酿酒酵母的发酵过程优化
摘要：分批培养是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。补料分批培养则是在培养过程中间歇或连续的添加新鲜培养基。
本次实验分别通过补料分批培养与分批培养，测定相应的pH值、溶氧量、生物量、残糖量等，并比较分批培养和分批补料培养酵母细胞发酵过程的过程规律，从而达到优化酵母的发酵过程的目的。
关键字：分批培养；补料分批培养；酵母发酵过程
Optimiztion of the yeast fermentation process
Mo Xiaoyu
(Changshu Institute of Technology Jiangsu Province Changshu 215500 )
Abstract：Batch culture is a method to culture microorganism by put limited nutrient substance into closed-system.Then access to culture a few microorganism strains, make microbes grow, let them to complete a growth cycle of microorganism training method in particular conditions. Fed-batch cultivation is a method to culture microorganism by adding fresh medium in the process of cultivation intermittently or continuously.
This experiment was through the batch culture and fed-batch cultivation,determination of the corresponding pH value, oxygen, biomass, residual sugar content, and more partial training and fed-batch culture training yeast cells of the fermentation process rules, so as to optimize the yeast fermentation process.
Keywords：batch culture; fed-batch cultivation; yeast fermentation process
酵母菌为单细胞微生物，属真菌类。从酵母菌分类系统来讲属于真酵母属。酿酒酵母具有安全性好，高产量和高的抑制剂耐受性等优点，故一直在生物乙醇工业中有重要作用[1]。通常以出芽繁殖。繁殖速度较霉菌快，与原生动物不同，有坚韧的细胞壁，菌体比细菌大且形态复杂。繁殖时有的能进行二等份分裂，有的种类能产生于囊孢子。其形态因培养基种类及培养时间的长短而异，分别为圆形、卵形、椭圆形或腊肠形等，内有细胞核、液泡和颗粒物质[2]。
酵母菌在自然界分布甚广，为发酵工业酿酒酵母为兼性厌氧型微生物，利用酵母菌发酵生产工业乙醇具有辽阔的应用前景。发酵培养基是酿酒酵母营养和能量的来源，其组分在发酵过程中无疑起着更为关键的作用[3]。从普通酿酒酵母菌株的营养条件出发进行研究，在其他的条件均相同的情况下，通过分批培养与补料分批培养（补料分批培养在培养至残糖量最低时进行补料）培养相同的普通酵母菌株。由于在分批培养中菌体生长无法控制，容易有副产物形成，因而影响发酵产率。补料培养在有效地利用原料、减少副产物、提高产物生产水平方面均有显著的效果，而且也是生产中比较切实可行的方法[4]。通过发酵培养过程中得到的pH值、溶氧量、生物量、残糖量等数据，进行处理与分析，以期得到优化酿酒酵母发酵过程的方法。
1材料与方法
1.1菌种
实验室自备的酿酒酵母
1.2 培养基
PDA（斜面、平板培养基）：马铃薯200g，葡萄糖20g，琼脂15-20g，水1000ml，自然pH。制法：马铃薯去皮后，切成小块，加水煮烂（煮沸20-30min，能被玻璃棒戳破即可），用4层纱布过滤，再加糖和琼脂，加热溶化后在补足水分至1000 ml，121℃灭菌20min。
种子培养基（YEPD培养基）：酵母粉10g，蛋白胨20g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH6.0，121℃湿热灭菌20min。
发酵培养基：YEPD培养基。酵母粉10g，蛋白胨20g，葡萄糖20g，蒸馏水1000mL，pH6.0，121℃湿热灭菌20min。
1.3仪器与设备
发酵罐、高压蒸汽灭菌锅、移液管、试管架、电子天平，烧杯，锥形瓶，量筒，试管，玻璃棒，培养皿，移液管、注射器（取样用）、离心管等。
1.4试剂
3，5-二硝基水杨酸等。
1.5方法
1.5.1 培养基配制、分装和灭菌
1.5.1.1 配制PDA培养基，121℃灭菌20min，倒无菌平板活化菌种。配制YEPD培养基，并进行分装灭菌。
1.5.1.2 10ml培养基分装到50ml三角瓶中（培养一级种子），20ml培养基分装到100ml三角瓶中，（培养二级种子，作为分批培养种子液）。20ml培养基分装到100ml三角瓶中，（培养二级种子，作为补料分批培养种子液）。121℃灭菌20min。
1.5.1.3 发酵罐培养基分装及灭菌
将发酵罐中加入2000ml培养基，盖好盖子，pH电极、溶氧电极等经校正后插入发酵罐中，取样口、进气口用牛皮纸扎好，用夹子把每个直通液面以下的管子夹紧，121℃灭菌20min。
1.5.2 玻璃器皿包装及灭菌
将培养皿、移液管包装好121℃灭菌20min。
1.5.3 种子液的制备
