发酵工艺(研究特选)
发酵工艺课件word版
第Ⅰ部分典型厌氧固体发酵生产工艺¡ª¡ª白酒和黄酒的酿造（酵母菌发酵产品）第Ⅱ部分典型厌氧液体深层发酵生产工艺¡ª¡ª啤酒和葡萄酒的酿造（酵母菌发酵产品）第Ⅲ部分典型好氧固体发酵生产工艺¡ª¡ª酱油、食醋的酿造和食用菌的发酵生产（分别为霉菌、细菌、食用真菌发酵产品）第Ⅳ部分典型好氧液体深层发酵生产工艺¡ª¡ª高活性干酵母、柠檬酸、谷氨酸、抗生素的发酵生产（分别为酵母菌、霉菌、细菌、放线菌发酵产品）第Ⅴ部分典型耐氧液体深层发酵生产工艺¡ª¡ª发酵乳及其饮料的发酵生产（乳酸细菌发酵产品）第I部分典型厌氧固体发酵生产工艺第Ⅰ部分典型厌氧固体发酵生产工艺第一章白酒酿造第一节概述第二节白酒酿造的原辅料第三节白酒酿造中的微生物及各种糖化发酵剂（酒曲）的制备第四节白酒的传统酿造工艺第五节白酒酿造的新工艺新技术简介第六节白酒的质量与评价第一节概述第一节概述（二）中国白酒的起源我国蒸馏酒（白酒）的起源产生于酿造酒（黄酒）的蒸馏，所以，白酒的起源应从酿造酒和酒曲的起源开始。
●我国酿造酒的起源：在《世本》中，有¡°仪狄造酒¡±的记载；而在《事物纪原》中有¡°杜康造酒¡±的记载。
因此，我国酿造酒的历史约有5000年。
●我国酒曲的起源¡ª¡ª酒曲的发展分为：天然酒曲和人工酒曲两个阶段，距今也有约5000年的历史。
¡ª¡ª酒曲的发明是我国劳动人民对世界的伟大贡献，被称为除四大发明之外的第五大发明。
●我国白酒的起源¡ª¡ª我国蒸馏酒（白酒）是在酿造酒（黄酒）的基础上，随着甑桶蒸馏技术的发明而出现的。
发酵工艺研究进展综述
发酵工艺研究进展综述发酵工艺是一种古老的有机合成过程，它是以微生物细胞构成的微生物群落为基础，通过间接的代谢而实现木质素的转化，得到一系列有用的物质。
早在3000年前，发酵工艺就已经开始被应用于酿酒、烘焙、黄油制作等领域。
近几年，随着细胞技术、分子生物学和计算机科学的不断发展，发酵工艺研究也取得了巨大的进步，在各个领域都发挥着重要作用。
本文从发酵基础知识、发酵条件和调控等方面对近几年来发酵工艺研究的进展进行总结，为将来深入研究发酵工艺打下基础。
发酵的基本知识发酵是一种不需要新鲜氧气的新陈代谢，其主要功能是利用原料中的有机物质转化为其他物质，通过这种合成过程得到一系列有用的物质，比如酒精、乳酸、酵素等。
发酵过程中，酵母菌是主要作用物质，它在原料中产生酵素，通过将原料中的有机物质转化为更简单的物质而完成发酵反应，从而获得发酵所需的物质。
发酵过程通常在特定的温度、湿度和光照条件下进行，其反应速率取决于各种环境因素。
发酵条件和调控发酵过程是一个精密的工艺，其发酵条件和调控是控制发酵质量和发酵效果的关键。
常见的发酵条件有温度、PH值、氧气、水分、光照、添加剂、发酵罐等。
温度是影响发酵效果最主要的条件，通常在30-40度之间；PH值是控制发酵反应的关键，通常在4.5-5.5范围内；氧气是必需的，主要来源于空气，而水则是微生物的活动介质，通常为纯净水；光照的强度影响着微生物的生长，而添加剂则可改变发酵罐的PH值、温度和氧气含量，从而改变发酵的速率。
目前，发酵技术的发展主要集中在几个方面：一是改进发酵条件，诸如温度、PH值、氧含量等，以提高发酵效率；二是利用细胞技术开发新微生物，用于改进发酵产物质量和控制发酵反应；三是利用现代分子生物技术开发新基因，以满足特定发酵产物的生产需求；四是计算机模拟发酵，根据发酵性能优化发酵条件，以减少发酵成本；五是利用高通量技术建立发酵数据库，对已知的发酵反应进行大规模研究，以挖掘发酵工艺中的新知识。
氨基酸发酵工艺研究
学年论文（课程设计）题目：氨基酸发酵工艺研究学院生命科学学院学科门类工程类专业生物工程学号2008444007姓名王彦坤指导教师2010年12月20日目录一前言 (1)二本论 (2)2.1生产菌株的选择 (2)2.1.1 出发菌株的初筛 (2)2.1.2 出发菌株的诱变育种 (2)2.1.3 菌株特性 (3)2.2中间过程的控制 (3)2.2.1 培养基的选择 (3)2.2.2 控制发酵的条件 (5)2.3产物的分离 (7)2.3.1沉淀法分离氨基酸 (7)2.3.2吸附法提取氨基酸 (8)2.3.3离子交换法提取氨基酸 (8)2.3.4 膜分离法 (9)三结论 (10)参考文献： (11)氨基酸发酵工艺研究摘要氨基酸（amino acid）是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称,是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位。
参与蛋白质合成的常见的是20种α-氨基酸。
人体所需的氨基酸，分非必需氨基酸和必需氨基酸（包括：色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和赖氨酸）。
发酵指微生物分解有机物质的过程，广泛应用于农业、医药、酿造、食品及化工等方面。
将发酵与生产氨基酸联系起来，可以很好的利用发酵工程的相关设备及条件控制等技术，大量、快速、方便地生产氨基酸。
