完成。所以说，发酵工程在生物工程中是最关键的过程。现代发酵工程处于生物技术的中心地位，绝大多数生物技术的目标都是通过发酵工程来实现的。因此生物技术的主要应用领域往往就是发酵工程的研究对象。 1-3请简述发酵工程的发展史。 1）基因工程出现之前的时代（1982年前）； 1859年发现发酵原理、设计了便于灭菌的密闭式发酵罐； 1929,1940年发现和分离出青霉素，青霉素发酵、将通气搅拌引入发酵工业； 1956年谷氨酸等氨基酸、核苷酸等发酵成功、代谢控制育种理论的建立； 60年代采用烷烃、乙酸、天然气等为原料的石油发酵； 2）基因工程出现后的时代（1982年后）。 80 年代随着基因工程技术的发展，人们可定向选育高产菌株； 1991年综述代谢工程，在对细胞内代谢网络系统分析的基础上开始运用基因工程技术改造细胞代谢途径，以改进细胞性能或提高产物生产能力。 组学的发展…… 系统工程和合成生物学…… 1-4 何谓初级代谢和次生代谢？举例说明初级代谢产物和次生代谢产物。 初级代谢：微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程称为初级代谢。常见的初级代谢产物有：乙醇、氨基酸、呈味核苷酸、有机酸、多羟基化合物、多糖（黄原胶、结冷胶）、糖类和维生素。
发酵与酿造食品工艺学实验指导书 食品科学与工程实验室 徐君飞
实验一腐乳的加工 1、实验目的 1.1 掌握豆腐乳发酵的工艺过程。 1.2 观察豆腐乳发酵过程中的变化。 2、原理 豆腐乳是我国独特的传统发酵食品，是用豆腐发酵制成。民间老法生产豆腐乳均为自然发酵，现代酿造厂多采用蛋白酶活性高的鲁氏毛霉或根霉发酵。豆腐坯上接种毛霉，经过培养繁殖，分泌蛋白酶、淀粉酶、谷氨酰胺酶等复杂酶系，在长时间后发酵中与腌坯调料中的酶系、酵母、细菌等协同作用，使腐乳坯蛋白质缓慢水解，生成多种氨基酸，加之由微生物代谢产生的各种有机酸与醇类作用生成酯，形成细腻、鲜香的豆腐乳特色。 早在公元5世纪的北魏古籍中，就有关于腐乳生产工艺的记载“于豆腐加盐成熟后为腐乳”。明李晔的《蓬栊夜话》亦云：“黟（移）县人喜于夏秋间醢腐，令变色生毛随拭之，俟稍干……”。千百年来，腐乳一直受到人们的喜爱。这是因为经过微生物的发酵，豆腐中的蛋白质被分解成小分子的肽和氨基酸，味道鲜美，易于消化吸收，而腐乳本身又便于保存。腐乳品种多样，如红豆腐乳、糟腐乳、醉方、玫瑰红腐乳、辣腐乳、臭腐乳、麻辣腐乳等。品种虽多，但酿造原理相同。 发酵豆制品营养丰富，易于消化，在发酵过程中生成大量的低聚肽类，具有抗衰老、防癌症、降血脂、调节胰岛素等多种生理保健功能，对身体健康十分有利。 具有降低血液中胆固醇浓度、减少患冠心病危险的功能。发酵豆制品中含有丰富的苷元型异黄酮，它是大豆和豆腐中原有的异黄酮经发酵转化的，但比原有的异黄酮功能性更强，且更易吸收。60克豆豉、60克豆酱或100克腐乳就含有50毫克的高活性异黄酮，达到美国食品与药物管理局推荐预防冠心病的每日摄取量。
发酵工程实验 目录 发酵罐的结构系统及使用方法实验一 实验二微生物的诱变育种乳酸菌的分离及乳酸饮料制作实验三 实验四大肠杆菌生长曲线的测定摇床培养枯草芽孢杆菌发酵条件的优化实验五
实验一发酵罐的结构系统及使用方法 一、实验目的： 1．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、 蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。 2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤 3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤 4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法 二、实验原理： 1．蒸汽系统： 三路进汽——空气管路、补料管路、罐体 2．温度系统： (1) 夹套升温：蒸汽通入夹套。 (2) 夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 3．空气系统： 取气口→空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气 粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘 （贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。（冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离 (丝网分离器)：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5微米以上的微粒 其作用介质为铜丝网 (加温器)：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。 分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。 种子罐或发酵罐 4．补料系统：补培养基、消泡剂、酸碱等。 5．在线控制系统：热电偶（温度探关）、溶氧探头、pH探头（后二者实消时才安装，为不可再生探头，有限定使用次数，pH探头使用前要先校准）、控制柜、数据采集系统。 。)取样口(、出料口)接种口(、进出料系统：进料口6．
