赤藓糖醇的发酵工艺条件研究
赤藓糖醇的特性及应用
赤藓糖醇的特性及应用:摘要：赤藓糖醇是一种低热量甜味剂，具有热值低、结晶性好、口感好、 无致龋性、对糖尿病人安全等特点，其应用前景极为广泛。本文主要论述了赤藓糖醇的性质、特性、生产及在食品工业中的应用。 关键词：赤藓糖醇；性质；特性；应用；生产 赤藓糖醇是一种采用生物技术生产的新型发酵型低热量甜味剂，1999年6月国际食品添加剂专家委员会（JECFA）批准赤藓糖醇作为食用甜味剂，且无需规定ADI值。目前，赤藓糖醇在美国、日本、澳大利亚、新西兰、新加坡、韩国、墨西哥等国已用于食品生产。2007年6月19日我国卫生部公告批准赤藓糖醇作为甜味剂应用于口香糖、固体饮料、调制乳等食品中。 1 赤藓糖醇的性质 赤藓糖醇在自然界分布十分广泛，海藻、蘑菇以及甜瓜、葡萄、桃等水果类中均含有赤藓糖醇。由于细菌、真菌和酵母也能产生赤藓糖醇，所以在发酵食品果酒、啤酒、酱油中也存在，另外还存在于人和哺乳动物的体液中。 赤藓糖醇为白色结晶的四碳多元醇类化合物，化学名称为1，2，3，4-丁四醇，分子式为C4H10O4，分子量122.12，熔点126℃，沸点329～331℃，溶解热-97.4J/g，其化学性质与山梨糖醇、甘露糖醇和木糖醇等糖醇相类似。 1.1 甜味纯正 赤藓糖醇与蔗糖的甜昧特性十分接近，爽净且无后苦味，甜度约为蔗糖的70%～80%。与其他甜味剂混合使用具有改善、协调味质作用，如赤藓糖醇与高甜味剂甜菊苷以1000:（1～7）混合使用，可有效掩盖甜菊苷的后苦味；将20%以上的赤藓糖醇与白砂糖并用，其后味和甜味比白砂糖更为理想；溶液中1%～3%的赤藓糖醇能有效掩饰刺激性口味，改善溶液的口感和风味。 1.2 稳定性高 赤藓糖醇在热、酸、碱条件下稳定，适用的酸碱范围为pH2～12，符合一般食品对酸碱的要求，由于不含羰基，所以在与氨基酸共存的情况下无美拉德反应发生。试验表明，赤藓糖醇在160℃高温条件下不会出现分解及热变色，避免高温加工过程食品出现的焦化。 1.3 结晶性好 赤藓糖醇吸湿性低，结晶性好，易粉碎制得粉状产品，其吸湿性在糖醇及蔗糖等甜味剂中是最小的。温度为20℃、相对湿度为90%的环境中，放置5d后的吸湿增重，麦芽糖约为17%，蔗糖约为10%，而赤藓糖醇仅为2%左右。 1.4 熔解热高 其溶解热为-97.4J/g，由于溶解热较大，溶于水时会吸收较多的能量，有很强的制冷作用。实验表明，将10g 赤藓糖醇溶解于90g水中，温度下降约4.8℃，用它添加生产的固体食品和糖果在食用时具有口感清凉特点。 2 赤藓糖醇的生物学特性 2.1 低能量值 赤藓糖醇分子能量值为1.67kJ/g，而木糖醇11.7 kJ/g，异麦芽酮糖醇8.36KJ/g，蔗糖16.72 kJ/g，故其热量值仅为蔗糖10%左右。同时由于赤藓糖醇分子小，被动扩散容易被小肠吸收，80%的赤藓糖醇可以进入血液循环，被人体吸收后的赤藓糖醇分子不能被机体内的酶系统分解，不为机体提供热量，不参与糖代谢引起血糖变化，只能透过肾脏从血液滤出，随尿液从人体排出。实验表明，一次性摄人赤藓糖醇25g，3h内有40%从尿液中排出，大约在24h内，有80%从尿液中排出，尿液总排出量达90%以上，没有被小肠摄入的20%赤藓糖醇进入大肠后，肠道细菌发酵成不饱和脂肪酸被机体利用的不到50%。因此被摄人赤藓糖醇中只有5%～10%能为人体提供能量，故赤藓糖醇的实际能量值仅为0.84KJ/g，是所有多元糖醇甜昧剂中能量最低的一种，也被称为“零”热值配料。 2.2 高耐受性，无毒副作用 赤藓糖醇的生物耐受性好，安全无毒，动物和临床实验中不会导致腹泻的山梨糖醇最大单次剂量是0.24g/kg 体重，而赤藓糖醇为0.80 g/kg体重，是木糖醇、麦芽糖醇、异麦芽糖醇和乳糖醇的2～3倍，甘露醇的3～4倍，与其他多元糖醇相比，赤藓糖醇在人体内的最大耐受量为50g/d。这是因为绝大部分赤藓糖醇能被小肠吸
微生物发酵工艺优化研究进展
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/918224247.html, 微生物发酵工艺优化研究进展 作者：张锐 来源：《海外文摘·学术》2017年第03期 摘要：近些年，在有关技术领域中微生物的发酵技术已得到了非常广泛的应用，特别在医药行业内应用此种技术十分普遍。微生物科技发展非常快，因此，人们也有不断深入的研究微生物的发酵工艺。为此，本文对影响微生物发酵的培养条件和培养基进行了分析，又对优化微生物发酵工艺的办法进行了讨论研究，为微生物工程的发展提供参考价值。 关键词：发酵工艺；微生物；培养条件；工艺优化；培养基 中图分类号：TQ920.6 文献标识码：A 文章编号：1003-2177（2017）03-0058-02 1 微生物发酵受培养基的影响 微生物在进行生长、代谢时，培养基能供给微生物发酵所需要的能量与营养物质，对合成发酵产物的效率和产品的质量保障来讲有着重要意义。在进行微生物发酵时，因其发酵条件与菌种的差异和不同的发酵阶段，需要培养基的成分也不同。一般情况下，微生物生长需要的营养要素有生长因子，碳源，无机盐和氮源四类。 1.1 选择氮源与碳源作发酵的培养基 氮源为微生物提供含氮的有机物与蛋白质，并且，还是合成含氮产物的参与者。氮源主要是有机氮源与无机氮源两种，如豆粉，氨盐，蛋白胨与硝酸盐等。