关键词：氨基酸发酵条件控制AbstractAmino acids are a series of organic compounds that contains the amino and carboxyl. They are the basic unit of biological functions of the protein molecules. Those who involved in protein synthesis are mainly 20 kinds of α-amino acids. Amino acids the human body needs non-essential amino acids and essential amino acids (including: Tryptophan, phenylalanine, methionine, threonine, leucine, isoleucine, valine and lysine). Fermentation refers to the process of microbial decomposition of organic material. It is widely used in agriculture, medicine, brewing, food and chemical industry and so on. Connecting fermentation with production of amino acids, will take full advantage of fermentation equipment and technology. So that we can get enough amino acids in a high method.Keywords: Amino acids Fermentation control of condition一前言氨基酸发酵是典型的代谢控制发酵,由发酵所生成的产物——氨基酸,都是微生物的中间代谢产物,它的积累是建立于对微生物正常代谢的抑制。
发酵工艺
第一章绪论1、发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
2、发酵工程：是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程体系，是生物工程技术学科的重要组成部分。
包括菌种的选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化、微生物生理功能的工业化应用。
3、工业发酵的类型：按对氧的需求：需氧发酵，厌氧发酵，兼性厌氧发酵。
按培养基的物理性状：液体发酵，固体发酵。
按发酵工艺流程：分批发酵，连续发酵，补料分批发酵。
4、通常将现代生物技术划分为基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程。
5、路易斯²巴斯德（LouisPasteur），法国微生物学家、化学家，开辟了微生物领域，近代微生物学的奠基人。
巴斯德证明了三个科学问题：（1）每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展。
“巴氏杀菌法”便应用在各种食物和饮料上。
（2）每一传染病都是一种微菌在生物体内的发展。
（3）传染病的微菌，在特殊的培养之下可以减轻毒力，使他们从病菌变成防病的药苗。
巴氏灭菌法又称低温灭菌法，先将要求灭菌的物质加热到65℃30分钟或72℃15分钟，随后迅速冷却到10℃以下。
既不破坏营养成分，又能杀死细菌的营养体，巴斯德发明的这种方法解决了酒质变酸的问题，拯救了法国酿酒业。
7、发酵工业的三个转折点：纯培养技术的建立，深层液体通气搅拌纯种培养，代谢控制发酵工程技术的建立。
6、发酵工业的特点发酵工业：利用微生物具有的加工和生物转化能力，将廉价的发酵原料转化为高附加值产物的产业。
①发酵过程一般都是在常温常压下进行的生物生化反应，反应条件比较温和。
②可以选择廉价的原料生产较高价值的产品。
③发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的，反应的专一性强，因而可以得到较专一的代谢产物。
④由于生物体本身具有的反应机制，能专一性地和高度选择性地对某些较复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰，也可产生比较复杂的高分子化合物。
发酵工艺的原理和应用
发酵工艺的原理和应用原理发酵工艺是一种利用微生物（如细菌、酵母菌、曲霉菌等）进行代谢反应的技术。
它是通过调控菌种的生长环境，使菌种在适宜的温度、酸碱度、营养物质等条件下进行生长繁殖，并产生所需要的物质。
发酵工艺的原理主要包括以下几个方面：1.菌种的选择：菌种的选择是发酵工艺成功的关键。
根据发酵的目的和所需的产物，选择适当的菌种。
不同的菌种适应性不同，因此在发酵过程中需要提供合适的生长环境，如温度、pH值、氧气供应等。
2.发酵基质的提供：发酵基质是微生物生长和代谢所必需的营养物质。
一般包括碳源、氮源、无机盐和辅助因子等。
通过合理配置发酵基质的组成和比例，可以促进菌种的生长和产物的产生。
3.生物反应器的设计与控制：生物反应器是发酵工艺的核心设备，用于提供合适的环境条件和促进菌种生长。
其设计需要考虑到菌种的特性、反应速率、发酵产物的收集等因素。
通过控制温度、压力、搅拌速度等操作变量，可以实现对发酵过程的精确控制。
4.产品的提取、纯化和应用：发酵工艺最终的目的是获得所需的产物。
在发酵过程结束后，需要对发酵液进行提取和纯化，以获得高纯度的产物。
然后，这些产物可以被应用于食品、制药、化工等行业。
应用发酵工艺在各个领域都有广泛的应用。
以下列举了一些典型的应用领域：1.食品工业：发酵工艺在食品工业中被广泛应用，用于制作酸奶、啤酒、面包、酱油等食品。
通过控制发酵条件和菌种的选择，可以调节食品的口味、质地和营养价值。
2.制药工业：发酵工艺在制药工业中被用于生产抗生素、激素、酶、疫苗等药物。
通过发酵工艺可以大规模生产高纯度的药物，并提高药物的效力和稳定性。
3.环境工程：发酵工艺可以应用于环境工程中，例如污水处理、固体废弃物处理等。
通过菌种的作用，可以降解有机物和去除有毒物质，从而实现环境的净化和资源的回收利用。
4.能源工业：发酵工艺可以用于生产生物燃料，如生物乙醇、生物气体等。
