酵母菌的高密度发酵
酵母高密度发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸(SAM)技术
酵母高密度发酵生产S-腺苷-L-蛋氨酸（SAM）技术我们用酵母发酵生产SAM，在5L反应器中SAM产量可达7.5g/L,生物量干重达到110g/L。
本实验室与以上单位所比，具有以下优势：（1）将高密度发酵平台技术（国家863项目）成功应用于SAM的生产,与传统发酵相比，本实验室注重从代谢调控角度进行生产。
（2）可以非常好的达到与谷胱甘肽，麦角固醇联产，工艺比较成熟。
与基因工程菌及其他菌种相比，本实验室保藏的酵母具有稳定性好，基本不退化，维护费用低的特点S-腺苷-L-蛋氨酸又称S-腺苷甲硫氨酸，简称SAM，具有治疗肝病，抑郁症和关节炎的强大疗效。
1，宏观市场前景和微观市场容量药用SAM由德国基诺（Knoll）药厂在上世纪70年代首先用于临床，目前以在意大利，德国，美国，西班牙，俄罗斯，法国和中国等国作为抗抑郁药，关节炎药和肝病药应用于临床。
同时SAM在食品添加剂中也有广泛应用。
根据Health Business Partner统计的美国销售额数据，SAM在2000年特殊营养补充品中的销售额中名列第四。
SAM医药级在美国的售价达2000美元/kg。
我国各类关节炎患者达到1.2亿，抑郁症患者1600万，乙肝病毒携带者1.2亿，加上酒精和药物对肝损害的患者，人群更是巨大。
目前，在国内销售的SAM只有德国基诺药厂生产的‘思美泰’，作为肝病治疗药物，在国内销售价格昂贵，片剂日最大服用单价为117.6元，针粉剂为170元/日。
以2000年为例，思美泰在京，沪，穗三地的销售额分别占护肝剂销售总额的4.2%，10.92%，11.03%，医药用药金额排序紧跟甘利欣和易善力（肝得健）之后。
可见，SAM的多元性的功能特点决定了其无论是在国内市场，还是在国内市场，都有巨大的需求，并有着不断增长的趋势。
2，技术所处的研究阶段即可工业化的程度工业化生产1，发酵单位: 5-6g/L.2，产品收率: 50%3，产品纯度: 98%4，产品成本: 600-700元/公斤3，工业化实施的条件（生产装置建设投入及相关公用工程）年产量20吨计算,发酵罐全容积为20立方米,2个，设备总投资2800万元.每批操作时间为2天（发酵时间44~48h，）,发酵罐装料系数为80％,产SAM 7.5g/L，收率70％。
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法是液体培养方法。
该方法可以在较短的时间内培养大量的酿酒酵母，保证其高密度发酵效果。
下面将介绍该方法的步骤和相关参考内容。
1. 选材和接种选择优质的酿酒酵母菌株作为起始接种源。
酿酒酵母菌株应具有良好的酒精耐受性和产酒酵母所需的其它特性。
参考内容：Chen, X., & Xu, D. (2019). Efficient production of bioethanol from waste cellulosic biomass by engineered industrial Saccharomyces cerevisiae. Bioresource technology, 273, 578-585.2. 培养基配制配制适宜的液体培养基，包括碳源、氮源、矿质盐和一些必要的辅助成分。
碳源通常选择葡萄糖或麦芽糖，氮源可选择酵母膏、酵母提取物或氨基酸等。
参考内容：Swings, J., & De Ley, J. (1977). Gaffkya tetragena genetics and taxonomy. International journal of systematic bacteriology, 27(4), 297-305.3. 培养条件控制调节培养的温度、pH值和氧气供应等条件。
适宜的温度和pH 值有助于提高酵母的生长速率和代谢活性。
氧气供应通常通过搅拌或通气的方式进行控制。
参考内容：Li, H., & Shen, Y. A. (2008). Progress on the continuous production of bioethanol by immobilized yeast cell bioreactor. Renewable Energy, 33(5), 1097-1105.4. 发酵过程监测通过定期取样并测量关键参数来监测发酵过程。
酵母菌的高密度发酵
3.发酵液流变学
一般发酵液视为拟均相,而在高密度发酵时, 不能忽视菌体所占的体积,表现为气液固三相。 另外,高密度发酵液的粘度也会大幅度增加, 表现为非牛顿型流体,对氧的传递和营养物的 传质都产生较大影响。
4.高密度发酵的研究进展
发酵方式 的选择 提高氧的 供应方法 防止乙醇 的产生 发酵液流 变学
4.4发酵液流变学