碳源能够为微生物提供能量来源，形成产物和构建细胞。碳源的形式有油脂，多糖，单糖，天然复合物，双糖等，如豆油，葡萄糖，淀粉与蔗糖等。选择发酵的培养基中要有均衡的碳源与氮源比，确保其菌体能够正常生长，而且还有利于合成产物的速率。 1.2 无机盐对发酵培养基的影响 微生物的生长和生成的代谢产物都与无机盐有关重要关系。微生物在进行生长代谢时，构成的辅酶中有磷的参与，它是构成微生物生长，代谢的重要因素。有些菌种的发酵产物中包含磷酸根，因此在进行培养基发酵时，添加很多的磷酸盐，这利于产物快速合成。在微生物发酵中钙离子对细胞的生理状况起到了调节作用，例如，使细胞膜的通透性降低，维持细胞状态等。很多酶都用镁来作催化剂。微生物生长所需微量元素有很多，如，钴，铁，锌，锰等。经研究证明，枯草芽孢杆菌的生长中需要锰离子的参与，在发酵培养基中添加适量的氯化锰，可以提升枯草芽孢杆菌生成的发酵物中抑菌物质的活性。 2 微生物发酵受培养条件的影响
微生物发酵培养基的优化方法
工业发酵进展
微生物发酵培养基的优化方法 对于微生物的生长及发酵，其培养基成份非常复杂，特别是有关微生物发酵的培养基，各营养物质和生长因子之间的配比，以及它们之间的相互作用是非常微妙的。面对特定的微生物，人们希望找到一种最适合其生长及发酵的培养基，在原来的基础上提高发酵产物的产量，以期达到生产最大发酵产物的目的。发酵培养基的优化在微生物产业化生产中举足轻重，是从实验室到工业生产的必要环节。能否设计出一个好的发酵培养基，是一个发酵产品工业化成功中非常重要的一步。以工业微生物为例，选育或构建一株优良菌株仅仅是一个开始，要使优良菌株的潜力充分发挥出来，还必须优化其发酵过程，以获得较高的产物浓度（便于下游处理），较高的底物转化率（降低原料成本）和较高的生产强度（缩短发酵周期）。设计发酵培养基时还应时刻把工 实验室最常用的优化方法是单次单因子法，这种方法是在假设因素间不存在交互作用的前提下，通过一次改变一个因素的水平而其他因素保持恒定水平，然后逐个因素进行考察的优化方法。但是由于考察的因素间经常存在交互作用，使得该方法并非总能获得最佳的优化条件。另外，当考察的因素较多时，需要太多的实验次数和较长的实验周期[3]。所以现在的培养基优化实验中一般不采用或不单独采用这种方法，而采用多因子试验。 2.多因子试验 多因子试验需要解决的两个问题: (1)哪些因子对响应具有最大(或最小)的效应，哪些因子间具有交互作用。 (2)感兴趣区域的因子组合情况，并对独立变量进行优化。
3.正交实验设计 正交实验设计是安排多因子的一种常用方法，通过合理的实验设计，可用少量的具有代表性的试验来代替全面试验，较快地取得实验结果。正交实验的实质就是选择适当的正交表，合理安排实验的分析实验结果的一种实验方法。具体可以分为下面四步： （1）根据问题的要求和客观的条件确定因子和水平，列出因子水平表； （2）根据因子和水平数选用合适的正交表，设计正交表头，并安排实验； （3）根据正交表给出的实验方案，进行实验； （4）对实验结果进行分析，选出较优的“试验”条件以及对结果有显著影响的因子。 正交试验设计注重如何科学合理地安排试验，可同时考虑几种因素，寻找最佳因 次 报道。CastroPML报道用此法设计20种培养基，做24次试验，把gamma干扰素的产量提高了45%。 6.部分因子设计法 部分因子设计法与P1ackett-Burman设计法一样是一种两水平的实验优化方法，能够用比全因子实验次数少得多的实验，从大量影响因子中筛选出重要的因子。根据实验数据拟合出一次多项式，并以此利用最陡爬坡法确定最大响应区域，以便利用响应面法进一步优化。部分因子设计法与Plaekett-Burman设计法相比实验次数稍多，如6因子的26-2部分因子设法需要进行20次实验，而Plackett-Burman设计法只需要7次实验。 7.响应面分析法
脂肪酶产生菌发酵条件的优化
绵阳师范学院 本科生毕业论文（设计） 题目脂肪酶产生菌M-6-2发酵条件的优化专业生物技术 院部生命科学与技术学院 学号0811420218 姓名杜长蔓 指导教师李俊刚 答辩时间2012年5月 论文工作时间：2011 年7 月至2012 年5 月
脂肪酶产生菌M-6-2发酵条件的优化 学生：杜长蔓 指导老师：李俊刚 摘要：本文对绵阳师范学院微生物实验室筛选和鉴定的产脂肪酶细菌 M-6-2的生长动力学和产酶动力学进行了研究；通过单因素实验和正交试验，对脂肪酶产生菌M-6-2 摇床发酵产脂肪酶的培养基组成和培养条件进行优化，得出较佳的产酶培养基组成配方为：1.5%淀粉+0.5%酵母膏为碳源、4.5%豆饼粉 +1.5%硝酸铵为最佳的氮源、0.05%磷酸氢二钠和0.15%硫酸镁；最优的发酵条件为：初始pH7.5，接种量1.5 %，装液量20ml/250ml，发酵温度35℃，在转速180r/min 下，培养16h，经过优化后发酵液脂肪酶酶活力最高可达到15.60 U/ml,较优化前提高了49.57%。脂肪酶产生菌M-6-2与国内文献报道的产脂肪酶细菌相比产酶活力高。对该菌株发酵条件进行优化后，为生产性试验打下了基础。 关键词：脂肪酶产生菌M-6-2；脂肪酶；发酵条件；优化；正交试验；