第一章发酵工程概述 一、发酵工程：是利用微生物特定的形状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。 二、发酵工程简史： 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌近代发酵工程建立初期 1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末 Koch 纯种分离和培养技术 三、发酵工程技术的特点 （1）主体微生物的特点 ①微生物种类繁多，繁殖速度快、代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株； ②微生物酶的种类很多，能催化各种生化反应 ③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源 ④可以用简易的设备来生产多种多样的产品 ⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点 （2）发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行，条件温和，耗能少，设备简单
③原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛，通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行（同（2）①） ④发酵分子通常为小分子产品，但也很容易生产出复杂的高分子化合物 四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比，发酵工程中微生物反应具有以下特点： 作为生物化学反应，通常在常温常压下进行，没有爆炸之类的危险，不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒，一般无精制的必要，微生物本身就有选择的摄取所需物质 ③反应以生命体的自动调节方式进行因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的设备内很容易进行 ④能够容易的生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域 ⑤由于生命体特有的反应机制，能高度选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化还原官能团导入等反应 ⑥生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质，因此除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害。 ⑦发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染。进行设备的冲洗、灭菌，空气过滤
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），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，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，摇瓶是表面直接接触。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情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，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。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—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控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，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。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统 至于装液量的问题，应该从以下几个方面考虑： 1、保持在你所需要的转速培养情况下（尤其是在后期，菌丝很多时，转速很高时），不能让发酵液把你的塞子湿掉，容易造成染菌。 2、装液量的体积在消毒过程中，不能因为沸腾把塞子湿掉，或者跑出三角瓶，装液量太多会出现这样的情况。很容易染菌。 3、根据你的菌种的情况和发酵液的粘度，需要的混匀程度等等方面也要考虑。 4、建议你做一个梯度试验（40－50－60－70－80等）就可以找到你所需要的装液量。 关于剩余空气的排除在灭菌完毕后（100度左右），立刻用盖子或者其他的用品把你的培养摇瓶盖好，有时候这么点空气根本对兼性厌氧发酵没有什么影响，如果你的菌种要求很严的话，最好用干冰加入已经灭菌的空摇瓶后，立刻用其他的样品培养基分装即可。当然也可以用氮气。最好是二氧化碳。 你可以再查查看是否有其他的方法，我说的也不完全。！！
