液体培养基的制备及杀菌设备(1)
实验一培养基的配制及灭菌
实验一培养基的配制及灭菌培养基是人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质，用以培养、别离、鉴定、保存各种微生物或积累代谢产物。
各类微生物对营养的要求不尽相同，因而培养基的种类繁多。
在这些培养基中，就营养物质而言，一般不外乎碳源、氮源、无机盐、生长因子及水等几大类。
培养基的配制，一是要求在营养成分上能满足所培养微生物生长发育的需要，二是培养基在使用前不带菌，三是以灭菌后和保存过程中营养成分不发生变化。
培养基的灭菌通常在培养基配制后进行，其目的是杀灭培养基中残存的微生物或活的生物残体，保证培养基在贮存过程中不变质，也防止其他生物对培养的污染。
一、实验目的1．掌握实验室常用玻璃器皿的清洗、干燥和包扎方法。
2．明确培养基的配制原理。
3．掌握配制培养基的一般方法和步骤。
4．了解湿热和干热灭菌的原理，并掌握有关的操作技术。
二、实验原理灭菌是指杀灭物体中所有微生物的繁殖体和芽孢的过程。
消毒是指用物理、化学或生物的方法杀死病原微生物的过程。
灭菌的原理就是使蛋白质和核酸等生物大分子发生变性，从而到达灭菌的作用，实验室中最常用的就是干热灭菌和湿热灭菌。
干热灭菌是利用高温使微生物细胞内的蛋白质凝固变性而到达灭菌的目的。
细胞内的蛋白质凝固性与其本身的含水量有关，在菌体受热时，当环境和细胞内含水量越大，则蛋白质凝固就越快，反之含水量越小，凝固缓慢。
因此，与湿热灭菌相比，干热灭菌所需温度高〔160～170℃〕，时间长〔1～2h〕。
但干热灭菌温度不能超过 180℃。
否则，包器皿的纸或棉塞就会烧焦，甚至引起燃烧。
高压蒸气灭菌是将待灭菌的物品放在一个密闭的加压灭菌锅内，通过加热，使灭菌锅隔套间的水沸腾而产生蒸气。
待水蒸气急剧地将锅内的冷空气从排气阀中驱尽，然后关闭排气阀，继续加热，此时由于蒸气不能溢出，而增加了灭菌器内的压力，从而使沸点增高，得到高于100℃的温度。
导致菌体蛋白质凝固变性而到达灭菌的目的。
在同一温度下，湿热的杀菌效力比干热大。
实验二 培养基的配制和灭菌
实验二培养基的配制和灭菌一、实验目的微生物的生长发育都有一定的营养需要，培养基即人工培养微生物、为其生长发育提供所需营养的基质。
培养基配好后必须经过灭菌方能用于分离培养微生物试验，因此培养基的配制和灭菌是植物病理实验室中最基本的工作，通过本次实验学习植病实验室中常用培养基的配制方法和高压灭菌锅的使用方法。
二、内容、材料和方法(一)培养基的配制培养基按组成成分及对这些成分了解的程度分为天然培养基、半组合培养基和组合培养基三类，从物理性质上又分为液体培养基和固体培养基两类，培养基的种类不同，配制方法也有差异，限于时间，本次实验仅配制马铃薯琼脂培养基和牛肉膏蛋白胨培养基。
1马铃薯蔗糖琼脂培养基（PSA）这是植病实验室最常用的培养基(简称PSA)，主要用于植物病原真菌的分离和培养，有时也用于植物病原细菌。
成分：马铃薯200克蔗糖 10~20克琼脂 17~20克加水至1000毫升方法：将马铃薯洗净去皮切块，加水煮沸半小时，用双层纱布滤去薯块，补足水量，加入琼脂，加热熔化，再加糖，待完全化后，乘热用双层纱布过滤分装，塞好棉塞高压灭菌。
马铃薯蔗糖琼脂培养基略带酸性，培养真菌无需调节pH，培养细菌则调节pH至中性，此培养基留作下次实验分离培养病原真菌用，故不必调节pH。
5人分作一组，1、2组各作此培养基500毫升，其中200毫升分装试管，每管约10毫升，灭菌后摆成斜面；其余300毫升，分装在3个250—300毫升的三角瓶中，每瓶装100毫升左右，灭菌后妥善保存，留待下次实验使用。
2肉汁胨培养基（BPA）这种培养基主要用于细菌的分离和培养成分：牛肉浸膏 3克蛋白胨 5~10克蔗糖 10克酵母浸膏 1克琼脂 17~20克加水至 1000毫升方法：先将琼脂加热熔化于大部水中，再将其它各成分用少量水化开加入，调节pH至7，趁热用双层纱布过滤，分装，塞棉塞高压灭菌。
牛肉浸膏和酵母浸膏十分粘稠，不易称重，称重时用小烧杯盛装，以玻璃棒沾取，故要先称好杯和棒的重量后，再开始沾取浸膏称重，称后将杯和棒上粘着的浸膏洗净于锅中。
微生物工程实验报告
实验1 培养基的配制和灭菌一、目的要求1.了解培养基的配制原理和方法，掌握其配制过程。
2.了解几种灭菌方法，掌握高压蒸汽灭菌法的原理及其使用方法。
3.熟悉菌种分离筛选的前期准备工作及操作方法。
4.每2人一组，每人一份实验报告。
二、实验材料1.药品：酵母粉、蛋白胨、氯化钠、琼脂、葡萄糖、KNO3、MgSO4•7H2O、FeSO4•7H2O、1N HCl、1N NaOH2.设备：高压蒸汽灭菌锅、紫外线灭菌灯、75%酒精棉。
3.材料：天平、药匙、电炉、pH 试纸、烧杯、量筒、5mL、10mL 注射器、玻璃棒、试管、培养基、吸管、移液器（1mL 0.2mL）、牛皮纸、线绳、标签等。