自斜面菌种挑取酵母菌体，接入装有10 ml培养基的50ml三角瓶中，30℃，180r/min培养18h。将上述培养好的种子液分别接入两个装有20ml培养基的100ml三角瓶中，接种量10%，30℃，180r/min培养18h。
1.5.4 接种
将培养好的种子液以10%（v/v）接种量接种到发酵罐培养基中，180r/min，30℃培养48h，调节通气量为3L/min。
1.5.5 实时监测pH和溶氧量
从发酵开始，每隔2h在线读取发酵罐中发酵液pH，及溶解氧量。
1.5.6 补料
在细胞生长的对数生长期中后期一次性添加20g葡萄糖到发酵罐中。
1.5.7 葡萄糖标准曲线的测定
葡萄糖标准曲线的测定用DNS法。
3,5-二硝基水杨酸试剂：
甲液：溶解6.9g结晶酚于15.2ml10%氢氧化钠溶液中，并用水稀释至69ml，在此溶液中加6.9g亚硫酸氢钠。
乙液：称取255g酒石酸钾钠加到300ml10%氢氧化钠溶液中，再加入880ml1%3,5二硝基水杨酸溶液。
将甲乙二溶液混合既得黄色试剂，储于棕色瓶中备用。在室温放置7-10天以后使用。
葡萄糖标准溶液的配制：
准确称取100mg分析纯的无水葡萄糖（预先在105℃干燥至恒重），用少量蒸馏水溶解后，定
量转移到100ml容量瓶中，再定容到刻度，摇匀。浓度为1mg/ml。
取9支25mm×250mm的试管，分别按下表加入试剂：
将各管溶液混合均匀，在沸水浴中加热5分钟，取出后立即用冷水冷却到室温，再向每管加入21.5ml蒸馏水，摇匀。于520nm波长处测A值。以葡萄糖mg数为横坐标，光吸收值为纵坐标，绘制标准曲线。
项目0 1 2 3 4 5 6 7 8
葡萄糖标准液（ml）
相当于葡萄糖量（mg）
蒸馏水（ml）
3,5-二硝基水杨酸试剂（ml）0
2.0
1.5
0.2
0.2
1.8
1.5
0.4
0.4
1.6
1.5
0.6
0.6
1.4
1.5
0.8
0.8
1.2
1.5
1.0
1.0
1.0
1.5
1.2
1.2
0.8
1.5
1.4
1.4
0.6
1.5
1.6
1.6
0.4
1.5
1.5.8生物量测定（重量法）
取发酵液10ml，3000r/min离心10min,弃上清液，湿菌泥在80℃下干燥24 h后称量。
发酵过程中每隔2 h取出10ml发酵液测定生物量和残糖量。取样时间分别为0h，2h，4h，6h，8h，10h，12h，14h。
2 结果与分析
2.1 分批培养
2.1.1 发酵液pH随时间变化曲线
图1 分批培养中发酵液pH随时间变化曲线
Fig 1 partial in the cultivation of fermented liquid pH change over time curve
2.1.2 残糖量的测定
2.1.2.1 葡萄糖标准曲线的绘制
表1 分批培养中葡萄糖标准曲线数据表
Table 1 Partial in the cultivation of glucose standard curve data tables
葡萄糖浓度(mg/mL) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 A520 0.101 0.235 0.42 0.561 0.735 0.883 0.944 0.984
图2 分批培养的葡萄糖标准曲线
Fig 2 partial training of glucose standard curve
2.1.2.2 残糖量的计算
根据标准曲线的公式计算出残糖量
根据公式y=1.3439x+0.0031,将A520带入，计算出各个残糖量。
表2 分批培养下发酵液中的残糖量
Table 2 partial culture conditions of the residual sugar amount fermented liquid
时间/h 0 2 4 6 8 10 12 14
A520
0.5815 0.488 0.416
0.139 0.109 -0.005 -0.004 0.0045
残糖量（g/L）12.9117 10.8246 9.2172 3.0336 2.364 -0.1809 -0.1584 0.0208
2.1.3 生长曲线
表3 分批培养过程中发酵液pH、残糖量及生物量
Table 3 partial the process of cultivation fermented liquid pH, residual sugar quantity and biomass
时间/h 0 2 4 6 8 10 12 14
pH 5.8 5.52 5.26 4.93 4.8 5.03 5.13 5.13 残糖量（g/L）12.9117 10.8246 9.2172 3.0336 2.364 -0.1809 -0.1584 0.0208 生物量（g/L）0 1.33 1.25 1.5 1.5 3 3.25 3.75
图3 分批培养过程中发酵液pH、残糖量及生物量随时间变化曲线
Fig 3 partial the process of cultivation fermented liquid pH, residual sugar quantity and biomass changes wit h time curve
2.2 补料分批培养
2.2.1发酵液pH随时间变化曲线
图4 补料分批培养中发酵液pH随时间变化曲线
Fig 4 fill material in t he cultivation of fermented liquid partial pH change over time curve
2.2.2残糖量的测定
2.2.2.1 葡萄糖标准曲线的绘制
表4 补料分批培养中葡萄糖标准曲线数据表
Table 4 Fill material partial in the cultivation of glucose standard curve data tables 葡萄糖浓度(mg/mL) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
