生物发酵

[size=10.5pt][font=微软雅黑][b]微生物制剂发酵[/b]的物理条件研究主要有[b]发酵温度[/b]、[b]初始[/b]、[b]溶解氧[/b]。温度是微生物生长的重要环境条件之一。微生物的生长实际是生物体的一系列生物化学反应和酶反应的有机组合,温度是影响这些反应的主要因素。由于不同来源、不同菌株和培养基成分的差异,zui适培养温度有一定的差异。[/font][/size][size=10.5pt][font=微软雅黑]PH值影响微生物的发育增殖和各种能量代谢的化学活性等,在工业发酵过程中,值PH直接影响菌体的生长和目的产物的产生和积累,菌体还会产生酸碱物质导致发酵液值的变化,为保持值的稳定以至于不影响菌体的生长及产物的生成,常常需要补加酸碱来平衡值。[/font][/size][size=10.5pt][font=微软雅黑]在好氧微生物发酵时溶解氧是重要的限制性因素,尤其是液体深层发酵对氧的供应要求更高。溶解氧的调节主要靠通气量、搅拌速度、罐压等进行调节。[/font][/size][size=10.5pt][font=微软雅黑]此外,在液体发酵过程中往往要产生大量的泡沫,为了防止逃液和染菌,保证生产顺利进行,需在发酵液中加入消泡剂。常用的消泡剂有植物油,如花生油、豆油等,还有的用一些高分子化合物,如聚醚类消泡剂、高碳醇、有机硅消泡剂等,这类消泡剂的消泡抑泡[/font][/size]

发酵工程概况 发酵是指利用微生物制造工业原料或工业产品的过程。根据各种微生物的特性，在有氧或无氧条件下利用生物催化 ( 酶 ) 的作用，将多种低值原料转化成不同的产品的过程。如酿酒、制酱和醋等发酵技术古已有之。 20 世纪 40 年代中期美国抗菌素工业兴起，大规模生产青霉素以及日本谷氨酸盐 ( 味精 ) 发酵成功，大大推动了发酵工程的发展。 70 年代以石油为原料生产单细胞蛋白，使发酵工程从单一依靠碳水化合物 ( 淀粉 ) 向非碳水化合物过渡，从单纯依靠农产品发展到利用矿产资源，如天然气、烷烃等原料的开发。 80 年代初基因工程发展，人们能按需要设计和培育各种工程菌，在大大提高发酵工程的产品质量的同时，节约能源，降低成本，使发酵技术实现新的革命。 发酵工程的内容 发酵工程主要包括菌种的培养和选育，发酵条件的优化，发酵反应器的设计和自动控制，产品的分离纯化和精制等。除食品工业外，化工、医药、冶金、能源开发、污水处理、防腐、防霉等开发，给发酵工程带来新的发展前景。http://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/fermentation/IMAGES/11.jpghttp://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/fermentation/IMAGES/12.jpg（菌种的培养）（食品工业）http://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/fermentation/IMAGES/13.jpghttp://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/fermentation/IMAGES/14.jpg（医药工业）（污水处理）目前已知具有生产价值的发酵类型有以下五种： 微生物菌体发酵 这是以获得具有某种用途的菌体为目的的发酵。传统的菌体发酵工业： 有用于面包制作的酵母发酵及用于人类或动物食品的微生物菌体蛋白发酵两种类型。新的菌体发酵可用来生产一些药用真菌：如香菇类、天麻共生的密环菌、以及从多孔菌科的获苔菌获得的名贵中药获答和担子菌的灵芝等药用菌。这些药用真菌可以通过发酵培养的手段来生产出与天然产品具有同等疗效的产物。http://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/fermentation/IMAGES/pic006.jpghttp://learn.gxtc.edu.cn/NCourse/swjs/fermentation/IMAGES/pic005.jpg面包酵母生产工程（气升环流式反应器，50 M3）（药用菌） 微生物酶发酵 酶普遍存在于动物、植物和微生物中。最初，人们都是从动、植物组织中提取酶，但目前工业应用的酶大多来自微生物发酵，因为微生物具有种类多、产酶的品种多、生产容易和成本低等特点；微生物酶制剂有广泛的用途，多用于食品和轻工业中，如微生物生产的淀粉酶和糖化酶用于生产葡萄糖，氨基酰化酶用于拆分DL一氨基酸等。酶也用于医药生产和医疗检测中，如青霉素酰化酶用来生产半合成青霉素所用的中间体６一氨基青霉烷酸，胆固醇氧化酶用于检查血清中胆固醇的含量，葡萄糖氧化酶用于检查血中葡萄糖的含量等等。 微生物代谢产物发酵 微生物代谢产物的种类很多，已知的有３７个大类，其中１６类属于药物。在菌体对数生长期所产生的产物，如氨基酸、核并酸、蛋白质、核酸、糖类等，是菌体生长繁殖所必需的。这些产物叫做初级代谢产物，许多初级代谢产物在经济上具有相当的重要性，分别形成了各种不同的发酵工业。在菌体生长静止期，某些菌体能合成一些具有特定功能的产物，如抗生素。生物碱、细菌毒素、植物生长因子等。这些产物与菌体生长繁殖无明显关系，叫做次级代谢产物。次级代谢产物多为低分子量化合物，但其化学结构类型多种多样，据不完全统计多达４７类，其中抗生素的结构类型，按相似性来分，也有１４类。由于抗生素不仅具有广泛的抗菌作用，而且还有抗病毒、抗癌和其他生理活性，因而得到了大力发展，已成为发酵工业的重要支柱。 微生物的转化发酵 微生物转化是利用微生物细胞的一种或多种酶，把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物。可进行的转化反应包括：脱氢反应、氧化反应、脱水反应、缩合反应、脱梭反应、氨化反应、脱氨反应和异构化反应等。 最古老的生物转化，就是利菌体将乙醇转化成乙酸的醋酸发酵。生物转化还可用于把异丙醇转化成丙醇甘油转化成二羟基内酮、葡萄糖转化成葡萄糖酸，进而转化成２一酮基葡萄糖酸或５一酮基葡萄糖酸，以及将山梨醇转变成L一山梨糖等。此外，微生物转化发酵还包括甾类转化和抗生素的生物转化等等。生物工程细胞的发酵 这是指利用生物工程技术所获得的细胞，如ＤＮＡ重组的"工程菌"，细胞融合所得的"杂交"细胞等进行培养的新型发酵，其产物多种多样。如用基因工程菌生产胰岛素、干扰素、青霉素酚化酶等，用杂交瘤细胞生产用于治疗和诊断的各种单克隆抗体等。４．ｌ．２ 发酵技术的特点及应用 由于微生物种类繁多、繁殖速度快。代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株，而且微生物酶的种类很多，能催化各种生物化学反应。同时由于微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源，不受气候、季节等自然条件的限制，可以用简易的设备来生产多种多样的产品。所以，在酒、酱、醋等酿造技术上发展起来的发酵技术发展非常迅速，且有其独有的特点：①发酵过程以生物体的自动调节方式进行，数十个反应过程能够象单一反应一样，在发酵设备中一次完成。 ②反应通常在常温常压下进行，条件温和，能耗少，设备较简单。③原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，可以是农副产品、工业废水或可再生资源（植物秸杆、木屑等），微生物本身能有选择地摄取所需物质。④容易生产复杂的高分子化合物，能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团引人等反应。⑤发酵过程中需要防止杂菌污染，设备需要进行严格的冲洗、灭菌；空气需要过滤等。 发酵过程的这些特征体现了发酵工程的种种优点。在目前能源。资源紧张，人口、粮食及污染问题日益严重的情况下，发酵工程作为现代生物技术的重要组成部分之一，得到越来越广泛的应用：医药工业：用于生产抗生素、维生素等常用药物和人胰岛素、乙肝疫苗、干扰素、透明质酸等新药。食品工业：用于微生物蛋白、氨基酸、新糖原、饮料、酒类和一些食品添加剂（柠檬酸、乳酸、天然色素 等）的生产。能源工业：通过微生物发酵，可将绿色植物的秸杆、木屑。工农业生产中的纤维素、半纤维素、木质素等废弃物转化为液体或气体燃料（酒精或沼气）。还可利用微生物采油、产氢、产石油以及制成微生物电池。化学工业：用于生产可降解的生物塑料、化工原料（乙醇、丙酮＼丁醇、癸二酸等）和一些生物表面活性剂及生物凝集剂。冶金工业：微生物可用于黄金开采和铜、钢等金属的浸提。农、牧业：生物固氮、生物杀虫剂的应用和微生物饲料的生产，为农业和畜牧业的增产发挥了巨大作用。环境保护：可用微生物来净化有毒的高分子化合物，降解海上浮油，清除有毒气体和恶臭物质以及处理有机废水、废渣等等