对气液固三相发酵液来讲,一般文献大多强 调气液传递,而忽略了液固传递的影响。而在 高密度发酵中,菌体成份不能忽视。李佐虎教 授提出的外界周期刺激强化细胞膜传质新理 论无疑对这方面的研究提供了指导意义。对 于高粘度发酵体系,气升式发酵罐较机械式搅 拌罐具有较强的优势。
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酵母菌的高密度发酵
发酵工程 课程设计第四组
1.什么是高密度发酵
指培养液中工程菌的菌体浓度在50gDCW （菌体干重）/L以上，理论上的最高值可达 200gDCW/L的发酵方式。 高密度发酵可以提高发酵罐内的菌体密度， 提高产物的细胞水平量，相应的减少了生物 反应器（发酵罐）的体积，提高单位体积设 备的生产能力，降低生物量的分离费用，缩 短生产周期，从而达到降低生产成本，提高 生产效率的作用。
3.限制酵母菌高密度发酵的因素
营学
1.营养源 高密度发酵的生物量达150g/L到200g/L,需要投入2 倍到5倍于生物量的基质,加上利用率,实际用量远高 于此值。如按葡萄糖计,酵母菌体得率在好氧条件下, 葡萄糖的理论值是菌体的2倍,而实用为4倍到10倍;在 厌氧条件下,理论值和实用值分别为9倍和60倍到80 倍。根据米氏动力学理论,当营养增加到一定量时 (10ks至20ks),生长显示饱和型动力学,进一步增加底 物浓度,就可能发生一种基质抑制区,表现为迟滞期延 长,比生长速率下降,菌体得率下降。对某些常用营养 的极限指标是铵盐5g/L,磷酸盐10g/L,NaCl10g/L至 20g/L,乙醇100g/L,葡萄糖100g/L。
酵母工程菌细胞高密度发酵的研究进展
酵母工程菌细胞高密度发酵的研究进展用分子生物学技术将编码外源蛋白或多肽的基因引入酵母菌，构建重组酵母工程菌表达抗原或细胞因子等，用于制备相应的生物制品，是研究开发新生物制品的重要趋势之一。
20世纪80年代，默克和史克公司用重组酿酒酵母菌（Saccharomyces cere －visiae ）表达的乙型肝炎表面抗原（HBsAg ）制备乙型肝炎疫苗，是最早用重组酵母制备生物制品的成功范例。
现已用重组酵母工程菌制备乙型肝炎疫苗、HPV 疫苗、人血清白蛋白（HSA ）和细胞因子；近年来，用重组酵母工程菌，特别是甲醇营养型酵母工程菌高效表达外源蛋白或多肽已成为相关研究的热点之一。
用甲醇营养型酵母，主要是汉逊酵母（Hanse-nula polymorpha ）和毕赤酵母（Pichia postoris ）已实现了HBsAg 、HPV -VLP 、戊型肝炎病毒（HEV ）ORF2、sHSA 、水蛭素及多种细胞因子等的高表达。
由于装备技术与成本的限制及生物制品生产中对制品批次质量控制要求的综合考虑等，用于酵母工程菌培养的生产发酵罐容积一般小于1000L （葛兰素维康制备乙型肝炎疫苗的发酵罐容积为1500L ）。
在保持外源蛋白或多肽表达水平不降低的前提下，在容积有限的发酵罐中实现酵母工程菌的高密度发酵，是维持制品生产规模和控制成本的重要技术途径。
影响酵母细胞高密度发酵的主要因素有工程菌本身的生物学特性和发酵工艺特点、培养基种类与配方、发酵罐的结构和性能、发酵过程各项重要工艺参数或变量的控制等。
重要工艺参数或变量包括溶氧、pH 值、温度、培养基营养成分补料、压力、搅拌转速、通气流量、CO 2、有害代谢产物积累和发酵液流变学性质等。
培养基中甲醇含量、其消耗与补充流量的控制，是影响甲醇营养型酵母工程菌培养后期去阻遏和表达外源蛋白或多肽的表达效率的关键因素。
在确保工程菌表达产率不变和表达产物性质稳定的前提下，将众多因素及其相互影响整合优化为一项发酵工艺，实现酵母工程菌细胞的高密度发酵，是一项复杂的、综合性很强的研发工作；在实现酵母工程菌高密度发酵的同时，提高表达产物的产率和活性则更具挑战性，国内外学者及企业为实现上述目标进行了大量研究。
酵母菌的高密度发酵
5g
7g 0.56g 1000ml
总计 （用量）
1015g 99g 1.8g 72g 90g 24.5g 2.4g 7g 0.56g 1000ml 1.8ml
2013.5.23— 2013.5.26 上交课程设计说明书，并由指导老师填写评语和成绩。
任务下达日期：
2013 年 5 月 13 日
任务完成日期：
2013 年 5 月 26 日
指导教师（签名）：
学生（签名）：
酿酒酵母的高密度发酵
摘要：高密度培养酿酒酵母的生长状况，用上海联环生物工程设备有限公司的型号：
-1-
发酵液的流变学 接种量 生长抑制性物质
酿酒酵母发酵条件的确定： 接种量：3% 温度：30℃ PH：5.0 OD 溶解度：20%~80% 罐压：0.05Mpa CO2 溶解度：1%-3% 转速：300-400 调节 PH：氨水 补料时间：有待观察 通气量：100L/h
2.设计方案
2.1 酿酒酵母简介
15g/L,PH5.0. 发酵培养基：（NH4）2SO4 15g/L，KH2PO4 8.0g/L，MgSO4 3.0g/L,酵母膏 15g/L ，消泡剂
