发酵工艺控制pH值参数
pH值对微生物发酵的影响及其控制
pH值对微生物发酵的影响及其控制一、pH值对发酵的影响发酵培养基的pH值,对微生物生长具有非常明显的影响,也是影响发酵过程中各种酶活的重要因素。
pH值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响有以下几个方面:①影响酶的活性,当pH值抑制菌体中某些酶的活性时,会阻碍菌体的新陈代谢;②影响微生物细胞膜所带电荷的状态,改变细胞膜的通透性,影响微生物对营养物质的吸收和代谢产物的排泄;③影响培养基中某些组分的解离,进而微生物对这些成分的吸收;④pH值不同,往往引起菌体代谢过程的不同,使代谢产物的质量和比例发生改变。
培养基中营养物质的代谢,是引起pH值变化的主要原因,发酵液pH值的变化乃是菌体代谢的综合效果。
由于pH值不当,可能严重影响菌体的生长和产物的合成,因此对微生物发酵来说有各自的最适生长pH值和最适生产pH值。
各种不同的微生物,对pH值的要求不同。
多数微生物生长都有最适pH值范围及其变化的上下限:上限都在8.5左右,超过此上限,微生物将无法忍受而自溶;下限以酵母为最低(2.5)。
但菌体内的pH值一般认为是中性附近。
pH值对产物的合成有明显的影响,因为菌体生长和产物合成都是酶反应的结果,仅仅是酶的种类不同而已,因此代谢产物的合成也有自己最适的pH值范围,如合成青霉素的最适pH值范围为6.5~6.8。
这两种pH值的范围对发酵控制来说都是很重要的参数。
另外,pH值还会影响某些霉菌的形态。
一般认为,细胞内的H+或OH-能影响酶蛋白的解离度和电荷情况,改变酶的结构和功能,引起酶活性的改变。
但培养基的H+或OH-并不是直接作用在胞内酶蛋白上,而是首先作用在胞外的弱酸(或弱碱)上,使之成为易于透过细胞膜的分子状态的弱酸(或弱碱),它们进入细胞后,再行解离,产生H+或OH-,改变胞内原先存在的中性状态,进而影响酶的结构和活性。
所以培养基中H+或OH-是通过间接作用来产生影响的。
pH值还影响菌体对基质的利用速率和细胞的结构,影响菌体的生长和产物的合成。
工业发酵主要类型及主要控制参数
工业发酵主要类型及主要控制参数工业发酵是利用微生物在适宜条件下生长和代谢产物的过程。
它是一种常见的生物技术方法,广泛应用于食品、药品、饲料和化妆品等行业。
工业发酵可以分为多种类型,每种类型都有其特定的控制参数。
1.醇类发酵:醇类发酵是指利用微生物将可溶性糖转化为醇类化合物的过程。
常见的醇类发酵包括乙醇发酵和丙酮发酵。
乙醇发酵主要利用酵母菌将葡萄糖转化为乙醇,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
丙酮发酵主要利用丙酮菌将二糖转化为丙酮,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
2.酸类发酵:酸类发酵是指利用微生物将可溶性糖转化为有机酸的过程。
常见的酸类发酵包括乳酸发酵、醋酸发酵和柠檬酸发酵。
乳酸发酵主要利用乳酸菌将葡萄糖转化为乳酸,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
醋酸发酵主要利用醋酸菌将酒精转化为醋酸,主要控制参数包括温度、氧供给和培养基成分。
柠檬酸发酵主要利用柠檬酸菌将糖转化为柠檬酸,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
3.氨基酸发酵:氨基酸发酵是指利用微生物将有机物质转化为氨基酸的过程。
常见的氨基酸发酵包括谷氨酸发酵、赖氨酸发酵和组氨酸发酵。
谷氨酸发酵主要利用谷氨酸菌将有机物质转化为谷氨酸,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
赖氨酸发酵主要利用赖氨酸菌将有机物质转化为赖氨酸,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
组氨酸发酵主要利用组氨酸菌将有机物质转化为组氨酸,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
4.抗生素发酵:抗生素发酵是指利用微生物产生抗生素的过程。
常见的抗生素发酵包括青霉素发酵、链霉素发酵和红霉素发酵。
青霉素发酵主要利用青霉菌将有机物质转化为青霉素,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
链霉素发酵主要利用链霉菌将有机物质转化为链霉素,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
红霉素发酵主要利用红霉菌将有机物质转化为红霉素,主要控制参数包括温度、pH值、氧供给和培养基成分。
发酵工艺控制——PH