三、实验内容(一) 培养基的配制1．培养基的配制方法和步骤1)称量：按照配方正确称取所需药品放于烧杯中。
2)溶化：在烧杯中加入所需水量，玻棒搅匀，加热溶解。
3)调pH 值：用1N NaOH 或1N HCl 调pH，用pH 试纸对照。
4)加琼脂溶化：加热过程要不断搅拌，可适当补水。
5)分装：注意不要污染试管塞或纱布。
6)包扎成捆：用记号笔注明何种培养基。
7)灭菌：在高压锅中， 115 °C 高温灭菌30min。
2．培养基的配制A.富集培养基（液体）：海水2216E 液体培养基（g/L）：蛋白胨5.0，酵母粉1.0，海水1L，pH 8.0。
取50mL 分装250mL 三角瓶后，8 层纱布封口，外包1层牛皮纸，121℃，高温灭菌20min。
B. 2216E 斜面（固体）：海水2216E 液体培养基中加入2%的琼脂粉，加热溶化琼脂，每支试管内。
加入3mL，121℃高温灭菌20min，灭菌后摆斜面。
C. 无菌生理盐水和保种液：生理盐水： NaCl 0.85% 蒸馏水配制。
每支试管加入5mL，盖上试管帽、包扎、121°C 高温灭菌20min。
保种液：生理盐水，加25%甘油D. 碳源优化培养基：以海水2216E 液体培养基（蛋白胨0.5%，酵母粉0.1%，磷酸铁0.01%，人工海水，pH7.6）为基础，碳源分别是：葡萄糖、蔗糖、甘油、柠檬酸钠、乳糖，每种碳源的添加量为1%。
实验一 培养基的制备消毒灭菌
(2) 装放待灭菌物品：将已包扎好的物品放入内桶。盖上锅盖，以两
两对称方式同时旋紧螺栓，勿使漏气。
(3) 加热排气：接通热源，同时打开排气阀，待见有大量水汽排出时，
维持3---5min，锅内空气排尽，关上排气阀。另外一种排气方法：先将排气 阀关闭，待加热升温内压达到5磅时再打开排气阀，等到压力表指针回到零， 关闭排气阀。
培养基的作用：微生物分离、培养、增殖、保藏及鉴定。
培养基配制原则
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
选择适宜的营养物质 营养物质浓度及配比合适 控制pH条件 控制氧化还原电位
原料来源的选择
根据培养目的不同调配
灭菌处理
2 消毒和灭菌的原理
★ 消毒与灭菌是确保 微生物纯培养 （由一个菌体
生长繁殖的群体）的最基本的实验技术。
高 压 蒸 汽 灭 菌 锅
a 方法：一般121℃（1kg/cm2或15磅/英寸2） 20-30min。 b 适用：耐高温物品如培养基，无菌水，培养皿。 c 注意事项：灭菌开始排净冷空气；
灭菌终了，自然缓慢降压回零；
灭菌结束，趁热取出物品。
三 实验操作步骤
分组操作：分6组，5人1组。
◆ ◆ ◆
牛肉膏蛋白胨琼脂培养基（第1~2组做，每组600ml） 马铃薯糖琼脂培养基（第3~4组做，400ml） 高氏1号培养基（第5~6组做，200ml）
每组需要做的其它工作
（1）每组包1ml吸管5支（塞棉花）（示范） 。 （2）每组包培养皿2包（每包6个） （示范）。 （3）每组装9ml无菌水5管。 （4）每组装20ml无菌水2瓶（50ml三角瓶，内有玻璃珠）。
（5）装锅灭菌。
高压蒸汽灭菌
(1) 灭菌前的准备：将高压蒸汽灭菌锅的内桶取出，向外锅内加入适
实验2培养基制备和灭菌技术_基础生物学实验(安徽大学研究生复试用,生物 生命科学)
实验二培养基制备和灭菌技术一、实验目的1．学习一般培养基的制备方法。
2．掌握高压蒸汽灭菌技术，了解几种常用的灭菌方法。
二、实验原理（一）培养基培养基是按照微生物生长繁殖所需要的各种营养物质，用人工的方法配制而成的一种基质。
它是微生物的生活环境，各种微生物对养分和培养基的物理、化学要求条件不一样，为了分离、培养、鉴定、保藏和研究不同种类的微生物，就应当根据它们的需要，配制合适的培养基。
微生物在培养基上生长发育，必须在一定的最适酸碱度范围才能表现出它们最好的生命活动力。
不同的微生物对酸碱度的要求不同，因此，我们在配制培养基时，必须调节培养基的pH值。
培养基的种类繁多，根据培养基的成分、物理性状不同，可分为天然培养基、合成培养基、半合成培养基、固体培养基、半固体培养基和液体培养基。
1．天然培养基:主要成分是复杂的天然有机物质配制而成，如马铃薯、玉米粉、豆芽汁、牛肉膏、蛋白胨、血清等，这些复杂天然有机物质的成分不完全了解，每次所用的原料，其中各成分的数量也不恒定的天然有机物质配制成的培养基，如牛肉膏蛋白胨、马铃薯、麦芽汁培养基。
它适用于生产上大规模培养微生物。
2．合成培养基:合成培养基是用化学成分完全了解的纯化合物药品配制而成的培养基，也称化学成分明确的培养基，例如高氏一号培养基、查氏培养基等。
一般适用于在实验室范围内研究微生物的形态、代谢、分类鉴定、生物测定、菌种选育和遗传分析等工作。
3．半合成培养基:在以天然有机物作为微生物营养来源的同时，适当补充一些成分已知的化学药品所配制的培养基叫半合成培养基。