A520 0.042 0.177 0.334 0.447 0.477 0.661 0.678 0.918
图5补料分批培养的葡萄糖标准曲线
Fig 5 fill material partial training standard curve of glucose
此标准曲线可用来将每2小时取测得520nm下的值转化成发酵液中的残糖量，用于后续分析。
2.2.2.2 残糖量的计算
根据标准曲线的公式计算出残糖量
根据公式y=1.1486x-0.0501,将A520带入，计算出各个残糖量。
表5补料分批培养下发酵液中的残糖量
Table 5 fill material under partial training of t he residual sugar amount fermented liquid
时间/h 0 2 4 6 8 10 12 14
A520 0.629 0.639 0.416 0.139 0.109 -0.003 -0.008 0.004
残糖量（g/L）17.7372 17.9984 12.174 4.9391 4.1555 1.2302 1.0996 0.942
2.2.3 生长曲线
表6 补料分批培养过程中发酵液pH、残糖量及生物量
Table 6 fill material process of cultivation fermented liquid partial pH and residual sugar quantity and biomass
时间/h 0 2 4 6 8 10 12 14
pH 6.3 5.27 5.07 4.81 4.83 4.26 4.4 4.45
残糖量（g/L）17.7372 17.9984 12.174 4.9391 4.1555 1.2302 1.0996 0.942
生物量（g/L） 3 3 1.1 2.2 4.2 3.3 4.5 4
图6补料分批培养过程中发酵液pH、残糖量及生物量随时间变化曲线
Fig 6 fill material process of cultivation fermented liquid partial pH and residual sugar quantity and biomass changes with time
curve
3.结论
分批培养与补料分批培养pH的比较分析：由数据和图表可以看出，分批培养中的pH值是先降后升，由于一开始碳源（即葡萄糖充分）所以经酵母发酵形成有机酸使pH下降，而后期碳源快消耗完了，酵母菌利用氮源产生氨类物质，或菌体自溶产生碱性物质故使pH上升。而补料分批培养的pH 值是先降，在8h时有些微上升，而后又开始下降，而后又开始上升，但总的趋势是下降然后上升，造成区别的原因是补料分批培养在6h时有补料，所以菌体又开始利用新的碳源。由于溶氧量没有测，所以在本实验中无法进行比较。
两者的残糖量都是先下降再趋于平稳，并且最后在0坐标附近，变化趋势类似，但在6h时（即补料分批培养的补料点，通过分批培养的图可知，此时残糖量降到低点，且菌体应该生长到了对数期），补料分批培养的残糖量比分批培养的残糖量高，并且发酵过程即将到达终点时，补料分批培养的残糖量也比分批培养的残糖量高。
在生物量方面，分批培养的生物量的趋势线上升、平稳、在上升，最高值为3.75g/L。而补料分批培养的生物量的趋势线比较杂乱，但也可以看出是在曲折上升，并且生物量最高值为4.5g/L。
通过以上比较可以看出补料分批培养在其他条件雨分批培养都相同时一定程度上能提高酿酒酵母发酵时的生物量。虽然提高了生物量，但提高的数目比较小。
所以在分批培养与补料分批培养之中，选择补料分批培养比较有利于酿酒酵母的发酵和生长。同时也可以进一步优化补料分批培养的培养条件，如流加限制性底物而不要一次性添加，控制酵母发酵时的pH值，因为另外pH的降低也会造成酸损伤[5]，调整最适合酿酒酵母发酵的温度，因为温度越低，发酵启动越慢，在同等温度条件下，各菌株表现较为接近[6]。
参考文献：
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工业发酵进展
微生物发酵培养基的优化方法 对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。面对特定的微生物，人们希望找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度（便于下游处理），较高的底物转化率（降低原料成本）和较高的生产强度（缩短发酵周期）。设计发酵培养基时还应时刻把工 实验室最常用的优化方法是单次单因子法，这种方法是在假设因素间不存在交互作用的前提下，通过一次改变一个因素的水平而其他因素保持恒定水平，然后逐个因素进行考察的优化方法。但是由于考察的因素间经常存在交互作用，使得该方法并非总能获得最佳的优化条件。另外，当考察的因素较多时，需要太多的实验次数和较长的实验周期[3]。所以现在的培养基优化实验中一般不采用或不单独采用这种方法，而采用多因子试验。 2.多因子试验 多因子试验需要解决的两个问题: (1)哪些因子对响应具有最大(或最小)的效应，哪些因子间具有交互作用。 (2)感兴趣区域的因子组合情况，并对独立变量进行优化。