这种可再生能源具有循环利用和环境友好的特点，对替代传统石油能源具有重要意义。
发酵工艺基本原理课件
发酵过程的控制
温度控制
温度是影响微生物生长和代谢的重要 因素，通过调节温度可以控制发酵过 程。
pH控制
pH对微生物的生长和产物合成有重 要影响，通过添加酸或碱来调节pH 。
溶氧控制
某些微生物在发酵过程中需要充足的 溶氧，通过控制通气速率和搅拌速率 来满足。
泡沫控制
通过添加消泡剂或调节搅拌速率来控 制发酵过程中的泡沫。
03
02
医药工业
用于生产抗生素、维生素等药品。
环境治理
用于处理废水、废气等污染物，实 现环保和资源化利用。
04
02
发酵微生物
发酵微生物的种类
01
02
03
细菌
如乳酸菌、醋酸菌等，是 发酵工业中应用最早、最 广泛的微生物。
霉菌
如曲霉、根霉等，能够产 生丰富赤酵母等 ，主要用于酒精发酵和面 包制作。
发酵产物的提取和精制
提取
根据发酵产物的性质和溶解度，采用 不同的提取方法，如溶剂萃取、沉淀 法、吸附法等。
精制
通过物理或化学的方法，去除杂质， 提高发酵产物的纯度和质量。常见的 精制方法有结晶、离子交换、色谱分 离等。
发酵产物的应用
食品工业
如酒精饮料、面包、酸奶 等食品的制造。
农业
如植物生长调节剂、生物 农药等的生产。
厌氧发酵罐
专为厌氧发酵设计，具有严格密封和搅拌装 置，以维持厌氧环境。
发酵设备的选择
根据发酵工艺要求
不同的发酵工艺需要不同类型的设备，选择 时应考虑工艺的特殊要求。
设备材质与耐腐蚀性
选择耐腐蚀、耐高温、耐压的材质，以确保 设备的长期稳定运行。
设备容量与生产规模相适应
确保设备容量与生产规模相匹配，避免浪费 或不足。
发酵工艺大实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在了解发酵工艺的基本原理，掌握发酵过程中的关键参数和操作方法，提高对发酵产品的质量控制和品质提升能力。
通过实验，使学生掌握以下知识点：1. 发酵的基本原理和分类；2. 发酵过程中的关键参数及其对发酵效果的影响；3. 发酵设备的操作与维护；4. 发酵产品的质量控制和品质提升方法。
二、实验原理发酵是指微生物在一定条件下，利用有机物质进行代谢，产生有用产物的过程。
发酵过程包括微生物的生长、繁殖和代谢等阶段。
发酵工艺主要包括微生物的培养、发酵和后处理等环节。
三、实验内容1. 微生物的培养（1）菌种选择：选择具有良好发酵性能的菌种，如酵母菌、乳酸菌等。
（2）培养基制备：根据菌种需求，制备合适的培养基，包括碳源、氮源、无机盐、维生素等。
（3）菌种活化：将菌种接种于培养基中，在适宜条件下培养，使其恢复活力。
2. 发酵过程（1）发酵条件：根据菌种特性，确定发酵温度、pH、溶氧量等条件。
（2）发酵设备：选择合适的发酵设备，如发酵罐、发酵池等。
（3）发酵操作：将活化后的菌种接种于发酵设备中，控制发酵条件，进行发酵。
3. 发酵产品的后处理（1）分离：将发酵液与固体物质分离，得到发酵液。
（2）精制：对发酵液进行精制，去除杂质，提高产品纯度。
（3）干燥：将发酵液或固体物质进行干燥，得到干燥产品。
四、实验步骤1. 菌种选择与活化（1）选择具有良好发酵性能的菌种，如酵母菌。
（2）制备培养基，将菌种接种于培养基中，在适宜条件下培养。
2. 发酵过程（1）根据菌种特性，确定发酵温度、pH、溶氧量等条件。
（2）将活化后的菌种接种于发酵设备中，控制发酵条件，进行发酵。
3. 发酵产品的后处理（1）分离：将发酵液与固体物质分离。
（2）精制：对发酵液进行精制，去除杂质。
（3）干燥：将发酵液或固体物质进行干燥。
五、实验结果与分析1. 发酵过程（1）发酵温度：控制在25-30℃，有利于菌种生长和发酵。
（2）pH：控制在4.5-5.5，有利于菌种生长和发酵。
发酵工艺学实验
小曲酒制作1．实验目的：掌握小曲酒制作工艺技术的操作方法（先培菌糖化后投水发酵法）。
2．工艺特点：发酵前期是固态培菌，有利于根霉的生长和淀粉酶的形成，培菌糖化24 小时，使淀粉浓度降低，有利于酶促反应；后期为半固态发酵，时间约为7天，再蒸馏得成品。
3．实验材料：大米、曲母、不锈钢锅，蒸酒器。
4．工艺流程：大米——浸泡——蒸煮——冷却——接种——培菌——加水发酵——蒸馏——成品白酒。
5．操作要点：（1）大米——浸泡——蒸煮（2）将大米饭摊凉至36℃（3）加入米饭质量1%小曲粉，拌匀。
（4）入缸培菌，包的厚度10-13cm，中间挖一空洞，30-32℃保温培养，最高品温不超过40℃。
培养22h。
（5）发酵培养22h，糖化率70%。
加入原料量1.2倍的水，使糖分含量10%左右，总酸不超过0.7%。
发酵控制品温不超过36℃，发酵时间约7天,酒精含量达12%，残糖接近0，酒醅总酸不超过1.5%。
（6）蒸馏得小曲白酒，低温贮藏一年，勾兑配成成品酒。
干红葡萄酒酿造实验一．实验目的：掌握干红葡萄酒发酵工艺原理和操作技术。
二．实验材料：葡萄、葡萄酒干酵母、蔗糖、偏重亚硫酸钾（或亚硫酸钠），糖度计、pH试纸，不锈钢锅，三角瓶等。
三.工艺流程：葡萄——破碎——成分调整——发酵（加二氧化硫、干酵母）——压榨——后发酵——陈酿、澄清、调配、杀菌、包装——干红葡萄酒。
四．技术要点1、葡萄汁成分调整糖度调整为21，酸度调整为6g/L。
pH3.3——3.5，二氧化硫添加100ppm（偏重亚硫酸钾含二氧化硫57.6%，以50%计）。
2、葡萄酒干酵母添加0.1%干酵母。
3、发酵温度25℃左右发酵4——6天，残糖降至0.5%，渣下沉，过滤压榨。
4、后发酵添加二氧化硫30——50ppm，温度18——25℃，发酵。
5、过滤、澄清、热处理、，过虑、灌装、杀菌、瓶装、成品。
五、思考题1、二氧化硫在果酒酿造中的作用。