大多数微生物都能在此种培养基上生长，因此，应用广泛，如马铃薯葡萄糖(蔗糖)培养基，大多数霉菌都生长良好。
4．固体培养基:在液体培养基中加入凝固剂即为固体培养基，常用凝固剂有洋菜、明胶、硅胶，硅胶用于配制自养微生物的固体培养基；对于其他多数微生物来讲，洋菜最为合适，一般加入1.5～2.5%即可凝固成固体，如牛肉膏蛋白胨培养基等。
液体培养基高中生物教案
液体培养基高中生物教案
目标：了解液体培养基的用途和制作方法
材料：琼脂培养基、蒸馏水、试管、培养皿、细菌培养液
步骤：
1.介绍液体培养基的定义及作用：液体培养基是一种用于培养微生物的培养基，常用于生物学实验中研究微生物的生长、代谢、遗传等特性。
2.准备实验所需材料：取出琼脂培养基、蒸馏水、试管、培养皿和细菌培养液。
3.制作液体培养基：将适量琼脂培养基加入试管中，加入适量蒸馏水，摇匀溶解。
4.灭菌处理：将制作好的液体培养基放入高压锅或厌氧箱中进行高温高压灭菌处理。
5.接种细菌培养液：将要研究的细菌或真菌培养液接种到制作好的液体培养基中。
6.放入培养皿：将接种好的液体培养基倒入培养皿中，用胶带密封好。
7.观察生长情况：将培养皿放入恒温培养箱中，在适宜的温度和湿度下观察细菌或真菌的生长情况。
8.记录实验结果：记录细菌或真菌的生长速率、数量及特征。
总结：通过本次实验，我们了解了液体培养基的制作方法和应用场景，以及如何观察和记录微生物的生长情况。
液体培养基在生物学研究中起到了重要作用，帮助我们更好地了解微生物的特性。
培养基配制 分装和灭菌
培养基配制分装和灭菌培养基配制分装和灭菌培养基配制.分装和灭菌1介绍并掌控培养基的酿制、灌装方法；2掌握各种实验室灭菌方法及技术。
培养基就是可供微生物生长、产卵、新陈代谢的混合养料。
由于微生物具备相同的营养类型，对营养物质的建议也各不相同，加之实验和研究的目的相同，所以培养基的种类很多，采用的原料也各存有差异，但从营养角度分析，培养基中通常所含微生物所所需的碳源、氮源、无机盐、生长素以及水分等。
另外，培养基还应当具备适合的ph值、一定的缓冲器能力、一定的水解还原成电位及最合适的渗透压。
琼脂是从石花菜等海藻中提取的胶体物质，是应用最广的凝固剂。
加琼脂制成的培养基在98～100℃下融化，于45℃以下凝固。
但多次反复融化，其凝固性降低。
任何一种培养基一经做成就应当及时全盘杀菌，以供氢铵培育用。
通常培养基的杀菌使用高压蒸汽杀菌。
1、器皿及材料天平、秤纸、牛角匙、高精度ph试纸、量筒、刻度搪瓷杯、试管、三角瓶、圆柱形、灌装架、移液管及移液管筒、培养皿及培养皿盒、玻璃棒、烧杯、试管架、铁丝筐、剪刀、酒精灯、棉花、线绳、牛皮纸或报纸、纱布、乳胶管、电炉、杀菌锅、干燥箱。
蛋白胨、牛肉膏、nacl、k2hpo4、琼脂、nano3、kcl、mgso4、feso4、蔗糖、麦芽糖、木糖、葡萄糖、半乳糖、乳糖、土豆汁、豆芽计、磷酸铵、5%naoh溶液、5%hcl溶液。
表示药品→熔化→调ph值→融化琼脂→过滤器灌装→缝合标记→杀菌→挂斜面或好像平板。
1培养基的制备1.1秤药品根据培养基配方依次准确称取各种药品，放入适当大小的烧杯中，琼脂不要加入。
蛋白胨极易吸潮，故称量时要迅速。
用量筒挑一定量(约占到总量的1/2)蒸馏水放入烧杯中，在贴有石棉网的电炉上小火冷却，用玻棒烘烤，以免液体外溢。
等待各种药品全然熔化后，暂停冷却，补齐水分。
如果配方中存有淀粉，则先将淀粉用少量冷水阳入成糊状，并在火上冷却烘烤，然后二行程水分及其它原料，等待全然熔化后，补齐水分。
实验七 培养基的配制和灭菌
（二）培养基灭菌
培养基分装好后，塞上棉塞，外面再包一牛皮纸，便 可灭菌。灭菌的时间和温度按各培养基规定进行，以保证 灭菌效果和不损坏培养基的必要成分。培养基经灭菌后， 可放在37恒温箱培养24小时，无菌者方可使用。 在实验室里用得最多的加热灭菌法是高压蒸汽灭菌 和干热灭菌。一般培养基和水等用高压蒸汽灭菌，而玻璃 器皿常用干热灭菌。蒸汽灭菌为105-121℃，15-20分钟， 干热灭菌为160-170℃，1-2小时。目的都是使细菌体内蛋 白质凝固变性而达到灭菌的目的。 在同一温度下，湿热杀菌效力比干热大，因为在湿 热情况下，菌体吸收水分，使蛋白质易于凝固，同时湿热 穿透力强，而且当蒸汽与被灭菌物体接触凝成水分时，又 可放出热量，使温度迅速增高，从而增加灭菌效力。
高压蒸汽灭菌步骤如下： 高压蒸汽灭菌步骤如下：