0.3ml/L，ZnSO4 0.4g/L. 流加培养基：KH2PO4 9.0g/L,MgSO4 2.5g/L,K2SO4 3.5g/L,Na2SO4 0.28g/L,葡萄糖 500g/L。 调节 PH 的氨水浓度：30%氨水
SGJ-10L 发酵罐，采用分批补料培养技术，维持葡萄糖的浓度处于一定浓度，并用分批 补加氮源，同时溶氧控制在 20%~80%。转速 300~400rpm。培养期间每隔 4h 测一次数据， 主要测量还原糖含量，氨基氮含量，菌体密度。
关键词：酿酒酵母 高密度培养 菌体浓度
马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究
马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究马克斯克鲁维酵母是一种重要的酿酒酵母，在啤酒、葡萄酒等酿造过程中起着至关重要的作用。
为了提高酵母的发酵能力和生产效率，研究人员一直在探索酵母的高密度发酵条件的优化方法。
本文将从酵母的特点、高密度发酵条件的影响因素及优化策略等方面展开讨论，深入探究马克斯克鲁维酵母高密度发酵条件的优化研究。
一、酵母的特点马克斯克鲁维酵母是一种产生二氧化碳和乙醇的真菌，它能够通过对葡萄糖和其他碳源的代谢来生存并繁殖。
与其他微生物相比，酵母具有以下特点：1.耐酒精性强：酵母可以在酒精浓度高达15%~20%的环境中生存，这种耐酒精性是其在酿造过程中能够承受高浓度乙醇的重要保障。
2.快速繁殖：在适宜的温度和营养条件下，酵母的繁殖速度非常快，可以在短时间内达到高浓度。
3.耐受低温：一些酵母菌株可以在低温下存活，并在一定条件下进行代谢活动，这使得酵母在冷酿啤酒和低温发酵的工艺中得以应用。
二、高密度发酵条件的影响因素高密度发酵是指将酵母细胞数量提高到较高水平，以达到提高生产效率和降低生产成本的目的。
高密度发酵条件的优化需要考虑以下因素：1.温度：发酵过程中温度的控制对酵母的生长和代谢至关重要。
过高或过低的温度都会对酵母的发酵效果产生负面影响。
2. pH值：pH值的变化会直接影响酵母细胞的酶活性和代谢产物的生成，因此在发酵过程中要注意控制pH值的稳定。
3.氧气供应：氧气对酵母的生长和代谢有着重要影响，充足的氧气供应可以提高酵母的活力和产出。
4.营养物质：酵母需要各种营养物质来维持生长和代谢，因此在高密度发酵条件下要充分供给必要的营养物质。
5.搅拌速度：适当的搅拌速度可以保证酵母细胞与培养液充分混合，有利于氧气的传递和代谢物的转移。
三、高密度发酵条件的优化策略为了提高马克斯克鲁维酵母的发酵效率和生产能力，必须对高密度发酵条件进行良好的优化。
以下是一些优化策略的建议：1.确定最佳的温度和pH值范围：通过实验确定最适宜马克斯克鲁维酵母的温度和pH值范围，以提高酵母的发酵效率。
发酵工程课程设计酵母菌高密度发酵
我们选取的罐压为0.05Mpa.
CO2的影响
酵母生长过程中产生大量的CO2对细胞 具有直接的毒害作用，而且溶解于发酵 液中会导致pH值的下降。发酵液中的 CO2的溶解度达到7.04%就可抑制酵母 细胞的生长，高于4%则生长下降，一 般发酵液中的CO2的溶解度应控制在 1%~3%之间。
溶解氧（DO）的影响
DO是发酵工程中的一个关键限制因素，是高 细胞密度发酵过程中影响酵母生长的重要因 素之一。在高密度发酵的后期由于细胞密度 的扩增，耗氧量极大，发酵罐的各项物理参 数不能满足对氧的供给，造成DO下降，细胞 生长减慢。
溶解氧（DO）范围：40%<DO<60%.
增加发酵液中DO的方法
影响酵母高细胞密度发酵的因素
• 培养基的营养物质 • 溶解氧（DO） • 压力 • CO2 • 温度 • pH值 • 发酵液的流变学 • 接种量 • 生长抑制性物质
培养基的营养物质的影响
所需营养物质：水分、碳源物质、 氮源物质、无机元素、生长因子
培养基中的基质的种类和浓度直接影响到细胞的代 谢变化和产物的合成。在发酵前期，碳源和氮源的 浓度迅速下降，在中后期主要用于合成产物，其浓 度下降趋于平稳。碳源和氮源的比例偏小，会导致 细胞生长旺盛，提前衰老自溶；而其比例偏大，则 细胞繁殖数量少，代谢不平衡，不利于产物积累。
• 维生素：在1L溶液中含有维生素H0.05g， 泛酸钙1.0g，烟酸1.0g，肌醇25.0g,对氨基 苯甲酸0.2g，硫胺素1.0g，吡哆醇1.0g。
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法酿酒酵母是一种广泛应用的微生物，被用于生产啤酒、葡萄酒、烈性酒等多种酒类。
为了提高酒类的品质和产量，酵母的高密度发酵培养技术逐渐成为研究热点。
本文将介绍一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法。
一、培养基选择培养基是酵母高密度发酵的基础，其成分和配比对发酵效果有着重要的影响。
以葡萄糖、酵母粉为基础配方，加入一定量的氮源、微量元素、维生素等成分，可制备出生长迅速的培养基。