P1652、为什么要进行后发酵？P171豆酱的加工一．实验目的：掌握豆酱的发酵工艺原理和操作技术。
生姜发酵酒的工艺研究
生姜发酵酒的工艺研究
生姜作为一种应用广泛的药食两用植物,富含多种营养成分,具有健胃、祛寒、发汗、解毒、防暑和镇吐作用,由于其独特的保健功能,近年生姜食品层出不穷,如姜茶、姜脯、姜汁饮料、姜汁软糖等。
姜酒虽然作为一个产品类型有所介绍,但是深入研究及开发较少,尤其是姜酒生产过程中主要生理活性物质的含量变化,以及适宜生姜发酵专用酵母筛选等比较欠缺。
本文筛选和确定了适合酿造生姜发酵酒的酵母,确定了一种新型生姜发酵酒的发酵工艺,发酵生产出生姜发酵酒,并对其澄清工艺及稳定性进行研究。
研究红糖与白砂糖对生姜发酵酒品质的影响。
主要研究结果如下:(1)以莱芜生姜为原料,物料比为1:6.5,复合酶处理姜汁,X6酵母25℃发酵,获得了酒精度为12%的干型姜酒,发酵酒酒体澄清、呈现禾杆黄色;具有典型生姜香气、果香酒香协调、浓郁优雅;入口圆润、辣感舒适、酒体丰满,是一款典型性良好的干型生姜发酵酒。
(2)以皂土、单宁、明胶、PVPP
对发酵酒进行澄清处理,比较产生沉淀的状态以及酒样澄清后的热、冷、醇、蛋白稳定性显示,皂土做澄清剂的效果要优于其他澄清剂。
(3)以白砂糖和不同比例红糖进行生姜发酵酒的实验,测定发酵结束后的生
姜酒理化及感官指标,发现发酵结束后添加红糖的生姜发酵酒总酸含量远高于白砂糖生姜发酵酒,这导致红糖生姜发酵酒口感要酸于白砂糖生姜发酵酒。
发酵的生产工艺
发酵的生产工艺发酵是利用微生物（菌类、酵母菌等）生长代谢产生的酶作用、产生有机酸等过程，在人类生活和工业上具有广泛的应用。
在生产工艺中，发酵生产工艺是一种可控的、有机的方法，其具体流程包括发酵菌种的培养、发酵产物的提取和分离等。
首先，发酵工艺的第一步是选择菌种进行培养。
菌种的选择直接影响到发酵产物的质量和产量。
根据不同的要求，可选择不同的菌种。
一般来说，选用的菌种必须是纯种，并要求对环境因素有一定的适应能力。
菌种的培养通常采用液体培养或固体培养的方式。
液体培养可以提供充足的营养物质，并且可方便进行观察和控制，但对消毒条件要求较高；固体培养受到培养基组成的影响较大，但可以提供相对稳定的生长环境。
其次，经过菌种的培养，需要将其转移到发酵罐中进行大规模发酵。
发酵罐的选择需要考虑到菌种的要求，包括温度、pH 值、通气等因素。
通常情况下，发酵罐会提供相应的温度控制装置、搅拌装置和气体通气装置。
这些装置可以满足菌种生长和代谢所需要的条件，以及保证发酵反应的均匀性和稳定性。
在发酵过程中，还需要提供合适的培养基来供养菌种。
培养基的选择和组成要根据菌种的要求和发酵产物的需求来确定。
一般来说，培养基的主要组成包括碳源、氮源、无机盐等。
其中，碳源是菌种生长的主要能量来源，氮源是合成蛋白质和细胞组分的重要组成部分，无机盐则提供菌种所需的微量元素。
发酵罐中的发酵过程需要控制适宜的温度、pH值和通气速率等。
温度的控制要根据不同菌种的要求，通常在37℃以下进行，一般为25-37℃。
pH值的调节也是非常重要的，一般范围为5-8之间。
通气速率则会影响到发酵罐内的氧气和二氧化碳的浓度，对微生物的生长和代谢有着直接的影响。
最后，经过一段时间的发酵，发酵产物会积累在发酵液中。
如果需要分离和提取发酵产物，可以经过离心、滤液、浓缩等步骤进行。
离心可以将菌体与发酵液分离开来，滤液则可以将固体颗粒和微生物残留物过滤掉。
浓缩则是通过去除水分的方式，使发酵产物的浓度得到提高。
玫瑰花发酵酒工艺优化研究
玫瑰花发酵酒工艺优化研究1. 研究背景玫瑰花是一种常见的花卉，其芳香独特、味道鲜美，是广大人民群众喜爱的花卉之一。
同时，玫瑰花还有一定的药用价值，被广泛用于美容、治疗心脑血管疾病等领域。
近年来，随着人们生活水平的提高，玫瑰花酵酒逐渐成为了人们日常生活中不可缺少的一部分，因此，玫瑰花酵酒的研究和开发具有重要的意义。
2. 研究目的本研究旨在探讨玫瑰花酵酒的发酵工艺，通过实验室分析和实验数据统计，寻找最佳的发酵条件，提高玫瑰花酵酒的品质和产量，为玫瑰花酵酒的生产提供科学依据。
3. 研究方法本研究选取新鲜的玫瑰花作为原料，采用酵母菌和乳酸菌两种菌种进行发酵。
实验分为以下几个步骤：（1）玫瑰花的处理：收集新鲜的玫瑰花，去除花瓣上的杂质和残余物质，将花瓣用清水清洗干净后晾干备用。
（2）酵母和乳酸菌的培养：选用活力良好的酵母和乳酸菌，进行适当的培养，以保证菌群的活力和品质。
（3）发酵条件的确定：通过批量实验，确定最适合玫瑰花酵酒发酵的温度、pH值、添加剂等条件。
（4）实验数据的收集：在发酵结束后，对玫瑰花酵酒的酒精度、挥发酸、酯类、 pH值等指标进行测定和分析，统计实验数据。
4. 研究结果经过实验数据的统计和分析，得出以下结论：（1）玫瑰花酵酒的发酵过程中，温度对发酵效果有较大的影响。
在温度为25℃-28℃时，酒精度和香味更佳。
（2）加入适当的酵母菌和乳酸菌能够增加玫瑰花酵酒的香味和口感，同时可以促进酵母和乳酸菌之间的协同作用，提高发酵效果。
（3）pH值的控制对于玫瑰花酵酒的品质和稳定性具有重要的影响。
实验结果表明，控制pH值在4.0-4.5之间，能够获得更好的发酵效果和品质。
5. 结论本研究通过实验室分析和实验数据统计，得出了最佳的玫瑰花酵酒发酵条件。
在温度为25℃-28℃，pH值在4.0-4.5之间，加入适当的酵母和乳酸菌的情况下，可获得更好的发酵效果和品质。
同时，本研究为玫瑰花酵酒的生产提供了重要的科学依据，具有一定的现实意义。
木薯粉酒精发酵工艺流程
木薯粉酒精发酵工艺流程实验原理酒精发酵是在厌氧条件下，己糖分解为乙醇并释放出二氧化碳。
酒精发酵的类型有3种：即通过EMP途径的酵母菌酒精发酵、通过HMP途径的细菌酒精发酵和通过ED途径的细菌酒精发酵酵母菌通过EMP途径分解己糖生成丙酮酸，在厌氧条件和微酸性下，丙酮酸则继续分解为乙醇。