2006，07两年，是国外发酵技术大批登陆大陆的两年，在06年后，大陆的发酵工业（不仅仅是科研，中试，而是大生产），正式进入了分子时代。分子技术对发酵行业的影响，在工业上的体现有两点，1，调控方面，由工艺技术的生理水平调整，进入生化水平的代谢流加强与敲除控制。比如说，（我拿有机酸举例子，因为初级代谢研究的更多些）以往代谢流调控，以谷氨酸为极端，使用营养缺陷型，并破坏细胞膜，使产物在胞外积累。但是，由于有些通路代谢的先天不足，某些产物（如琥珀酸）不会积累，而没有商品化，另外，产品产量很难继续提高。而做了分子水平的改进后，以上问题就得以解决了。作为经典发酵，代谢调控对应是用工艺手段，菌种用诱变，以工艺为重。而现代发酵，分子调控，菌种和工艺是分不开的，有时，工艺唯一的目的，就是保证菌种出于某种特定状态而已。2，产物方面，以往产物决定于菌种筛选，但分子时代，A,如果是初级代谢产物，则通过DNA水平调控和改变代谢流实现，B,如果是其他代谢产物，（不管来源是什么，动物，植物），则找到基因，导入细胞表达（大肠杆菌或酵母等）。分子生物学，并不是分子水平的生物，或生化，或生理学。其实，它是指分子水平的DNA学，除了DNA外, 对其他有机物也是围绕与DNA的关系展开的。考虑到在我们发酵生理学的视点下，DNA的价值，是蛋白的信息载体，而一切生理变化，都是蛋白活性的宏观表达。那么，目前的生物技术，可以认为只有两个大的方面（或技巧）：1，通过分子水平DNA技术，抑制细胞内源蛋白活性。2，表达细胞外源蛋白及其活性。 表现在宏观上，就可以实现代谢流调控，蛋白产品的获得，用外源酶合成或催化反应等。比如像代谢流调控，我们找到编码琥珀酸脱氢酶的基因，并敲除之，使这个蛋白不能表达，则从琥珀酸到延胡索酸的反应不能进行，来积累琥珀酸，属于第一种情况。我们敲除PTSG这个基因，使细胞对各种不同的糖没有选择性，也属于第一种情况，而引入另一个基因，使糖代谢加强，就是第二种情况了。在合成PHA时，外源基因指导合成三个外源酶，并在细胞内表达活性，就属于第二种情况。当然，表达外源蛋白最典型的，还是直接以被表达蛋白为产品，不过当蛋白需要被修饰时（如糖基化），就又需要这两种技巧的配合或反复使用了。 这样得到的菌株，生产产物的代谢十分直接，往往转化率在90%或以上。但是，细胞本身的活力比较弱，也会有大量的宏观上类似回复突变的生理问题。这就是为什么我说：“现代发酵，分子调控，菌种和工艺是分不开的，有时，工艺唯一的目的，就是保证菌种处于某种特定状态而已。”----因为，许多本来由我们过程工程师在生理水平控制的代谢，分子技术已经帮我们在种子阶段解决了，而同时，又丢给我们一些不大不小的新问题。以往，类似味精发酵，获得初级代谢产品，并减少中间代谢产物和副产物，需要工艺近似苛刻的控制，而现在，就不必了。 以上是分子技术在经典发酵视角下的情形。而通过分子生物学技术改造过的基因工程菌，由于其特殊的营养和环境需求，往往对发酵原料有较高的要求。安琪试剂级酵母浸粉产品无论是产品颗粒度、流动性、分散性、抗吸潮能力、溶液吸光度、颜色、磷酸盐沉淀等感官指标，还是产品中多肽、氨基酸、核苷酸、维生素、微量元素等营养物质含量指标均达到国际先进水平；通过微生物的培养效果测试，产品使用效果也完全可以与进口产品媲美，且不同批号的产品品质具备高度的一致性，完全可以替代进口同类产品在生物发酵产业中予以应用；另外，安琪产品在销售价格上则具备相当大竞争优势，可以有效帮助解决相关生物发酵企业面临的成本瓶颈。

[img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/035c8044c53dbf7df2cf28d6ec35eb325567121b.png[/img][img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/035c8044c53dbf7df2cf28d6ec35eb325567121b.png[/img][img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/035c8044c53dbf7df2cf28d6ec35eb325567121b.png[/img]1.发酵方式 ①间歇发酵 间歇发酵又称分批发酵，是指发酵过程中营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。 ②连续发酵 连续发酵是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。 ③流加发酵 流加发酵也叫补料分批发酵，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，同时具备两者的部分优点。 [img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/035c8044c53dbf7df2cf28d6ec35eb325567121b.png[/img][img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/035c8044c53dbf7df2cf28d6ec35eb325567121b.png[/img][img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/035c8044c53dbf7df2cf28d6ec35eb325567121b.png[/img]2.影响因素 [img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/ef50e51cb37c948b56dc856fed12e5643597c1dc.png[/img][img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/ef50e51cb37c948b56dc856fed12e5643597c1dc.png[/img]①温度。 [img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/b98fbe9d7371faf3ff43342f166297cf6446531d.png[/img]温度对发酵的影响： 微生物发酵所用的菌体绝大多数是中温菌，生长温度一般在20～40℃。温度会影响微生物体内各种酶的反应速率，改变微生物代谢产物，影响微生物的代谢调控。此外，温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的粘度、基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率、某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。 [img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/b98fbe9d7371faf3ff43342f166297cf6446531d.png[/img]最适温度选择： 根据菌种及生长阶段来选择最适温度； 根据培养条件选择最适温度； 根据菌生长情况选择最适温度。 [img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/ef50e51cb37c948b56dc856fed12e5643597c1dc.png[/img][img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/ef50e51cb37c948b56dc856fed12e5643597c1dc.png[/img]②pH值。 [img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/b98fbe9d7371faf3ff43342f166297cf6446531d.png[/img]pH值对发酵的影响： 影响微生物的生长繁殖； 影响微生物的形态； 影响代谢产物的形成的数量和方向； 影响产物的稳定性。 [img]https://picasso-static.xiaohongshu.com/fe-platform/b98fbe9d7371faf3ff43342f166297cf6446531d.png[/img]最适pH选择： 发酵的最适pH范围一般控制在5-8之间，随菌种不同而不同。 在发酵过程中，可以从以下几个方面对pH值进行监控： （1）调整培养基组分。适当调整C/N比，使盐类与碳源配比平衡，一般来说，C/N高，pH低；C/N低，pH高。 （2）在基础料中加入维持pH的物质。一般采用氨水流加法、尿素流加法等。 （3）补料调节pH。在发酵过程中根据糖氮消耗需要进行补料。 （4）其他方法。如改变搅拌转速或通气量，以改变溶解氧浓度，控制有机酸的积累量及其代谢速度；改变温度，以控制微生物代谢速度；改变罐压及通气量，降低CO2的溶解量等。

发酵过程中产生生物胺。在酒精发酵结束之后，几乎所有红葡萄酒和部分白葡萄酒都需要进行苹果酸-乳酸发酵（MLF），在乳酸菌的作用下，葡萄酒中的苹果酸脱羧转化为乳酸，并放出二氧化碳。经过MLF过程，二元酸转变为一元酸,葡萄酒的酸度降低，使得其口感更柔和。但是，乳酸菌不仅能够分解苹果酸，还可以对氨基酸进行脱羧反应，产生生物胺。在葡萄酒中，有多种氨基酸能够被乳酸菌脱羧，生成组胺、酪胺、腐胺、尸胺及苯乙胺等，前3种胺类是葡萄酒中最主要的生物胺。