3.正交实验设计 正交实验设计是安排多因子的一种常用方法，通过合理的实验设计，可用少量的具有代表性的试验来代替全面试验，较快地取得实验结果。正交实验的实质就是选择适当的正交表，合理安排实验的分析实验结果的一种实验方法。具体可以分为下面四步： （1）根据问题的要求和客观的条件确定因子和水平，列出因子水平表； （2）根据因子和水平数选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验； （3）根据正交表给出的实验方案，进行实验； （4）对实验结果进行分析，选出较优的“试验”条件以及对结果有显著影响的因子。 正交试验设计注重如何科学合理地安排试验，可同时考虑几种因素，寻找最佳因 次 报道。CastroPML报道用此法设计20种培养基，做24次试验，把gamma干扰素的产量提高了45%。 6.部分因子设计法 部分因子设计法与P1ackett-Burman设计法一样是一种两水平的实验优化方法，能够用比全因子实验次数少得多的实验，从大量影响因子中筛选出重要的因子。根据实验数据拟合出一次多项式，并以此利用最陡爬坡法确定最大响应区域，以便利用响应面法进一步优化。部分因子设计法与Plaekett-Burman设计法相比实验次数稍多，如6因子的26-2部分因子设法需要进行20次实验，而Plackett-Burman设计法只需要7次实验。 7.响应面分析法
白酒的酿造发酵原理 酒的酿造原理 酒的重要成分是醇，醇分乙醇和甲醇。甲醇有毒性。乙醇无毒性，但能刺激人的神经和血液循环，血 液中乙醇含量超出一定比例时，也会引起中毒。 乙醇的重要物理特征是：在常温下呈液态，无色透明，易燃，易挥发，沸点与汽化点是78.3 °c，冰点 为-114°c，溶于水。细菌在乙醇内不易繁殖。 乙醇在酒中的含量用酒精度数来表示。在国际酿酒业中，规定在温度为摄氏20°c 时，乙醇含量的百分 比为酒精度数，简称“酒度”。例如：某种酒在20°c 时含乙醇 26%，则酒精度数为 26 度。 酒的酿造过程分为发酵，蒸馏两大部分。发酵指的是发酵过程，发酵需要糖分和酶。糖分包括葡萄糖 和麦芽糖，果汁中通常含有大量的葡萄糖，可以直接发酵。谷物中含有大量的淀粉，淀粉进行工艺处理可 以生成麦芽糖。 糖分与酶发生化学反应，在一定的温度下，生成乙醇和二氧化碳，这个反应过程称为酒精发酵。酒精 发酵不需氧气也可以进行，大约每 100 克的糖分可产生 51 克酒精。酒精发酵的方法很多，但大多数都是在特制 的容器中进行的，例如缸，坛，桶等。 蒸馏是酿酒的重要过程，发酵只能使酒精含量达到 15%左右，再提纯或提高酒度就需要用蒸馏了。在经过 发酵的酒液中，不但含有酒精，还有原材料物质和一部分香型物质，但人们只希望获得含水酒精。酒 精的汽化温度为78.3 °c，只要将发酵过的原料加热到这个温度，就能获得气体酒精，冷却后就是液体酒精。 在蒸馏过程中，由于温度的作用，水分和其它杂质也会掺在酒精中。随着温度的变化，掺杂的情况也会 变化，因而形成不同质量的酒精液体。为了保证酒的质量，酿酒师通常根据不同的温度有选择地取酒。 白酒酿酒基本原理和过程主要包括：酒精发酵、淀粉糖化、制曲、原料处理、蒸馏取酒、老熟陈酿、 勾兑调味等。 (1)酒精发酵 酒精发酵是酿酒的主要阶段，糖质原料如水果、糖蜜等，其本身含有丰富的葡萄糖、果糖、蔗糖、麦 芽糖等成分，经酵母或细菌等微生物的作用可直接转变为酒精。 酒精发酵过程是一个非常复杂的生化过程，有一系列连续反应并随之产生许多中间产物，其中大约有 30多种化学反应，需要一系列酶的参加。酒精是发酵过程的主要产物。除酒精之外，被酵母菌等微生物合 成的其他物质及糖质原料中的固有成分如芳香化合物、有机酸、单宁、维生素、矿物质、盐、酯类等往往 决定了酒的品质和风格。 酒精发酵过程中产生的二氧化碳会增加发酵温度，因此必须合理控制发酵的温度，当发酵温度高于30～34℃， 酵母菌就会被杀死而停止发酵。除糖质原料本身含有的酵母之外，还可以使用人工培养的酵母发酵， 所以酒的品质因使用酵母等微生物的不同而各具风味和特色。 (2)淀粉糖化
绵阳师范学院 本科生毕业论文（设计） 题目脂肪酶产生菌M-6-2发酵条件的优化专业生物技术 院部生命科学与技术学院 学号0811420218 姓名杜长蔓 指导教师李俊刚 答辩时间2012年5月 论文工作时间：2011 年7 月至2012 年5 月
脂肪酶产生菌M-6-2发酵条件的优化 学生：杜长蔓 指导老师：李俊刚 摘要：本文对绵阳师范学院微生物实验室筛选和鉴定的产脂肪酶细菌 M-6-2的生长动力学和产酶动力学进行了研究；通过单因素实验和正交试验，对脂肪酶产生菌M-6-2 摇床发酵产脂肪酶的培养基组成和培养条件进行优化，得出较佳的产酶培养基组成配方为：1.5%淀粉+0.5%酵母膏为碳源、4.5%豆饼粉 +1.5%硝酸铵为最佳的氮源、0.05%磷酸氢二钠和0.15%硫酸镁；最优的发酵条件为：初始pH7.5，接种量1.5 %，装液量20ml/250ml，发酵温度35℃，在转速180r/min 下，培养16h，经过优化后发酵液脂肪酶酶活力最高可达到15.60 U/ml,较优化前提高了49.57%。脂肪酶产生菌M-6-2与国内文献报道的产脂肪酶细菌相比产酶活力高。对该菌株发酵条件进行优化后，为生产性试验打下了基础。 关键词：脂肪酶产生菌M-6-2；脂肪酶；发酵条件；优化；正交试验；
Lipase to produce bacteria M-6-2 Optimization of fermentation conditions Undergraduate: Du Changman Supervisor: Li Jun Gang Abstract: In this paper, Laboratory screening and identification of lipase production by bacteria in the M-6-2 growth kinetics and enzyme production kinetics were studied; through single factor experiments and orthogonal test, the lipase to produce bacteria M-6-2 shaker fermentation lipase medium composition and culture conditions were optimized to come to a better enzyme