淀粉类原料的酒精发酵主要有先糖化后发酵工艺和边糖化变发酵工艺（即同步糖化发酵工艺）2种，前者发酵时间长、酒精浓度低；后者发酵时间短，酒精浓度高，而且由于没有终产物抑制，糖化酶用量也较少，因此该工艺是酒精发酵研究的重要方向之一。
本实验即采用的是同步糖化发酵工艺。
液化酶即ɑ-淀粉酶，可将淀粉液化成糊精及少量麦芽糖和葡萄糖。
糖化酶是一种淀粉外切酶，能把淀粉从非还原性未端水解a-1.4葡萄糖苷键产生葡萄糖，也能缓慢水解a-1.6葡萄糖苷键，转化为葡萄糖。
同时也能水解糊精，糖原的非还原末端释放β-D-葡萄糖。
实验步骤称取过40目筛或80目筛干燥的木薯粉1453g，以料水比1：2的比例加入2906g60℃的蒸馏水，按10U/g木薯粉的量加入40000U/ml液化酶400uL，搅拌混匀后于60℃下保温30min并不停搅拌。
转入灭菌锅中迅速升温到95℃，保温液化1h，期间不停搅拌，尽量不要让木薯粉浓醪中的固体颗粒粘连于容器壁上。
然后降温至50-60℃，取10ml全渣液备用测总糖，将液化后的全渣液过滤，制的滤液测总糖。
根据测得滤液的总糖浓度调滤液的总糖浓度至270g/L，于121℃下灭菌30min，然后冷却至33℃左右。
按250U/g木薯粉的量加入100000U的糖化酶。
按接种量为10％接种酿酒酵母GGSF16至液化糖化后的醪液中，同时加入3g/L尿素，分别取样10mL置于两个三角瓶中用于测定初总糖和初还原糖。
余下的分装到10三角瓶，每瓶约300ml，分别接上发酵栓，并于33℃发酵，转速为160r/min，摇床培养72h，期间每隔6h取样分析。
赖氨酸发酵工艺研究指导书
赖氨酸的发酵调控研究一、实验目的1、了解赖氨酸发酵常用的发酵菌种。
2、掌握L-赖氨酸发酵的工艺控制过程和方法。
3、能熟练运用发酵过程的基本原理，根据实验的不同要求，正确的设计实验方案，并按照实验方案进行实验研究二、实验原理赖氨酸的生产方法有水解法(已淘汰)、合成法、酶法和直接发酵法。
直接发酵法合成的赖氨酸是一种次级代谢产物。
微生物合成赖氨酸是诱导物的诱导调节、自身产物的反馈调节、自身产物的分解调节、以及细胞膜透性的调节等次级代谢调节综合作用的结果。
谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调节作用如图1所示。
图1 谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调节作用三、材料与分析方法1、菌种谷氨酸棒杆菌（编号10065，中国微生物菌种保藏管理中心）。
2、培养基（1）斜面培养基：牛肉膏1.1%，蛋白胨1.0%，葡萄糖0.5%，NaCl 0.5%，琼脂0.2%，pH7.0，在0.1Mpa压力下灭菌20min。
（2）种子培养基：糖蜜2.0%，豆饼水解液0.5%，(NH4)2SO4 0.4%，CaCO3 0.5%，K2HPO4 0.1%，MgSO4 0.04%，pH7.0,，于250mL三角瓶内装25mL种子培养基, 在0.1Mpa压力下灭菌20min。
（3）发酵培养基：糖蜜20%，豆饼水解液1.0%，玉米浆（氮源）0.6%，(NH4)2 SO4 2%，K2HPO4 0.1%，MgSO4 0.05%，FeSO4 0.2%，MnSO4 0.2%，pH7.0，于250mL三角瓶装液25mL发酵液，在0.1Mpa压力灭菌20min。
3、分析方法（1）丝氨酸的测定采用变色酸-分光光度法测定（见附录1）。
（2）赖氨酸的测定发酵液中赖氨酸含量的测定采用茚三酮比色法，并加以改进。
吸取发酵液4mL, 6000r/min离心10min去菌体及杂质。
取上清液2mL，加茚三酮试剂（A液：茚三酮1.25g溶于94mL乙二醇甲醚中；B液：CuCl2·2H2O 1.97g溶于32mL 0.1mol/L柠檬酸溶液中；将A、B两液混合，用蒸馏水定容到250mL）4mL，混合，在沸水浴加热20min，冷却后测定475nm处的吸光度值，通过查赖氨酸标准曲线得知发酵液中赖氨酸的浓度。
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（六）、二氧化碳的影响和控 制
CO2是微生物生长繁殖过程中的代谢产 物，也是某些合成代谢的基质，对微生 物生长和发酵具有刺激或抑制作用
CO2对菌体生长还具有抑制作用，排气 中CO2浓度高于4%时，菌体的代谢和呼 吸速率都下降
CO2对微生物发酵也有影响 CO2影响培养液的酸-碱平衡
(2)能够增加微生物细脑的合成能力。因为通过补料工艺能 够不断地提供足够的养料用于合成微生物细胞。 (3)能够提高非生长偶联型产物(如抗生素等次级代谢产物) 的合成量。因为通过补料工艺可在微生物生长期和产物合 成期提供不同质和不问量的养分用于微生物生长和产物合 成。
(4)可以解除快速利用底物而造成的阻遏效应。 (5)能够降低发酵液的粘度，提高溶解氧的浓度。 (6)可以防止培养基中某一组分的毒性。
(2)搅拌热(Q搅拌):机械装置的摩擦、机械装置 和发酵液之间摩擦产生一定量的机械热的释放。
(3)蒸发热(Q蒸发)
(4)辐射热(Q辐射)
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2．温度对微生物生长和产物形成 的影响
1.从酶动力学角度来看，酶促反应导致温度升 高，反应速率加大，生长代谢加快，生产期提 前。但因酶本身很容易因热而失去活性，温度 越高，酶的失活也越快，表现在菌体易于哀老， 发酵周期缩短，影响产物的最终产量。
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-----引起发酵液pH值上升的因素有： ①培养基中碳、氮肥比例不当，氮源过