灭菌器内加入一定量的水，将包扎好的物品放入其中。 1. 灭菌器内加入一定量的水，将包扎好的物品放入其中。 接通电源， 2. 接通电源，进行加热 排除高压锅内的空气，可将排气阀打开， 3. 排除高压锅内的空气，可将排气阀打开，待排出大气后 关闭排气阀；或关闭排气阀，待压力上升到0.5kg/cm2 0.5kg/cm2时再 关闭排气阀；或关闭排气阀，待压力上升到0.5kg/cm2时再 打开排气阀，待压力回复到0时再关闭排气阀。 打开排气阀，待压力回复到0时再关闭排气阀。 当压力达1.05kg/cm2 1.05kg/cm2时 此时灭菌器内的温度为121℃ 121℃， 4. 当压力达1.05kg/cm2时，此时灭菌器内的温度为121℃， 维持20min 对热不稳定的培养基如含有葡萄糖、 20min。 维持20min。对热不稳定的培养基如含有葡萄糖、氨基酸等 物时，应适当降低压力，延长时间。 物时，应适当降低压力，延长时间。 灭菌时间一到，切断电源，待压力降至零时， 5. 灭菌时间一到，切断电源，待压力降至零时，才能打开 排气阀，然后打开灭菌器盖， 排气阀，然后打开灭菌器盖，取出物品
培养基的制备实验报告
培养基的制备实验报告篇一：《培养基的制备与消毒冷冻》实验报告《酵母菌的制备与消毒灭菌》实验报告实验目的1.努力学习和掌握配制培养基（以牛肉粉蛋白胨培养基的培养液配制为例）的一般方法和原理。
2.体会消毒和灭菌的原理，掌握常用灭菌方法的操作步骤。
实验原理培养基是人工配制的微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质，用以培养、分离、鉴定、保存各种微生物或积累代谢产物。
在自然界中．微生物种类繁多，营养类型多样，加之实验和研究的目的不同，所以菌种的种类很多。
但是，不同种类的培养基中所，一般应含有水分、碳源、氮源、能源、无机盐、生长因素等。
不同微生物对PH要求不一样．雷菌和糖类的培养基的pH一般是偏酸性的，而细菌结核杆菌和放线菌的培养基的pH一般为中性或微碱性的(嗜碱细菌和嗜酸细菌例外)。
所以配制培养基前会，都要根据不同微生物的要求将的pH调到合适的范围。
此外，由于配制培养的各类营养物质和容器等含有各种微生物，因此，已配制好的培养基必须立即灭菌．如果来不及灭菌，应暂存冰箱内，以防止其中的微生物生长繁殖而消耗养分和改变培养的酸碱度所带来不利的影响。
高压蒸气放在是将持灭菌的物品灭菌一个密闭的加压灭菌锅内，通过加热，以使灭菌锅套间的水沸腾而产生蒸气。
待急剧地将锅内的冷空气从排气阀中驱尽，然后关闭排气阀．继续加热，此时由于蒸汽不能道出，而增加了灭菌器内的压力，从而使沸点增高，得到高于100℃的温度。
导致菌体蛋白质变性而达到灭菌的目的。
牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普通的细菌基础培养基，有时又称为普通培养基。
由于这种培养基中含有一般细菌生长繁殖所需要的最基本的营养物质，所以可供作微生物生长酵母繁殖之用。
基础琼脂含有牛肉膏、蛋白胨和NaCl。
其中牛肉膏为微生物提供碳源、能源、磷酸盐和维生素，蛋白胨主要化合态提供氮源和钙，而NaCl提供无机盐。
在配制固体培养基时还要加入一定量琼脂作凝固剂，琼脂在常用浓度下96℃时溶化，实际应用时，一般在沸水浴中或下而垫以石棉网煮沸溶化，以免琼脂烧焦。
实验二 培养基的配制及器材的灭菌
实验二培养基的配制及器材的灭菌（3课时）一、实验目的要求1、进一步学习并熟练培养基的制备的方法、步骤和技术。
2、进一步学习和掌握高压蒸汽灭菌的具体操作方法和技术。
3、为下一次实验做好实验前的准备。
二、原理培养基是人工配制的适合于不同微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质，它是进行科学研究，生产微生物制品及应用等方面的基础。
由于各类微生物对营养的要求不同，培养目的和检测需要不同，因而培养基的种类很多，要根据培养目的和检测需要不同，选择配制不同的培养基。
从培养基的用途来区分，培养基可分为选择培养基、增殖培养基、鉴别培养基等。
●选择培养基在培养基中加入某种物质以杀死或抑制不需要的菌种生长的培养基，称之为选择培养基。
如链霉素、氯霉素等抑制原核微生物的生长；而制霉菌素、灰黄霉素等能抑制真核微生物的生长；结晶紫能抑制革兰氏阳性细菌的生长等。
●增殖培养基在自然界中，不同种的微生物常生活在一起，为了分离我们所需要的微生物，在普通培养基中加入一些某种微生物特别喜欢的营养物质，以增加这种微生物的繁殖速度，逐渐淘汰其它微生物，这种培养基称为增殖培养基，这种培养基常用于菌种筛选和选择增菌中。
在某种程度上讲，增殖培养基也是一种选择培养基。
●鉴别培养基在培养基中加入某种试剂或化学药品，使难以区分的微生物经培养后呈现出明显差别，因而有助于快速鉴别某种微生物。
这样的培养基称之为鉴别培养基。
例如用以检查饮水和乳品中是否含有肠道致病菌的伊红美蓝培养基就是一种常用的鉴别性培养基。
有些培养基是具有选择和鉴别双重作用。
例如食品检验中常用的麦康凯培养基是一例。
它含有胆盐、乳糖和中性红。
胆盐具有抑制肠道菌以外的细菌的作用（选择性），乳糖和中性红（指示剂）能帮助区别乳糖发酵肠道菌（如大肠杆菌）和不能发酵乳糖的肠道致病菌（如沙门氏菌和志贺氏菌）。
灭菌原理：高压蒸汽灭菌是将待灭菌的物品放在一个密闭的加压灭菌锅内，通过加热，使灭菌锅隔套间的水沸腾而产生蒸汽。