发酵工艺控制—— pH对发酵的影响及控制发酵过程中培养液的pH值是微生物在一定环境条件下代谢活动的综合指标,是一项重要的发酵参数。
它对菌体的生长和产品的积累有很大的影响。
因此,必须掌握发酵过程中pH的变化规律,及时监测并加以控制,使它处于最佳的状态。
尽管多数微生物能在3~4个pH单位的pH范围内生长,但是在发酵工艺中,为了达到高生长速率和最佳产物形成,必须使pH在很窄的范围内保持恒定。
一、PH对发酵的影响微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围,大多数细菌生长的最适pH 范围在6.3~7.5,霉菌和酵母生长的最适pH范围在3~6,放线菌生长的最适pH范围在7~8。
有的微生物生长繁殖阶段的最适pH范围与产物形成阶段的最适pH范围是一致的,但也有许多是不一致的。
表7-1列举了几种生长最适pH范围与产物形成最适pH范围不一致的例子。
pH还会影响菌体的形态。
例如,产黄青霉细胞壁的厚度随pH的增加而减小;当pH低于6时,菌丝的长度缩短,直径为2~3μm,当pH=7或>7时,直径为2~18μm,酵母状膨胀菌丝的数目增加。
pH下降后,菌丝形态又恢复正常。
pH还影响细胞膜的电荷状态,引起膜的渗透性发生改变,进而影响菌体对营养物质的吸收和代谢产物的形成。
对产物的稳定性同样有影响。
除此之外,pH对某些生物合成途径有显著影响。
例如,丙酮丁醇发酵中,细菌增殖的pH范围是5.5~7.0为好,发酵后期pH=4.3~5.3时积累丙酮丁醇,pH升高则丙酮丁醇产量减少,而丁酸、乙酸含量增加。
又如,黑曲霉在pH=2~3时产生柠檬酸,pH近中性时,积累草酸和葡萄糖酸。
谷氨酸发酵中,pH=7或微碱时形成谷氨酸,pH酸性时产生N—乙酰谷酰胺。
从以上看出,为要更有效地控制生产过程,必须充分了解微生物生长和产物形成的最适pH范围。
二、影响发酵pH的因素发酵过程中,pH的变化是微生物在发酵过程中代谢活动的综合反映,其变化的根源取决于培养基的成分和微生物的代谢特性。
发酵工艺对食品中酸度的调节与控制
发酵工艺对食品中酸度的调节与控制发酵工艺对食品中酸度的调节与控制食品酸度是指食品中酸性物质的含量,是食品口感和品质的重要指标之一。
酸度的调节与控制在食品加工中具有重要意义,能够改善食品的口感、延长保质期并增加食品的营养价值。
发酵工艺是一种常用的调节和控制食品酸度的方法。
本文将介绍发酵工艺对食品中酸度的调节与控制的原理和应用。
首先,发酵工艺对食品酸度调节的原理是通过微生物的代谢活动产生酸性物质。
在发酵过程中,食品中的碳水化合物被微生物分解为有机酸、乳酸、醋酸等物质,从而降低食品的pH值,增加酸度。
常用的发酵微生物包括酵母菌、乳酸菌和醋酸菌等。
这些微生物在适宜的温度、pH值和氧气条件下,通过发酵过程将原料转化为有机酸,实现对食品酸度的调节。
其次,发酵工艺对食品酸度的控制是通过调控发酵条件和微生物活性来实现的。
发酵条件包括温度、pH值、氧气供应和营养物质等。
不同的发酵条件会对微生物的代谢活动和酸性物质的产生产生影响,进而影响食品的酸度。
温度是影响发酵速率和微生物活性的关键因素,不同微生物对温度的适应性也不同。
pH值是指发酵液的酸碱度,不同的微生物对pH值的适应范围也不同。
氧气供应对于需氧微生物的生长和代谢过程至关重要。
营养物质是微生物生长和繁殖的原料,不同的营养物质可以通过发酵过程转化为有机酸。
通过调控发酵条件和微生物活性,可以精确控制食品的酸度,以实现对食品品质的调控。
发酵工艺在食品加工中的应用广泛。
例如,酸奶是通过将乳牛奶添加乳酸菌进行发酵制作而成的。
乳酸菌分解乳糖产生乳酸,使乳汁的pH值降低,从而形成酸奶的酸味。
酸奶具有丰富的乳酸菌和其他营养物质,能够有效调节消化系统菌群平衡,提高免疫力。
另外,发酵面包也是一种常见的发酵食品。
在制作过程中,酵母菌将面团中的糖分解为二氧化碳和乙醇,使面团发酵膨胀,增加面包的体积和松软度。
此外,发酵酱菜和酿造酱油等发酵食品也是通过微生物代谢活动产生的有机酸调节食品的酸度。
发酵工艺的过程控制
发酵工艺的过程控制引言发酵工艺是一种将有机物质通过微生物的作用转化为需要的产物的过程。
在发酵过程中,微生物通过吸收养分、产生代谢产物和释放能量,完成了物质的转化。
为了保证发酵过程的高效和稳定,控制发酵过程至关重要。
本文将介绍发酵工艺的过程控制,包括控制参数和控制策略。
1. 发酵过程的控制参数发酵过程的控制参数是指影响发酵过程的参数,包括温度、pH值、溶氧量、搅拌速度、发酵菌种等等。
这些控制参数对于发酵过程的高效和稳定起到了重要的作用。
1.温度:发酵过程中适宜的温度可以促进微生物的生长和代谢活动。
不同的发酵过程需要不同的温度,一般在微生物的最适生长温度附近,通常在25-42摄氏度之间。
2.pH值:发酵过程中的pH值对微生物的生长和代谢活动有重要影响。
不同的微生物对于pH值的需求不同,一般在微生物最适生长pH值的附近维持。