production medium composition formula: 1.5% starch and 0.5% yeast extract as carbon source, 4.5% of the soybean powder and 1.5% ammonium nitrate for the best source of nitrogen, 0.05% disodium hydrogen phosphate and 0.15% magnesium sulfate. Optimal fermentation conditions were: initial pH 7.5, 1.5% of the inoculum size, liquid volume 20ml/250ml, fermentation temperature 35 ° C, in the speed 180r/min next, cultured 16h After optimization of the fermentation broth lipase activity can reach 49.57% to 15.60 U / ml, compared to before optimization. Lipase to produce bacteria M-6-2 and reported in China in the production of lipase bacteria compared to the high activity of enzyme production. Of the strain fermentation conditions optimized, laid the foundation for the production of test. Key words: Lipase producing strain M-6-2；lipase ；fermentation conditions； optimization ；orthogonal test
温度对酿酒酵母的影响 酿酒是一个复杂的生化反应过程。影响微生物生长发育的环境因素很多,常见的有温度、pH、氧气、搅拌等环境因素。其中温度具有极其重要的作用。本实验探讨温度对酵母酿酒产酒量的影响,检验不同温度下酿酒酵母的出酒率。结果表明:酵母菌在28℃出酒率最高。低温下发酵品质好。 酿酒过程实质上是一个微生物摄取原料中的养分,通过体内的特定酶系,经过复杂的生化反应,把原料转化为酒精的过程。工业上主要是由薯类和谷类以及野生植物原料经过蒸煮,淀粉糊化成为溶解状态,再加入一定量的糖化剂,使溶解状态的淀粉,变为酵母能够发酵的糖类(糖化醪)。这一个由淀粉转变为糖的过程,称为糖化过程。糖化过程是由淀粉酶或酸水解的作用,使淀粉糖化转变为可发酵性糖。最后由酿酒酵母发酵产生酒精。生产上常用的糖化剂有麦芽和酒曲两种。我国普遍使用酒曲作为糖化剂。酒精是由微生物通过糖酵解(EMP)途径将葡萄糖分解而产生,是酵母菌的代谢产物。影响微生物生长的因素很多,其中环境因素对微生物的生长影响比较大。在生产上最常遇到的是温度、水分、氧气、pH、某些重金属离子、乙醇及发酵副产物等的影响。温度是影响微生物生长和存活的主要环境因素之一。对发酵的影响很大。温度对微生物生长发酵的影响具体表现在:①影响酶的活性。每种酶都有最适宜的酶促反应温度,温度的变化影响着酶促反应率,最终影响细胞物质合成。②影响细胞质膜的流动性。温度高细胞质流动性大,有利于物质的运输;温度低细胞质的流动性降低,不利于物质的运输。因此温度影响微生物对营养物质的吸收和代谢产物的分泌和运输。③影响物质的溶解度。物质只有溶于水才能被微生物吸收或分泌,除了气体外,物质随着温度的升高而溶解度增加,温度的降低,物质的溶解度也降低,最终影响微生物的生长。酿酒酵母是一种嗜温性微生物,它的最低温度是1—3℃,最高温度是54℃(几乎致死)。本实验目的在于探讨温度对酵母酿酒产酒量的影响,检验不同温度下酿酒酵母的出酒率。 可以看出,温度不仅影响着酒的颜色,还影响着酵母菌的酶促反应,最终影响代谢产物的类型及产量。温度高,颜色深;温度低,颜色浅。温度过高或过低,糖发酵不完全,糖度高,酒精相对含量少;温度在26℃～30℃之间,特别是在28℃,糖度低,酒精相对含量高。原因是温度对酶的结构和组成有较大的影响,它关系到代谢途径和代谢产物的生物合成。因此,根据不同的需要及发酵微生物的不同,可以通过调节温度来得出所需要代谢产物或提高产量。 有研究表明低温发酵最好。因为发酵过程比较缓慢,代谢产物反应完全、彻底。营养成分也发酵完全、彻底,脂化时间充分,营养价值高,有利于口感和品质的改善。这与本实验结果相一致,低温酿出来的酒, 清澈透明,香味浓溢,口感好。若要求酒质和口感更佳,发酵时间要延长到20～30天,因此低温发酵周期长。工业上常要求在高温下发酵,在高温下发酵具有反应迅速、发酵快、经济利益高等优点。但也影响了酒的口感和品质。寻求发酵周期短、经济利益高且酒的口感和品质好的最适条件,还有待进一步研究。
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。！！