划时代的发酵工业　　微生物工程又称微生物发酵工程，是利用微生物的某些生物功能，为人类生产有用的生物产品，或者直接利用微生物参与和控制某些工业生产过程的一种新技术。是现代生物技术的重要组成部分，也是基因工程的基础。　　随着有关学科的发展和生产工艺的改进，人们对微生物的利用本领越来越高。以微生物为原料进行生产的新产品如雨后春笋，层出不穷。　　在我们已经讲述过的生物技术的内容中已多次提到了微生物的功绩，事实上，生物技术的诸多成果，最易通过微生物转化为生产力了。如果说，现代生物技术已成功地应用于工业生产的话，那么，主要应归功于利用和改造微生物的功绩。　　现今的微生物发酵工程已逐渐趋于成熟，并在工业生产中创造出了巨大的经济效益。创立了划时代的发酵工业。现代微生物发酵工艺与我们民间延续了几千年的传统的发酵技术有着很大的不同，主要表现在；所使用的微生物是经过选育的优良菌种并经过纯化，具有更强的生产能力；发酵条件的选用更加合理，并加以自动控制等条件，生产效率更高；生产规律模大，产品种类繁多。　　让我们再进一步来看看微生物发酵和发酵工程的涵义吧。我们可以简单地把微生物发酵比喻成给微生物提供食品和适宜的生长条件，让它们生长繁殖、并各显其能，用它们的身体、它们的功能，为人类提供产品和服务。随着科学和技术的发展，发酵所包含的含义也越来越广。发酵及其产品的获得，是一个包含生物化学反应的工业过程，主角有两个，一个是微生物，一个是发酵底物，即微生物赖以生存的营养条件。********************************************************************************************************************划时代的发酵工业 & 21世纪生物化工发展及对策在很多论坛和网站转载的两篇好文章，其中“21世纪生物化工发展及对策”在搜索到的转载中均有排列错误[em55] ，在此予以修正.本人对生物发酵法制造香料很敢兴趣，请指教！

生物发酵涉及到医药、轻工、食品、农业、海洋、环保等众多领域，在我国国民经济发展中占有极其重要地位，是当前经济社会发展急需突破的技术领域，也是当前世界各国发展的热点领域。在生物发酵过程中，对发酵尾气中各种气体组分的检测有着相当重要的地位。发酵尾气的组分变化，反映了整个发酵过程中物质的变化情况，对尾气数据的分析，可对发酵过程起到监测的作用。 在项目完成过程中，项目组根据发酵尾气的特点以及现场应用环境的要求，对尾气预处理、采集、分析、数据处理等进行了一系列的条件优化，最终建立了一套“在线质谱仪直接分析生物发酵尾气的方法”和标准操作程序。采用SHP8400PMS在线质谱仪可对发酵尾气进行直接分析，实现实时自动在线监测，能够获得连续稳定的准确测量结果，对氧气、二氧化碳、氮气、氩气以及各种挥发性的物质进行高精度定量分析，提高了监测效率。目前该方法已成功应用于国家生化工程技术研究中心(上海)的发酵工程研究和多家生物制药企业的生产现场监测，具有推广应用的示范意义，为建立行业标准方法打下基础。专家组在给予项目肯定和高度评价的同时，也提出了相当中肯的进一步研究建议，希望能将国产质谱仪更好的应用于现场监测领域。

生物发酵液组分分析仪器（多组分分析），哪位朋友做这一类产品的，传资料给我，shhpyy@21cn.com

当前发酵行业面临调整结构、优化升级、转变增长方式、节能减排的重任。发酵过程优化控制与发酵产物后处理问题，是一直困扰发酵工作者的难题，这既关系到能否发挥菌种的最大生产能力，又会影响到下游处理的难易程度，是一项承上启下的关键技术。同时，提取和精制技术作为发酵产物后处理中最终获得商业产品的重要环节，不仅是生产发酵产业核心技术之一，也是提升我国生物发酵产业整体实力、实现节能减排和绿色生产的重要依托。为进一步优化发酵工艺，提升生物发酵过程控制水平，提高后处理能力，推动新技术新工艺和新装备的应用，中国食品医药产业研究院与天津科技大学生物工程学院于2019年5月31-6月2日在天津市联合举办“生物发酵过程控制及后处理技术专题研讨会”。届时将邀请有关部门领导、专家教授专题报告，同时与企业主管探讨生产中难点问题。本次将就生物发酵过程优化控制技术现状、发展趋势进行分析探讨，为生物发酵科研机构与生产企业提供交流平台。报告结束后将赴天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室参观考察。具体相关事宜如下： [b]一、时间地点[/b] 2019年5月31-6月2日（31日代表报到） 天津市[b]二、组织机构[/b]主办单位：中国食品医药产业研究院 中国微生物产业服务联盟支持单位：天津科技大学生物工程学院工业发酵微生物教育部重点实验室天津市微生物代谢与发酵过程控制技术工程中心[b]三、主题内容[/b]㈠发酵菌种选育与培养基的优化方法和策略㈡发酵过程模型化与动态模拟优化㈢发酵过程的实验室研究与放大技术㈣发酵过程优化放大与代谢调控研究㈤过程优化与放大的参数配置设计与应用㈥发酵过程优化控制新技术与难点分析㈦发酵产物提取分离方法的优化与工艺设计㈧生物过程后处理分离提取装置及应用研究㈨发酵新产品、新工艺、新装备及其应用四、[b]主讲专家介绍储 炬 [/b] 华东理工大学生物工程学院教授、国家生化工程技术研究中心（上海）副主任[b]贾士儒[/b] 天津科技大学生物工程学院教授天津市发酵工程学科特聘教授天津科技大学学术委员会主任[b]吉武科[/b] 山东省食品发酵工业研究设计院研究员[b]高 强[/b] 天津科技大学生物工程学院教授德国图宾根大学博士[b]张 健[/b] 天津科技大学生物工程学院副研究员[b]耿信笃[/b] 西北大学现代分离科学研究所所长/教授西北大学现代分离科学陕西省重点实验室[b]袁其朋[/b] 北京化工大学生命科学与技术学院教授全国发酵工程技术工作委员会委员[b]张大伟[/b] 中科院天津工业生物技术研究所研究员[b]龚俊波[/b] 天津大学国家工业结晶工程技术研究中心副 主任、国家结晶科学与工程国际联合研究中心执行主任[b]赵 华[/b] 天津科技大学生物工程学院教授[b]五、参会对象[/b]各相关企事业单位技术部门负责人；大专院校、科研院所的相关专家、学者；各类生物工程企业负责人、生产技术副总、技术骨干、一线工程师、实验室科研人员；生物发酵工程领域生产、研究、分析检测、先进装备及自动化系统等单位负责人和技术人员。[b]六、相关费用[/b]会务费:1800元/人，含培训、研讨、资料及专家、会场等费用。食宿统一安排费用自理。[b]七、其他说明[/b]1、中国食品医药产业研究院官网可为参会企业免费提供企业展示专栏一页；为科研专家老师提供专家学者专栏，可用于发布论文及成果。2、中国微生物产业服务联盟正在筹备成立中，加入联盟前两年免服务费；联盟成员参加相关活动享受相应优惠措施，详情请电话咨询会务组。3、推广宣传：①会议协办（赞助金额：2万元）；②会议背景板（赞助金额：1.5万元）；③会场展位：8000元（2m*2m）含1个免费代表名额；资料袋、会议记录本/各5000元（自备、可加印公司名称及LOGO）；④会刊广告：封面/4000元；封底/3000元；封二或扉页/2000元；封三/1500元；彩色内页/1000元；⑤大会晚宴、礼品及其他形式赞助，具体事宜协商沟通。[b]八、联系方式[/b]联 系 人：赵妍 手 机：18810543196（同微信）邮箱：[email=878013699@qq.com][u][color=#0000ff]878013699@qq.com[/color][/u][/email] [align=center] 中国食品医药产业研究院[/align][align=center] 天津科技大学生物工程学院[/align][align=center] 2019年4月[/align]