3.溶氧量:溶氧量是指发酵液中的氧气饱和度。
微生物在发酵过程中需要氧气进行呼吸和代谢活动。
合适的溶氧量可以提高发酵效率和产物质量。
4.搅拌速度:搅拌速度对于发酵液中的微生物的分散性和氧气气液传递有着重要影响。
适当的搅拌速度可以保证发酵液中的微生物充分接触营养物质和氧气。
5.发酵菌种:选择适宜的发酵菌种对于发酵过程的控制至关重要。
合适的发酵菌种应具备高发酵活力、产物合成能力和抗污染能力。
2. 发酵过程的控制策略为了实现对发酵过程的有效控制,需要采取相应的控制策略。
以下是几种常见的发酵过程控制策略。
1.反馈控制:反馈控制是根据实时的监测数据对发酵过程进行调节。
通过监测发酵过程中的温度、pH值、溶氧量等参数,将实际参数与设定值进行比较,根据误差进行反馈调整,以维持发酵过程的稳定性。
2.前馈控制:前馈控制是根据预期的发酵过程需求提前对控制参数进行调整。
通过事先设定好的控制策略,根据发酵过程中的状态进行预测和计算,提前对控制参数进行调整,以达到预期的控制效果。
3.比例积分控制:比例积分控制是通过调整控制器的比例参数和积分参数来改变控制器的工作方式。
常用发酵产品配方和工艺
常用发酵产品配方和工艺集团企业公司编码:(LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-部分发酵产品配方和工艺;青霉素菌种:产黄青霉H一110;培养基:发酵培养;6.5,空气流量6L/min,转速300r/mi;发酵培养:种子培养基移入发酵罐后(接种量为:1O;罐顶压力0.06Mpa,用4mol /LNaoH和;发酵培养基:黄豆粉1.5%,棉籽粉2%,花生粉3;种子培养阶段通风1:0.5/min.;头孢菌素发酵参考环境:5~100吨罐,搅拌转速1部分发酵产品配方和工艺青霉素菌种:产黄青霉H一110;培养基:发酵培养基,一玉米浆,磷酸二氢钾,碳酸钙,麸质粉,葡萄糖。
将长好的种子移入5m。
自动发酵罐。
发酵过程各参数控制:PH值6.0~6.5,空气流量6L/min,转速300r/min,培养温度25℃,单糖浓度46.8%,发酵全过程采用控制补料。
从60小时带放后每4小时补加一次玉米浆,每次补入35ml直到放罐。
发酵单位测定是利用高压液相色谱仪用外标法测定。
发酵培养:种子培养基移入发酵罐后(接种量为:1O%),培养温度维持在26℃,通气率为Ivvm,罐顶压力0.06Mpa,用4mol/LNaoH和1mol/LH2SO4维持PH6.5左右。
发酵培养基:黄豆粉1.5%,棉籽粉2%,花生粉3%,磷酸二氢钾0.1 5%,硫酸铵1%,碳酸钙0.15%,葡萄糖0.30%,苯氧乙酸0.57%,硫酸钠0.54%,发酵菌种:产黄青霉,发酵周期140小时。
种子培养阶段通风1:0.5/min.头孢菌素发酵参考环境:5~100吨罐,搅拌转速115转/分,罐压0. 5公斤,最高通风量1:1/分,pH在7左右,(1)种子培养基:玉米浆、蔗糖、葡萄糖、DL一蛋氨酸、豆油、CaCO3,pH:6.5~6.6。
(2)发酵培养基:玉米浆、淀粉、糊精、蛋氨酸、葡萄糖、豆油、CaCO3,MgSO4,(NH 4)2S04,FeSO4,MnSO4,ZnSO4,CuSO4,pH:6.0~6.1。
果酒发酵ph变化曲线
果酒发酵ph变化曲线果酒是一种以水果为原料,经过发酵制成的酒类饮品。
在果酒的制作过程中,发酵是一个至关重要的环节。
而发酵过程中pH值的变化对果酒的质量和口感有着重要的影响。
本文将探讨果酒发酵过程中pH值的变化曲线。
首先,我们需要了解什么是pH值。
pH值是用来表示溶液酸碱性强弱的指标,其数值范围从0到14。
pH值小于7的溶液被称为酸性溶液,pH值大于7的溶液被称为碱性溶液,而pH值等于7的溶液则被称为中性溶液。
在果酒的发酵过程中,pH值的变化与微生物的活动密切相关。
首先,当果汁中的天然酵母菌开始进行发酵时,它们会分解果汁中的糖分,产生乙醇和二氧化碳。
这个过程会导致果汁中的pH值下降,变得更加酸性。
这是因为乙醇的生成会释放出氢离子,使溶液中的酸性物质增加。
随着发酵的进行,果汁中的糖分逐渐减少,乙醇的浓度逐渐增加。
这个阶段的pH值变化曲线呈现出一个下降的趋势,但下降的速度会逐渐减缓。
这是因为乙醇的生成会抑制酵母菌的生长和活动,导致发酵速度减慢。
当果汁中的糖分几乎被完全消耗时,发酵过程进入最后阶段。
此时,乙醇的浓度达到最高点,而pH值也趋于稳定。
这是因为乙醇的生成和酵母菌的生长活动达到了一个平衡状态,不再对pH值产生明显的影响。
除了酵母菌的活动,果酒发酵过程中的其他因素也会对pH值的变化产生影响。
例如,果汁中的酸度和碱度会影响发酵过程中pH值的起始点和变化幅度。
此外,温度、氧气和营养物质的供应等因素也会对发酵过程中的pH值变化产生影响。
总结起来,果酒发酵过程中的pH值变化曲线呈现出一个先下降后趋于稳定的趋势。
这是由于酵母菌的活动和乙醇的生成对pH值产生影响。
