第四章发酵与酿造工程学基础及主要设备ppt课件.ppt

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1、第四章发酵与酿造工程学基础及主要设备第一节发酵与酿造的工艺过程一、菌种活化与扩大培养种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。种子扩大培养的概念:种子扩大培养的目的与要求种子扩培的目的接种量的需要菌种的驯化缩短发酵时间、保证生产水平种子的要求：总量及浓度能满足要求生理状况稳定，个体与群体活力强，移种至发酵后，能够迅速生长无杂菌污染（一）种子制备的技术概要1.种子制备的过程实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇床等实验室常见设备，在

2、工厂这些培养过程一般都在菌种室完成，因此现象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。2.实验室阶段接入斜面/平板，培养成熟后，挑选孢子，再一次接入斜面/平板，进行活化。(两次转接)A、砂土管或冷冻干燥管菌种活化可采用固体培养基培养孢子，直接作为种子罐的种子。举例:产黄青霉菌，采用大米或小米为固体培养基，装入摇瓶、灭菌，耍注意控制米粒含水量，使米粒不粘不散。接入孢子，25-28℃培养14d。培养结束，将孢子瓶于真空下抽去水分，使含水量10％以下，冰箱保存备用。B、产孢

3、子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以用摇瓶液体培养法，孢子接入液体培养基，振荡培养，获得菌丝体，作为种子。例如：灰色链霉菌、卡那链霉菌。C、产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种生产上一般采用斜面营养细胞保藏法。斜面菌种于32℃，培养18-24h，即可移入250mL摇瓶液体培养基，32℃培养12h，即可作种子罐种子。例如：谷氨酸棒状杆菌。D、不产孢子的细菌一般保存在麦芽汁琼脂培养基或MYPG培养基的斜面上，4℃冰箱保存.每年移种3-4次。斜面菌种→接入含10mL麦芽汁试管→25-27℃培养2-3d→扩大至三角瓶→25℃培养2d→移至含5-10L麦芽汁的罐→15-20℃培养3

4、-5d→含100L麦芽汁的发酵罐。E、生产啤酒的酵母菌MYPG培养基：3g麦芽浸出物，3g酵母浸出物，5g蛋白胨,10g葡萄糖,20g琼脂,1L水。3.生产车间阶段采用易被菌利用的成分，如葡萄糖、玉米桨、磷酸盐等，同时还需供给足够的无菌空气并不断搅拌，使菌丝体在培养液中均匀分布，获得相同的培养条件。种子罐培养原则：摇瓶菌丝体种子：种子罐之间或发酵罐间的移种：接种方法：可在火焰保护下接入种子罐或采用压差法接入。主要采用压差法，由种子接种管道进行移种，移种过程中要防止接受罐表压降至零。生产车间种子制备工艺可控参数:种子罐级数种龄接种量A种子罐级数的确定种子罐级数指制备种子需扩大

5、培养的次数.种子罐级数的意义：种子罐级数越少，越有利于简化工艺和控制，并可减少移种带来染菌机会。但也必须考虑尽量延长发酵罐生产产物的时间，缩短由于种子发芽、生长而占用的非生产时间，以提高发酵罐的生产率。因此，种子罐级数不宜过少。种子罐级数随菌种及规模而定，也与工艺条件有关。优化种子罐培养条件，加速孢子发芽及菌体繁殖，也可减少种子罐的级数。（1）生长快的细菌，种子用量少，种子罐相应也少。例如：谷氨酸生产中，菌接入种子罐32℃培养7一10h，即可接入发酵罐作为种子，这称为一级种子罐扩大培养，也称二级发酵。（2）生长较慢的菌种，种子用量大，种子罐相应也多。例如：青霉素孢子悬液接入

6、一级种子罐（发芽罐）于27℃培养40h，孢子发芽，长出短菌丝。再移至第二级种子罐（繁殖罐），27℃培养10-24h，菌丝迅速繁殖，获粗壮菌体，即可移至发酵罐，这称为二级种子罐扩大培养，也称三级发酵。一般50m3发酵罐都采用三级发酵。（3）生长更慢的菌种链霉素生产菌种灰色链霉菌，一般采用三级种子罐扩大培养。在小型发酵罐(5-30L)进行试验时，也有采用直接孢子或菌丝体接入罐中发酵，称一级发酵。接种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。接种龄以菌丝处于对数生长期，且培养液中菌体量还未达到最高峰时，较为合适。过于年轻的种子：前期生长缓慢、发酵周期延长、

7、产物形成推迟，甚至会因菌丝量过少而在发酵罐内结球，造成异常发酵的情况。过老的种子：会引起生产能力下降，菌丝过早自溶。不同品种或同一品种的工艺条件不同，接种龄是不一样的，要经试验，确定最适接种龄。B接种龄移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。接种量大小决定于菌种在发酵罐中生长繁殖的速度。例如：抗生素发酵的最适接种量为7-15％，有时可增加到20-25％。而谷氨酸发酵只需1％。C.接种量大接种量：可以缩短发酵罐中菌丝繁殖到达高峰的时间，使产物的形成提前，且生产菌迅速繁殖，可减少杂菌生长机会。原因：??(a、种子量多