面包酵母流加培养与分批培养试验

《面包酵母流加培养与分批培养试验》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、面包酵母流加培养与分批培养试验l实验目的及要求要求学生掌握通风发酵的基本原理及过程，掌握上罐操作技术。掌握流加补料控制技术。(1)发酵罐及管路、空气过滤器灭菌操作及发酵罐系统管路的熟悉(2)实罐灭菌-培养基灭菌实验(3)观察并记录酵母菌扩培过程及上罐发酵过程菌种生长变化情况(4)测定酵母培养过程中还原糖、总糖、pH和酵母浓度的变化，并画出各自的变化曲线(5)分析测定面包酵母的发酵活力。2实验原理面包酵母(分子式：C3.72H6.11O1.45N0.61+P0.035+K0.051+5.6g其它物

2、质)培养是最典型的细胞物质生产过程。利用葡萄糖为碳源，通风培养面包酵母的微生物反应过程可用下列化学平衡式表示：6.67CH2O+2.10O2→C3.92H6.5O1.94+2.75CO2+3.42H2O(碳水化合物)(酵母菌体)20067.284.612161.6如果在酵母菌体内再计入除碳，氢，氧以外的其它无素如氮，磷以及灰分，则每200g碳水化合物约可得到100g干酵母。即得率约为50％。在通风供氧充足的前提下，培养基中葡萄糖的浓度是限制性基质。培养基中葡萄糖的浓度对于提高酵母得率是至关重要的

3、。培养方式分为分批培养、分批补料(流加)培养和连续培养。本实验面包酵母培养的目的是获得最大酵母浓度。因此采用流加培养较为理想。其原理是所谓的反巴斯德效应(CABTREE)：酵母培养过程中，糖浓度过高时．即使溶解氧很充足，但由于糖生成乙醇，从而使菌体得率下降的现象。分批培养(Batchculture)：分批培养是微生物在特定条件下只完成一个生长周期(growthcycle)的方法，即接种少量微生物在一密闭系统中生长繁殖，直到某些营养物耗尽或某些产物积聚到毒害浓度为止。生长中微生物群体所经历的几个生

4、长阶段分别为迟滞期(1agphase)。对数生长期(exponentialphase)，稳定期(stationaryphase)，死亡期(deathphase)营养物质(底物)的浓度与组成影响微生物培养的生长速度，对微生物的生长起到限制作用的营养物即所谓的限制性底物。1949年莫诺(Monod)发现微生物比生长速率与单一限制性底物存在一定联系并借助数学方法建立了著名的经验公式——莫诺(Monod)方程：μ：比生长速率，单位菌体在单位时间的增殖量(h-1)μm：最大比生长速率(h-1)Km：微生物

5、对底物的半饱和常数(g/L)S：单一限制性底物浓度(g/L)在从对数生长期与稳定期变化的过程，可称为减速期，此时细胞比生长速率和限制性期浓度符合Monod方程。分批补料培养(Fed-batchculture)分批补料培养是Yoshida等(1973)创用的，是指分批培养过程中连续地补加培养基，而不从发酵器中间断地放出培养液。这样培养液的体积随着时间延长而增加。分批补料培养是分批培养和连续培养之间的一种过渡培养方式，兼有两者的优点又可克服它们的缺点，因此在发酵工业中被广泛运用。分批补料培养中当达到

6、最大菌体浓度时开始补加培养基，且流加培养基速率与底物被消耗速率相等，虽然菌体总数在不断增加，而细胞浓度仍为一个常数，这种状态被称为半稳态或准稳态(Quasistadystate)。A．当以恒速流加培养基达到准稳态时：D随时间而下降。式中X：菌体浓度(g/L)Yx/s：基质对菌体转化率(g/mo1)，一般以葡萄糖为基质酵母培养时Yx/s约为90g／mol。B．上述的恒速流加在一些次级代谢产物的生产中可以用到，但在以菌体为目的的培养就不适用了。当培养目的为获得菌体时，并要使限制性底物的浓度保持一定浓

7、度，且菌体的比生长速率保持恒定，必须采用变速流加的方法，加料速度随时间指数增长。理想的变速流加时体积与补料速度变化为：醪液体积补料速度所谓Crabtree效应即Crabtree(1929)发现，面包酵母的呼吸活力对游离的葡萄糖十分敏感，当其浓度在5μg/L时即出现阻遏作用。为获得最大酵母得率，不能用恒速流加的方法，而保持最大生长速率的变速流加法只是理想状态。现今酵母的分批补料发酵的生产所采用的方法是以自动测定发酵器的排气中的微量乙醇含量来严格控制糖补入量，这样，得到的菌体量接近理论得率。3菌种和

8、培养基3.1菌种：面包酵母3.2培养基3.2.1酵母斜面培养基10°麦芽汁固体斜面，pH5.03.2.2酵母摇瓶种子培养基10°麦芽汁，pH5.0或葡萄糖10%，玉米浆1%，尿素O.2%，pH5.0。3.2.3酵母分批发酵培养基(糖蜜培养基)玉米粉经液化、糖化，折合葡萄糖浓度为10%，玉米浆1%，硫酸铵0.4%，pH5.5。3.2.4酵母分批补料发酵培养基(学生讨论提出)4实验仪器、设备（1）10升全自动发酵罐；（2）摇瓶机(或摇床)；（3）超净工作台；（4）离心机（5）显微镜（6）分光光度计（