Lipase to produce bacteria M-6-2 Optimization of fermentation conditions Undergraduate: Du Changman Supervisor: Li Jun Gang Abstract: In this paper, Laboratory screening and identification of lipase production by bacteria in the M-6-2 growth kinetics and enzyme production kinetics were studied; through single factor experiments and orthogonal test, the lipase to produce bacteria M-6-2 shaker fermentation lipase medium composition and culture conditions were optimized to come to a better enzyme production medium composition formula: 1.5% starch and 0.5% yeast extract as carbon source, 4.5% of the soybean powder and 1.5% ammonium nitrate for the best source of nitrogen, 0.05% disodium hydrogen phosphate and 0.15% magnesium sulfate. Optimal fermentation conditions were: initial pH 7.5, 1.5% of the inoculum size, liquid volume 20ml/250ml, fermentation temperature 35 ° C, in the speed 180r/min next, cultured 16h After optimization of the fermentation broth lipase activity can reach 49.57% to 15.60 U / ml, compared to before optimization. Lipase to produce bacteria M-6-2 and reported in China in the production of lipase bacteria compared to the high activity of enzyme production. Of the strain fermentation conditions optimized, laid the foundation for the production of test. Key words: Lipase producing strain M-6-2；lipase ；fermentation conditions； optimization ；orthogonal test
发酵工艺优化
发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统 至于装液量的问题，应该从以下几个方面考虑： 1、保持在你所需要的转速培养情况下（尤其是在后期，菌丝很多时，转速很高时），不能让发酵液把你的塞子湿掉，容易造成染菌。 2、装液量的体积在消毒过程中，不能因为沸腾把塞子湿掉，或者跑出三角瓶，装液量太多会出现这样的情况。很容易染菌。 3、根据你的菌种的情况和发酵液的粘度，需要的混匀程度等等方面也要考虑。 4、建议你做一个梯度试验（40－50－60－70－80等）就可以找到你所需要的装液量。 关于剩余空气的排除在灭菌完毕后（100度左右），立刻用盖子或者其他的用品把你的培养摇瓶盖好，有时候这么点空气根本对兼性厌氧发酵没有什么影响，如果你的菌种要求很严的话，最好用干冰加入已经灭菌的空摇瓶后，立刻用其他的样品培养基分装即可。当然也可以用氮气。最好是二氧化碳。 你可以再查查看是否有其他的方法，我说的也不完全。！！
发酵工艺优化
发酵工艺优化 发酵工艺优化 从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处 1、消毒方式不同，摇瓶是外流蒸汽静态加热（大部分是这样的），发酵罐是直接蒸汽动态加热，部分的是直接和蒸汽混合，会因此影响发酵培养基的质量，体积，PH，透光率等指标。扩大时摇考虑 2、接种方式不同，摇瓶是吸管加入，发酵罐是火焰直接接种（当然有其他的接种方式），要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。 3、空气的通气方式不同，摇瓶是表面直接接触。发酵罐是和空气混合接触，考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。 4、蒸发量不同，摇瓶的蒸发量不好控制，湿度控制好的话，蒸发量会少。发酵罐蒸发量大，但是可以通过补料解决的。 5、搅拌方式不同，摇瓶是摇转方式进行混合搅拌，对菌株的剪切力较小。发酵罐是直接机械搅拌，注意剪切力的影响和无菌的影响。 