发酵工程讲义 长江大学生科院生物技术系《发酵工程》讲义第一章绪论教学目的：了解发酵工程的意义及组成，我国发酵工程的发展现状；掌握微生物发酵的纯培养技术和深层培养技术的相关内容及发酵工程发展历史上的五个转折点；掌握发酵工程的产业化及其发展前景。教学重点、难点：微生物发酵的纯培养技术和深层培养技术；发酵工程的产业化及其发展前景。发酵工程的意义及组成传统生物技术：抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、生物农药、生物肥料等。现代生物技术：基因工程菌发酵，基因工程药物、疫苗及抗体生产。发酵工业范围：了解发酵工程与现代生物技术的关系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。它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。于它以培养微生物为主，故又称为微生物工程。发酵工程的组成：从广义上讲，三部分组成，上游工程、发酵工程、下游工程上游工程：- genetics, cell ? - inoculum development -media formulation -sterilization - inoculation 下游工程：- product extraction, purification & assay - waste treatment - by product recovery 发酵的定义： 1.传统发酵发酵最初是来自于拉丁语“发泡”这个词，是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象。 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，如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。 3.工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的
发酵工程重点总结
第一章 发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程发酵工程：利用微生物（或动植物细胞）的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的技术体系。该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。 发酵工业的特点？（7点） 1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应，反应安全，要求条件较简单。 2.可用较廉价原料生产较高价值产品。 3.反应专一性强。 4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。 5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。 6.菌种是关键。 7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。 工业发酵的类型？ 厌氧发酵 1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵 兼性厌氧发酵 液体发酵（包括液体深层发酵） 2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵 深层固体发酵（机械通风制曲） 分批发酵 按发酵工艺流程补料分批发酵 单级恒化器连续发酵 连续发酵多级恒化器连续发酵 带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵 发酵生产的基本工业流程？ 1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制； 2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌； 3. 扩大培养出有活性的适量纯种，以一定比例接种入发酵罐中； 4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物； 5. 将产物提取并精制，以得到合格的产品； 6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。
工业发酵的过程的工艺流程图？ 第二章 1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程? 调查研究（包括资料查阅） 试验方案设计 含微生物样品的采集（如何使样品中所含微生物的可能性大？） 样品预处理（如何在后续的操作中使这种可能性实现） 菌种分离 根据目的菌株及其产物特点分 选择性分离方法随机分离方法 (定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离） 富集液体培养固体培养基条件培养 (初筛) 菌种纯化 复筛 菌种纯化 初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试 较优菌株1-3株 保藏及进一步做生产试验某些必要试验和 或作为育种的出发菌株毒性试验等 2、菌种选育改良的具体目标。(4点)？ 1.提高目标产物的产量