微生物菌种是决定发酵产品工业价值的重要因素， 是决定发酵工程成败的核心关键技术之一。只有具备良好的菌种基础，才能通过优化发酵工艺和改进设备获得理想的发酵产品。同时，培养基作为生物工程领域中的基础载体，占据举足轻重的位置。培养基的优劣与生物工程菌体的筛选、工业生产中大规模培养等方面有着密切直接的关系，好的培养基是一个生物制品工业化成功中非常重要的一步。为切实提高工业生产菌种选育水平和培养基优化策略，以解决实际问题为导向，以服务产学研为宗旨。我们特邀请各领域资深实战型专家召开本次交流会；并特别设立专家答疑指导专场，诚邀各有关单位带着您所关心的问题出席本次交流活动，我们力求有问必答，让您不虚此行。相关事项通知如下：[b]一、时间地点[/b] 2019年8月2日-4日（2日代表报到） 杭州市[b]二、组织机构[/b][color=#252525]主办单位：中国食品医药产业研究院　　[/color][color=#252525] 中国微生物产业服务联盟(筹)[/color][color=#252525]支持单位：河南省生物工程学会[/color][color=#252525]华中农业大学生命科学技术学院[/color][color=#252525]工业微生物发酵技术国家工程研究中心[/color][b]三、主题内容[/b]㈠发酵菌种选育与培养基的优化方法和策略㈡培养基配方筛选依据、优化途径及其效果判定标准㈢诱变育种关键技术和新型诱变剂的介绍㈣诱变效果的评价方案设计（即如何剔除伪效果）㈤基因育种与传统育种方法的优势互补方案设计㈥特定突变菌株的诱变筛选方案设计原理及其技术㈦菌种退化的原因分析、预防措施及其复壮技术㈧高通量菌株筛选技术的最新进展及其应用案例㈨生物发酵系统染菌类型分析及有效预防措施㈩膜技术在发酵行业中的应用[b]四、部分拟邀嘉宾张嗣良[/b] 华东理工大学生物工程学院教授国家生化工程技术研究中心（上海）[b]吴松刚[/b] 福建师范大学微生物工程研究所所长工业微生物发酵技术国家工程研究中心首席科学家[b]赵文杰[/b] 中国医药工业研究总院研究员科技部海洋生物技术863专家[b]郭美锦[/b] 华东理工大学生物工程学院教授[b]李江华[/b] 江南大学生物工程学院教授江南大学生物系统与生物加工工程研究室主任。[b]周希贵[/b] 中科院天津工业生物技术研究所研究员[b]刘仲敏[/b] 河南省生物工程学会副理事长兼秘书长发酵工程专业委员会主任委员[b]陈振民[/b] 华中农业大学生命科学技术学院教授 农业农村部微生物产品质量监督检验测试中心总工[b]蔡邦肖[/b] 浙江工商大学教授，膜科学与工程研究所所长……[b]五、参会对象[/b]各相关企事业单位技术部门负责人；各类生物工程企业负责人、生产技术副总、技术骨干、一线工程师、菌种实验室科研人员；大专院校、科研院所的相关专家、学者；氨基酸、乳酸、酶制剂、功能发酵制品、有机酸、酵母等生物发酵企业技术科研人员；生物医药、抗生素和培养基生产企业相关负责人[b]六、相关费用[/b]会务费2000元/人，单位报名三人以上1800元/人。费用包含：专家、资料及交流研讨、会场等。食宿可由会务组统一安排，费用自理。[b]七、其他说明[/b]1、中国食品医药产业研究院官网（www.cfpii.org）可为参会企业免费提供企业展示专栏一页；为科研专家老师提供专家学者专栏，可用于发布论文及成果。2、[color=#252525]企业推广宣传：[/color][color=#252525]①会议协办（赞助金额：2万元）；[/color][color=#252525]②会议背景板（赞助金额：1.5万元）；[/color][color=#252525]③会场展位：8000元（2m*2m）含1个免费代表名额； [/color][color=#252525]资料袋、会议记录本/各5000元（自备、可加印公司名称及LOGO）；[/color][color=#252525]④会刊广告：封面/4000元；封底/3000元；封二或扉页/2000元；封三/1500元；彩色内页/1000元； [/color][color=#252525]⑤大会晚宴、礼品及其他形式赞助，具体事宜协商沟通。[/color][b]八、联系方式[/b]联 系 人：赵妍 手 机：18810543196（同微信）邮箱：[email=878013699@qq.com][u][color=#0000ff]878013699@qq.com[/color][/u][/email]中国食品医药产业研究院[align=center] 中国微生物产业服务联盟[/align][align=center] 2019年6月[/align]

请问各位高手： 小弟正在做关于生物发酵制取谷胱甘肽方面的毕业设计，请问那里可以查到这方面的资料呀（最好是免费的）~~~谢谢~~~~[em01]

提个问题大家交流一下，食品级，药品级，工业级，微生物生长和发酵专用，，这几种级别之间的区别。2 I+ r( _0 y% F7 生物制药的培养基到底该如何选择呢？是以最终产品质量为标准，还是每一个环节中都规定级别呢？还有一个重要的问题我想知道：有这方面的标准或者法规提到：生物制药（或者发酵食品饮料等）的培养基必须用什么级别的吗？