二、罐内发酵方法罐内发酵又称低削减法发酵，是一种高效的酿酒酵母培养技术。
罐内发酵可以利用罐内喷射气体、调节罐体液位和控制酵母密度等手段，实现高密度的酵母发酵过程。
通常，罐体内的酵母密度可以达到10亿/mL以上。
酵母密度越高，发酵剂的产量也越大。
三、发酵过程控制为使酵母高密度发酵过程顺利进行，要对各项发酵参数进行严格控制，包括pH值、温度、氧气供应、液位等。
通常，发酵过程分为两个阶段：生长阶段和发酵期。
在生长阶段，必须控制适宜的温度和氧气供应，促进酵母的快速生长和繁殖。
在发酵期，需要控制pH值和酵母密度，调整发酵条件，使其符合酿酒工艺的要求。
四、灭菌处理培养过程中，为了杜绝污染和保证酿酒酵母的稳定性，必须对生产线上的设备、培养罐和培养基等进行严格的灭菌处理。
灭菌可以采用物理或化学方法，如高温蒸汽、紫外线照射、乙醛气体等，目的是消除微生物的污染。
总的来说，酿酒酵母高密度发酵培养技术是一项研究难度大、技术门槛高、操作复杂的技术，其成功与否与酵母菌株的选取、培养基的配制、罐内发酵的操作水平、发酵过程参数的调控等因素密不可分。
只有全面考虑各个环节的影响，才能实现高密度的酿酒酵母发酵过程，提高酿酒工艺的效率与品质。
酵母菌高密度发酵
课程设计课程名称：发酵工程设计题目：酵母菌高密度发酵院系：生物与食品工程学院学生姓名：******学号：************专业班级：10生物工程（2）班指导教师：******2013年5月24日课程设计任务书酵母菌高密度发酵摘要：分批培养是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。
补料分批培养则是在培养过程中间歇或连续的添加新鲜培养基。
本次实验分别通过补料分批培养与分批培养，测定相应的pH值、溶氧量、生物量、残糖量等，并比较分批培养和分批补料培养酵母细胞发酵过程的过程规律，从而达到优化酵母的发酵过程的目的。
关键词：高密度发酵；补料分批培养；酵母发酵过程目录1.设计背景 (1)2设计方案 (1)2.1分批发酵 (2)2.2补料分批发酵 (2)3.实施方案 (3)3.1材料与方法 (3)3.1.2菌种 (3)3.1.3培养基 (3)3.1.4仪器与设备 (3)3. 1.5试剂 (3)3.2培养基配制、分装和灭菌 (3)3.2.1配制PDA培养基 (3)3.2.2发酵罐培养基分装及灭菌 (4)3.2.3玻璃器皿包装及灭菌 (4)3.2.4种子液的制备 (4)3.2.5接种 (4)3.2.6实时监测p H和溶氧量 (4)3.2.7补料 (4)3.3酿酒酵母发酵液残糖量测定 (4)3.4残糖量测定 (5)3.5酿酒酵母发酵液生物量的测定 (5)4.结果与讨论 (6)4.1结果与讨论分析 (6)5.收获与致谢 (8)6参考文献 (9)酵母菌是一些单细胞真菌，并非系统演化分类的单元。
酵母菌是人类文明史中被应用得最早的微生物。
可在缺氧环境中生存。
目前已知有1000多种酵母，根据酵母菌产生孢子（子囊孢子和担孢子）的能力，可将酵母分成三类：形成孢子的株系属于子囊菌和担子菌。
不形成孢子但主要通过出芽生殖来繁殖的称为不完全真菌，或者叫“假酵母”（类酵母）。
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法是采用分批喂养法，即在培养前期采用较小的发酵罐进行预培养，待酵母菌体生长达到一定程度后再转移到大型发酵罐进行高密度发酵。
具体步骤如下：
1. 选取适宜的培养基。
酿酒酵母适宜生长的培养基为含有葡萄糖、酵母粉等营养物质的液体培养基。
2. 酵母菌体的预培养。
将适量的酵母菌体接入小型发酵罐中，进行预培养。
此时，控制好温度、氧气供应量等条件，使酵母菌体得到良好的生长。
3. 转入大型发酵罐进行发酵。
在酵母菌体生长到一定程度时（一般为菌体生长至罐体积的1/3~1/2时），将其转入大型发酵罐中进行高密度发酵。
在发酵过程中，要不断调整pH值、温度、氧气供应量等因素，以保证发酵过程的顺利进行。
4. 酵母菌体分离和提取。
在发酵完成后，采用离心等方法将酵母菌体分离出来，然后进行干燥处理或者进一步提取。
通过采用分批喂养法进行高密度发酵，可以有效地控制发酵过程中的环境参数，促进菌体的快速生长和繁殖，从而提高酵母的发酵效率和产量。
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法酿酒酵母高密度发酵是一种制备高质量酒精的关键过程。
通过合理的高密度发酵培养方法可以实现酿酒酵母的高效、稳定和持续的发酵，从而提高酒精发酵的产率和质量。
下面将介绍一种通用的酿酒酵母高密度发酵培养的方法及其相关参考内容。
1. 酵母的高密度发酵培养过程酵母在高密度发酵中的生长和代谢过程包括酵母细胞的生长、繁殖、营养物质吸收和代谢产物的生成。
这些过程受到多种因素的影响，包括培养基的组成、温度、pH值、氧气供应和搅拌等。
2. 培养基的配方在酿酒酵母高密度发酵中，培养基的组成是至关重要的因素。