多，氨基酸释放； ②生理碱性物质过多； ③中间补料时氨水或尿素等碱性物质的
加入量过多。
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2．pH值对菌体生长和产物形成 的影响
培养液的pH值是微生物庞杂的代谢过程 的综合反映。反之，环境的pH值也能影 响微生物的代谢和形态
发酵工艺试验
实验一黄酒的制备一、实验目的1.掌握黄酒制备的一般流程及过程控制；2.学习黄酒成品的后处理及质量控制。
二、实验原理黄酒（Chinese Rice Wine）：是米、黍米、玉米、小米、小麦等为主要原料，经蒸煮、加曲、糖化、发酵、压榨、过滤、煎酒、贮存、勾兑而成的酿造酒。
即黄酒是以谷物为原料，经过霉菌及酵母菌等有益微生物的共同糖化发酵作用酿造而成的一种营养丰富的低度发酵原酒。
其主要特点是：（1）.带菌的敞口式、多菌种发酵；（2）.典型的固液双边平衡发酵；（3）.醪液浓度是所有酿造酒中最高的；（4）.高酒精度的形成。
三、原辅料、试剂及设备（一）、原辅料（1）.糯米：1000g（2斤）；（2）.黄酒活性干酵母（3）.黄酒麦曲（4）.a－淀粉酶、糖化酶：备用。
（二）、试剂1.0.1 N NaOH标准溶液（1000ml）；2.1％酚酞指示剂（100ml）；3.显色剂（200ml）；4.稀释液（1000ml）；5.甘氨酸标准溶液（50ml）。
（三）、材料及设备1.玻璃缸：1个；2.木铲：1把；3.蒸锅（带蒸屉）：1只；4.纱布：1块；5.淘箩：1个；6.温度计：1只；7.酒精蒸馏装置（蛇形冷凝管，连接装置，蒸馏烧瓶，乳胶管等）：1套；8.容量瓶（100ml）：1只；9.大张滤纸、漏斗（中号）：1套；10.电炉（600－800W）：1台；11.糖度计（分度值0.2，0－10％）：1只；12.酒精计（分度值0.2，0－10％，10－20％）：1只；13.精密pH计或pH试纸（pH3.8－5.4）：1本；14.移液管（5ml）：1只；15.量筒（25ml、100ml、500ml）：各1只；16.三角瓶（50ml、150 or 250ml）：各1只；17.碱式滴定管（铁架台、弹簧夹等）：1套；18.精确度0.01 or 0.1 天平：1台；19.722分光光度计，蒸馏水：若干；20.恒温水浴锅：若干；21.试管（18×180mm）：若干。
发酵工艺
1. 生物素 作用: (1)主要影响细胞膜通透性。 （2）影响菌体的代谢途径。 生物素浓度对菌体生长和谷氨酸积累均有影响。大量合成 谷氨酸所需要的生物素浓度比菌体生长的需要量低，即为菌体 生长需要的“亚适量”。 生物素过量：菌体大量繁殖，不产或少产谷氨酸。 生物素不足：菌体生长不好，谷氨酸产量也低。 谷氨酸产生菌为生物素缺陷型。 要达到菌体生长需要的“亚适量”。
3.2
淀粉水解糖的制备
在工业生产中，将淀粉水解为葡萄糖的过程称淀粉的糖化，制 得的溶液叫淀粉水解糖。其主要糖分是葡萄糖。根据水解条件不 同，尚有数量不等的少量麦芽糖及其它一些二糖，低聚糖等复合 糖。 3.2.1 淀粉水解制糖的意义 1. 大多数微生物不能直接利用淀粉（所有的氨基酸生产菌不能 直接利用） 2. 有些微生物能够直接利用淀粉作原料，但必须在微生物产生 淀粉酶后才能进行，过程缓慢，发酵周期长。 3. 若直接利用淀粉作原料，灭菌过程的高温会导致淀粉结块， 发酵液粘度剧增。
2.5 种子的扩大培养 一、培养方法 1. 表面培养：是一种好氧静置培养法。如固体斜面，固体平 板，液体培养表面形成的膜状物。 2. 固体培养：工业上常用大米，麸皮，米糠，谷壳等，再加 一些其它营养成分灭菌后制成。特点: 疏松，培养基内部充 满空气。既可静置培养，又可通风培养，是介于表面培养 和深层培养之间的一种培养方式。 3. 液体深层培养：又叫液体通风培养。 菌体在液体培养基中处于悬浮状态，导入培养基中的空气通 过气液界面传质进入液相，再扩散进入细胞内部。在发酵罐 中进行。
菌种的扩大培养 由于工业生产规模的增大，每次发酵所需的种子（纯种培养 物）就增多，要使小小的微生物在几十小时内完成如此巨大的发 酵转化任务，必须具备数量巨大的微生物细胞才行。 菌种扩大培养的目的： 为每次发酵罐的投料提供相当数量的代谢旺盛的种子。 （一） 种子制备的工艺流程
发酵加工工艺技术(35页)
SCP的功能特性
提供蛋白質的營養需求。 應用其膠凝性、水合性和乳化性。 高活性乾酵母可供應麵包或釀酒的發酵
劑。
螺旋藻的培養生產及其應用
為光合作用微生物可作為一種潛在的食品資 源和廢水處理劑。
藻類在有陽光和二氧化碳下可進行光合作並 生長，易富含蛋白質。
像作為耐酸、耐鹽的增稠穩定劑，或用 於飲料的乳化劑，用典糕點、糖果的高 粘度填充劑、用於肉品以提高保水性或 可用水果的保鮮等。
黃原膠發酵
溫度控制在24-27oC，而最適產的黃原膠 為30-33 oC。
pH則控制在6.5-7.5。 攪拌速度和攪拌強度會影響溶氧量和發
酵基質的傳遞為解決高粘度發酵過程的 供氧設備可用氣舉式發酵槽或提高通風 量或充入高濃度氧的空氣或加入活性氧 釋放劑等。 黃原膠發酵液的膠濃度不高在2.5%，但 粘度卻在5-8Pa s。
液以一次添加，而在發酵期間內並不再添加任何培養 液，為一不連續式的培養法。
饋料批式操作 (fed-batch operation):指在
發酵期間內於不同的時間分次添加培養液以供微生物 生長代謝之所需。它不會出現某種培養液成分的濃度 過高而影響菌体生長和代謝產物的生成速率。故其要 點為控制基質濃度，注意要加什麼及如何加入。
次級分離使用離心法、重力過濾和沙床 過濾。
乾燥則可使用滾筒乾燥或日晒乾燥。
發酵法生產的食用膠(以黃原 膠為例)及應用
黃原膠是黃單孢桿菌發酵產生細胞外雜 多醣(1969FDA批准作為食品添加劑)。
因其有強親水性、增稠性、對熱、酸、 鹼和酵素的穩定性、良好的懸浮性和乳 化性可作為食品工業的穩定劑、乳化劑 和增稠劑。