酿酒酵母 酿酒酵母（saccharomyces cerevisiae）又称麫包酵母或者出芽酵母。 形态及大小：是一种直径为5微米 所属分类 域：真核域(Eukarya) 界：真菌界(Fungi) 门：子囊菌门(Ascomycota) 纲：半子囊菌纲(Hemiascomycetes) 目：酵母目(Saccharomycetales) 科：酵母科(Saccharomycetaceae) 属：酵母属(Saccharomyces) 种：酿酒酵母(S. cerevisiae) 酿酒酵母介绍 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)，又称麫包酵母或者出芽酵母。酿酒酵母是与人类关系最广泛的一种酵母，不仅因为传统上它用于制作面包和馒头等食品及酿酒，在现代分子和细胞生物学中用作真核模式生物，其作用相当于原核的模式生物大肠杆菌。酿酒酵母是发酵中最常用的生物种类。酿酒酵母的细胞为球形或者卵形，直径5–10 μm。其繁殖的方法为出芽生殖。 酵母生活史 酵母的细胞有两种生活形态，单倍体和二倍体。单倍体的生活史较简单，通过有丝分裂繁殖。在环境压力较大时通常则死亡。二倍体细胞（酵母的优势形态）也通过简单的有丝分裂繁殖，但在外界条件不佳时能够进入减数分裂，生成一系列单倍体的孢子。单倍体可以交配，重新形成二倍体。酵母有两种交配类型，称作a和α，是一种原始的性别分化，因此很有研究价值。 酿酒酵母基因组 酿酒酵母是第一个完成基因组测序的真核生物，测序工作于1996年完成。 酿酒酵母的基因组包含大约1200万碱基对，分成16组染色体，共有6275个基因，其中可能约有5800个真正具有功能。据估计其基因约有23%与人类同源。酵母基因组数据库包含有酵母基因组的详细注释(annotation)，是研究真核细胞遗传学和生理学的重要工具。另一个重要的酿酒酵母数据库[1]由慕尼黑蛋白质序列信息中心维护。 在科学中的作用 因为酿酒酵母与同为真核生物的动物和植物细胞具有很多相同的结构，又容易培养，酵母被用作研究真核生物的模式生物，也是目前被人们了解最多的生物之一。在人体中重要的蛋白质很多都是在酵母中先被发现其同源物的，其中包括有关细
发酵工艺条件的优化集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
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,可以用来检测厡材料的质量,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厡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P H,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。他认为，必须高度重视细胞代谢流分布变化
发酵工艺优化---现代发酵工业调控策略 发布日期：2010-04-10 来源：[标签:来源] 作者：[标签:作者] 浏览次数：716 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 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。基于此，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。他认为，必须高度重视细胞代谢流分布变化的有关现象，研究细胞代谢物质流与生物
发酵过程中的优化 高望 （兰州理工大学生命科学与工程学院） 摘要：发酵过程优化控制技术是发酵工程的重要技术。综述了近年来微生物发酵过程优化控制技术的研究现状，综合运用微生物反应计量学、生化反应和传递动力学、生物反应器工程及代谢工程理论，(1) 基于微生物反应计量学的培养环境优化技术；(2) 基于微生物代谢特性的分阶段培养技术；(3) 基于反应动力学模型的优化技术；(4) 基于代谢通量分析的优化技术；(5) 基于系统观点的生物反应系统优化技术；（6）基于环境胁迫的优化技术；（7）基于辅因子调控的优化技术 关键词：发酵过程优化 1 发酵过程优化技术 1.1基于微生物反应计量学的培养环境优化技术 研究微生物从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，确定不同环境条件对微生物生长和代谢产物分布的影响，进而优化微生物生长的物理和化学环境，保证微生物生长处于最适的环境条件下，为进一步的发酵过程优化奠定基础。：(1) 培养基组成的优化技术。 (2) 发酵环境条件的优化技术。研究表明，培养基中的氮含量与葡
萄糖消耗及丙酮酸积累密切相关。氮源缺乏时, 葡萄糖消耗和丙酮酸生产均受到抑制。在小型反应器流加发酵中采用氨水控制pH 值( 相当于同时提供氮源) , 细胞能够持续、快速地积累丙酮酸。[1]李寅；陈坚；梁大芳营养条件对光滑球拟酵母发酵生产丙酮酸的影响[J]生物工程学报2000,16（2）：225-227 1.2 基于微生物代谢特性的分阶段培养技术 对分批发酵过程的研究发现，适合微生物生长的温度、pH 值、剪切和溶解氧浓度往往并不一定适合目标产物的形成，提出分阶段溶解氧和搅拌转速控制策略、分阶段温度控制策略及分阶段pH 值控制策略，将环境条件控制在最适合细胞生长或最适合产物合成的水平。研究表明，郑美英等以Ｓｔｒｅｐｔｏｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍｍｏｂａｒａｅｎｓｅ为出菌株，研究了培养中温度控制策略，并在小型发酵罐上进行了验证。得出ＴＧ发酵过程中温度控制策略为：Ｏ～１８ｈ，控制温度为３２℃，１８ｈ后将温度切换到２８℃。采用此温度控制策略在２．５Ｌ小罐上进行ＴＧ发酵，酶活比未控制温度时的最好水平提高了１４%，发酵时间也缩短了６ｈ。由此可见，采用合理的温度控制策略确实能够显著提高ＴＧ的发酵过程中的各项指标。郑美英堵国成陈坚分批发酵生产谷氨酰胺转氨酶的温度控制策略[J]生物工程学报，200,16（6）：759-761 刘延岭，邓林，周昌豹，陈丽微生物发酵生产谷氨酰胺转胺酶的研究进展四川食品与发酵 2004,4：1-4 1.3 基于反应动力学模型的发酵过程优化和控制技术 研究不同目标代谢产物发酵过程的反应动力学，应用统计热力学理论和功能单元扩展理论，建立目标代谢产物分批发酵过程的动力学模型，用龙格库特法求取模型方程数值解，然后用单纯形搜索法或最速下降法寻出动力学模型方程中的最优参数，并对动力学模型的适用性进行评价。