[align=center]生物饲料发酵实用新技术与营养科学大会暨新技术、新产品、新装备展示会[/align][color=#252525]利用生物发酵技术开发新型饲料和饲料添加剂越来越受到青睐，已成为饲料行业发展的趋势和主要方向，并已取得良好应用；同时，对动物营养科学的研究也日益得到发展和完善。[/color][color=#252525]目前，生物饲料从菌种选育和发酵工艺的研究，到发酵过程优化控制及微生态制剂作用机理、剂型研究、安全性与有效性及酶制剂的相关研究应用等一系列问题，以及对动物营养方面的研究和需求仍然是当前所急需解决的关键问题。[/color][color=#252525][/color][color=#252525] 为此我们特举办本次活动，由于会场名额有限，望相关各单位及时预约，具体内容如下：[/color][b][color=#252525]一、时间地点[/color][/b][color=#252525]　　时间：2019年12月6日-8日（6日全天报到）[/color][color=#252525]地点：武汉市[/color][color=#252525]• [/color][color=#252525] 华中农业大学[/color][b][color=#252525]二、组织机构[/color][/b][color=#252525]主办单位：中国食品医药产业研究院[/color][color=#252525]中国微生物产业服务联盟　　[/color][color=#252525]华中农业大学生命科学技术学院[/color][color=#252525]农业农村部微生物产品质量监督检验测试中心[/color][color=#252525]支持单位：湖北省饲料工业协会[/color][color=#252525]工业微生物发酵技术国家工程研究中心　　[/color][color=#252525] [/color][color=#252525] [/color][color=#252525]微生物农药国家工程研究中心（武汉）[/color][color=#252525]媒体支持：中国饲料行业信息网、中国生物器材网、[/color][color=#252525]畜牧[/color][color=#252525]人、中国饲料工业信息网、食品伙伴网[/color][color=#252525]、畜牧大集网、博亚和讯网、鸡病专业网[/color][color=#252525]赞助单位：招募中[/color][b][color=#252525]三、主题内容[/color][/b][color=#252525]1.发酵饲料（菌剂）领域相关法规与行业标准要点解读[/color][color=#252525]2.发酵饲料菌种的研究现状分析[/color][color=#252525]3.发酵饲料菌种选育核心指标的特殊性及考量依据[/color][color=#252525]4.菌种选育与发酵工艺优化理论的应用及其改良技术[/color][color=#252525]5.生物饲料发酵产品质量控制的难点与亮点及其应用效果的评价方法[/color][color=#252525]6.[/color] [color=#252525]饲用植物提取物(中草药)产品技术研发[/color][color=#252525]7.生物饲料发酵过程优化控制与发酵工艺放大[/color][color=#252525]8.生物发酵饲料研发关键点与生产工艺关键技术[/color][color=#252525]9.饲用微生态制剂评价标准与开发新型制剂思路[/color][color=#252525]10.酵母菌生物饲料的研发进展与应用案例[/color][color=#252525]11.饲料用微生态制剂和酶制剂的研究、应用与展望[/color][color=#252525]12.饲料营养与配制新技术的研究进展[/color][color=#252525]13.动物营养与饲料生物技术的最新研究动态[/color][b][color=#252525]四、嘉宾介绍[/color][color=#252525]梁运祥[/color][color=#252525] [/color][/b]华中农业大学生命科学技术学院生物工程系，农业微生物国家重点实验室教授 微生物农药国家工程研究中心主任[b][color=#252525]张日俊[/color][/b] 中国农业大学教授、动物营养学国家重点实验室所属饲料生物技术实验室主任中国水产中科院海洋生物技术联合实验室常务副主任中国畜牧兽医学会动物微生态学分会副理事长[b][color=#252525]齐德生[/color][/b] 华中农业大学动物营养与饲料科学系[b][color=#252525]丁宏标[/color][/b] 中国农业科学院饲料研究所研究员 中国-德国联合生态饲料研究室主任[b][color=#252525]陈宝江 [/color][color=#252525] [/color][/b]河北农业大学动物科技学院副院长国家生物饲料团体标准专家委员会委员中国动物营养专业委员会理事[b][color=#252525]陈振民 [/color][color=#252525] [/color][/b]华中农业大学生命科学技术学院教授农业农村部微生物产品质量监督检验测试中心总工程师[b][color=#252525]李传友[/color][/b] 山东宝来利来生物工程公司饲用微生态研究所所长[b][color=#252525]饶志明[/color][/b] 江南大学生物工程学院副院长国家863重大项目首席科学家[b][color=#252525]曾建国[/color][/b] 湖南农业大学教授；国家中药材生产（湖南）技术中心主任；国家植物功能成分利用工程技术研究中心副主任[b][color=#252525]邓 [/color][color=#252525] [/color][color=#252525]禹[/color][/b] 江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室教授[b][color=#252525]胡俊鹏 [/color][color=#252525] [/color][/b]安琪酵母股份有限公司技术总监 [b][color=#252525] [/color][color=#252525]范志勇[/color][/b] 湖南农业大学动物科学技术学院动物科学系教授/主任[b][color=#252525]王学东[/color][color=#252525] [/color][color=#252525] [/color][/b]武汉轻工大学食品科学与工程学院教授国家酵母技术中心顾问专家[b]（专家待定）[/b] 湖北省饲料工业协会副会长更多嘉宾邀请确认中，详情请电话咨询……[b][color=#252525]五、参会对象[/color][/b][color=#252525]各从事饲料、饲用添加剂、动物营养、生物发酵工程及养殖业的企事业单位负责人、研发总监、部门主管、一线技术骨干等；相关科研院所、院校科研人员。[/color][b][color=#252525]六、相关费用[/color][/b][color=#252525]会务费20[/color][color=#252525]00[/color][color=#252525]元/人，提前汇款1800元/人，在校学生1200元/人，含培训、专家、研讨、场地及资料等费用；食宿统一安排，费用自理。[/color][b][color=#252525]七、其他说明[/color][/b][color=#252525]1、除每天课程外，组委会为参会代表预留一小时的发言交流时间，如需参加发言请尽快与会务组联系[/color][color=#252525]2、中国微生物产业服务联盟是由中国食品医药产业研究院、华中农业大学生命科学技术学院与北京国行食品技术开发中心共同发起。中国微生物产业服务联盟为非法人单位、非经营性组织。梁运祥教授任命第一届会长。申请加入会员请咨询会务组。[/color][color=#252525]3、企业推广宣传：[/color][color=#252525]①会议协办（赞助金额：2万元）；[/color][color=#252525]②会议背景板（赞助金额：1.5万元）；[/color][color=#252525]③会场展位：8000元（2m*2m）含1个免费代表名额； [/color][color=#252525]资料袋、会议记录本/各5000元（自备、可加印公司名称及LOGO）；[/color][color=#252525]④会刊广告：封面/4000元；封底/3000元；封二或扉页/2000元；封三/1500元；彩色内页/1000元； [/color][color=#252525]⑤大会晚宴、礼品及其他形式赞助，具体事宜协商沟通。[/color][b][color=#252525] 八、联系方式[/color][/b]联系人：赵妍 手 机：18810543196（同微信）邮 箱：[email=878013699@qq.com][u][color=#0000ff]878013699@qq.com[/color][/u][/email][color=#ff0000] [/color]中国食品医药产业研究院中国微生物产业服务联盟[color=#252525]华中农业大学生命科学技术学院[/color] 2019年10月

版权声明：转载时请以超链接形式标明文章原始出处和作者信息及本声明http://cnfjgc.blogbus.com/logs/68539628.html 一、传统固态发酵与现代固态发酵 虽然固态发酵与液态发酵相比，具有它独特的优势，但也存在着许多不足。特别是传统固态发酵是发酵工业中古老而又落后工艺的代名词。甚至，在发酵工程或生化工程的教科书中，也很少提到固态发酵。现代发酵技术的关键条件是纯种大规模集约化培养．随着科学技术发展和可持续发展的影响，国内外逐步重视对固态发酵的研究开发，已取得了很大进展。因此，依据固态发酵过程中是否能实现限定微生物纯种培养，分为传统固态发酵与现代固态发酵。现代固态发酵是为了充分发挥固态发酵的优势，针对传统固态发酵存在的问题，使之适应现代生物技术的发展而进行的，可以实现限定微生物的纯种大规模培养。 二、固态发酵的形式 1.按微生物的情况和形成的产品条件不同分类 固态发酵可以以许多不同的形式进行，按照使用的微生物的情况和形成的产品条件不同，固态发酵可分为自然富集固态发酵、强化微生物混合固态发酵、限定微生物混合固态发酵和单菌固态纯种发酵。 自然富集固态发酵是指利用自然界中的微生物，由不断演替的微生物进行的富集混合发酵过程。典型的例子是传统酒曲和酱油、腌莱、烟草发酵、茶叶发酵、青贮、堆肥等。它不需要人工接种微生物，其所需发酵的微生物主要依赖于当地空气和物料中的自然微生物区系，多种微生物演替成最适于生长代谢或共生协作的小生态环境。其微生物富集区系不仅与当地空气和物料中的自然微生物区系有关，而且与小生态环境自然变化密切相关。 强化微生物混合固态发酵是指在自然富集固态发酵的基础上，根据人们部分掌握的微生物代谢机制，人为强化接种微生物茵系不明确的富集培养物或特定微生物培养物所进行的混合发酵过程。强化微生物混合固态发酵除应用于沼气发酵、白酒发酵作用外，在石油采收、湿法冶金、食品发酵等领域同样显示其优势。人们在长期的科学研究和生产实践中却不断发现，不少生命活动及其效应是借助于两种以上的生物在同一环境中的共同作用下进行的，甚至是单独不能或只能微弱进行的。例如废物的处理，纤维索和本质素的降解，甲烷的产生和利用等。自然界的微生物没有一种是单独存在的，单靠纯培养很难反映它们的真实活动情况。因此，强化微生物混合固态发酵微生物资源具有非常广阔的应用前景。 限定微生物混合固态发酵是在对微生物相互作用和群落认识的基础上，接种混合培养的微生物是已知和确定的，通常使用两种或两种以上经过分离纯化的微生物纯种，同时或先后接种同一灭过茵的培养基中，在无污染条件下进行的固态发酵过程。人类对微生物的利用经历过天然混合培养到纯种培养两个阶段，纯培养技术使得研究者摆脱了多种微生物共存的复杂局面，能够不受干扰地对单一目的菌株进行研究，从而丰富了人们对微生物形态结构、生理和遗传特性的认识。但是，在长期的实验和生产实践中，人们不断地发现很多重要生化过程是单株微生物不能完成或只能微弱地进行的，必须依靠两种或多种微生物共同培养完成。虽然微生物混合培养在很多领域中的作用已得到充分肯定，部分成果己成功应用于实践，但对大多混合菌体系中菌间相互关系和作用机制的研究尚不够深入。因此，目前对于具有协同作用关系的菌株筛选和组合还是一个随机过程的，缺乏有效的理论指导，而且对于已经应用的混合培养体系也不能有效地协调菌间的关系，使其达最佳生态水平，发挥最大效应。这严重地阻碍了混合菌培养的发展和应用。因此，如果从生理、代谢和遗传角度对混合茵间关系和协同作用机制进行深入研究，对混合菌培养的理论和应用都将有巨大的突破。随着混合菌培养在各方面应用研究的深入，人们不再满足于传统的反应模式，已开始引人一些新兴的生物工程技术，使该领域的研究更具活力。采用固定化细胞技术固定混合菌可使反应系统多次使用，降低成本，增加效率，在实际应用中很有意义。利用细胞融合技术和基因工程技术由具有互生或共生关系的微生物构建工程菌，可使工程菌既具有混合培养的功能，又拥有纯培养菌株营养要求单一、生理代谢稳定、易于调控等优点，也是极有前景的研究方向。 单菌固态纯种发酵是在纯培养基础上建立起来的，对于选育良种、保持生理活性和代谢过程中的稳定起很大作用。它对于扩大固态发酵的应用范围和潜力的发挥起到非常重要作用，同时，也是固态发酵一个重要方向。 2.按固态发酵固相的性质分类 根据固态发酵固相的性质，可以把固态发酵分为两种类型。一种是以农作物(如麸皮、豆饼等)为底物的固态发酵方式。这些底物既是固态发酵过程中的固相组成部分，又为微生物生长提供营养，在这里可以称这种发酵为传统固态发酵方式(或固体底物基质固态发酵)。另一种固态发酵方式是以惰性固态载体为固态发酵过程令的固相，微生物生长的营养是吸附在载体上的培养液，称这种发酵方式为惰性载体吸附固态发酵。 同体底物基质固态发酵利用的培养基是既充当固相，又为微生物生长提供营养的初级农作物产物，如麸皮、马铃薯、谷子、豆饼以及其他含淀粉和纤维素的农作物产品。第二种固态发酵采用的固体是惰性载体，这些载体可以是天然的，也可以是人工分成的。这些载体材料有珍珠岩、聚氨酯泡沫体、蔗糖渣和聚苯乙烯等。 固体底物基质固态发酵的一个主要的不足之处就是碳源是它们的结构组成部分，在微生物发酵生长过程中，培养基被分解了，底物容易结块，孔隙率也降低，结果底物的外形和物理特性都发生了变化，降低了发酵过程中的传质和传热。例如，麦片在发酵过程中由于淀粉的降解和水的挥发，会导致固体底物变形结块，结果使传质和传热受到影响。而具有稳定结构的固态载体充当固态发酵的固相可以克服这一缺点，从而更有利于微生物的生长和产物产量的增加。例如，采用聚氨酯泡沫体为载体吸附固态发酵核酸酶P1时，产量和活力分别比采用麸皮固态发酵提高9倍和4倍。 另外，惰性载体吸附固态发酵与固体底物基质固态发酵相比，还具有产物提取简便的优点。可以很容易地从惰性载体中提取到胞外产物，而且所得到的产物含有较少的杂质，载体还可以重复使用。例如，利用聚苯乙烯作为载体，以肋生弧茵产生L-谷氨酰胺酶时，产物比采用麦麸粉固态发酵时得到的产物黏性要低。另外，前者的产物不含蛋白质污染物，而后者含有多余的淀粉酶和纤维素酶等。 与固体底物基质固态发酵相比，惰性载体吸附固态发酵还具有其他很多优点，如：能够对培养基营养成分进行合适的调节；容易了解产物中的各成分并进行分析，从而有利于发酵过程的控制以及动力学研究与模型建立等。