利用微生物發酵生產γ-亞麻酸可進入工 業化生產和降低成本以應用治心血管疾 病或食品強化劑、飼料及化妝品等。
微生物发酵工艺及其产物开发研究
微生物发酵工艺及其产物开发研究微生物是一类生长快速、繁殖力强的生物体，其代谢过程可通过发酵技术转化为各种有用的化学物质。
因此，在工业上，微生物发酵技术被广泛应用于食品、制药、化工、环保等行业。
本文将就微生物发酵工艺及其产物开发研究进行探讨。
一、微生物发酵工艺微生物发酵工艺是一种将微生物作为工具，利用其代谢过程生成有用化合物的技术。
它是包含微生物培养、废料回收和清洗工序的。
微生物发酵工艺的步骤通常包括选择合适的微生物、确定发酵过程参数、培养微生物、掌握发酵优化技术，过程结束后控制好产物的分离和提取。
在发酵工艺中，微生物的选择非常重要，因为它的生长特征决定了发酵过程的效率。
常用的微生物有酵母菌、乳酸菌、产酸菌、腐生菌等。
确定发酵过程参数是保证生产的关键，包括培养基组成、温度、氧气供应量、搅拌速度等。
微生物的培养需要掌握好氧和厌氧条件下的环境，以保证微生物的生长和代谢。
在发酵优化时，制定一个良好的反应规划能够使产量和质量得到改善，同时，发酵结束后该过程又包含产物的提取、纯化和维持的工艺。
二、微生物发酵产物开发研究在现代化工和制药工业发展中，微生物发酵技术是一项基础性的工艺和技术。
微生物发酵产物是指通过微生物发酵合成的化合物。
这些产物有机酸、氨基酸、抗生素、核苷类化合物、维生素等，在重要工业领域中有广泛应用，例如医药、饲料、化妆品、食品工业和环保等行业。
医药领域是微生物发酵产品研发的最重要应用之一。
在该领域中，微生物发酵合成具有抗生素类、β-拉氧酸类、显微鏈蛋白等药物。
其中的β-拉氧酸是降低胆固醇的重要药物。
此外，微生物的生长速度较快，同时生产成本相对较低。
因此在制药领域中对于大量生产至关重要。
饲料领域是微生物发酵产品开发研究的另一重要领域。
由于优质饲料原材料的短缺和高价，饲料添加剂被广泛使用。
细菌能代谢出各种氨基酸，因此，微生物发酵饲料添加剂由此产生。
微生物发酵饲料添加剂被广泛应用于车间，在猪、鸡等不同动物的饲料中。
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实验：甘油发酵是在髙渗透压环境中进行的，因此可望通过热冲 击来提高发酵甘油的产量
正交条件A 冲击温度 （℃ ） 40，45，50
B 开始时机（h） 8，16，30
C 冲击时间（分） 15，30，60
结果发酵16小时，45℃冲击30分钟最佳，发酵96小时后甘油浓度 提高32.6％，
（A）16h,45℃,30min
（B）12h,45℃,30min
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第二节 pH 值 的 控制
一、pH值对菌体生长和代谢产物合成的影响 菌种不同，对pH要求不同 菌种相同，pH不同，形成的产物不同 菌种生成和发酵的最适pH不同，形成的产物
不同
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第七章 发酵过程的控制
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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
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
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摇瓶考察发酵情况
pH对产海藻酸裂解酶的影响
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例子：不同调pH方法的影响
分别在4种缓冲介质中，于pH 6．50一9．50测定天冬酰胺酶 酶活力．
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第一节 温 度 控 制
一、发酵热 伴随发酵的进行而产生的热量叫发酵热
1、生物热 微生物在生长繁殖过程中，本身产生的热
2、搅拌热 Q搅拌=P × 3061（kJ/h）
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3、蒸发热 Q蒸发=qm（H出-H进）， qm ：空气流量；I：气体热焓； 4、辐射热
Q发酵 = Q生物 + Q搅拌 - Q蒸发 - Q辐射
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二、发酵热的测量及计算
发酵热的测定可采用以下几种方法：
①利用热交换原理，测量一定时间内冷却水的流量和冷 却水进出口温度，根据
Q发酵 = qvC（t2 – t1）/V；
qv为冷却水体积流量，L/h；C为水的比热容，kJ/kg ℃； V为发酵液体积，m3
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②利用温度变化率：先使罐温恒定，再关闭自控装置，测量温度 随时间上升的速率，根据
嗜冷菌适应于0～26℃生长，嗜温菌适应于15～43 ℃生长，嗜热 菌适应于37～65 ℃生长，嗜高温菌适应于65 ℃ 以上生长
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影响酶的活性、影响细胞内各种反应速度 最低生长温度、最高生长温度、最适生长温度 在最适范围内生长速度随温度升高而增加，生长
周期缩短 不同生长阶段的微生物对温度的反应不同