通常的配方包括碳源、氮源、维生素和微量元素等。
碳源和氮源是细胞生长和代谢的最基本原料，其中葡萄糖、麦芽糖等是常用的碳源，而酵母膏、酵母提取物等则是常用的氮源。
此外，维生素和微量元素对于酵母的生长和代谢同样重要，如维生素B族、钾、钙、镁等。
根据所需的生长和代谢状态，可以针对性地调整培养基的配方。
3. 温度和pH值的控制温度和pH值是影响酵母生长和代谢的主要因素。
在高密度发酵中，通常将温度控制在28-32℃之间，使酵母可以在适宜的温度下进行生长和代谢。
同时，pH值的控制也应该结合不同阶段的生长和代谢要求，调整培养基中的缓冲剂、质子化合物等，使其维持在适宜的水平。
4. 氧气供应和搅拌氧气是酵母生长和代谢所必需的重要因素。
在高密度发酵过程中，应该通过适当的氧气供应和搅拌来维持酵母细胞内的氧气浓度，从而满足其生长和代谢的能量需求。
通常情况下，通过气嘴和搅拌器等设备来控制氧气的供应和搅拌，以保障酵母高密度发酵的效果。
5. 科学的发酵监测和控制最后，高密度发酵过程需要科学的监测和控制手段，以保证其稳定、高效和持续。
这包括对酵母的生长和代谢状态、酒精发酵的进展、培养基的成分与条件等进行实时的监测和分析，结合相关的电子设备和流程控制系统，以实现高密度发酵的真正意义上的自动化控制。
综上所述，酿酒酵母高密度发酵培养的方法是一个复杂的过程，需要基于科学的原理与技术手段进行。
毕赤酵母高密度发酵实验流程
毕赤酵母高密度发酵实验流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法
一种酿酒酵母高密度发酵培养的方法酿酒酵母高密度发酵培养的方法是一项以生物技术为基础的工艺，它从酿酒酵母的生长特性和代谢特点出发，利用科学的手段在发酵环境中创造出理想的条件，使酵母能够持续运作并快速繁殖，从而达到高效的酿酒效果。
下面介绍一些实现高密度发酵的方法：1.选择合适的酿酒酵母种类酿酒酵母种类非常多，每种酵母的特点不同，对于不同类型的酒品，需要选用不同的酵母种类进行发酵。
对于酿酒酵母高密度发酵而言，最好选择一些生长迅速，代谢能力强的菌株。
在选用酿酒酵母菌株时，也要特别注意其抑菌能力是否较强，是否对发酵环境中的抑菌剂具有耐受性，以保证其能够顺利发酵。
2.优化营养环境充分营养是酵母生长繁殖的基本条件，因此，对于高密度发酵来说，需要提供充足的营养物质，比如氮源（氨基酸、尿素、硝酸盐等）、糖类、脂肪酸等。
此外，为了提高酵母的耐受性和稳定性，还可以添加一些维生素、微量元素等物质。
通过给予合适的营养物质，可以促进酵母代谢活性的提高，从而实现高密度发酵。
3.控制培养环境条件发酵过程中的温度、pH值、通气量、搅拌速度等多个培养条件都会影响到酵母的发酵性能，因此需要仔细地控制这些条件。
为了促进酵母的生长繁殖，温度通常设置在28-35℃之间，pH值控制在4.5-6.0范围内，通气量和搅拌速度则根据不同的培养系统进行调整。
4.使用良好的培养设备酵母高密度发酵需要用到培养设备，如震荡培养器、平板摇床、发酵罐等。
在选择和使用这些设备时，需要考虑设备的容量、通气量、温度控制能力等方面，以确保其能够满足高密度发酵的要求。
总之，酿酒酵母高密度发酵需要科学合理地设计和控制发酵过程中的多个环节，综合运用以上方法可以有效地提高酵母产量和发酵效率。
酵母菌的高密度发
高密度发酵方式的研究进展
• • • • 1 2 3 4 发酵方式的选择 提高氧的供应方法 防止乙醇的产生 发酵液流变学
发酵方式选择
• 补料分批发酵 • 重复补料 • 连续发酵
结果
• 补料分批发酵和重复补料分批发酵的菌体 浓度均在 150 g/ L 以上, 连续发酵的菌体浓 度 50g/ L , 而它们的生产率分别为 6 . 97 g/ L. h. ,10 . 9 g/ L. h. 和 10 g/ L. h. 。因此, 重复补料发酵是经济、 有效的高密度发酵 方式
酵母菌的高密度发酵98
摘要 高密度发酵是酵母工业的发展趋势。本文 分析了限制酵母菌高密度发酵的可能因素，并 讨论了高密度发酵的研究进展和研究方向。最 后介绍了高密度发酵的清洁生产工艺。
酵母菌
• 酵母工业具有特殊的优越性 • 首先, 因为酵母菌生长繁殖快、代期短 • 其次, 酵母菌含有极丰富的蛋白质、氨基酸、 酶系和生理活性物质 • 第三, 酵母菌生产不受季节、 气候和地区的 限制 • 第四, 酵母与其他微生物相比, 具有易于收 集, 代谢方式多样性, 对环境的适应性较强 和人们易于接受等特性。
酵母广泛应用
• 酵母产品一般分为面包酵母、 食用酵母、 药用酵母和饲料酵母等几大类
• 酵母产品的竞争优势最终是要归于以低生 产成本生产高质量产品。 对于酵母发酵来 讲, 由高浓度培养措施, 实现高密度培养, 即 可达到高生产率, 相应地缩小生物反应器的 容积和降低生物量的分离费用。
限制因素
• 1营养源（营养供给不适宜） • 2生长抑制性物质（生产抑制性物质的积累） • 3发酵液流变学
提高氧的供应方法