了解果酒发酵过程中pH值的变化规律,有助于控制发酵过程,提高果酒的质量和口感。
然而,需要注意的是,不同种类的果酒在发酵过程中的pH值变化曲线可能会有所不同。
因此,在实际生产中,需要根据具体的果酒种类和工艺要求来调整和控制发酵过程中的pH值。
总之,果酒发酵过程中pH值的变化曲线是一个复杂而重要的研究课题。
果酒发酵ph变化曲线
果酒发酵ph变化曲线果酒发酵是一个复杂的生物化学过程,其中pH值是一个重要的参数。
pH值是衡量溶液酸碱性的指标,直接反映了发酵过程中的酸度和微生物的生长环境。
在果酒发酵过程中,pH值的变化曲线可以分为以下几个阶段:发酵起始阶段:在这个阶段,水果中的糖分被酵母菌利用进行酒精发酵。
初始时,pH值大约在3.5-4.0之间,这是由于水果中的有机酸和其他酸性物质的存在。
在这个阶段,酵母菌开始繁殖,pH值逐渐上升。
酒精发酵阶段:在这个阶段,酵母菌利用糖分产生酒精和二氧化碳。
随着发酵的进行,酵母菌消耗了溶液中的糖分,产生了大量的酒精。
同时,二氧化碳的释放也会影响溶液的酸碱度。
在这个阶段,pH 值逐渐上升,达到约4.5-5.0。
酸发酵阶段:在这个阶段,酒精发酵已经基本完成,溶液中剩余的糖分和酸性物质被其他微生物分解。
这些微生物通常会产生大量的乳酸和其他有机酸,导致溶液的pH值下降。
在这个阶段,pH值的变化曲线会出现一个下降的趋势,可能达到约3.5-4.0。
发酵结束阶段:在这个阶段,所有的糖分和酸性物质已经被分解或转化,溶液中的微生物数量减少。
随着发酵结束,pH值逐渐稳定在约4.0-4.5之间。
果酒发酵过程中pH值的变化受到多个因素的影响,包括初始的水果成分、酵母菌的类型和数量、发酵温度和时间等。
为了获得高质量的果酒,需要控制pH值在适当的范围内,以确保酵母菌的繁殖和酒精发酵的顺利进行。
同时,也需要控制酸发酵阶段的pH值,以避免过度酸化导致口感不佳或品质下降。
在果酒发酵过程中,pH值的监测和控制是至关重要的。
可以通过定期测量溶液的pH值来了解发酵过程中的酸碱平衡情况,并采取适当的措施进行调整。
例如,可以使用碳酸钠、氢氧化钠等碱性物质来提高pH值,或者使用乳酸等酸性物质来降低pH值。
在实践中,通常会根据具体的果酒类型和发酵工艺来制定合适的pH控制方案。
除了pH值外,果酒发酵过程中还需要关注其他参数,如温度、氧气含量、酒精度和二氧化硫浓度等。
发酵饲料酸度标准
发酵饲料酸度标准
发酵饲料一般酸性较大,pH值通常在4左右。
为了确保猪只的健康和生长,建议将酸度控制在5.8到6.5之间。
不过,发酵时间会影响酸度,发酵时间越长酸度就会越低。
同时,发酵饲料作为饲料的辅料,其使用量要根据实际情况进行调整,一般只能用到30%左右,最多60%。
此外,不同的原料、不同的养殖阶段、不同的发酵程度,都会影响发酵饲料的使用量和酸度标准。
因此,在使用发酵饲料时,需要遵循先少量并逐渐增加的原则,让动物有个适应期,并观察动物的生长健康程度。
总之,发酵饲料的酸度标准并不是固定的,而是需要根据实际情况进行调整。
如果需要更具体的数据或建议,建议咨询专业的饲料生产商或养殖专家。
发酵过程中与微生物相关工艺参数的调控方法资料
9、黏度 10、浊度 11、料液流量 12、产物的浓度 13、氧化还原电位 14、废气中的氧含量 15、废气中的CO 2含量 16、菌丝形态 17、菌体浓度
2.1 pH 值的控制
2.1.1 pH值对发酵的影响
1.影响培养基某些组分和中间产物的离解
2.影响酶的活性
3.影响微生物细胞膜所带电荷的状态,改变细胞膜 的通透性
2.1.1 pH值对发酵的影响
4.pH不同,往往引起菌体代谢过程不同,使代 谢产物的质量和比例发生改变。
例如:黑曲霉在pH2~3时发酵产生柠檬酸,在 pH近中性时,则产生草酸。
2.1.2发酵过程pH值的变化
pH值
培养过程中 培养液pH值 的大致变化 趋势
培养时间
在发酵过程中,随着菌种对培养基种碳、氮 源的利用,随着有机酸和氨基酸的积累,会 使pH值产生一定的变化。
生物热:产生菌在生长繁殖过程中,释放的大量热量。 搅拌热:由于搅拌器的转动引起液体的摩擦产生的热量。 蒸发热:发酵液蒸发水分带走的热量。 显热:发酵排气散发带走的热量。
辐射热:由于罐内外的温差,辐射带走的热量。
2.2.2影响发酵温度变化的因素
发酵热(Q发酵)是发酵温度变化的主要因素。
Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射-Q显
酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精 乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶 利用真菌生产青霉素 利用微生物发酵生产药品,如人的胰岛素、
干扰素和生长激素
2.发酵工程的主要的控制参数
