F01第一章发酵原料及其处理.ppt

《F01第一章发酵原料及其处理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、发酵工程化学与生命科学学院肖长清复习题1．主要的发酵原料及其化学组成。2．发酵原料的选择原则。3．碳氮比、前体与产物促进剂。4．淀粉的分子结构。5．淀粉在水-热处理过程中的物理变化。6．淀粉分子在水解过程中的化学变化。7．双酶法水解淀粉制备糖液的原理及其工艺。8．非粮食生物质的组成，以及酶法水解的原理。9．热死动力学方程与灭菌时间的计算。10．为什么采用高温短时间灭菌既有利于杀灭微生物又有利于减少营养物质的破坏?11．分批灭菌与连续灭菌优缺点的比较。12．主要的连续灭菌流程。第一节发酵工业原料主要原料组成原料的预处理培养基的设计第二节淀粉水解糖的制备和糖蜜原料的处理第三节

2、非粮食生物质原料的加工第四节培养基的灭菌湿热灭菌原理分批灭菌过程连续灭菌过程第一章发酵原料及其处理1.1.1发酵的工业原料⑤非粮食生物质：稻草、秸秆等。②薯类：甘薯、马铃薯、木薯、山药等。①粮谷类：玉米、大米、谷子、大麦、小麦、高梁、燕麦、黍、稷等。③农产品加工副产物：豆粕、米糠饼、麸皮、淀粉渣等。④野生植物：橡子仁、葛根、土茯苓、蕨根等。1.1.1发酵原料的化学组成——糖淀粉(starch)α-1,4-糖苷键α-1,6-糖苷键1.1.1发酵原料的化学组成——糖β-1,4-糖苷键1.1.1发酵原料的化学组成——蛋白质豆粕黄豆1.1.1发酵原料的化学组成——脂肪黄豆三酰甘油

3、（油脂的主要存在形式）油棕蓖麻麻疯树1.1.1发酵原料的选择原则①因地制宜，就地取材。②要求原料内糖类含量较多，蛋白质含量适当。③原料资源要丰富，容易收集。④原料要容易贮藏。⑤对人体无毒害，影响发酵过程的杂质含量少。⑥原料价格低廉。1.2原料的预处理图1-1永磁溜管示意图图1-2永磁滚筒结构示意图(1)除铁将夹杂在原料中的小铁块、螺丝等金属杂物，用磁选设备除去。磁选设备的主要部件是磁体，多采用永久磁体。磁选设备分：永磁溜管和永磁滚筒两种类型。1.2原料的预处理(2)精选按颗粒长度进行分级，以除去不必要的杂粒。常用的精选机有：滚筒精选机和碟片精选机两种。(3)筛选生产用的发

4、酵原料大多数都是颗粒状的，其中常含有各种杂质，筛选是其清理除杂最常用的方法。该过程主要用气流-筛式分离机来完成。1.2原料的预处理图1-5锤式粉碎机结构示意图图1-6辊式粉碎机结构示意图(4)粉碎在发酵生产中，为了加速后续的生物反应和化学反应等过程的反应速度，对于使用的固体颗粒或块状原料，常需将其粉碎。常用的粉碎设备主要有：锤式粉碎机和辊式粉碎机。1.3培养基的设计配制培养基的4个原则目的明确：明确培养对象和实验目的营养协调：营养物的浓度、配比适宜理化适宜：物理化学条件适宜经济节约：原料来源的选择碳氮比(C/N)：碳源和氮源的组成比例。前体：能直接通过微生物的生物合成过程

5、结合到产物分子上去，自身结构基本不变，而产物产量却因此有较大提高。产物促进剂：既不是营养物又不是前体物质，但是却能提高产量的物质。其增产机制有：①是酶的诱导物；②对微生物有某种益处，使发酵过程更顺利；③稳定发酵产物；④是表面活性剂类物质，可增加传氧效率，或增加产物的溶解和分散的程度。1.3.1前体物质异青霉素Nδ(L-α-氨基己二酰）-半胱氨酸-缬氨酸苯乙酸青霉素G1.3.2产物促进剂IPTG:异丙基硫代β-半乳糖苷(β-半乳糖结构类似物)β-半乳糖乳糖启动子2.1.1淀粉水解糖的制备——淀粉颗粒的结构淀粉(starch)淀粉分子链针状晶体淀粉颗粒氢键聚集2.1.1淀粉水

6、解糖的制备——淀粉在水-热处理过程中的物理变化膨胀破裂糊化溶解/液化“反生”/老化2.1.1淀粉水解糖的制备——淀粉颗粒的糊化2.1.1淀粉水解糖的制备——淀粉水解过程中的化学变化淀粉复合二糖糊精麦芽糖葡萄糖5-羟甲基糠醛低聚糖有机酸、有色物质水解反应复合反应分解反应2.1.2淀粉水解糖的制备——酸解法淀粉↓调浆↓过筛↓加酸↓进料↓糖化↓放料↓冷却↓中和↓脱色↓过滤↓糖液盐酸或硫酸水解压力：0.28MPa水解时间：15min左右终点检查：无水酒精检查尽量采用较低的淀粉乳浓度Na2CO3或NaOH活性碳离子交换树脂新型磺化煤2.1.2淀粉水解糖的制备——水解终点检查淀粉蓝糊

7、精红糊精无色糊精麦芽糖葡萄糖碘蓝紫色蓝色红色无色无色无色无水酒精不溶不溶不溶不溶微溶溶2.1.2淀粉水解糖的制备——酸解法和酶解法的比较酸解法优点：工艺简单、水解时间短、设备生产能力大。不足：①高温高压及酸腐蚀；②副反应多；③要求淀粉颗粒大小均匀。酶解法优点：反应条件温和；副反应少，糖液较纯净；淀粉液要求低。不足：生产周期长；设备更复杂。酸酶结合法酸酶法特点：先酸液化，后糖化酶糖化。酶酸法特点：先α-淀粉酶液化，后酸糖化。工艺简单；水解时间短；设备生产能力大。①高温高压及酸腐蚀；②副反应多；③要求淀粉颗粒大小均匀。反应条件温和