• 现在小型发酵罐中一般采用同纯氧混合通 气来提高氧分压 • 大型发酵罐中采用在培养液中添加过氧化 氢，采用和小球藻混合培养方法，在培养 基中添加血红蛋白或氟化物乳剂的方法
酿酒酵母高密度发酵技术分析
酿酒酵母高密度发酵技术分析作者：刘锋来源：《食品安全导刊》2024年第07期作者简介：刘锋（1981—），男，北京人，硕士。
研究方向：合成生物学，发酵工程。
摘要：本文从酿酒酵母高密度发酵技术原理入手，明确了酿酒酵母的生长特性、代谢途径以及关键参数等，探讨了酿酒酵母高密度发酵关键环节，包括酵母菌种的选育、发酵条件的控制，以及酵母细胞的培养等，总结提出了酿酒酵母高密度发酵技术方法，并针对酿酒酵母高密度发酵技术的优势与挑战，以及技术应用领域进行了概述。
此次研究结果可为实践研究提供理论参考和技术指导，同时可充实相关理论研究内容，有助于推动相关技术发展。
关键词：酿酒；酵母；高密度发酵技术Analysis of High-Density Fermentation Technology of Saccharomyces cerevisiaeLIU Feng（Beijing Fresta Technologies Co.， Ltd.， Beijing 100176， China）Abstract： Starting from the principle of high-density fermentation technology of Saccharomyces cerevisiae， this paper clarified the growth characteristics， metabolic pathways and key parameters of Saccharomyces cerevisiae， discussed the key links of high-density fermentation of Saccharomyces cerevisiae， including the breeding of yeast species， the control of fermentation conditions， and the culture of yeast cells. The results of this study can provide theoretical reference and technical guidance for practical research， enrich the content of relevant theoretical research，and help promote the development of related technologies.Keywords： brewing; yeast; high density fermentation technology隨着生物技术的迅猛发展，酿酒酵母作为一种重要的工业微生物，在高密度发酵技术中的应用受到了广泛关注。
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课程设计说明书课程名称：发酵工程设计题目：酵母菌的高密度发酵院系：生物与食品工程学院学生姓名：吴亚非学号：201006040051专业班级：10 生物技术指导教师：马瑞霞2013年5月26日课程设计任务书设计题目酵母菌的高密度发酵学生姓名吴亚非所在院系生物与食品工程学院专业、年级、班10级生物技术设计要求：1、设计题目选择要求紧扣发酵工程相关教学内容和生产实际。
2、要充分查阅相关背景资料，了解相关内容的前沿进展及存在问题。
3、设计说明书应字迹清楚文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其他书籍或杂志的材料必须注明出处。
4、实验方案要切合实际，严密合理6、设计结束后，以个人为单位提交设计说明书一份（后附流程图）。
学生应完成的工作：1、在老师的指导下确定设计题目。
2、学生查阅相关文献和资料制定实验路线，并有指导老师检查实验路线的合理性和可操作性。
3、学生在实验室完成既定方案。
4、完成课程设计说明书的初稿，经过指导老师的帮助修改，最后定稿。
参考文献阅读：[1]李寅等著，高细胞密度发酵技术[M]，化学工业出版社，2006-10-01，230-280[2]陈思如，萧熙佩酵母生物化学[M]，济南：山东科学技术出版社，1990年[ 3 ] ( 日) 山根恒夫( 周斌译) , 生化反应工程( 第二版)[M] , 西安: 西安大学出版社, 1992: 243[4]Craig. T.B. and Trotter S G Intern. Symp. SCP. A lgiers A lgoria, O ct, 1983:17-20[5]陈洪章，李佐虎，酵母菌的高密度发酵[J]，工业微生物，1998-28-1工作计划：2013.5.11分组并确认指导老师，在老师指导下查阅文献，确定题目。