6、PH的控制，摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH，发酵可以直接流加控制PH，比较方便。 7、温度控制，摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度，但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制，注意降温和加热的影响。 8、注意染菌的控制方法不一样，发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。 9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测，但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。 10、原材料不一样，发酵所用原材料比较廉价而且粗旷，工艺控制和摇瓶区别很大等等 发酵工艺中补料的作用 补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点： (1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变，造成菌丝大量生长等问题，改善发酵液流变等性质，使得发酵过程泡沫得以控制，节省消泡剂，并提高了装罐系数。 (2)可以控制细胞质量，以提高芽抱的比例，并使pH得以稳定。 (3)可以解除底物抑制，产物反馈抑制和分解阻遏。 (4)可以使“放料和补料”方法得以实施。该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后，在发酵液体积测量监控下，放出一部分发酵液，同时连续补充——部分新鲜营养液，实现连续带放、既有利于提高产物产量．又可降低成本，使得发酵指数得以大幅度提高。 (5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态．随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。 连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。有反馈控制：选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标，例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。稳定PH在次级代谢最旺盛水平。而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数，以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。例如发酵过程中前体的补加。由此可见，要实现对发酵过程的有效控制，就先要解决补科的连续控制问题。 目前国外发酵生产过程连续补料采用：流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统
发酵工艺优化
发酵工艺优化---现代发酵工业调控策略 发布日期：2010-04-10 来源：[标签:来源] 作者：[标签:作者] 浏览次数：716 发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用，使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平，人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上，发酵工艺的优化，包括生物反应器中的工程问题，也同样非常重要。发酵环境条件的优化发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求，也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制，依据不同的发酵而有所不同。同时，微生物在 发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用，使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平，人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上，发酵工艺的优化，包括生物反应器中的工程问题，也同样非常重要。发酵环境条件的优化发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求，也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH 值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制，依据不同的发酵而有所不同。同时，微生物在生长的不同阶段、生产目的代谢产物的不同时期，对环境条件可能会有不同的要求。因此，应该在生物反应器内，使温度、pH值、溶氧、搅拌转速等不断变换，始终为其提供最佳的环境条件，以提高目的产物的得率。在发酵放大实验中，一般都很注重寻找最佳的培养基配方和最佳的温度、pH值、溶氧等参数，但往往忽视了细胞代谢流的变化。例如：在溶解氧浓度的测量与控制时，关心的是最佳氧浓度或其临界值，而不注意细胞代谢时的摄氧率；用氨水调节pH值时，关心的是最佳pH值，却不注意添加氨水时的动态变化及其与其他发酵过程的参数的关系，而这些变化对细胞的生长代谢却非常重要。基于此，华东理工大学的张嗣良提出了“以细胞代谢流分析与控制为核心的发酵工程学”的观点。他认为，必须高度重视细胞代谢流分布变化的有关现象，研究细胞代谢物质流与生物