1、pH值(酸碱度) 2、温度 3、溶解氧浓度 4、基质含量 5、空气流量 6、压力 7、搅拌转速 8、搅拌功率
发酵过程中与微生物 相关工艺参数的调控方法
目录
1.发酵工程的定义及应用
生物发酵工艺的优化与控制
生物发酵工艺的优化与控制生物发酵工艺是指利用微生物发酵过程生产出的物质,其中包括食品、药品、生物燃料、化妆品以及化学品等。
现代生物技术的快速发展为生物发酵技术的研究和应用提供了前所未有的机遇。
如何优化和控制发酵过程已成为生物技术研究中一个重要的课题。
一、生物发酵工艺中的关键参数生物发酵工艺的关键参数通常包括发酵菌株、基质、发酵条件以及发酵器的设计。
在发酵过程中,细胞的生理代谢是增殖、分裂和代谢产物生成的基础。
因此,在研究细胞生理代谢的基础上,设计和优化发酵过程的关键参数,可以提高生产效率和产物质量。
二、发酵过程中的氧气控制发酵过程中的氧气控制是优化发酵过程的重要策略。
在微生物代谢中,氧气通常是限制性因素之一。
由于发酵器中的氧气浓度在发酵过程中的变化,可能对细胞生长和代谢产生影响。
因此,发酵过程中的氧气控制是一个必要的环节。
通过控制发酵器的氧气供应,维持微生物代谢过程中的氧气充足,可以提高细胞的代谢效率和产物质量。
三、发酵过程中的pH控制在发酵过程中,细胞代谢过程中产生的和代谢消耗的质子以及基质转化的产物酸碱度对生物的生长和代谢产物有着直接的影响。
发酵过程中,发酵菌株对外界pH值趋于酸性或碱性的敏感度是不同的,因此,pH值的控制与调节是生物发酵过程中的重要参数之一。
四、搅拌控制搅拌是发酵反应器中最常见的控制参数之一。
在发酵过程中,搅拌可以均匀分布基质和产物,提高氧气传递效率,同时也能降低发酵环境中污染物的浓度。
搅拌速度的控制可以提高发酵效率和产物质量。
五、发酵过程的监测控制发酵过程中的监测和控制是评估和优化发酵过程的重要步骤。
常见的监测参数包括发酵菌株生长曲线、产物种类和数量以及环境参数等。
监测和控制可以及时发现发酵过程中的问题,并采取相应的措施调整发酵过程。
六、结论通过优化和控制生物发酵工艺的关键参数,可以提高发酵效率和产物质量。
在生物技术的快速发展中,发酵工艺的研究和应用将无疑具有重要的战略地位和应用前景。
发酵技术中的PH控制
发酵技术中的PH控制1 pH值对菌体生长和代谢产物形成的影响pH表示溶液氢离子浓度的负对数,纯水的[H+]浓度是10-7mol/L,因此pH为7,pH >7呈碱性,pH<7呈酸性,pH值差1时,其[H+]浓度就相差10倍。
最高、最适、最低三基点,主要是影响微生物活动环境的离子强度、细胞膜的透性及膜上的带电性和氧化-还原电位、酶活性。
❖不同种类微生物,对pH要求不同;❖酵母:pH 3.8-6.0❖细菌:pH 6.5-7.5❖霉菌:pH 4.0-5.8❖放线菌:pH 6.5-8.0同种微生物对pH变化的反映不同。
如,石油代蜡酵母pH 3.5-5.0 生长良好,不易染菌;pH >5.0时,易染细菌;pH <3.0时,生长受抑制,易自溶;❖pH不同,微生物代谢产物不同。
❖❖pH在微生物培养的不同阶段有不同的影响❖❖微生物生长和发酵的最适宜pH可能不同。
❖❖影响酶的活性,当pH值抑制菌体中某些酶的活性时,会阻碍菌体的新陈代谢;❖影响微生物细胞膜所带电荷的状态,改变细胞膜的通透性,影响微生物对营养物质的吸收和代谢产物的排泄;❖影响培养基中某些组分的解离,进而微生物对这些成分的吸收;❖pH值不同,往往引起菌体代谢过程的不同,使代谢产物的质量和比例发生改变。
❖影响氧的溶解和氧化还原电势的高低;❖pH值影响孢子发芽;举例:❖影响菌体的生长:产黄曲霉的细胞壁的厚度就随pH值的增加而减小:其菌丝直径在pH6.0时为2~3 μm;pH7.4时为2~18 μm,并呈膨胀酵母状;pH值下降后菌丝形态又会恢复正常。
❖影响产物合成:合成青霉素的最适pH值范围为6.5~6.8。
❖影响产物稳定性:β-内酰胺抗生素沙纳霉素的发酵中,pH在6.7~7.5之间时抗生素的产量相近,高于或低于这个范围,合成受到抑制。
在这个pH值范围内,沙纳霉素的稳定性未受到严重影响;但pH>7.5时,稳定性下降,半衰期缩短,发酵单位也下降。
酵母培养物生产工艺
酵母培养物生产工艺酵母培养物生产工艺简介•酵母培养物是一种重要的生物工艺产物,被广泛应用于食品、饲料、酿酒等领域。
•正确的酵母培养物生产工艺可以提高产量、质量,并降低生产成本。
培养基选择•选择适合酵母生长的培养基,常见的有液态培养基和固态培养基。
•液态培养基适用于大规模生产,固态培养基则适用于酵母的纯化和保存。
选种及预处理•选择具有良好菌株的酵母菌种。
•进行预处理,如接种预培养,以提高存活率和生长速度。
培养条件控制•温度控制:一般酵母生长的适宜温度为25-30摄氏度。
•pH值控制:酵母对pH值敏感,一般适宜pH为4.5-5.5。
•氧气供应:酵母需要足够的氧气供应,可采用搅拌发酵或气体通气的方式。
•营养物质供应:适当控制培养物中营养物质的浓度和比例,以促进酵母生长和产物积累。