基于分批发酵动力学模型，在下列3 个方面已取得一定成果：①采用奇异优化理论，优化透明质酸的流加培养过程，并通过重复操作和优化补料组合发酵模式，显著提高透明质酸的生产强度[23]；②应用最小值原理，分别建立真氧产碱杆菌细胞生长期和聚羟基丁酸合成期底物流加的准优化控制策略，确定以指数速率流加和变速流加相结合的流加操作方式，得到以聚羟基丁酸最大生产强度和最高转化率为目标的准优化控制策略并成功应用[24－25]；③在无反馈控制的情况下，比较了不同流加培养模式对重组大肠杆菌生产谷胱甘肽的影响，发现采用简单的指数速率流加方式即可实现重组大肠杆菌的高密度培养[26]。 1.4 基于代谢通量分析（MFA）的发酵过程优化技术 参考已知的生化反应计量关系和特定微生物的代谢途径和生理代谢特征，构建生物合成特定目标代谢产物的代谢网络。利用代谢通量分析方法，对代谢中间产物进行拟稳态假设，然后通过测定细胞和代谢产物浓度的变化速率，计算得出胞内各条代 谢途径的通量变化。根据代谢通量分析的计算数据，分析特定目标代谢产物，如丙酮酸、透明质酸和生物絮凝剂生物合成途径中主要代谢节点的性质(刚性、弱刚性或弹性)，结合发酵
3.1酵母生长周期 3.2酒精发酵(AF) C6H12O6 → 2 CH3CH2OH + 2CO2 + Q 葡萄糖乙醇二氧化碳 除乙醇外, 在酒精发酵也会产生，其他几个化合物如高级醇、酯、甘油、丁二酸、双乙酰、乙偶姻、2，3-丁二醇。 3.3甘油丙酮酸发酵 甘油是干葡萄酒的第三个主要成分(次于水和乙醇)。它的浓度通常是6-10g/L,提高葡萄酒的质量,因为它带来甜蜜和口感的感觉。 甘油主要产生在酒精发酵的第一步,当酵母的增长,他们需要大量的丙酮酸增加生物量。 每次使用丙酮酸分子anabolically,NAD +赤字产生，必须通过甘油丙酮酸途径恢复。 此外,酵母生产甘油作为对高渗透压力的保护者。 甘油生产可能是由两个主要机制: （1）最初的乙醇脱氢酶缺乏,导致减少的不平衡的等价物（2） 必须的初始糖含量高(20%),导致渗透压力和甘油生产的反应。 甘油含量的增加经常需要,但酒菌株构建通常为此也生成醋酸，使其浓度增加。 3.4氮代谢 酿酒酵母只能使用氨和AA。脯氨酸可以吸收酿酒酵母只有在有氧条件下。 可同化氮（EAN）：所有的氨和氨基酸、脯氨酸除外。这种EAN可以简单地利用甲醛指数决定的。 EAN < 130 mg / l严重影响酒精发酵的正确发展,过量的氮会导致不可吸收残留氮的存在(微生物不稳定、氨基甲酸乙酯&生物胺)。 迄今为止, 酿酒酵母中的15运输AA系统已利用原子吸收光谱法确定，耦合的进入一个质子。这种质子必须送到细胞外部以维持细胞自动调节。 铵和氨基酸的吸收:主动转运,因为它通过H + -ATP酶消耗ATP。 缺乏足够的EAN可以使酵母使用硫原子吸收光谱法(半胱氨酸和蛋氨酸),释放出氢亚硫酸盐和硫醇。 建议补充盐铵不仅避免发酵停滞和缓慢发酵,也减少异味。 AA组成之间的关系描述了葡萄和葡萄酒的最终的芳香成分 3．5氧气和脂类的生物合成 然而,有一些重要的生物合成途径,使用氧气作为基质，例如植物固醇和不饱和脂
微生物发酵过程优化控制技术进展 摘要发酵工程是生化工程和现代生物技术及其产业化的基础。在发酵工程领域，为了提高发酵水平和生产率，更多的研究工作集中在菌种的筛选和改造上。随着生物科学技术的发展，基因工程与代谢工程研究领域都出现了长足的进步与发展，利用基因重组与诱发等技术可以实现高产菌株普遍生产。但只有通过发酵过程的优化控制，才能实现产品质量最高、生产力最大、成本消耗最低的生产过程，因此对微生物发酵过程的优化控制成为发酵工程中研究人员日益关注的焦点。 关键词微生物发酵；影响因素；优化控制技术 1 培养基对发酵的影响 1.1 发酵培养基碳源和氮源的选择 碳源用于提供微生物能量来源、构建细胞以及形成产物。碳源包括单糖、双糖、多糖、天然复合物、油脂等，比如葡萄糖、蔗糖、淀粉以及豆油等。氮源是微生物蛋白质和其他含氮有机物的重要来源，与此同时，氮源也参与形成含氮产物。氮源包括无机氮源以及有机氮源，比如氨盐、硝酸盐、蛋白胨以及豆粉等。 1.2 发酵培养基中无机盐对发酵的影响 无机盐对代谢产物的生成及微生物的正常生长都具有相当重要的影响。在微生物的生长代谢过程中，磷参与了微生物细胞中核酸等辅酶的构成，是微生物能量代谢、生长的重要因素之一。在苏云金芽泡杆菌的发酵产物苏云金素的分子结构中包含磷酸根，所以在其发酵培养基中添加更多磷酸盐，更有利于产物苏云金素的合成。钙离子在微生物发酵过程中的主要作用是调节细胞的生理状态，比如说维持细胞的胶体状态、降低细胞膜的通透性等。与此同时，在大多数发酵培养基里面，添加适量的CaCO3，能够对发酵液含菌量的变化起到相当明显的影响，其主要原因是CaCO3的添加对发酵液的pH具有非常良好的缓冲作用，从而大大改善了菌体的生长环境。镁元素是许多酶的催化剂。锰、锌、铁、钼以及钴等元素是微生物所需要的微量元素[1]。 2 培养条件对发酵的影响 2.1 种子质量对发酵的影响 在发酵培养基中接入合适的接种量以及种龄适宜的优质种子液，能够使目标微生物更加迅速地进入到对数生长期，从而使发酵周期大大地减短，进而促使产物质量得以有效提升。如果种龄过长则会直接导致菌体过早的发生衰退，菌体的生产能力也随之而有一定程度的下降；如果种龄过短，则会直接导致菌体生长缓慢，产物合成时间大大推迟。若接种量过小，那么便会使得菌体细胞的生长量变
酿酒酵母的发酵过程优化 戴璐 (常熟理工学院生物与食品工程学院, 常熟215500) 摘要:该文以酿酒酵母为的生产菌，通过发酵过程的优化，重点考察了pH、溶解氧，测定残糖量和生物量的影响，并比较了分批培养、补料分批培养对酿酒酵母生长代谢的影响。发现补料分批培养比分批培养有利于酿酒酵母的生长与繁殖，有较多的细胞生物量的积累。 关键词:酿酒酵母；发酵过程