发酵工艺条件的优化修订稿
发酵工艺条件的优化集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]
发酵工艺条件的优化 发酵优化对于搞发酵的工作者而言是非常必需的，下面结合其他战友的一些经验之谈引出此专题，希望大家踊跃讨论，以其提高发酵水平和解决实际问题。 发酵工艺的优化在发酵行业起到很大的作用,尤其是在发酵生产中,它是提高发酵指标的一项非常,有用的技术手段.同时也是搞发酵行业的人的必备知识要求之一,借此我想通过和大家交流共同提高发酵方面的知识水平.发酵工艺优化方法与思路:发酵工艺优化的方法有很多,它们之间不是孤立的,而是相互联系的。在一种发酵中,往往是多种优化方法的结合,其目的就是发酵是细胞大规模培养技术中最早被人们认识和利用的。发酵技术在医药、轻工、食品、农业、环保等领域的广泛应用，使这一技术在国民经济发展中发挥着越来越重要的作用。为了提高发酵生产水平，人们首先考虑的是菌种的选育或基因工程的构建。而实际上，发酵工艺的优化，包括生物反应器中的工程问题，也同样非常重要。发酵环境条件的优化是发酵过程中最基本的要求，也是最重要、最难掌握的技术指标。温度、pH值、溶氧、搅拌转速、氨离子、金属离子、营养物浓度等的优化控制，依据不同的发酵而有所不同。同时，微生物在生长的不同阶段、生产目的代谢产物的不同时期，对环境条件可能会有不同的要求。因此，应该在生物反应器内，使温度、pH值、溶氧、搅拌转速等不断变换，始终为其提供最佳的环境条件，以提高目的产物的得率,在发酵放大实验中，一般都很注重寻找最佳的培养基配方和最佳的温度、pH值、溶氧等参数，但往往忽视了细胞代谢流的变化。例如：在溶解氧浓度的测量与控制时，关心的是最佳氧浓度或其临界值，而不注意细胞代谢时的摄氧率；用氨水调节pH值时，关心的是最佳pH值，却不注意添加氨水时的动态变化及其与其他发酵过程的参数的关系，而这些变化对细胞的生长代谢却非常重要。 注意:大家可以从以下各个方面进行交流.尽量能够分类进行叙述,我总结了以下几累,也不是很全,当然从其他的方面进行交流也可以,但是希望你注明附加说明!!!谢谢大家的参与!!!!!!!!!一. 好氧发酵1. PH 工艺的优化2. 溶氧工艺的优化3.原材料工艺的优化4.消毒(灭菌)工艺的优化5.菌种制备工艺的优化6.小试到中试,中试到生产等扩大实验的工艺优化7.成本工艺优化8.种子罐工艺的优化9.发酵罐工艺参数控制的优化10.仪表控制的工艺优化11.环境的工艺优化12.染菌处理的工艺优化13.紧急情况处理的工艺优化(停电\停水\停气\停汽等)14.补料工艺的优化15.倒种工艺的优化16发酵设备的工艺优化17.其他的工艺优化 二. 厌氧工艺的优化三.固体发酵的工艺优化四.其他1. PH工艺的优化A.配料中的PH 很重要,其中有配前PH,配后PH,消前PH,消后PH,接种前PH,工艺控制PH等,配前PH,配后PH,可以用来检测厡材料的质量,初步估计配料的情况,如果出了错误,有时候可以从PH中的变化看出来,能够减少错误的发生.B.另外,每次有新的配方我们总是要用PH方法检测其中的每种厡材料是否会和其他的发生反应,可以互相两两混合,检测PH的变化,也可以用来作为配微量元素的检测.C.消前PH可以用来减少消毒过程对培养基的破坏,因为培养基在消毒中会有PH的变化,在不同的PH条件下对培养基破坏也不一样,因此可以在消毒的时候选择合适的PH,消毒完后可以调节过来,这样一来可以对PH敏感的一些原材料减少破坏,这种方法在生产中已经取得了初步的成绩,提高了指标.D.工艺控制的PH,在发酵的产抗期间,通过在不同的发酵时间调整不同的P H,可以减少杂质的产生,同时还可以缓解溶氧,比如在头孢发酵中,通过在后期调整PH可以减少DCPC的含量,给提取工序带来很大的好处,E.补料罐通过PH的调节可以更好的通过流加物料而不影响发酵.(部分发酵在不同时期的PH有所不同,所以通过补料罐的调整可以对发酵指标有所提高)F.发酵过程中的PH调节可以通过各种方法,不一定要添加氨水和氢氧化钠,可以添加玉米桨等其他的物料来进行调节.G.控制放罐时的PH可以对后面的过滤有所影响,所以一定要控制好放罐前的PHH.绘制种子瓶和种子罐以及发酵罐等整个发酵过程的PH生长曲线,可以用来参考控制工艺,检测无菌情况的发生.A. 华东理工大学的张嗣良提出了“以细胞代谢流分析与控制为核心的发酵工程学”的观点。他认为，必须高度重视细胞代谢流分布变化
发酵工艺重点