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9 o2．2 各工段与麦汁和啤酒可能接触的水我公司使用的是地下深井水，好氧菌及厌氧菌，通常情况下检测不出，极偶尔有很微量的杂菌，因此发酵罐、清酒罐等用水均不进行无菌处理。前酵用于酵母洗涤的无菌水经砂滤棒除菌。前酵无菌水箱每周用消毒剂喷雾杀菌12～14小时后冲洗干净，再用无菌水冲洗，砂滤棒每周将外壁刷洗干净后浸泡在1％甲醛溶液中12小时，再用无菌水冲洗干净，开始1小时滤出的水弃置不用。! b: y$ ?6 A5 ?9 n* Q

前言生物反应工程与设备课程设计是生物工程专业一个重要的、综合性的实践教学环节，要求我们综合运用所学知识如生化反应工程与生物工程设备课程来解决生化工程实际问题，对培养我们全面的理论知识与工程素养，健全合理的知识结构具有重要作用。在本课程设计中，通过生化过程中应用最为广泛的设备，如机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、动植物细胞培养反应器，蒸发结晶设备、蒸馏设备等的设计实践，对我们进行一次生化过程发酵设备设计的基本训练，使我们初步掌握发酵设备设计的基本步骤和主要方法，树立正确的设计思想和实事求是，严肃负责的工作作风，为今后从事实际设计工作打下基础。

发酵豆粕属于发酵饲料中的一种，所谓发酵饲料，就是利用微生物在饲料原料中的生长繁殖和新陈代谢，积累有用的菌体、酶和中间代谢产物来生产加工和调制的饲料，因此也称为微生物饲1490 [actual=1489]料[17]。 发酵豆粕在1983年王厚德教授发现的扣囊拟内孢霉时就已有研究。扣囊拟内孢霉 Endomycopsis Sp是从酒精废醪中分离出的一株酵母菌，在固态基质上的好氧条件下可大量繁殖，并可达到较高的细胞数。用固体菌种地面蒲层发酵晒干，以豆粕为主作原料，无毒性问题，由于量小，产品质量易于控制，生物效价较高，只要适当平衡赖、蛋氨酸、钙磷后，接近或超过秘鲁鱼粉，产品一度供不应求[18]。豆类发酵一般流程：精选大豆—清洗—浸泡—脱皮—蒸煮—冷却—调酸—接种混匀—发酵—成品 ［19］常规豆粕发酵工艺：常规豆粕发酵采用米粉作发酵基质生产根霉孢子作为发酵剂，发酵时间要48-72h。传统发酵豆粕的发酵剂主要有三种: (1)前一批发酵豆粕饲料 (2) 以前豆粕发酵时使用的覆盖物中霉菌残留物 (3) 高热过度生长真菌菌丝体。而吴定等用少孢根霉RT-3菌丝作发酵剂发酵豆粕新工艺，使得发酵时间缩短了24～36 h。主要的步骤是先将豆粕置高压锅115℃、20 min ,取出加适量水,加10%麸皮,再用乳酸酸化基质,混匀,接种发酵剂,再混匀,置39℃培养。待菌丝将豆粕完全覆盖,结成块后,40～50℃真空干燥,粉碎成颗粒饲料。利用菌种对豆粕进行发酵，生产大豆异黄酮甙元，提高豆粕的经济附加值［8］。也有的采用多菌种作发酵剂对豆粕进行混合发酵，如姚晓红等用酵母菌y-021、y-028 、乳酸菌Lc三种菌株共同作用于豆粕中[3]。

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发酵过程优化原理第一节 发酵过程优化的微生物反应原理第二节 发酵过程数量化方法第三节 微生物反应动力学第四节 微生物反应优化的一般原理需要的下载并回帖哦，有什么问题，下载不了之类的和我说^_^