2013.5.12----2013.5.13 进行理论试讲阶段，确定实验路线，然后确定实验方案。
2013.5.14----2013.5.17 进行实验操作和书写设计说明书。
2013.5.18----2013.5.22 修改说明书，和指导老师沟通。
2013.5.23—2013.5.26 上交课程设计说明书，并由指导老师填写评语和成绩。
任务下达日期：2013年5月13日任务完成日期：2013年5月26日指导教师（签名）：学生（签名）：目录摘要 (1)关键词 (1)1.设计背景 (2)1.1高密度发酵的概念 (2)1.2酿酒酵母发酵过程状态 (2)1.3酿酒酵母的发酵条件 (2)2.设计方案 (3)2.1酿酒酵母简介 (3)2.2实验流程 (4)3.方案实施 (5)3.1材料 (5)3.2种子液的培养 (6)3.3发酵罐的准备 (6)3.4发酵罐的灭菌 (6)3.5接种操作 (6)3.6发酵过程中的补料 (6)3.7取样与分析方法 (7)3.8发酵罐的倒罐 (7)4.结果和结论 (8)4.1测量数据如下： (8)4.2实验曲线图及结果分析 (8)5.收获与致谢 (11)6.参考文献 (12)7.附件 (13)酿酒酵母的高密度发酵摘要：高密度培养酿酒酵母的生长状况，用上海联环生物工程设备有限公司的型号：SGJ-10L发酵罐，采用分批补料培养技术，维持葡萄糖的浓度处于一定浓度，并用分批补加氮源，同时溶氧控制在20%-80%。
PH5.0，转速300-400rpm。
培养期间每隔4h测一次数据，主要测量还原糖含量，氨基氮含量，菌体密度。
关键词：酿酒酵母;高密度培养；菌体浓度1.设计背景1.1高密度发酵的概念高细胞密度发酵是一个相对的概念,一般指发酵液中细胞浓度在30g/L以上。
但是对于一些极端微生物或自养微生物，细胞浓度如果达到1g/L也算比较高的细胞密度[1]。
酵母菌的高密度发酵是一个相对概念,一般指发酵液中酵母浓度在30 g /L以上。
酵母高密度理论值上限是多少呢? 山根恒夫[3]以面包酵母细胞在发酵液中所占体积分率的大小加以说明,不含上清液的菌体浓度最大为280g/L ,该值为物理上限。
假定细胞为形, 以最大密度堆积,可得细胞真正所占有的体积为整个细胞沉淀层体积的74% ,因此,高密度浓度可达150~ 200g /L。
一般酵母厂每升发酵液中酵母干菌体重在30 g以下[4]。
要达到高密度发酵并非易事。
限制酵母菌高密度发酵的因素主要表现在营养供给不适宜、生产抑制性物质的积累和发酵液流变学特性的影响。
1.2酿酒酵母发酵过程状态酵母菌是一种兼性厌氧菌,当酵母在低浓度的葡萄糖中进行好氧生长时，它能把葡萄糖分解成二氧化碳和水。
当酵母在厌氧条件下生长时,葡萄糖主要生成乙醇和二氧化碳。
早在巴斯德时代,人们已知道大量通风不长生乙酸,并且采用了补料技术（1915年）。
但由于酵母菌的乙醇发酵酶系是组成酶,不受其他影响,而其呼吸酶系是阻遏酶系,受其他条件影响较大[2]。
在发酵中如果提高发酵液中的碳源含量,酵母菌就会生成乙醇或乙酸,但其生物量则有所下降;如果将碳源保持在最低水平,就会限制酵母的生长.而利用分批补料发酵的方式，既可以满足高密度发酵时酵母细胞对营养源的大量需求,又能减少生长抑制物质的产生。
1.3酿酒酵母的发酵条件影响酿酒酵母高细胞密度发酵的因素：培养基的营养物质溶解氧（DO）压力CO2温度pH值发酵液的流变学接种量生长抑制性物质酿酒酵母发酵条件的确定：接种量：3%温度：30℃PH：5.0OD溶解度：20%-80%罐压：0.05MpaCO2溶解度：1%-3%转速：300rpm-400rpm调节PH：氨水补料时间：有待观察通气量：100L/h2.设计方案2.1酿酒酵母简介酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是发酵工业最常用的菌种之一酵母属大约包括40种，每个种都能通过出芽产生球状或椭圆状的细胞。
酿酒酵母的细胞为球形或者卵形，直径5-10μm，其繁殖方式为出芽生殖。
生长条件偏酸性，最适PH3.5-5.0.2.2实验流程器材、试剂、菌种的准备→种子培养液的配制与灭菌→摇瓶接种发酵罐的安装及调试→发酵罐的清洗→发酵培养基的配制灭菌→发酵罐的接种↓发酵罐条件的控制↓取样↓清洗发酵罐←培养基灭菌处理←发酵结束←补料及调节PH↑流加培养基的配制及灭菌打扫实验室→实验结束3.方案实施3.1材料3.1.1酿酒酵母由生物与食品工程学院实验室购买的酿酒酵母 3.1.2培养基种子培养基：葡萄糖25g/L,尿素3g/L ，KH 2PO 4 10g/L,MgSO 4 2.5g/L,酵母膏15g/L,PH5.0.发酵培养基：（NH 4）2SO 4 15g/L ，KH 2PO 4 8.0g/L ，MgSO 4 3.0g/L,酵母膏15g/L ，消泡剂 0.3ml/L ，ZnSO 4 0.4g/L.流加培养基：KH 2PO 4 9.0g/L,MgSO 4 2.5g/L,K 2SO 4 3.5g/L,Na 2SO 4 0.28g/L,葡萄糖500g/L 。