第一章绪论 发酵的定义：通过微生物的生长和代谢活动，产生和积累人们所需代谢产物的一切微生物培养过程。 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技术体系。 微生物发酵产品分为（按发酵类型）：微生物菌体细胞、酶制剂和酶调节剂、微生物代谢产物（包括初级代谢产物和次级代谢产物）以及微生物转化、工程菌发酵产物等。发酵培养方法：表面培养发酵法和深层培养发酵法。 液体深层培养法的基本工艺过程：菌种选育、孢子制备、种子制备、发酵培养、发酵液预处理、提取精制、成品检验、成品包装。 第二章菌种选育工业发酵三个技术领域：菌种选育、发酵工艺（上游工程）和分离提取工艺（下游工程）。 菌种选育在发酵生产上的目的：提高发酵产量、改进菌种性能、产生新的发酵产物、去除多余的组分。 微生物突变的修复：光修复、切补修复、重组修复、SOS修复系统、DNA聚合酶的校正作用。 菌种选育的方法：自然选育、诱变育种、杂交育种、基因工程育种、原生质体育种。自然选育（natural screening ）：是指利用微生物在一定条件下产生自发突变的原理，通过分离、筛选排除衰退型菌株，从中选出维持或高于原有生产菌株的过程，以达到稳定或提高生产的目的。 菌种退化：菌种在长期的传代保存过程中，由于自发突变使菌种变得不纯，生产能力下降。原因有菌种遗传特性的改变、经诱变剂处理后的退化变异、菌种生理状况的改变（培养条件）。 自然选育的一般过程：单孢子悬浮液的制备、分离出单菌落、单菌落传斜面、摇瓶初筛、菌种保藏、摇瓶复筛、放大试验。 诱变育种（mutation breeding ）是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群体，促进其突变率大幅提高，然后采用简便、高效的筛选方法，从中选出少数具有优良性状的突变菌株。主要
赤藓糖醇的研究进展及其应用
赤藓糖醇的研究进展及其应用 摘要：赤藓糖醇是一种低热量甜味剂，具有热值低、结晶性好、口感好、无致龋性、对糖尿病人安全等特点， 其应用前景极为广泛。本文主要论述了赤藓糖醇的性质、特性、生产及在食品工业中的应用。 关键词：赤藓糖醇；性质；特性；应用；生产 赤藓糖醇是一种采用生物技术生产的新型发酵型低热量甜味剂，1999年6月国际食品添加剂专家委员会（JECFA）批准赤藓糖醇作为食用甜味剂，且无需规定ADI值。目前，赤藓糖醇在美国、日本、澳大利亚、新西兰、新加坡、韩国、墨西哥等国已用于食品生产。2007年6月19日我国卫生部公告批准赤藓糖醇作为甜味剂应用于口香糖、固体饮料、调制乳等食品中。 1 赤藓糖醇的物理及甜味特性 赤藓糖醇在自然界分布十分广泛，海藻、蘑菇以及甜瓜、葡萄、桃等水果类中均含有赤藓糖醇。由于细菌、真菌和酵母也能产生赤藓糖醇，所以在发酵食品果酒、啤酒、酱油中也存在，另外还存在于人和哺乳动物的体液中。 Ergthritol化学名称为1, 2, 3, 4- 丁四醇, 英文名称为1, 2, 3, 4- Butanetetrol, 分子式为C4H10O4,分子量为122.12, 熔点118~122℃沸点329~331℃, 赤藓糖醇的结晶性好, 吸湿性低, 易于粉碎制得粉状产品。在相对湿度90%以上环境中也不吸湿; 赤藓糖醇对热和酸十分稳定, 在一般食品加工条件下, 几乎不会出现褐变或分解现象, 能耐硬糖生产时的高温煎煮而不褐变。赤藓糖醇属于填充型甜味剂, 溶于水时会吸收较多的能量, 溶解热- 97.4J/g, 使用时有一种凉爽的口感特性。其甜味纯正, 甜味特性良好, 与庶糖的甜味特性十分接近, 无不良后苦味。与糖精、阿斯巴甜、安赛蜜共用时的甜味特性也很好, 可掩盖强力甜味剂通常带有不良味感或风味。如赤藓糖醇与甜菊苷以1000: ( 1～7) 混合使用, 可掩盖甜菊苷的苦后味。 2 赤藓糖醇的代谢特性 虽然从结构上看赤藓糖醇是一种多羟基化合物, 但它的分子量很小, 所以在
赤藓糖醇应用
甜味剂赤藓糖醇在低能量或无糖饼干应用 甜味剂赤藓糖醇在低能量或无糖饼干应用 2006年6月30日 10:24来源：山东保龄宝生物技术有限公司应用技术中心作者：杨海军 据资料显示，2004年1～10月，我国饼干产量比去年同期增长16.4％，销售收入同比增加18.7％。饼干市场年增长率为10～15％，2005年中国饼干产量预计可达到170万吨，人均消耗为1公斤，而发达国家的人均消耗量为25公斤，由此可见我国的饼干市场还具有巨大的发展空间。 蔗糖、油脂是制作饼干的主要原料，对于形成饼干特有的组织结构、口感和风味具有相当重要的作用，是生产高品质饼干制品所不可缺少的原料。特别是糖在饼干的生产中,除了能增加甜味、上色、提高保藏性以外，对面团的流变学性质、工艺及产品品质带来很大的影响，糖的适量添加是保证正常的生产工艺及良好的产品品质十分重要的条件。在不添加糖的饼干的生产过程中，由于失去了糖的反水化作用，面粉的吸水率大幅度增加，面粉中的面筋性蛋白质的涨润度大幅度提高，面团的弹性增加，从而使得面团的调制时间延长，同时使辊压成的饼坯韧缩严重，烘烤后的产品表面起泡严重，口感僵硬。这种感官品质的产品很难被患有糖尿病、肥胖症及其他人群愉快的接受。 但是随着现代消费者消费水平的提高，对健康意识的增强，这种“高糖高油脂高热量”的产品已不能符合消费者的需要。饼干产业也向着营养、健康、功能性、低热量等方向发展，无糖饼干、低能早餐饼干以及添加维生素和纤维素的饼干就在这种趋势下应运而生。