发酵工程工艺原理复习思考题答案
《发酵工程工艺原理》复习思考题第一章思考题：1 ■何谓次级代谢产物？次级代谢产物主要有哪些种类？举例说明次级代谢产物在食品中的应用及对发酵食品的影响。
P50初级代谢：脂微生物的生长、分化和繁殖所必需的代谢活动而言的。
初级代谢过程所生成的产物就是初级代谢产物'坎级代谢：」是指非微生物生命活动所必须的代谢活动而言.也就是说这种代谢对微生物的生长、分化和繁殖关系不大，生理功能也不十分清楚，但可能对微生物的生存有一定价值。
次级代谢过程所生成的产物就是次级代谢产物。
通常在细胞生成的后期形成。
次级代谢产物有抗生素、生物破、色素和毒素等,2.典型的发酵过程由哪几个部分组成？发酵工程的一般过程可分为三个步骤：第一，准备阶段；第二，发酵阶段；第三，产品的分离提取阶段。
准备阶段的任务包括四个方面，即各种器具的准备.培养基的准备.优良菌种的选择或培育，器具和培养基的消毒。
优良菌种是保证发酵产品质量好、产量高的基础。
优良菌种的取得，最初是通过对自然菌体进行筛选得到的。
20世纪40年代开始使用物理的或化学的诱变剂，如紫外线、芥子气等处理菌种.进行人工诱发突变，从而迅速选育出比自然菌种更优良的菌种。
后来.又运用细胞工程和遗传工程的成果来获取菌种。
例如，使用大肠杆菌生产人类的胰岛素、生长素、干扰毒等等。
在发酵过程中.还要防止“不速之客”来打扰。
发酵工程要求纯种发酵，以保证产品质量因此，防止杂菌污染是确实保证正常生产的关键之一。
其方法是，对于这些不受欢迎的“来客”进行灭菌消毒，在进行发酵之前，对有关器械、培养基等也进行严格的消毒°第二章思考题:1.食品发酵对微生物菌种有何要求？举例说明，>能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并能高产和稳产所需的代谢产物。
>可在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需的酶活性高。
>生长速度和反应速度快，发酵周期短。
>副产物尽量少，便于提纯，以保证产品纯度。
生物工程设备复习大纲
1．1生物反应器设计基础1、发酵罐数的确定。
可参考课件作业1．2通风发酵罐1、通风发酵罐的主要类型及其原理、优缺点或特点。
答：1. 机械搅拌发酵罐(TRC) 工作原理：利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合促使氧在发酵液中溶解，以保证供氧。
优点：高生产效率，高经济效益。
2. 气升式发酵罐(ALR) 工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
特点： 1）反应溶液分布均匀2）较高的溶氧速率和溶氧效率3）剪切力小4）传热良好5）结构简单6）能耗小7）不易染菌8）操作和维修方便3. 自吸式发酵罐 工作原理： 不需空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
优点： (1)不必配备空气压缩机及其附属设备，节约设备投资，减少厂房面积；(2)溶氧速率高，溶氧效率高，能耗较低； (3)生产效率高、经济效率高(4)设备便于自动化、连续化。
缺点： 较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失低高效空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。
4. 通风固相发酵罐 优点：设备简单，投资省。
2、机械搅拌通风发酵罐装配图、各部件作用及原理。
1－轴封 ； 2、20－人孔；3－梯； 4－联轴；5－中间轴承； 6－温度计接口；7－搅拌叶轮； 8－进风管；9－放料口； 10－底轴承；11－热电偶接口； 12－冷却管；13－搅拌轴； 14－取样管；15－轴承座； 16－传动皮带；17－电机； 18－压力表；19－取样口； 21－进料口；22－补料口； 23－排气口；b p t t t +=24－回流口； 25－视镜；3、机械搅拌通风发酵罐轴功率的计算（非通气状态和通气状态注意参数单位）。
非通气状态： 通气状态：1．3嫌气发酵罐1、酒精发酵罐和啤酒发酵罐的结构特点。
实验二 微生物培养基的配制和灭菌
培养基成分 牛肉膏 0.3g;蛋白胨 1g;氯化钠 0.5g;琼脂 2g;蒸馏水
100mL;pH 7.0～7.2;灭菌 1.05kg/cm2，20-25min
用量：
100-150mL/行；制备8-10个平板；2个/组（涂布/划线）
制作斜面（只需1个组制备）：无需抗生素
化学药剂消毒灭菌： 微生物实验室中常用的化学杀菌剂有升汞、甲醛、高锰酸钾、酒 精、碘酒、龙胆紫、石炭酸、漂白粉、新洁尔灭、煤酚皂溶液， 它们有的是杀菌剂，有的是抑菌剂。
培养基和玻璃器材的 灭菌方法
