发酵工程与设备实验指导

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1、实验一小型模拟发酵罐的演示试验一、目的要求了解小型发酵罐的基本结构并学习发酵罐的使用。二、基本原理发酵罐是进行液体发酵的特殊设备。生产上使用的发酵罐容积大，均用钢板或不锈钢板制成；供实验室使用的小型发酵罐，其容积可从约1L至数百升或稍大些。一般来说，10L以下是用耐压玻璃制作罐体，10L以上用不锈钢板或钢板制作罐体。发酵罐配备有控制器和各种电极，可以自动地调控试验所需要的培养条件，是微生物学、发酵工程、医药工业等科学研究所必需的设备。各厂家生产的发酵罐会有所差别，但基本原理是相同的。现以上海理工大学出产的10

2、L罐为例，说明小型发酵罐的结构。三、各部分结构三部分结构：罐体和控制箱，空气压缩机（空压站），蒸汽发生器（锅炉房），主要介绍罐体和控制箱。罐体为一硬质玻璃圆筒，底和顶两端用不锈钢板及橡胶垫圈密封构成，容积为10L，顶盖上有几个孔口(如图)，分别是加料及接种口、放置温度计口、补料口、放置DO(溶解氧)电极口、放置温度电极口、放置pH电极口、放置消泡电极口、放置取样管口、放置搅拌器及冷凝管口。图发酵罐顶盖及各孔口1．加料及接种口；2.放置温度计口；3．补料口；4．放置D．O(溶解氧)电极口；5．放置温度电极口；6

3、．放置pH电极口；7．放置消泡电极口；8．放置取样管口；9．放置搅拌器及冷凝管口发酵罐放置在罐座上，还设有灭菌入口、升温和冷却装置等。本罐可配置不同性能的控制器。控制器能完成最基本的功能，它由下列几部分构成：(1)参数输入及显示装置，用以输入控制发酵条件的各种参数及显示发酵过程中罐内培养液的温度，pH、DO(溶氧)的测定数值。(2)电极校正装置用以校正pH电极和DO电极等。(3)酸、碱泵用以向发酵罐加入酸液或碱液以调节培养液中的pH。(4)消泡剂加入泵用以向发酵罐加入消泡剂，以消除发酵过程中产生过多的泡沫。(

4、5)报警灯及蜂音器按钮当发酵过程中，电路上发生故障，如显示屏上显示温度或DO为闪动，即超出本机的测定值，则报警红灯亮并发出“嘀、嘀……”声。按此钮则“嘀嘀”声可消除，但只有当故障排除，红灯才熄灭。(6)自动或人工控制按钮用以决定本控制器是处在自动控制或人工控制状态。(7)电极连接导线：有三条连接导线，分别与pH、DO和AF(消泡)电极连接。实验二冻干发酵剂菌种的制备一、实验目的1．了解微生物发酵菌种的几种保藏方法。2．掌握食品用发酵剂菌种低温冷冻干燥的基本方法。3．了解微生物发酵剂菌种低温冷冻干燥的优点。二、

5、实验原理发酵剂菌种的保藏对生产起着至关重要的作用。目前发酵剂菌种的保藏形式主要有以下两种方法：液态发酵剂和固态发酵剂。固态发酵剂分为三种：喷雾干燥发酵剂、浓缩干燥发酵剂、低温冷冻干燥发酵剂。而低温冷冻干燥发酵剂是保藏发酵剂菌种的最有效的方法之一。三、实验材料1．菌种：嗜热乳酸杆菌2．培养基：MRS培养基、脱脂乳3．仪器设备：试管、滴管、离心机、安瓿瓶、低温冰箱、真空冷冻干燥机四、实验方法与步骤1．菌悬液的制备在培养好的试管斜面培养物中加入2mL～3mL保护剂(一般为10％脱脂乳)，洗下细胞或孢子，制成菌悬液；

6、若液体培养，则将培养好的液体培养物进行离心收集细胞或孢子，与等量保护剂混合，制成菌种悬液。2．分装安瓿瓶用无菌毛细管或长滴管将菌种悬液加入安瓿瓶内。3．预冻预冻可在低温冰箱中进行，也可在附有冻结舱的冻干机中进行，预冻的温度范围在-25℃～-40℃。4．真空升华干燥安瓿瓶菌种预冻后放入冻干机真空箱内，进行真空升华干燥。5．真空封存与保藏真空干燥后保持真空度6．7Pa以下，用火焰封存安瓿瓶口。置4℃～10℃避光保存。五、注意事项1．不同发酵剂菌种的冷却速度不同，比如酵母菌的合适冷却速度为3℃／min～10℃／mi

7、n。2．预冻的温度范围在-25℃～-40℃，若温度高于-25℃，则冻结不结实，影响升华干燥。一般采用-35℃预冻1h。六、思考题1．制备菌悬液过程中为什么要加入保护剂?2．低温冷冻干燥保藏方法的优点?实验三、四甜酒酿的制作品尝1．实验目的(1)通过甜酒酿的制作了解酿酒的基本原理(2)掌握甜酒酿的制作技术。2．实验原理以糯米(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

8、微生物将原料中糊化后的淀粉糖化，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．实验材料3．1材料糯米、酒药。3．2器具及其他用品手提高压灭菌锅、滤布、塑料盒、不锈钢锅。4．实验流程酒药洗米蒸饭淋水降