食品发酵工程-3(发酵工艺条件的优化)课件.ppt

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1、食品发酵工程——发酵工艺条件的优化课程复习工业常用的微生物菌种有6大类工业微生物菌种一般通过3种方式获得菌种的分离一般需要经过5个步骤微生物菌种的选育一般有5种方式常见的菌种保藏方式有5种方法培养基培养基是指利用人工方法配制的供微生物、植物和动物细胞生长繁殖和积累代谢产物的各种营养物质的混合物氮源碳源无机盐其他物质工业常用的碳源——葡萄糖几乎所有的微生物都能够利用葡萄糖过多的初始葡萄糖容易抑制微生物的生长过多的葡萄糖容易引起培养基中溶氧不足工业常用的碳源——糖蜜提纯的甘蔗汁或甜菜汁经过多次结晶分离后无法再结晶的制糖废液。若用糖蜜代替甘薯粉，可以省去许多工序

2、,如原料蒸煮、制曲、糖化等,大大简化了生产工艺质量影响因素多工业常用的碳源——麦芽糖工业常用的碳源主要应用在啤酒工业上工业常用的碳源（四）长链脂肪酸不溶于水、发酵液要设法成为乳状液、发酵罐的结构要做一定的设计改造必须保证溶氧糖类的利用原则葡萄糖、果糖等单糖最好双糖和多糖其次有机酸、醇类、烃类等利用效果不是最好、但是价格很便宜工业常用的氮源——氨水在发酵中后期用来调节pH值，兼作氮源使用前也要进行除菌处理不能完全作为氮源，需要提供适当的有机氮源工业常用的氮源——玉米浆玉米制淀粉和糖进入到浸泡水制得的含有丰富的氨基酸、无机盐和生长因子一般含有10%左右的乳酸、

3、pH值为4、使用时要注意。工业常用的氮源——黄豆饼粉黄豆压榨法获得水分和含油量对后期的发酵影响很大工业常用的氮源——尿素含氮量高、微生物必须能分泌脲酶才能分解尿素相对玉米浆，尿素营养成分简单得多工业常用的氮源——尿素对发酵过程便于控制，但另外一方面使培养基的营养不够丰富主要用于氨基酸的生产，尤其是谷氨酸的生产无机盐作用广泛、对微生物极为重要需求量因菌种和产品不同而各不一样水一般配制培养基无特殊要求用蒸馏水或自来水即可，但是要注意氯的含量饮料、保健品和酿造对水的含量很高有些酒只有使用当地水源才能保证独特的口味特殊生长因子维生素、碱基、卟啉及其衍生物以及某些氨

4、基酸生长因子一般不需要单独添加，培养基中很多营养丰富的天然原料中已含有足够的生长因子。卟啉钴生物素的浓度的控制谷氨酸的发酵要严格控制生物素的浓度过多：谷氨酸不积累过少：菌体生长受抑制前体物质前体是指一些添加到培养基中的物质，它们并不促进微生物的生长，但能直接通过微生物的生物合成过程结合到产物分子上，自身结构基本不变，而产物产量去因此有较大提高。前体物质的添加不可过量，采用流加的方式可根据前提分子在产物分子中的百分比以及预期产量大致估算前体的加入总量促进剂与抑制剂产物促进剂：既不是营养物也不是前体物质，但是却能提高产量的物质产物抑制剂：对生产菌代谢途径有某种

5、调节能力的物质工业发酵中用途不同的培养基实验室常用培养基发酵生产常用培养基选择培养基鉴别培养基孢子培养基种子培养基发酵培养基孢子培养基提供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基营养不能太丰富无机盐浓度适当注意培养基的pH值和湿度种子培养基供孢子发芽生长出大量菌丝体，或不产孢子的菌种繁殖出大量细胞，并且有较高活力和纯度的培养基。配比上尽量接近发酵培养基设法让菌种繁殖、长菌体。同时避免老化或者发酵发酵培养基供菌种生长繁殖和合成发酵产物的培养基保证接种的种子能长到一定浓度保证菌体能迅速合成发酵产物发酵培养基成分用量的优化（一）参照微生物细胞内元素的比例确定不同类型的微

6、生物细胞的成分比例其实是有一定规律的除水外，碳的含量最高其次是N、P、S、K、Mg以及各种微量元素、含量递减发酵培养基成分用量的优化（二）参照碳氮比确定培养基碳源中的碳原子与氮源中氮原子的摩尔数之比C/N太大，培养基偏酸C/N太小，培养基偏碱一般确定在100:(1-20)发酵培养基成分用量的优化（三）合理的方法单因子实验法响应面法正交试验法单因子实验法无碳培养基中分别加入30g/L的葡萄糖果糖蔗糖麦芽糖乙醇单因子实验法在无氮培养基中分别加入5g/L的蛋白胨、酵母粉、牛肉膏2g/L的硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸钾单因子实验法在确定氮源和碳源的基础上，（另添加

7、0.5g/L的硫酸镁）分别添加2g/L的氯化钙、硫酸锌、硫酸亚铁、磷酸二氢钾单因子实验法最终确定得到初步优化的培养基组成为蔗糖：30g/L酵母粉:5g/L氯化铵:2g/L磷酸二氢钾:2g/L硫酸镁:0.5g/L氯化钙:0.3g/L发酵培养基成分用量的优化（四）其他因素严格控制各种用量极少的物质各种理化条件要适宜。包括：pH、水活度、渗透压和氧化还原电位发酵工业中营养基质的配制方法淀粉质原料制糖工艺及培养基的配制方法糖蜜培养基的制备淀粉的组成白色、无定形结晶粉末微生物分解淀粉需胞外淀粉酶发酵工业中长先水解淀粉，制成水解糖后使用淀粉水解原理淀粉水解制糖工艺酸解

8、法以酸(无机酸或有机酸)为催化剂,在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