培养基配制的原则
配制培养基的配方，及方法 培养基蒸汽灭菌原理，方法
牛肉膏蛋白胨琼脂培养基
自养细菌能利用铵盐、硝酸盐作为机体生长的氮源与能源， 某些厌氧细菌在厌氧与糖类物质缺乏的条件下，也可以利用 氨基酸作为能源物质。 无机氮源：碳酸铵、硝酸盐、硫酸铵、尿素 有机氮：蛋白胨、牛肉膏、酵母膏等。
生产上常用的氮源有硝酸盐、铵盐、尿素、氨以及蛋白含 量较高的鱼粉、蚕蛹粉、黄豆饼粉、花生饼份、玉米浆等。
培养基的配制原则
一、营养成分 二、PH值 三、渗透压 四、氧化还原电位
培养基的配制原则
一、营养成分 总体原则
1. 根据不同微生物的营养需要配制不同的培养基， 如自养型微生物：由简单的无机物质组成
异养做生物：至少需要含有一种有机物质。
按微生物的主要类群来说，又有细菌、放线菌、酵母
菌和霉菌之分。它们所需要的培养基成分也不同，分别
实验程序2:分离培养微生物常用器皿的准备
清洗一些玻璃仪器：如三角烧瓶、试管、培养皿、吸管等。 棉塞的制作
包装培养皿和吸管等。
湿热灭菌法原理
培养基的制备及消毒与灭菌ppt实用资料
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• 在使用高压蒸气灭菌锅灭菌时，灭菌锅内冷空 气的排除是否完全极为重要，因为空气的膨胀 压大于水蒸气的膨胀压，所以，当水蒸气中含 有空气时，在同一压力下，含空气蒸气的温度 低于饱和蒸气的温度。
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不能灭菌的物质：
• 硝化丙烷 、硝化甘油、硝化纤维，含氮硅酯。 • 三硝基苯、三硝基甲苯、苦味酸、和其它爆炸性
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牛肉膏蛋白胨培养基的制备
❖ 牛肉膏蛋白胨培养基是一种应用最广泛和最普 通的细菌基础培养基；
❖ 牛肉膏为微生物提供碳源、能源、磷酸盐和维 生素；
❖ 蛋白胨主要提供氮源和维生素； ❖ NaCl提供无机盐； ❖ 在配制固体培养基时还要加入一定量琼脂作凝
固剂； ❖ 用稀酸稀碱将其pH调至中性或微碱性。
• 要检查压力表上的指数为“0Mpa”后才能打开 锅盖。
• 外来物质（金属、液体）不能堵塞通风孔，否则 会引起装置故障、起火、短路。
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一般培养基用0.1Mpa，121.5℃,15～ 30min可达到彻底灭菌的目的。灭菌的温度 及维持的时间随灭菌物品的性质和容量等 具体情况而有所改变。例如含糖培养基用 0.06Mpa,112.6℃灭菌，然后以无菌操作手 续加入灭菌的糖溶液。又如盛于试管内的 培养基以0.1Mpa,121.5℃灭菌20min即可， 而盛于大瓶内的培养基最好以0.1Mpa， 122℃灭菌30min。
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半合成培养基
❖ 在以天然有机物作为微生物营养来源的同时，适 当补充一些成分已知的化学药品所配制的培养基 叫半合成培养基。大多数微生物都能在此种培养 基上生长，应用广泛。
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液体培养基的制备及杀菌设备(1)
H 1.5D 1.51.2 1.8m
液体培养基的制备及杀菌设备
（3）醪液下降管（排醪管）的直径：设糊化醪液密度＝1090kg/m3，取醪 液在排醪管内下降为1m/s，则醪液下降管管径D:
D
4 11354 .8 0.0607 m
又称煮沸锅或称浓缩锅， 用于麦汁的煮沸和浓缩， 把麦汁中多余水分蒸发， 使麦汁达到要求浓度，并 加入酒花，浸出酒花中的 苦味及芳香物质；还有加 热凝固蛋白质、灭菌、灭 酶的作用。
液体培养基的制备及杀菌设备
• 麦芽汁煮沸锅
有列管式内加 热器的煮沸锅
具两段内加 热器的煮沸锅
煮沸锅与外加热 器的组合方式1
液体培养基的制备及杀菌设备
❖ 淀粉质原料的蒸煮糖化设备
➢ 蒸煮设备
多采用连续式蒸煮，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。
• 罐式连续蒸煮 蒸煮温度可高可低，节约能耗；设备简单，操作容易，制造方便。
液体培养基的制备及杀菌设备
• 罐式连续蒸煮
蒸煮罐
罐式连续蒸煮糖化流程
3600 1090 1
可选用φ68mm×4mm的无缝钢管。
（4）醪液下降管的长度：
选用L=8m。
L 10.33 572 7.77m
760
液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 糖化设备
• 连续糖化罐
把已将温至60～62℃的糊化醪，与糖化醪液或曲乳液混合，将60℃下 维持30～45min，保持流动状态，使淀粉在酶的作用下变成可发酵性糖。