传统的酿造工业和近代发酵工业多为劳动密集型产业，自动化程度较低。近些年来随着连续发酵技术、现代生物分离技术、生物反应器技术、生物传感器技术等现代生物工程技术快速发展．基因工程生物新产品不断出现，加快了发酵工业向技术密集型转变的进程。而影响这一进程的关键因素之一就是发酵过程最优化控制技术，特别是发酵过程连续在线监测控制技术。发酵过程是一个非性线、多变量和随机性的动态过程，发酵体系是一个复杂的被控对象。温度、溶氧、pH、培养基成分、细胞形态、细胞浓度、产物组成及含量等均是发酵过程的重要控制参数。以往测定这些参数采用离线分析，不能及时反映发酵过程的状态，无法实现自动控制和连续跟踪。因此，工业发酵过程中最优化控制技术主要是在线测控系统。在线测控系统可连续、迅速、准确实现取样、检测、信号处理、反馈控制等过程，实现工业发酵过程最优化的自动控制。随着计算机及控制技术的突飞猛进，生物传感器技术的发展，发酵动力学模型研究的完善，发酵过程控制系统愈来愈多，应用范围亦越来越广。但是，工业上实现发酵过程最优化自动控制的实例却不多，仍以人工控制和半自动控制为主。1 工业发酵过程最优化控制的现状与难点总的来看，目前发酵工厂发酵过程的计算机应用和自动化控制程度不高，落后于其他领域。现代化的发酵工厂已初步实现对部分因素如温度、溶氧、pH、搅拌转速、流速等的在线检测，也可对其变化进行单因素控制，但仍与发酵最优化的自动控制目标相去甚远，即难以成功建立对培养系统进行系统的反馈性控制。其发展滞后的主要原因如下：1．1 微生物生长代谢的特殊性 这是由于发酵过程的微生物学属性，使得其不同于一般的化学反应系统，其特殊性表现在：1)微生物细胞的生长繁殖、产物的代谢既随外界条件的变化而变化，亦随遗传基因的变异而变化；2)微生物细胞是有生命的，必然要经历幼龄、壮龄、衰老和死亡等过程，发酵过程微生物之间是不同步的，微生物个体之间是有差异的；3)相当一部分发酵过程的生物化学反应途径尚不清楚，难以对反应变化进行精确的计算。因此，目前的发酵动力学模型多为经验或半经验模型，或为简化的模型；4)人类对生命科学的认知程度很低，即使对最简单的生物一微生物的认知程度也不充分，对发酵机理的认识还远远不够，对许多发酵产物形成的代谢调控机制还没有完全研究清楚，难以确立最佳的控制条件和手段；5)细胞的生长和目的代谢产物的形成最优控制条件往往是不一致的。1．2 发酵生产过程控制的复杂性 影响发酵生产过程的因素较多，远比一般化工生产过程复杂，对生产过程控制的难度较大，具体体现在以下几个方面：1)发酵过程是生化反应与化学物质跨膜(细胞膜)传输过程的叠加，属于气、液、固三相反应系统；2)由于菌体(尤其是菌丝体)的数量变化和各种代谢产物的不断积累，发酵过程发酵液粘度变化复杂，多呈非牛顿型流体性质，给传质、传热的控制带来困难；3)影响生化反应的因素除物理因素和化学因素外，还有生物因素，如细胞之间的影响、杂菌的干扰等；且这些因素又互相关联，给反应过程控制带来困难。无菌操作对生产设备和工艺都有特殊的要求；4)发酵原料多属生物材料，一般使用天然或半天然培养基，培养基成分复杂。因此，实际生产中只能对主要成分进行检控；5)生物反应器不同于一般的化学反应器，要人工提供微生物生长代谢的最佳物理、化学和生态的环境。要在生物反应器内保持菌种的最佳状态，减少各种营养物、代谢物对细胞生长和代谢的阻遏效应等均较困难；6)供在线检测用的传感器的种类和质量还远不能满足发酵最优化控制的要求。2 工业发酵过程最优化控制对策目前的最优化控制条件大多建立在经验的基础上，要取得发酵过程最优控制的突破，首先需要具体发酵产品的微生物生长代谢，发酵调控原理认识的突破，并在此基础上运用科学的方法建立发酵过程数学模型，为计算机的应用提供条件。其次，建立和完善硬件技术，即发酵过程各种参数在线检测控制的设备技术。2．1 发展完善发酵过程在线测控技术 发酵过程在线测控装置一般包括三个部分：分析检测装置(传感器)、将检测装置与发酵介质相结合的取样过滤装置、实现控制理论的反馈和控制装置，即信号传输装置和计算机。目前正在应用和研究的在线测控装置有以下几种。2．1．1传感器系统 一种直插式传感器，为直接安装在反应器内实现在线监控的传感器。已用于发酵生产中的主要是罐内物化参数的测定，如温度、溶氧、pH、转速、罐压、粘度、浊度及流量等。此类传感器的性能较稳定，应用也较为普遍，在氨基酸发酵、啤酒发酵等生产中均有应用，实现了部分参数的在线监控。其主要特点是能够承受高温高压环境，常用的有热电偶传感器、转速传感器、测力传感器、玻璃传感器、光学传感器及溶氧传感器等。另外，微生物传感器可用于测量发酵工业中的原材料（如糖蜜、乙酸等）和代谢产物（如谷氨酸、乳酸等）测量装置基本上都是由适合的微生物电极与氧电极组成原理是利用微生物的同化作用耗氧通过测量氧电极电流的变化量来测量氧气的减少量从而达到测量底物浓度的目的。在测定微生物细胞数量时，在阳极Pt表面上菌体可以直接被氧化并产生电流，这种电化学系统可以应用于细胞数目的测定。测定结果与常规的细胞计数法测定的数值相近，利用这种电化学微生物细胞数传感器可以实现菌体浓度连续、在线测定。2．1．2 流动注射检测系统(FIA) 有些传感器不能承受高温高压环境或不适合微生物发酵环境，因此不能作为直插式传感器直接在发酵罐内使用，如生物传感器。流动注射检测系统(FIA)可较好地解决这一问题，FIA 系统由取样装置、样品预处理装置、泵、注射选择阀、传感器、信号转移和数据处理计算机等组成。生物传感器安装于反应器外，样品被处理后送至反应器外与生物传感器接触反应产生信号，实现发酵过程的在线测控。常用于FIA系统的生物传感器有电流式电极、pH 电极、Bio—FEF电极、光学生物传感器、光纤生物传感器以及化学发光传感器等。2．1．3 映象在线控制系统 随着光学技术的不断发展，直接将光学显微镜安装在反应器内，在线监测发酵过程中细胞的形态和生理状态，并可以对细胞数量、大小、种类进行计算统计，荧光显微镜还可以监测细胞代谢过程。将映象在线控制系统与流动注射检测系统结合，可成为更有效的监测系统。一个典型例子是用于在线监测细胞培养状态的FI—FCM系统。该系统样品首先从生物反应器传人多位置的真空管并同时排空，数十种不同的样品和反应剂被筛选，通过连接着十条真空管的精密注射泵导人系统，连接着双向真空管的微室用于稀释样品或将样品与不同的反应剂混合。然后将处理后的样品通过自由脉冲方式注人流动细胞测定仪，流动细胞测定仪可测定培养过程中细胞大小和数量、通过观察荧光变化检测绿色荧光蛋白形成的动力学过程等，流动细胞测定仪的数据处理由主机完成，连接有系统控制板和数据控制板的计算机对系统进行控制。

[font=SimSun, STSong, &]氨基酸是极具应用前景的生物化学品，市场容量要求不断增加。它们的适用范围广泛，包括动物饲料添加剂、增味剂、化妆品成分、制药和医疗领域的营养素等。由于基因工程技术和生物工程技术的进步，特别是借助于工程菌的发酵生产技术，在氨基酸工业生产中发挥着重要作用。尽管发酵法有众多优点，但仍需进一步改进，从而提高产率，降低生产成本。文章阐述了发酵工艺对工业氨基酸生产的重要性，介绍了发酵工艺设计并提出了工艺优化方法，为氨基酸工业的进一步发展提供了技术支撑。 [/font]

我们平常所吃的馒头、面包，都是面经过发酵而制成的，它们蓬松有弹性，口感很好，还带有特殊的香味。而用来发酵的无论是从前的酵头，还是现在的发酵粉，其实都是添加剂酵母菌。现在酵母菌的作用已经不仅仅只停留在发酵作用上了，由于其独特的品性，酵母菌的用途也越来越广，成为一种多功能的食品添加剂。 酵母菌功用之一发酵 发酵是酵母菌最主要的功用。人类很早就开始将酵母菌应用于食品生产中，例如酒精饮料、酱油、食醋、馒头和面包的发酵等等。在面包和馒头的生产中，酵母发酵产生大量二氧化碳．使面团膨胀，形成松软的组织。 在食品工业上常见的酵母菌有啤酒酵母，用于生产啤酒、白酒和酒精，以及制做面包；葡萄酒酵母，也称酿酒酵母，用于酿造葡萄酒和果酒，也用于啤酒和白酒的酿造。其中啤酒酵母是食品工业上应用最为广泛的微生物之一，啤酒酵母菌体内维生素、蛋白质含量很高，其药用价值也很高，还可以用于做饲料，提取核酸、麦角醇、谷胱甘肽、凝血质和三磷酸腺苷等。