发酵工艺优化 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），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，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，摇瓶是表面直接接触。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情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，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。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—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控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，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。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统
发酵工程课后思考题 第一章绪论 1、发酵及发酵工程定义？答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。 2、发酵工程基本组成部分？答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程 3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节？答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程。三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。 ①投产试验：涉及到”上、中、下三游”工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。 ②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。 ③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。 4、当前发酵工业面临三大问题是什么？ 答：菌种问题纯种，遗传稳定性，安全，周期短、转化率高产率高抗污染能力强：噬菌体、蛭弧菌；合适的反应器生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性，节能，结构多样化、操作制动化，节劳力。 基质的选择价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少，满足工艺要求。 5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路？发酵过程的组成部分？ 答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段 典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分： （1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定； （2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌； （3）培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中； （4）微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长； （5）产物分离和精制； （6）过程中排出的废弃物的处理。 第二章菌种的来源（1） 1、自然界分离微生物的一般操作步骤？答：标本采集，预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛），发酵性能鉴定，菌种保藏 2、从环境中分离目的微生物时，为何一定要进行富集？答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。 3、什么叫自然选育？自然选育在工艺生产中的意义？答：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程称为自然选育。意义：自然选育是一种简单易行的方法，可达到纯化菌种、防止菌种退化、稳定生产、提高产量的目的。虽然其突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。 4 、诱变育种对出发菌株有哪些要求？
