好氧发酵实验

生物工程专业综合（设计）性大实验

报告书

(好氧发酵)

学生姓名：

学号：

班级：生工2102

专业：生物工程

指导教师：葛飞

2013 年12月

生物工程专业设计（综合）实验

安徽工程大学实验报告书

学生姓名：学号：专业班级：生工2102

实验类型：□验证■综合□设计□创新实验日期：12.27~12.29 实验成绩：一、实验背景

纳豆菌通常为（0.7-0.8）um×(2.0-3.0)um,革兰氏阳性。生长在葡萄糖琼脂的细胞原生质染色均匀。芽孢椭圆形或柱状，中生或偏中生，即使孢囊膨大，也不显著，有鞭毛，能运动。生长温度最高位45-55℃，最低为5-20℃。孢子耐热性强。

好氧发酵主要用于污水处理、有机肥发酵、及其他工业生产。好氧发酵作用大反映相比厌氧发酵速度快但需要通气。

二、实验目的

本实验是在生物工艺学基础上模拟工业好氧发酵过程，验证模拟过程中的糖量、菌体浓度、PH的变化，熟悉好氧菌的发酵过程。

（1）了解好氧发酵的工艺流程。

（2）熟悉各个参数测量的方法原理。

（3）分析过程出现的问题。

三、实验原理及步骤

3.1 培养基配制

3.1.1原理

培养基是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及生长素和水等。有的培养基还含有抗菌素、色素、激素和血清

本实验采用的是纳豆菌，纳豆菌属于细菌。一般采用葡萄糖蛋白胨液体培养基用于种子培养和发酵培养。其中葡萄糖为主要碳源，蛋白胨为氮源，酵母膏、NaCl，KH2PO4，K2HPO4作为无机盐，为微生物提供钾，磷，镁，钠离子等。培养基配好后，用稀酸或稀碱将pH调至所需酸碱度或自然pH。

3.1.2仪器与设备

三角烧瓶，烧杯，玻璃棒，分析天平，牛角匙，pH计，高压蒸汽灭菌锅，

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好氧实验

废报纸，纱布和麻绳等。

3.1.3培养基配方

种子培养基配制

培养基配方如下：

葡萄糖0.5g

蛋白胨0.5g

酵母膏0.25g

水50ml

pH 7.0

发酵培养基配制

培养基配方如下：

葡萄糖30g

蛋白胨7.5g

NaCl 7.5g

K2HPO4 6g

KH2PO4 3g

水1500ml

pH 7.0

4操作步骤

称量

熔化

调pH

分装：发酵培养基分装15瓶250ml三角烧瓶，每瓶100ml。

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包扎

灭菌：将上述培养基以0.1MPa，115℃，30min高温蒸汽灭菌。

3.2好氧发酵培养

3.2.1原理

把好氧微生物接种到其相应的培养基上通入无菌的压缩空气或者接触空气在合适的温度、pH值等条件下进行发酵。

3.2.2仪器与设备

移液枪，无菌接种室，酒精灯，酒精，棉花，恒温振荡箱等。

3.2.3培养操作步骤

1）种子培养

挑取2ml纳豆菌菌种，接种到50ml种子培养基（250ml三角瓶）中于30℃、150r/min条件下摇数培养24h。

发酵培养

将种子培养液以2%（2ml）的接种量接入100ml发酵培养基（250ml三角瓶）中于30℃、150r/min摇数培养48h。

前24h每4h取样测定，后24h每2h测定一次，记录数据。测定内容：生长曲线，pH，残糖。

3.3培养液pH测定

pH 值是水溶液中氢离子活度的表示方法。溶液的pH 值使用酸度计测定。水溶液的pH 值通常以玻璃电极为指示电极、饱和甘汞电极为参比电极进行测定。

3.3.1原理

pH 值定义为氢离子活度的负对数，即pH=-logaH+，但氢离子活度却难以由实验准确测定。在实际工作中，pH 值按下式测定：pH=pHs+(E-Es)/k 式中：E 为含有待测溶液（pH）的原电池电动势（伏）；

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Es 为含有标准缓冲液（pHs）的原电池电动势（伏）；

k 为与温度（t）有关的常数[k=0.05916+0.000198(t-25℃)]。

3.3.2仪器与设备

烧杯，pH计等。

3.3.3操作步骤

1)打开pH计开关，使用前先将pH计探头放入装有清水的烧杯中润洗，取出。

2）将pH计探头放入刚从培养箱中取出的培养液中，记录pH计上的pH数值。

3）将pH计探头再次放入装有清水的烧杯中润洗。

3.3.4注意事项

pH计探头要轻拿轻放。

pH计探头要润洗。

使用完后要及时关掉。

3.4微生物生长曲线测定

3.4.1原理

将一定量的细菌转入新鲜培养液中，在适宜的培养条件下细胞要经历延迟期、对数期、稳定期、衰亡期4个阶段。以培养时间为横坐标，以细菌数目的对数或生长速率为纵坐标所绘制的曲线称为该细菌的生长曲线。

3.4.2仪器与设备

移液管，试管，试管架，分光光度计等。

3.4.3操作步骤

比浊测定

用自来水作为空白对照，选用600nm波长进行光电比浊测定。以培养液测定，对细胞浓度密度大的培养液适当稀释后测定，使其光密度值在0.1~0.65之内。

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分别在培养0,4,8,12,16,20,24,28,32,36,38,40,42,44,46和48h时，取出培养液按上述方法操作测定OD值。

四、实验数据

五、小结

通过本次实验进一步了解了纳豆菌，熟悉了培养基的运用，对好氧发酵过程各个参数的变化加深了印象，更加熟练的使用分光光度计，熟悉了接种的过程、移液枪的使用和无菌操作技术。通过与酒精发酵实验的对比认识了厌氧与好氧发酵的特点区别：好氧发酵周期短、产量大、可以产生高附加值物品，但是投资大，技术要求高。厌氧发酵就简单多了但也有各自的缺点。这次试验让我们进一步将理论用于实际，强化了用理论去分析问题，解决实际问题的能力。锻炼了我们的团结协作能力，动手能力让我们获益匪浅。

六、参考文献

[1] 朱菊红楼卫红薛才利何德员陈宝锋喷旋式好氧发酵罐在制药洛伐他汀生产中的应用《化工设备与管道》2002年05期

[2]黄义彬;李卿;张莉;周康;郑丽;张建宇发酵床垫料无害化处理技术研究[J];贵州畜牧兽医;2011年05期

[3] 方明庠薛才利何德员喷环式好氧发酵罐在柠檬酸生产中的开发与应用《浙江化工》2000年01期

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