发酵过程控制•掌握酵母生长和产物积累的动力学特性,调整发酵过程参数。
•监测酵母细胞密度、产物浓度等关键指标,及时调整发酵条件。
•防止酵母发生突变,避免产物变异和甜味消失。
酵母收获与处理•控制发酵时间,待酵母细胞密度和产物浓度达到最理想的水平时进行收获。
•分离、纯化和干燥酵母细胞,可采用离心、过滤和喷雾干燥等方法。
•储存、包装和运输,确保酵母细胞的质量和活力。
结束语•酵母培养物生产工艺是一项复杂而关键的过程,需要科学合理地控制各个环节。
•通过不断优化和改进,可以提高酵母培养物的产量和质量,促进产业的发展。
引言酵母培养物生产工艺是一门重要的技术,对于食品、饲料、酿酒等行业都具有至关重要的意义。
合理的酵母培养物生产工艺可以极大地提高产量和质量,降低生产成本,推动相关产业的发展。
本文将对酵母培养物生产工艺进行详细介绍和分析。
选择合适的培养基为了保证酵母能够良好地生长和繁殖,正确选择培养基是十分重要的。
常见的培养基包括液态培养基和固态培养基两种。
在大规模生产过程中,使用液态培养基可以更好地控制酵母生长环境;而对于酵母的纯化和保存,固态培养基则非常适用。
微生物发酵工艺中的关键参数控制
微生物发酵工艺中的关键参数控制微生物发酵工艺是一种利用微生物的代谢活动制备化学品、食品、药物等高附加值产品的过程。
在发酵过程中,微生物的生长与代谢是受多种关键参数控制的,包括温度、pH、营养物质浓度、氧气含量等。
严格控制这些参数,可以使微生物发酵过程的效率和产出量得到最大化,提高产业竞争力。
一、温度的控制温度是制约微生物发酵过程的最重要的因素之一。
因为微生物的生长与代谢都是在一定的温度范围内进行的。
不过不同的微生物对环境温度的适应能力是不同的,所以温度控制需要根据微生物特性进行调节。
对于一般的酿酒过程,选择合适的发酵温度应该是在20~30℃之间。
这个温度范围能够满足绝大多数酵母的要求。
其中,低温有助于酵母细胞的萌发和酵母酒精发酵的进行。
而高温会加速微生物的代谢活动,但同时也会抑制其生长发育。
在发酵过程中,由于微生物代谢产生的热量和环境温度变化等因素的影响,温度的变化会直接影响到发酵速度、发酵稳定性和发酵产物的品质等。
因此,在微生物发酵中对温度进行精细控制,可以大幅提升生产效率和产量。
二、pH值的控制pH值是制定微生物发酵生产日程表和优化生产工艺的一个关键因素。
不同的微生物株系在不同的pH条件下具有不同的生长速度和代谢特性,因此选择合适的pH调节方式,加强pH值控制,对微生物发酵、产物纯度和产量都有很大的影响。
对于酵母发酵而言,pH值控制应该在5 ~ 6之间。
如果pH值过低,会促进细菌和霉菌等的生长,甚至引发微生物污染。
如果pH值过高,酵母代谢效率会降低并影响发酵产物的质量。
因此,在酿造过程中,必须一直控制pH值在适宜的范围内。
三、营养物质浓度的控制微生物对不同的营养物质有不同的需求。
对于酵母而言,酿酒发酵中,必须控制好发酵原料中各种营养物质的浓度,供应足够的碳源、氮源、微量元素以及酶等固体废弃物。
其中,酵母最为喜欢吸收的主要营养物质是葡萄糖。
当葡萄糖的浓度较低,会导致酵母发酵效率下降,而如果葡萄糖过多,酵母会进入休眠状态,同时酗酒效应也会逐渐丧失。
木薯酒精发酵工艺指标及操作规程
木薯酒精发酵工艺指标及操作规程木薯酒精是一种由木薯制作的酒精饮品,具有原料充足、成本低、口感好等特点,在一些地区有着广泛的应用。
下面是木薯酒精的发酵工艺指标及操作规程。
发酵工艺指标:1.发酵温度:一般木薯酒精的最适发酵温度在28-35摄氏度之间。
如果温度太低,会影响发酵速度;如果温度太高,酵母超出耐受范围,导致发酵失败。
因此要在发酵过程中严格控制温度。
2.发酵pH值:木薯酒精的发酵pH值一般在4.5-5.5之间。
过低的pH值会抑制酵母活性;过高的pH值则容易滋生有害菌。
因此,在发酵过程中要控制好pH值。
3.发酵时间:木薯酒精的发酵时间一般在5-7天之间。
发酵时间过短,酒精受到污染的几率较高;发酵时间过长,酒精口感会受到影响。
操作规程:1.原料准备:选择新鲜健康的木薯作为原料,并对其进行清洗、切碎和破碎处理。
切碎的木薯应当保持一定的湿度,利于酵母生长繁殖。
2.糖化过程:将切碎的木薯与适量的水混合,放入发酵罐中进行糖化过程。
糖化的温度一般为60-70摄氏度,时间为1-2小时,旨在将木薯淀粉转化为可发酵的糖类物质。
3.发酵过程:将糖化液与酵母接种液混合,加入发酵罐中进行发酵过程。
发酵罐内要进行密封处理,以控制温度、pH值和氧气供应。
发酵时间一般为5-7天,过程中要注意观察发酵情况,并及时处理酒液表面的泡沫和杂质。
4.蒸馏过程:将发酵得到的酒糟经过蒸馏处理,分离出酒精和杂质。
蒸馏过程中要注意控制温度和蒸馏速度,以保证酒精的纯度。
5.精制过程:对蒸馏得到的酒精进行精制处理,去除杂质,提高酒精的质量和口感。