酒厂实习心得体会 实习是我们深入社会实践，接触实际工作，提高实际操作技能，了解现实状况的途径，以下是酒厂，以供赏析和参考借鉴！ 酒厂实习【1】一、实习目的： 1、通过深入到白酒生产企业(陕西太白酒厂)进行生产大实习，使我们更好地掌握发酵工程的理论原理。 2、通过大实习使我们了解中国白酒发酵生产全过程，掌握白酒生产过程中菌种培养，培养料制备，前后发酵过程，白酒酿造的后处理等工艺过程。掌握白酒上述各个单元操作中所使用的通用设备，专业设备，非标设备等的数量，型号，规格及基本的工作原理。 3、通过实习更好地了解发酵工厂一线的生产实际，了解现代企业管理，销售的特点及工人师傅们工作状况，为我们以后走向社会提供丰富的实际经验。 二、实习内容： 1、 2、了解白酒发酵产品生产的全过程。掌握白酒发酵产品生产过程中就中选育、种子培养、培养基制备、发酵、后处理，分离纯化等单元操作的具体工艺过程。 3、掌握白酒发酵产品上述各个单元操作中所用的通用设备，专业设备，非标设备等的数量、型号、规格、工作原理。 4、根据白酒发酵产品各个单元操作的具体步骤、操作参数，中
间控制等，根据所见生产环节的工艺现状，结合所学理论知识，如发现需改进之处，可提出工艺改进的建议。 5、了解白酒发酵品生产的工艺技术指标，原辅料及动力消耗;实习结束后，提出提高质量、降低消耗、节约成本、提高效率等的方案与设想。 6、了解白酒发酵产品生产过程中岗位配制、班组管理、工段管理、车间管理、技术管理、设备管理等方面的情况，丰富企业管理方面的知识。 三、实习感悟 第一天，我们进入太白酒厂的大门，陕西太白酒业几个 大字映入眼帘。企业恢弘的气势，干净的厂房，清洁的地面，员工脸上洋溢着的笑容让我对这个企业产生了深深的好感。随后，太白酒厂的胡建祥副总经理、院领导庄世宏书记、王赟副书记、杨淑慎教授为我们召开了实习欢迎仪式，让我们体会到学院对我们的实习、学业的重视，以及我们实习机会的来之不易。 1中国白酒简介 中国白酒源远流长，博大精深，与法国白兰地、英国威士忌、 俄罗斯俄得克，荷兰金酒，加勒比海国家的老姆酒并称世界六大蒸馏酒。中国白酒以大曲为糖化剂，以高粱、小麦等为原料经自然发酵后蒸馏而得到。根据其香型，可以分为：酱香型、浓香型、清香型、米香型、董型、兼香型、凤型、豉香型、特型、芝麻香型。而我们所去的太白酒厂正式酿造凤型白酒的所在地之一。
生物技术大实验 实验报告集 班级生物技术1212学号 1220212206 姓名宋扬 使用时间2015.12.14至2015.12.19 组别一 苏州科技学院化学与生物工程学院
实验室学生守则 一、严格遵守实验室各项规章制度和管理措施，服从教师及实验技术人员 的指导。 二、严格按照实验要求，做好实验预习,实验之前5分钟进入实验室，及时、 准确地完成实验任务，实事求是地完成实验报告，杜绝弄虚作假。 三、严格执行操作规定，爱护仪器设备及工具。凡不按教师的指导擅自操 作引起仪器、设备损坏者，应予赔偿。 四、爱护实验室公共财物，节约水电、材料和试剂。未经允许不得随便挪 动非实验需用的其他仪器，不得随便拆装仪器或将仪器、工具带至室 外。 五、持实验室的严肃安静，不得大声喧哗、嘻闹，严禁在实验室内抽烟和 吃东西。 六、严防事故，确保实验室安全，发现异常情况，应及时向有关教师和管 理人员报告。 七、每次实验结束后，主动整理好仪器设备，归还所借器材，关闭电源、 水源，按指导老师的要求做好实验结束工作及室内外的清洁卫生工作，经指导老师许可后，方可离开。 苏州科技学院化学与生物工程学院
实验报告
菌体量随着时间增加而增长，而辅酶Q10 含量也随着菌体量的增长而变大。后期因为菌体量的减少，也开始降低。下罐。 还原糖浓度（柱状图） 还原糖浓度不断下降，在24小时开始每隔一段时间补充葡萄糖，使葡萄糖含量维持在 一开始溶氧在100%，随着菌体生长发酵，开始下降，控制在30%左右，随着菌体增加，降为 粘，影响氧气传递。 前期消耗氮源，产氨，pH上升，随着菌体生长繁殖，消耗碳源，产酸， 源，使pH维持在6.8左右。当pH过低时，通过补加氨水，使pH维持稳定。
五、实验报告 (一)实验结果 1. 详细记录实验过程中各参数及数据。 结果记录如表： 糖化后，加入可乐瓶中的上清：约400ml. 加入400ml蒸馏水。活化的酵母种液：5ml 2.对实验结果的判断与分析。 ○1二氧化碳生成的检验：培养约一星期后，观察瓶中混合液，淀粉大部分沉降在瓶底，上清浓度较稀，靠瓶壁边缘有一连串微小气泡 接种完，擦干瓶外壁，于天平上称量W1=727.5g；培养结束，取出瓶轻轻摇动，使二氧化碳尽量溢出，在同一天平上称量W2=725.0g 计算得：二氧化碳生成量= W1-W2=2.5g ○2酒精生成的检验：打开瓶塞，闻到有明显酒精气味。 取发酵液5ml, 加10%硫酸2ml,加1%K2Cr2O7溶液 10-20滴，颜色由黄色变为黄绿色。 左：蒸馏水5ml,颜色偏黄，透明度高 右：发酵液5ml,黄绿色，与对照管有明显差异 左图：酒精生成的检验结果 （二）思考题 现有3株不同来源的酒精酵母，请设计实验判断哪株酵母发酵酒精能力最强？ 答：按实验步骤配制等量的三组醪液，加入等量糖化酶进行糖化作用，将原料中的淀粉转化为可发酵性糖，向三组糖化后的淀粉上清中加入等量3株不同来源的酒精酵母种液，相同条件下培养一段时间，分别测定三组实验产生的CO2的质量，进行比较。产CO2越多表示发酵酒精能力越强。 （三）注意事项 1. 淀粉糖化过程中，需要不断进行搅拌，直至粘度下降到一定程度，使淀粉完全糖化。 2. 检验酒精生成时需要用到H2SO4,使用时应该注意安全，不要溅到皮肤上。 3. 使用天平测量可乐瓶质质量时，应遵守天平使用规则用镊子夹取砝码。以免出现误差，导致CO2质量测量不准确。