调节PH 的氨水浓度：30%氨水 3.1.3试剂和器材（1）试剂：葡萄糖、酵母膏、尿素、KH 2PO 4 、（NH 4）2SO 4、MgSO 4 、ZnSO 4、K 2SO 4、Na 2SO 4、 氨水、消泡剂(2)器材：电子天平、钥匙、量筒、烧杯、玻璃棒、3个1000ml 三角瓶、恒温摇床、超净工作台、高压蒸汽灭菌锅。
3.1.4发酵仪器与设备培养基种子培养基（3摇瓶用量） 发酵培养基 （用量） 流加培养基 （用量）总计（用量） 备注葡萄糖 15g 1000g 1015g酵母膏 9g 90g 99g 尿素 1.8g 1.8g KH2PO4 6g 48g 18g 72g （NH4）2SO4 90g 90g MgSO4 1.5g 18g 5g 24.5g ZnSO4 2.4g 2.4g K2SO4 7g 7g Na2SO4 0.56g 0.56g 氨水（30%） 1000ml 1000ml 消泡剂 1.8ml 1.8ml空压机；发酵罐；蒸汽加热器；分光光度仪；等3.2种子液的培养用接种环从保存斜面中接一环至装液量为60ML的1000ML摇瓶中， 250r/min,30℃，摇瓶培养24h，制作三瓶种子液。
3.3发酵罐的准备3.3.1发酵罐的清洗发酵罐的清洗发酵罐使用前后都应认真清洗，特别是前后两次培养采用不同的菌株时，更应注意清洗和杀菌工作。
发酵罐内可进行清洗的任何部分都应认真清洗，否则都可能成为杂菌的滋生地。
易被忽略而未能充分清洗的地方有喷嘴内部与取样管内以及罐顶等处。
3.3.2发酵罐溶氧电极和PH电极的校正用标准溶液校正电极3.4发酵罐的灭菌配制发酵培养基并加入发酵罐进行灭菌①排气管为硅胶管,一端装有过滤装置，以保证蒸汽能自由出入发酵罐，同时不会出现染菌现象．②取样口上连接一段硅胶管，在硅胶管上安装节流夹，以防止培养基在灭菌时流出。
③装入发酵罐容积60％的培养基后，通入高压蒸汽加热发酵罐,在121℃下灭菌20min。
当灭菌完成后，确认排气口正常后，以0.3~5L/min的通气量通入过滤气体．接通冷却水管脚开挽拌在低转速下进行培养基的冷却．3.5接种操作接种是在发酵罐顶部接种口进行。
适当降低通风量，在接种口四周缠绕上经酒精浸泡的脱脂棉，点燃后戴上石棉手套,迅速打开接种口，将菌种加入到发酵罐中，接种量为3％，然后将接种口盖子在火焰中灭菌后盖好。
在30℃，pH5.0下进行，搅拌速度为300rpm。
通气量100L/h.的条件下进行发酵培养。
3.6发酵过程中的补料进行补料培养基的配制灭菌后，用补料瓶进行补料，期间要注意无菌操作和要注意蠕动泵运转中自于硅胶管的弯曲折叠，出现的阻塞现象以及水的渗漏等问题。
特别需要注意在一定的阶段泡沫有可能大量生成。
3.7取样与分析方法3.7.1还原糖含量的测定还原糖含量测定用的是菲林试剂法。
3.7.2氨基氮含量的测定氨基氮含量的测定用的是甲醛滴定法3.7.3菌体浓度的测量用分光光度仪在OD600下测定菌液的吸光度.对于高于1.0的菌液要进行稀释，并进行吸光度的测定。
此时菌体密度即为吸收值与稀释倍数的乘积。
自培养操作开始起，每4h取一次样。
取样时将取样管口流出的最初15mL左右培养液作为废液，取随后流出的培养液10mL。
3.7.4结果的整理以时间为横坐标，分别以OD值、氨基氮含量、还原糖含量等为纵坐标做图。
3.8发酵罐的倒罐发酵过程结束，需要灭菌后再进行罐内培养基的处理。
处理培养基后进行发酵罐的清洗，保持发酵罐的干燥和完好。
并进行实验室的清洁工作。
到此实验结束。
4.结果和结论4.1测量数据如下：酵 母 菌 的高 密 度 培 养取样次数第一次 第二次 第三次 第四次第五次第六次时间 16日22:2017日04:0117日07:4517日13:2017日14:2017日18:50OD 值培养基 T 97.70% 98.20% 98.80% 99.80% 99.90% 99.70% A 0.0070.0080.0070.0020.002 0.002 菌体T 60.10% 31.20% 44.80% 13.20% 23.20% 11.20% A0.220 0.506 0.350 0.875 0.638 0.957 氨基氮测定V ml 5.6 6.2 6.1 6.1 5.4 4.9 还原糖测定 ml1.41.21.01.00.90.6注：OD 值第五次和第六次测定是稀释四倍;氨基氮测定空白对照消耗NaOH Vo=0.2ml ，V 是消耗NaOH 的体积补料时间分别为发酵开始后6h 、5h 、4h 、4h. 4.2实验曲线图及结果分析4.2.1OD 值与菌体浓度生长曲线图一：OD 值与菌体浓度的关系4.2.2氨基氮含量曲线图二：发酵过程中氨基氮的含量变化4.2.3还原糖含量曲线图三：发酵过程中还原糖含量的变化4.2.4实验结果分析图一：微生物OD值是反映菌体生长状态的一个指标，OD是optical delnsity（光密度）的缩写，表示被检测物吸收掉的光密度。