但是目前有些厂家只是考虑在低能量或无糖饼干中部分地减少油脂和糖的使用量，但是仅是减少油脂和糖的使用量是不够的，还应采用膳食纤维、糖醇、低聚糖、类脂肪等替代物，在减少产品能量、满足部分消费者消费需求的同时，尽可能地模拟出油脂和蔗糖的功能，提高产品的可接受性。 蔗糖的替代，目前主要是采取强力甜味剂与低甜度填充型甜味剂或填充剂相结合的方法。比如低聚糖、糖醇等。然而已有的清淡食品配料还存在许多不足之处：热值降低有限；其副作用限制了用量；溶解性差；口味异常；不耐贮存以及组织和填充性不佳等。近几年新研制开发的功能性食品配料－－赤藓糖醇对弥补上述不足取得了一些成功。它不仅能从物理化学方面取代蔗糖而且还可以带来有利于健康的好处，而且使用赤藓糖醇的饼干产品与其同样使用蔗糖为原料的产品相比具有更好的结构紧密性。在饼干中使用的赤藓糖醇，最好是粒度精细（<200um）的结晶，细小的颗粒会给产品带来平滑、圆润的口感。 赤藓糖醇是一种天然的四碳糖醇，也是所有多元糖醇中唯一运用发酵法生产的。赤藓糖醇为白色光亮粉末或结晶，能溶于水，成为无色不黏稠的液体。它是一种独特的低热值填充剂，在现代保健食品中具有很大的应用潜力，它的特性使它特别适合一些需要高比例掺入粉状或结晶状物质的情况，这是其它低热值填充剂之所不及的。 赤藓糖醇具有许多区别于其它同类产品的无与伦比的优越特性，应用在饼干中为产品增加了许多卖点，具体如下：
赤藓糖醇发酵菌种选育及其功能研究进展_柴明艳
赤藓糖醇发酵菌种选育及其功能研究进展 柴明艳 （淄博职业学院，山东淄博255314） 摘 要：赤藓糖醇是一种新型“零”热值纯天然生物糖，属于多元醇类甜味剂，天然存在于多种真菌、果蔬和动物组织 中，具有高稳定性、低能量值、食用安全等优良特性。本文主要就赤藓糖醇发酵生产的菌种选育、合成途径、代谢特征及其生物学功能的研究成果作一概述，为其进一步开发应用提供科学参考。关键词：赤藓糖醇；发酵；生物合成；应用 Research Progress in Microbial Screening on the Fermentation Production and Functions of Erythritol CHAI Ming-yan （Pharmaceutical and Biological Engineering Department of Zibo Vocational Institute ，Zibo 255314，Shandong ， China ） Abstract ：Erythritol was a new kind of natural biological sugar with low caloric value ，and belongs to polyol sweetener.It was found naturally in a variety of fungi ，fruit ，vegetable and animal tissues with high stability ，low energy value ，food safety other fine features.In this article ，strain selection for fermentation and biological function ，synthesis route ，metabolism of erythritol are reviewed ，providing scientific references for the further development and application of erythritol. Key words ：erythritol ；fermentation ；biosynthetic ；application 食品研究与开发 F ood Research And Development 2015年6月 第36卷第11期 DOI ：10.3969/j.issn.1005-6521.2015.11.035 基金项目：山东省科技发展计划项目（2011GSF12108） 作者简介：柴明艳（1983—），女（汉），助教，硕士，主要从事生物发酵方面的教研工作。 赤藓糖醇（Erythritol ），又称赤兔草醇、原藻醇，呈白色结晶状粉末，是一种国际新型营养性功能甜味剂，广泛存在于果蔬、真菌及各类发酵食品中，并在人和动物的机体中多有分布[1]。赤藓糖醇具有无副作用、口感佳、防龋齿、对高血糖病人安全，对肠胃道无不良刺激，一般食品加工中无分解和褐变等多种优良特性[2]，已被应用到多个行业领域，如医药、食品、化工、保健与化妆品等[3]。 现今，国际上已通用微生物发酵法大批量生产赤藓糖醇。然而，赤藓糖醇发酵生产的理想菌选育、消除终产物抑制现象、提高产率及其生物学功能的研究，仍然是发酵法生产赤藓糖醇工业化需要解决的主要难题。可见， 深入展开赤藓糖醇发酵法生产的技术研究，在世界范围内具有重要的理论价值与科学意义。为此，本文主要就赤藓糖醇发酵生产过程中菌种选育、合成途径及其生物学功能的文献报道作一概述， 以期为相关研究提供科学参考。1赤藓糖醇发酵生产的菌种选育 微生物学中，高产菌株选育的常用方法有自然筛选、 诱变育种与基因工程。自然筛选是获得赤藓糖醇产生菌的常用途径之一，主要是从泥土、蜂巢、蜂蜜、花粉或高糖食品中分离到。微生物诱变育种的常用方法有化学诱变、物理诱变、生物诱变与复合诱变等几种，有关以生物诱变方法获得赤藓糖醇产生菌的研究鲜有报道。基因工程育种主要是利用控制基因改造技术来完成，鉴于微生物中赤藓糖醇的合成途径及其关键酶等问题尚在研究中，故利用基因技术以获得赤藓糖醇高产菌株的研究更是鲜有报道。 与化学合成法相比，微生物发酵法生产赤藓糖醇过程温和而易控制，占有较大的工艺与成本优势，且生产效率非常高，已成为其工业生产的主要方法。为提高赤藓糖醇的产量，可通过发酵菌种选育和发酵工艺优化等方式加以实现。其中，优质菌株是赤藓糖醇发酵生产效率的关键，故需选育高产菌株，使得工艺 专题论述 141