6.包装储存:经过精制处理的木薯酒精应当进行包装和储存。
包装要选用防氧化材料,以保持酒精的质量;储存要避免阳光直射和高温,以防酒精发生质量变化。
以上为木薯酒精的发酵工艺指标及操作规程,关键在于控制好发酵温度、pH值和发酵时间,并进行适当的糖化、发酵、蒸馏和精制处理。
通过严格遵守工艺指标和操作规程,可以得到高质量的木薯酒精产品。
发酵工艺参数的优化与控制方法
发酵工艺参数的优化与控制方法发酵工艺参数的优化与控制方法发酵工艺是一种利用微生物在特定条件下生产有机化合物的生物过程。
发酵工艺参数(如温度、pH值、搅拌速度等)的优化与控制对于提高发酵生产效率和产品质量至关重要。
本文将介绍一些常用的发酵工艺参数优化与控制方法,以帮助提高发酵工艺的效果。
一、温度的优化与控制温度是影响发酵过程的最重要参数之一。
一般来说,微生物的生长速率随温度的升高而增加,但过高的温度可能导致微生物的死亡或产物的变性。
因此,需要对发酵过程中的温度进行优化和控制。
在发酵过程中,通过调节发酵罐中的冷却塞温度来控制温度。
使用前馈控制或反馈控制方法,根据温度传感器和控制器的反馈信号,调节冷却塞的开度,使温度保持在设定的范围内。
此外,还可以使用嵌入式感应器和自动化控制系统来监测和调节传热器和冷却系统的性能,以保持发酵温度的稳定。
在优化发酵温度方面,可以通过实验方法来确定最佳生产温度。
首先,将发酵基质分为若干等温区域,分别在不同温度下进行发酵实验。
然后,通过测量发酵产物的产量和质量,寻找最佳生产温度。
二、pH值的优化与控制pH值是指发酵基质中的酸碱性程度。
微生物的生长和产物合成受到pH值的影响,因此对发酵过程中的pH值进行控制和优化是非常重要的。
在发酵过程中,通过添加酸碱调节剂或纯化酶来控制pH值。
具体来说,可以使用酶法或电极法来测量发酵基质中的氢离子浓度,然后根据测量结果调节酸碱调节剂的加入量,以维持合适的pH值范围。
此外,还可以使用自动化控制系统来监测和调节pH探头和酸碱调节剂的性能,以保持发酵过程中pH值的稳定。
在优化发酵pH值方面,可以通过实验方法来确定最佳生产pH。
首先,在不同pH条件下进行发酵实验,测量产物的产量和质量,然后比较不同pH条件下的发酵效果,找到最佳生产pH条件。
三、搅拌速度的优化与控制搅拌速度是指在发酵过程中搅拌器的转速。
适当的搅拌可以帮助提高溶解氧和基质传质,促进微生物的生长和产物的合成。
发酵的工艺条件
发酵的工艺条件发酵是一种利用微生物(如细菌、酵母菌)对有机物进行代谢产生能量和产物的过程。
要使发酵能够顺利进行,需要具备适宜的工艺条件。
以下是发酵的一些重要工艺条件:1. 温度:发酵过程中的温度是十分重要的因素,其可影响微生物代谢和生长速率。
不同的微生物需要不同的温度条件。
一般而言,大多数细菌适宜的温度范围为25-45摄氏度,而酵母菌则适宜的温度范围为20-35摄氏度。
2. pH值:pH值是描述溶液酸碱性的指标,也对微生物的生长和代谢有较大的影响。
不同的微生物对pH值的要求有所不同。
一般而言,细菌适宜的pH范围为6-8,而酵母菌适宜的pH范围为4-6。
3. 可溶性氧含量:微生物在发酵过程中对氧的需求量也是不同的。
有些微生物需要较高的氧浓度(好氧发酵),有些则需要较低的氧浓度(厌氧发酵)。
因此,在发酵的过程中需要控制氧气供应来满足微生物的需求。
4. 酸碱度:酸碱度对于发酵过程中的微生物代谢和产物生成也有很大的影响。
适宜的酸碱度可以提供合适的环境给微生物的生长和代谢活性,有利于产物的生成与积累。
5. 营养物质:微生物在发酵过程中需要吸收和利用各种营养物质来生长和代谢。
这些营养物质包括碳源(如葡萄糖)、氮源(如氨基酸或氨)、无机盐和微量元素等。
不同的微生物对于营养物质的需求有所不同,因此,需要根据具体的微生物选取适宜的营养物质。
6. 搅拌和通气:在发酵过程中,搅拌和通气可以促进微生物与营养物质的接触,提供充足的氧气供应,并将产生的可溶性产物均匀分布于发酵液中,有利于发酵过程的进行。
7. 时间:发酵需要一定的时间来实现微生物对底物的代谢和产物的生成。
不同的发酵过程持续的时间有所不同,可以根据微生物的生长速率和代谢特性确定适宜的发酵时间。
总结起来,发酵的工艺条件包括适宜的温度、pH值、可溶性氧含量、酸碱度、营养物质、搅拌、通气和时间等。
对这些条件的科学控制和调节,在发酵产业中是非常重要的,能够提高发酵效率和产物质量。
青霉素发酵工艺流程控制的要点
青霉素发酵工艺流程控制的要点下载温馨提示: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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发酵工艺控制(pH值参数)
发酵工艺控制——pH对发酵的影响及控制
录入时间:2010-8-13 9:19:45 来源:青岛海博《微生物工程》