1.糊化：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，使原料的淀粉细胞膜 和植物组织破裂，即破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物质流出，呈溶解 状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖。采用的方法 是用加热蒸汽加热蒸煮。
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 真空冷却器
3
4 2
1 5
真空冷却装置图
为了更完全地从料液中分离蒸汽，真空冷却器中蒸
汽上升速度不应超过1m／s，醪液在下降管中流速
为0.8～0.5m可编／辑s版。
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液体培养基的制备及杀菌设备
真空冷却器的计算
例题：已知从汽液分离器排除顶糊化醪量为12000kg/h,其比热容为3.6kJ/（ kg.K）,温度为100℃，要求冷却至65℃，计算真空冷却器的基本尺寸。 解：（1）真空冷却器内产生的二次蒸汽量：
常用的灭菌方法有： (1)化学试剂灭菌：常用试剂有甲醛、氯、高锰酸钾、环氧乙烷等；
量微生物进行灭菌，以保证发酵过程中原料无杂菌污染，使
酒精发酵能顺利进行。
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液体培养基的制备及杀菌设备
❖ 淀粉质原料的蒸煮糖化设备
➢ 蒸煮设备
多采用连续式蒸煮，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。
• 罐式连续蒸煮 蒸煮温度可高可低，节约能耗；设备简单，操作容易，
液体培养基的制备及杀菌设备
❖ 糖蜜原料的稀释与澄清
糖蜜稀释器
对糖蜜进行稀释、酸化、灭菌和增加营养盐等处理所用的 设备。
间歇式稀释器
通常为一敞口容器，内安有搅拌装置或用通风代替搅拌， 使糖蜜与水达到均匀稀释。
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1
液体培养基的制备及杀菌设备
❖ 糖蜜原料的稀释与澄清
➢ 糖蜜连续稀释器
水平式连续稀释器：主体为一圆筒形水平管，沿管长在管 内装有若干隔板和筛板，将其分成若干空段。
Q 12 3 .0 6 10 0 6 0 0 5 15k 1/h J 2 000
查水蒸气表和二次蒸汽在65℃时的汽化潜热 r＝2343.4kJ/kg, 故真空冷却器内产生的二次蒸汽量为 ：
m1512 6 04 0 .25 k 0g /h
23.4 43
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液体培养基的制备及杀菌设备
煮沸锅与外加热 器的组合方式1
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煮沸锅与外加热 器的组合方式2
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液体培养基的制备及杀菌设备
• 糖化醪过滤槽
平底筛过虑槽
快速过虑槽
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Байду номын сангаас
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液体培养基的制备及杀菌设备
啤酒酿造工艺流程
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 液体培养基的灭菌
灭菌：指用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中所有有生命物质的 技术或工艺过程。
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 啤酒生产中麦芽汁的制备
• 糊化锅
• 球形锅中麦芽汁的循环图
h1
h2
f1
f2
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 啤酒生产中麦芽汁的制备
• 糖化锅
使麦芽糖与水混合，并 保持一定温度进行蛋白质 分解和淀粉糖化。
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 啤酒生产中麦芽汁的制备
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液体培养基的制备及杀菌设备