Wine yeast fermentation process optimization Dailu (Changshu Institute of Technology, Biotechnology and Food Engineering Institute, Changshu 215500) Abstract: The fermentation process of Saccharomyces cerevisiae is optimized. The effect of some ferment conditions，including pH, fermentation of oxygen, determination of residual sugar and biomass are researched.And this experiment is the partial training, filling materials for partial training s.cerevisiae growth metabolic effects. The results showed that the partial training for material of s.cerevisiae training to of the growth and reproduction, more cells biomass accumulation. Key words:Saccharomyces cerevisiae; Ferment Process
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e518303563.html, 醋酸菌发酵条件优化的研究 作者：徐佳等 来源：《安徽农业科学》2014年第06期 摘要[目的]优化苹果醋发酵的工艺条件。[方法]以新鲜苹果汁为原料，采用液态发酵法，通过单因素试验和正交试验研究了温度、接种量、转速、发酵周期、碳源、氮源、pH、初始 酒精浓度对K8醋酸菌发酵产酸量的影响。[结果]试验确定了K8醋酸菌发酵的最佳工艺条件，即：蔗糖1.0%，酵母膏1.6%、起始pH为4.5，初始酒精浓度为4%、接种量为6%，于 30 ℃、175 r/min的恒温摇床上振荡培养4 d。经优化后，K8醋酸菌发酵的产量可达到50.251 g/L。[结论] 研究可为苹果醋的工业化生产提供参考依据。 关键词K8醋酸菌；发酵条件；优化 中图分类号S188+.4文献标识码A文章编号0517-6611（2014）06-01792-03 Abstract[Objective] To optimize the technique conditions of fermentation of apple vinegar. [Method] The basis and reference for the industrialization of apple vinegar were provided through the research on the technical condition of its fermentation. The fresh apple juice was used as raw material to study the effect of fermentation temperature， inoculation amount， rotary velocity， fermentation period， carbon source， nitrogen source， initial medium pH， the amount of ethanol on acetic acid fermentation by the single factor test and orthogonal test. [Result] We identified the optimum fermentation condition of K8 Acetic acid bacteria that was as fallows： 1% sucrose as carbon source， 1.6% yeast extract as nitrogen source， the initial pH of the acid medium at 4.5， alcohol degree 4%， 6% of inoculation under the condition of temperature at 30 ℃ and the speed train at 175 r/min. In that fermentation condition， after 4 days of fermentation， the acid yield of K8 Acetic acid bacteria could reach 50.251 g/L. [Conclusion] The study can provide reference basis for industrialization production of apple vinegar. Key wordsK8 Acetic acid bacteria； Fermentation condition； Optimization 果醋与粮食醋相比，含有丰富的有机酸、维生素，具有更好的营养与保健价值和风味质量。苹果醋是选用优质的苹果汁为主要原料，经发酵调制而成。苹果醋味道香美、营养丰富，而且兼有水果和食醋的营养保健功能[1]。苹果醋含有丰富的氨基酸及有机酸，能够为人体提 供能量；苹果醋在体内代谢后呈碱性，营养学家建议人们在合理膳食的同时，多饮果醋，能够防止血液和体液的酸化；苹果醋具有美容护肤作用，它含有丰富的醋酸、氨基酸、甘油和醛类化合物，能促进血管扩张，增加血液循环，令皮肤更加光滑柔润；苹果醋可抑制和减少过氧化物的形成，从而延缓衰老；此外，苹果醋还具有软化血管、降压、杀菌、防癌、抗癌、促进肠胃消化、减轻疲劳、促进钙吸收的功效。