国内赤藓糖醇产量分析及预测
国内赤藓糖醇生产企业生产状况 表5-12007年国内赤藓糖醇生产企业产量分析表 公司产能（吨/年）产量（吨/年）价格（元/吨）进出口包装备注 淄博中食歌瑞生物技术有限公司4500 1500左右36000 50%出口25kg/纸袋由于赤藓糖醇起于日本，现在日本含有赤藓糖醇的化妆品开始投放市场。赤藓糖醇未来有可能取代木糖醇。 山东保龄宝生物技术有限公司1000 800左右36000 有部分出口25kg/纸袋主要销往南方市场。该产品主要适用于保健品行业，糖果等行业。 青岛琅琊台集团股份有限公司800-900 700左右34000 70%出口25kg/纸袋该产品为公司的主导产品，公司的产品销往韩国等地。 分析： 1.目前国内赤藓糖醇生产企业很少，据调研了解，国内有三家，分别是淄博中食歌瑞生物技术有限公司、山东保龄宝生物技术有限公司、青岛琅琊台集团股份有限公司。 2.山东福田药业有限公司赤藓糖醇产品现在正处于研发中，尚未投产。 3.淄博中食歌瑞生物技术有限公司是由中国食品发酵工业研究院与山东中舜科技发展有限公司共同建立的，主导产业为生物工程，主要产品为赤藓糖醇。年产量在1500吨左右，公司的产品销往日本等国家。 4.山东保龄宝生物技术有限公司赤藓糖醇产量比较稳定，年生产在800吨左右，主要是销往南方市场，并有部分出口。 5.青岛琅琊台集团股份有限公司赤藓糖醇产品的年产量在700吨左右。公司该产品产量70%左右用于出口，主要是销往日本、韩国等地。 6.浙江海正药业股份有限公司是国内较早生产赤藓糖醇的企业，赤藓糖醇产品去年已停产。 国内赤藓糖醇生产企业所占市场份额 图5-1国内赤藓糖醇生产企业所占市场份额图 国内赤藓糖醇生产企业所占市场份额图 赤藓糖醇应用领域分析
赤藓糖醇发酵
赤藓糖发酵工艺 070720107陈元滨 赤藓糖醇为1，2，3，4- 丁四醇，分子式为C4H10O4赤藓糖醇, 化学名1, 2, 3, 4—丁四醇, 英文名Eryth rito l, 分子式C4H10O 4, 分子量122.12, 熔点126℃, 沸点329～331℃, 是一种四碳多元醇, 外观为白色粉状结晶, 微甜,相对甜度为0.765, 有清凉感, 发热量低, 仅为蔗糖发热量的1/10, 易结晶。天然品存在于海藻、蘑菇、甜瓜、葡萄中, 亦存在于人体眼球、血清、精液里。 赤藓糖醇是一种天然、零热量、可替代蔗糖的填充型甜味剂，有着同蔗糖相似的清澈甜味，同其他糖醇一样，赤藓糖醇不会导致龋齿。比木糖醇略胜一筹，其原因在于人体内没有代谢赤鲜糖醇的酶系, 所以当小肠吸收进入血液后,不能被代谢, 而几乎全部随尿排出体外。它可以避免像其他糖醇由于量过大而引起腹胀、肠鸣和腹泻的副作用。能适用于各类人群, 尤其是糖尿病患者。 基于赤藓糖醇的功能和营养作用，它可被广泛应用于糖果、饮料、果冻及果冻型饮料、代糖包、口腔保健品等各种食品和饮料中。赤鲜糖醇是目前国际上惟一采用微生物发酵法生产的糖醇甜味剂。赤藓糖醇未来有可能取代木糖醇。
1发酵菌株 1.1发酵菌株 工业发酵生产赤鲜糖醇主要使用耐高渗酵母等微生物。 赤藓糖醇生产菌多属于酵母，少部分为霉菌和细菌。从菌种生产能力和产物情况来看，耐高渗透酵母是比较适宜的菌种。在工业上也主要是用耐高渗透酵母和其他生产赤藓糖醇的微生物发酵生产。Spencer等人最早发现许多耐高渗透酵母能产生赤藓糖醇。此后又有许多研究者对高产赤藓糖醇的微生物进行筛选，发现能生产赤藓糖醇的菌种有假丝酵母属（Candida）、球拟酵母属（Torulopsis）、毛孢子菌属（Trichosporum）、三角酵母属（Trigonopsis）、毕赤酵母属（Pichia），以及Moniliella、Trichosporonoides、Aureobasidium 和Zygopichia 等属。 赤藓糖醇的开发利用在日本、韩国、比利时研究较多。日本研究者从土壤、发酵食品、果实和花粉中采样进行分离、筛选、诱变育种，得到了产赤藓糖醇的耐高渗透酵母菌株Aureoasidium sp. SN- 115，以葡萄糖为基质，赤藓糖醇的得率为50%；韩国筛选得到Candida magnoliae。我国发酵法生产赤藓糖醇的研究开发工作起步较晚。江南大学的范光先等人筛选出一株单产赤藓糖醇的球状酵母OS- 194，江苏省微生物研究所吴燕等人筛选得到一株圆酵母（Torula sp.）。 部分产赤藓糖醇发酵菌株的生产比较见表1。 1．2代谢路径及调控机制 在厌氧条件下, 将葡萄糖转化为6一磷酸果糖, 然后进一步磷酸化并分解为4一磷酸赤藓糖和乙酰磷酸，4一磷酸赤藓糖经磷酸酯酶水解生成赤藓糖醇；耐高渗酵母在耗氧条件下也可通过磷酸戊糖途径合成赤藓糖醇。