（3）醪液下降管（排醪管）的直径：设糊化醪液密度＝1090kg/m3，取醪 液在排醪管内下降为1m/s，则醪液下降管管径D:
D 4 36 1 0 110 3 .0 85 9140 0.06m 07
可选用φ68mm×4mm的无缝钢管。
（4）醪液下降管的长度：
L1.0 3 35727.77m
➢ 淀粉质原料蒸煮糖化的目的
1.糊化：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，使 原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，即破坏原料中淀粉颗粒 的外皮，使其内容物质流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉， 以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖。采用的方法是用 加热蒸汽加热蒸煮。
2.灭菌：借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大
与65℃相对应的真空度为76.3kPa（572mmHg）,在此温度下蒸汽的密度 为0.1611kg/m3,则二次蒸汽的体积流量为：
qv06.14.6 25 1410m 03/5h
经真空器 冷内 却排 后1 出 ， 2 6 0 的 从 .0 4 2 ＝ 1 0 5 醪 冷 1.8 3 k液 却 /g 5 h 4
是蒸发冷却器，又是糖 化器，简化了设备。
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 啤酒生产中麦芽汁的制备
两器组合：仅由糖化锅兼麦汁过滤槽和糊化锅兼煮沸锅两 锅组成。用于小型啤酒厂； 四器组合：四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁蒸煮锅； 六器组合：在四器的基础上，增加一只过滤槽和一只麦汁 煮沸锅；或两只糖化－糊化两用锅，两只过滤槽和两只麦 汁蒸煮锅。
制造方便。
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液体培养基的制备及杀菌设备
• 罐式连续蒸煮
蒸煮罐
罐式可连编续辑蒸版煮糖化流程
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 真空冷却器
真空冷却：物料在一定真空度下蒸发部分水，
需要汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被 冷却到真空相应的温度。
真空冷却器中真空度产生：一般要借助于水力 喷射泵或蒸汽喷射泵，连续地抽去真空冷却器中 的二次蒸汽。
• 麦芽汁煮沸锅
又称煮沸锅或称浓缩锅， 用于麦汁的煮沸和浓缩， 把麦汁中多余水分蒸发， 使麦汁达到要求浓度，并 加入酒花，浸出酒花中的 苦味及芳香物质；还有加 热凝固蛋白质、灭菌、灭 酶的作用。
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液体培养基的制备及杀菌设备
• 麦芽汁煮沸锅
有列管式内加 热器的煮沸锅
具两段内加 热器的煮沸锅
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液体培养基的制备及杀菌设备
❖ 糖蜜原料的稀释与澄清
➢ 糖蜜连续稀释器
• 立式连续稀释器
• 错板式连续稀释器
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液体培养基的制备及杀菌设备
❖ 糖蜜原料的稀释与澄清
➢ 糖蜜连续稀释器
• 膨缩式连续稀释器
• 变管径式连续稀释器
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液体培养基的制备及杀菌设备
❖ 淀粉质原料的蒸煮糖化设备
760
选用L=8m。
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 糖化设备
• 连续糖化罐
把已将温至60～62℃的糊化醪，与糖化醪液或曲乳液混合，将60℃下 维持30～45min，保持流动状态，使淀粉在酶的作用下变成可发酵性糖。
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液体培养基的制备及杀菌设备
➢ 糖化设备
• 真空糖化装置
优点：真空糖化器既
（2）真空冷却器的直径和高度：取器内二次蒸汽的上升速度不超过1m/s， 则真空冷却器的直径D：
D
4qV
vs
4 430600501.2m
一般真空冷却器的径高比为为：1：1.5～2，现取D：H=1：1.5，则真空
冷却器的圆柱部分高H：
H 1 .5 D 可1 . 编5 辑 版1 .2 1 .8 m