发酵过程中培养液的pH值是微生物在一定环境条件下代谢活动的综合指标,是一项重要的发酵参数。
它对菌体的生长和产品的积累有很大的影响。
因此,必须掌握发酵过程中pH的变化规律,及时监测并加以控制,使它处于最佳的状态。
尽管多数微生物能在3~4个pH单位的pH范围内生长,但是在发酵工艺中,为了达到高生长速率和最佳产物形成,必须使pH在很窄的范围内保持恒定。
一、PH对发酵的影响
微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围,大多数细菌生长的最适pH范围在6.3~7.5,霉菌和酵母生长的最适pH范围在3~6,放线菌生长的最适pH范围在7~8。
有的微生物生长繁殖阶段的最适pH范围与产物形成阶段的最适pH范围是一致的,但也有许多是不一致的。
表7-1列举了几种生长最适pH范围与产物形成最适pH范围不一致的例子。
pH还会影响菌体的形态。
例如,产黄青霉细胞壁的厚度随pH的增加而减小;当pH低于6时,菌丝的长度缩短,直径为2~3μm,当pH=7或>7时,直径为2~18μm,酵母状膨胀菌丝的数目增加。
pH下降后,菌丝形态又恢复正常。
pH 还影响细胞膜的电荷状态,引起膜的渗透性发生改变,进而影响菌体对营养物质的吸收和代谢产物的形成。
对产物的稳定性同样有影响。
除此之外,pH对某些生物合成途径有显著影响。
例如,丙酮丁醇发酵中,细菌增殖的pH范围是5.5~7.0为好,发酵后期pH=4.3~5.3时积累丙酮丁醇,pH升高则丙酮丁醇产量减少,而丁酸、乙酸含量增加。
又如,黑曲霉在pH=2~3时产生柠檬酸,pH近中性时,积累草酸和葡萄糖酸。
谷氨酸发酵中,pH=7或微碱时形成谷氨酸,pH酸性时产生N—乙酰谷酰胺。
从以上看出,为要更有效地控制生产过程,必须充分了解微生物生长和产物形成的最适pH范围。
二、影响发酵pH的因素
发酵过程中,pH的变化是微生物在发酵过程中代谢活动的综合反映,其变化的根源取决于培养基的成分和微生物的代谢特性。
有研究表明,培养开始时发酵液pH的影响是不大的,因为微生物在代谢过程中,迅速改变培养基pH的能力十分惊人。
例如,以花生饼粉为培养基进行土霉素发酵,最初将pH分别调到5.0、6.0和7.0,发酵24h后,这三种培养基的pH已经不相上下,都在6.5~7.0之间。
但是当外界条件发生较大变化时,菌体就失去了调节能力,发酵液的pH将会不断波动。
引起这种波动的原因除了取决于微生物自身的代谢外,还与培养基的成分有极大
的关系。
一般来说,有机氮源
和某些无机氮源的代谢起到提高pH的作用,例如氨基酸的氧化和硝酸钠的还原,玉米浆中的乳酸被氧化等,这类物质被微生物利用后,可使pH上升,这些物质被称为生理碱性物质,如有机氮源、硝酸盐、有机酸等。
而碳源的代谢则往往起到降低pH的作用,例如,糖类氧化不完全时产生的有机酸,脂肪不完全氧化产生的脂肪酸、铵盐氧化后产生的硫酸等。
这类物质称为生理酸性物质。
此外通气条件的变化,菌体自溶或杂均污染都可能引起发酵液pH的改变,所以确定最适pH以及采最适有效的控制措施,是使菌种发挥最大生产能力的保证。
三、最适pH的选择和调控
选择最适pH的原则是既有利于菌体的生长繁殖,又可以最大限度地获得高的产量。
一般最适pH是根据实验结果来确定的,通常将发酵培养基调节成不同的起始pH值,在发酵过程中定时测定、并不断调节pH,以维持其起始pH值,或者利用缓冲剂来维持发酵液的pH。
同时观察菌体的生长情况,菌体生长达到最大值的pH即为菌体生长的最适pH。
产物形成的最适pH也可以如此测得。
微生物生长最适pH与产物形成最适pH相互关系的四种情况。
第一种情况是菌体的比生长速率(μ)和产物的比生产速率(Qp)都有一个相似的并且较宽的最适pH范围;第二种是Qp(或μ)的最适pH范围很窄,而μ(或Qp)的范围较宽;第三种是μ和Qp有相同的最适pH范围,但范围很窄,即对pH值的变化敏感;第四种,μ和Qp都有各自的最适pH范围。
属于第一种情况的发酵过程比较易于控制,第二、三模式的发酵pH须要严格控制,最后一种情况应该分别严格控制各自的最适pH。
在测定了发酵过程中不同阶段的最适pH要求后,便可采用各种方法来控制。
在工业生产中,调节pH的方法并不是仅仅采用酸碱中和,因为酸碱中和虽然可以中和培养基中当时存在的过量碱,但是却不能阻止代谢过程中连续不断发生的酸碱变化。
即使连续不断地进行测定和调节,也是徒劳无益的,因为这没有根本改善代谢状况。
因为发酵过程中引起pH变化的根本原因是因微生物代谢营养物质的结果,所以调节控制pH的根本措施主要应该考虑培养基中生理酸性物质与生理碱性物质的配比,然后是通过中间补料进一步加以控制。
补料也不是仅仅加入酸碱来控制,可用生理酸性和生理碱物质来控制,这些物质不仅可以调节pH,还可以补充氮源。
当pH和氨基氮含量低时,加入氨水;当pH高,氨基氮含量低时,加入硫酸铵。
补糖是根据pH的变化来决定补糖速率,恒速补糖则通过加人酸碱来控制pH。