的温度范围也不同。 如黑曲霉生长温度为37℃， 谷氨酸产生菌棒状杆菌的生长温度为30～32 ℃ ， 青霉菌生长温度为30 ℃ 。
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2、根据培养条件选择
温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。 通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，
溶氧浓度也可髙些。 培养基稀薄时，温度也该低些。因为温度高营养利用快，
例子：利用热冲击处理技术来提高甘油的产量 背景： （1）酵母在比常规发酵温度髙10～20℃的温度下经受
一段时间刺激后，胞内海藻糖的含量显著增加。 （2）Lewis发现热冲击能提高细胞对盐渗透压的耐受力 （3）Toshiro发现热冲击可使胞内3－磷酸甘油脱氢酶
的活力提高15～25％，并导致甘油产量提高
Q发酵 = （M1C1 + M2C2）V； M1：发酵液质量 kg M2：发酵罐质量kg
C1 发酵液的比热容，kJ/kg ℃
V为温度上升速率℃/h ③热力学方法：
C2 发酵罐的比热容， kJ/kg ℃
H 0
H
0 f
产物
H
0 f
反应物
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三、温度对微生物生长的影响
不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大 致可分为四类：
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四、温度对发酵的影响
1、影响反应速度 2、温度影响酶系的组成及酶的特性
酶比活力（u/g）
6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000
30
60
90
120
150
时间（min）
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3、温度影响发酵的方向 四环素产生菌金色链霉菌同时产生金霉素和四环素，
当温度低于30 ℃时，这种菌合成金霉素能力较强；温 度提高，合成四环素的比例也提高，温度达到 35 ℃时， 金霉素的合成几乎停止，只产生四环素。 4、温度还影响基质溶解度
在发酵液中的溶解度也影响菌对某些基质的分解吸 收。因此对发酵过程中的温度要严格控制。
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五、最适温度的控制
1、根据菌种及生长阶段来选择 微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求
（3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降
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2、产物形成 某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有
机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗 生素呈碱性，使pH上升。
3、菌体自溶，pH上升，发酵后期，pH上升。
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三、发酵过程pH值的调节及控制 1、调整培养基的组分 2、在发酵过程中进行控制 ①添加CaCO3： ②氨水流加法 ③尿素流加法 3、通过补料调pH 4、当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH
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pH对微生物生长繁殖和代谢产物形成影响的主要原因： 1、影响原生质膜的性质 2、影响酶的活性 3、影响营养物质和中间代谢产物的解离
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二、影响pH值变化的因素
1、基质代谢
（1）糖代谢 特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使 pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一
（2）氮代谢 当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分 解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳 源利用pH上升。
会使菌过早自溶。
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3、根据菌生长情况
菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢， 维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富， 通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。
总的来说，温度的选择根据菌种生长阶段及培养条 件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度
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