发酵工程 P1-8第一章（绪论）发酵的定义：人们把利用生物细胞在有氧或无氧条件下的生命活动来大量生产或积累生P1（判断题）物细胞、酶类和代谢产物的过程统称为发酵。P56碳源、氮源、能源、生长因子、无机盐和水。六大营养要素：P22-23P106-145）（微生物书判断是何种代谢产物初级代谢产物：初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必P22（判断题）需的物质，如氨基酸、蛋白质、核苷酸、核酸、多糖、脂类、维生素等。次级代谢产物：次级代谢产物是指生物生长到一定阶段后通过次级代谢合成的分子结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是该生物生长和繁殖所必需的小分子物质，如P23（判断题）抗生素、生物碱、毒素、激素、色素等。P9-21第二章（工业微生物菌种选育）从中选出具有优良特性,提高菌种的突变频率,,扩大变异幅度诱变育种：通过诱变剂处理14P12-的变异菌种。使遗传性状不同的两个细胞的原生质体原生质体融合是通过人工方法，原生质体融合：P14发生融合，并产生全重组子的过程。综合分子生物学和微生物基因工程育种：基因工程育种是以分子遗传学的理论为基础，能像工程一样事先设计遗传学的重要技术而发展起来的一门新兴应用科学，是一种自觉的、P15和控制的育种技术，可以完成超远缘杂交，是最新最有前途的育种方法。基因工程育种的全部过程一般包括目的基因片段的取得、片段与基因载体的体外连接、 P16外源基因转入宿主细胞和目标基因的表达等主要环节。利用菌种的自然突变而进行菌不经过人工处理，自然选育：自然选育指在生产过程中，种筛选的过程。。野生型菌株从自然界分离到的微生物在其发生突变前的原始菌株，称为是野生型菌株经过人工诱变或自发突变失去合成某种成长因子的能力，营养缺陷性菌株只能在完全培养基或补充了相应的生长因子的基本培养基中才能正常生长的变异菌株。自然选育指在生产过程中，不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行11 / 1． 菌种筛选的过程。 紫外线诱变育种：一般我们常以细胞的死亡率表示，希望照射的剂量死亡率控制在70～80%为宜。 杂交育种：？ 生产菌种的常规保藏方法：定期移植保藏法、液体石蜡保藏法、沙土管保藏法、冷冻干燥保藏法、液氮超低温保藏法、固体曲保藏法。 自然选育的作用：在工业生产中可以达到纯化菌种、防止菌种衰退、稳定生产、提高产量的目的。 致死率计算：取未照射的制备菌液和照射菌液各0.5，进行稀释分离，计算活菌细胞数。 P56-75 第三章（发酵培养基）培养基的基本作用：1）满足菌体的生长。2）促进产物的形成。培养基按用途分为：斜面培养基（目的：使菌种迅速生长。成分：因菌种不同而异） P60种子培养基（目的：为获得一定质、量的菌种提供营养。成分：营养丰富，与发酵培养基接近） 发酵培养基（目的：提供菌体生长繁殖，产物合成的营养。成分：完整，但不是很丰富） P61碳源：凡是能够提供微生物细胞物质和代谢产物中碳素来源的营养物质称为碳源。作用：①提供微生物菌种的生长繁殖所需的碳成分。②提供合成目的产物所必须的碳成P61 （工业中常用的葡萄糖由淀粉制备，葡萄糖为微生物能够直接利用的单分糖）
实验一酸奶的制作与乳酸菌的活菌计数(5学时) 实验目的： １、学习并掌握酸奶制作的基本原理与方法。 2、了解市售酸奶的生产工艺。 3、掌握乳酸菌活菌计数方法与操作。 实验原理: 乳酸菌在乳中生长繁殖,发酵分解乳糖产生乳酸等有机酸,导致乳的ｐH值下降，使乳酪蛋白在其等电点附近发生凝集。 乳酸菌属于兼性厌氧微生物,在无氧条件下生长繁殖较好，实验室条件下利用混菌培养的方法，尽可能让乳酸菌在无氧条件下生长，每个单菌落代表一个微生物细胞。实验内容: （一）酸奶制作 1、10%脱脂奶粉溶解于热水(80℃左右)中,充分搅拌均匀，配成调制乳； 2、添加蔗糖:为了缓和酸奶的酸味，改善酸奶口味,在调制乳中加人4-8%的蔗糖。 ３、灭菌：方法有两种：将乳加热至90℃，保温5min； 4、接种:往冷却到43－4５℃灭过菌的乳中加入乳酸菌，接种量为2%－５%。 5、分装:酸奶受到振动,乳凝状态易被破坏,因此，不能在发酵罐容器中先发酵然后再进行分装,须是将含有乳酸菌的牛乳培养基先分装到小容器中，加盖后送入恒温室培养，在小容器中发酵制成酸奶。 6、发酵:发酵的温度保持在40-43 ℃，一般发酵时间为3－6h。 发酵终点的确定有两种方法: 1)检测发酵奶的酸度，达到65－７0 T°。 2）倾斜观察，瓶内酸奶流动性差,而且瓶中部有细微颗粒出现。 7、冷却：发酵结束，将酸奶从发酵室取出,用冷风迅速将其冷印到1０℃以下,一般2 h,使酸奶中的乳酸菌停止生长，防止酸奶酸度过高而影响口感。 8、冷藏和后熟：经冷却处理的酸奶，贮藏在2-5℃的冷藏室中保存。 ９、感官指标 １）色泽：色泽均匀一致，呈乳白色,或稍带微黄色。 2）组织状态:凝块稠密结实均匀细腻，无气泡，允许少量乳清析出。 3)气味：具有清香纯净的乳酸味，无酒精发酵味,无霉味和其他外来不良气味。（二）乳酸菌活菌检测 ①、检测培养基：蛋白胨15g,牛肉膏５ｇ，葡萄糖20g，氯化钠５ｇ，碳酸钙10ｇ, 琼脂粉20ｇ，水１000ｍl,115~121℃灭菌20mｉn,灭菌后放置水浴52℃保温备用。