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反应器物料流变化的相关性，高度重视细胞的生长变化，尽可能多地从生长变化中做出有实际价值的分析，进一步建立细胞生长变量与生物反应器的操作变量及环境变量三者之间的关系，以便有效控制细胞的代谢流，实现发酵过程的优化。 补料分批发酵技术该技术可以有效地减少发酵过程中培养基黏度升高引起的传质效率降低、降解物的阻遏和底物的反馈抑制的现象，很好地控制代谢方向，延长产物合成期和增加代谢物的积累。 所需营养物限量的补加，常用来控制营养缺陷型突变菌种，使代谢产物积累到最大。氨基酸发酵中采用这种补料分批技术最普遍，实现了准确的代谢调控。 超声波的应用超声波有很强的生物学效应。可应用于发酵过程的上、中、下游三个阶段。其在发酵工艺上的应用，可增加细胞膜的通透性和选择性，促进酶的变性或分泌，增强细胞代谢过程，从而缩短发酵时间，改善生物反应条件，提高生物产品的质量和产量。 超声波的作用机制分为热作用、空化作用和机械传质作用。热作用是超声波在介质内传播过程中，能量不断被介质吸收而使介质的温度升高的一种现象，可用于杀菌或使酶失活。空化作用是超声波在介质中传播时，液体中分子的平均距离随着分子的振动而变化。当其超过保持液体作用的临界分子间距，就形成空化（空泡）。空泡内可产生瞬间高温高压并伴有强大的冲击波或射线流等，这足以改变细胞的壁膜结构，使细胞内外发生物质交换。机械传质作用是超声波在介质中传播时，可使介质质点进入振动状态，加速发酵液的质量传递，提高发酵过程的反应速度。 超声波可广泛应用于生物发酵工程。不同频率和强度的超声波对发酵过程的作用是不同的，使用时应视具体的发酵工艺和使用条件进行选择。 增加前体物的合成增加目的产物的前体物的合成或是直接添加前体物，均有利于目的产物的大量积累。如：在氨基酸的发酵中，通常在微生物的培养中加入前体，生产氨基酸；在花生四烯酸的发酵中，通过增加前体物或是加强糖代谢的途径，增加其前体物的合成，均有助于提高花生四烯酸的产量。 去除代谢终产物改变细胞膜的通透性，把属于反馈控制因子的终产物迅速不断地排出细胞外，不使终产物积累到可引起反馈调节的浓度，即可以预防反馈控制。 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，其目的就是要控制发酵，按照自己的设计，生产出更多、更好的产品。

[em0815] 微生物技术采油新进展：生物表面活性剂鼠李糖脂发酵液驱油应用研究韩立滨公司名称：大庆沃太斯化工有限公司地 址：大庆高新技术产业开发区宏伟园区 邮编：163411电 话：0459-5619800 传真：0459-5619868 E-Mail：victex2008@126.com http://www.cnvictex.com一、概述表面活性剂是具有亲水基和疏水基的离子或非离子型化合物，具有降低表面张力、稳定乳化液、增溶和改变分子极性等作用，表面活性剂分为化学表面活性剂和生物表面活性剂，其中生物表面活性剂是微生物在代谢过程中的产物，包括糖脂、脂肽、脂蛋白、磷脂以及中性类脂衍生物等，具有明显的表面活性，能大幅度降低油水界面张力，形成胶束溶液。此外，还可以改变油层润湿性、洗油能力强、吸附滞留量小、稳定性高、耐盐以及无毒等优点。因此，近年来，环境友好的生物表面活性剂的生产和使用日益受到人们的广泛关注。预计到2010年，生物表面活性剂将会占领市场10%的份额，销售额达两亿美元。目前，国内外研究较多的是由铜绿假单胞菌(Peudomonas aeruginosa)产生的鼠李糖脂，它是一类非常重要的生物表面活性剂，不仅具有乳化、增溶、降低表/界面张力等功能，而且毒性小、易于生物降解，因而在石油开采、医药、食品、日化及环境保护等许多领域具有极大的应用潜力。大庆沃太斯化工有限公司依托中科院上海有机所的先进技术，经自主研发的鼠李糖脂产品质量已经达到国内先进水平，具有年产2000吨以上的生产能力，是国内唯一能够大规模生产的厂家。二、生物表面活性剂国内外的研究进展国外，生物表面活性剂是七十年代后期发展起来的生物工程技术。近年来，生物表面活性剂应用于EOR方面，日益受到人们重视，如德国winter-shullAG公司将生物表面活性剂用于三次采油矿场试验，取得了明显效果，并已申请了多项专利。美国，先后有六大公司应用生物工程技术进行三次采油试验研究工作都见到了理想的效果。我国，生物表面活性剂研究工作始于八十年代初。“七五”期作为国家重点科技攻关项目实验研究做了大量的工作。“八五”期间又进行了生物表面活性剂的中试放大，随着科技手段的不断发展，研究水平不断的提高，生物表面活性剂的应用领域不断扩大，同时生物表面活性剂在石油采油的应用中取得了长足的进步。大庆油田于1997年-2000年在萨北开发区小井距试验区葡I4-7油层开展了生物表面活性剂三元复合驱先导性矿场试验，采用与进口表活剂ORS41复配的强碱体系，取得了全区提高采收率16.64％，中心井提高采收率23.24％的好效果。由于加入了浓度为0.2％生物表面活性剂，使体系中磺酸盐类表面活性剂的浓度由0.3％下降到0.15％，降低了化学表活剂50%的用量，复合驱化学剂总成本降低了35.5%。三、鼠李糖脂简介1、鼠李糖脂是一种阴离子表面活性剂，鼠李糖脂最突出的特性是它的表面活性，具有显著降低水的表面张力，改变固体表面的润湿性，具有乳化、破乳、消泡、洗涤、分散与絮凝、抗静电和润滑等多种功能。鼠李糖脂表面活性剂能使水的表面张力从72 mN/m降至30 mN/m左右，使油水界面张力从43 mN/m降低至1 mN/m左右。本产品与化学表面活性剂复配后的体系达到10-3-10-4 mN/m超低界面张力值。鼠李糖脂的另外一个重要特性是它的抗菌性。已经报道有好几种鼠李糖脂混合物具有抗菌和抗真菌的效果。2. 性状该产品外观为乳白色、带有脂香味粘稠的水溶性液体，其组成包括鼠李糖脂、菌体干细胞、多糖、中性脂等，其中鼠李糖脂的有效含量在30 g/L以上。3. 作用机理 总述：该产品的主要成份是生物大分子，它们具有粘弹性和乳化性，能起到增大驱油波及效率的作用，在油层中具有封堵、变形、运移、再封堵的特性，可实现从水井到油井的全过程调剖驱油；具有较高的表面活性能力，有效改变储集层岩石表面的润湿状态，降低原油与岩石表面的润湿角，降低油水界面张力，从而减少了原油在储层孔隙中的流动阻力，原油得以从岩石颗粒表面释放，从而起到提高原油采收率的作用。鼠李糖脂发酵液成分及其对油层的作用鼠李糖脂发酵液组分物质名称对油层的作用鼠李糖脂为代表的各种糖脂类表面活性剂物质1、降低岩石-油-水系统界面张力及表面张力2、形成油-水乳浊液 3、增强油相相容性有机酸类1、提高孔隙度和渗透率 2、降低油黏度菌体的蛋白及核酸大分子类封堵高渗透层，增大水驱扫油率并降低油水比醇、酮、醛溶剂类溶解岩石孔隙中原油，降低原油黏度(1)鼠李糖脂发酵液中的表面活性剂物质形成临界毛管胶束、增溶、乳化、互溶阶段的洗油机理 生物表面活性剂鼠李糖脂等小分子溶液达到临界胶束浓度后，其活性分子会自发迁移到油相界面，由热力学公式△G0m=△H0M-T△S0M可知油相界面自由能降低。表现为聚集于油相，使亲油基团插入油相，亲水基团留在水相，形成圆柱胶束，胶束内核提供了一个增溶的空间，使油相处于岩心孔道中央，发生油相聚集溶合，同时也使多个鼠李糖脂类分子亲油基与油结合形成乳状液，使黏度得到降低。动力来源除了驱替的压力、油水自由能的降低还有微毛管束的拉伸作用，蜂窝状的底层孔隙使得溶液胶束受毛管力作用被沿着岩石孔道推进，胶束经过岩心孔道时受到油滴间表面张力的作用使残余油进入胶束形成油带，它的形成使采出油的含水率得到降低。当油与鼠李糖脂类活性分子结合经过岩心多路液流汇集处或孔道张力集中的弯道处多发生乳化，使油黏度进一步降低。增溶乳化的胶束受驱动力推进，遇到不动的残余油则表现为互溶。此时的油相与水相界面张力及自由能达到最低值。当油相聚集岩心孔道中央达到一定量后挤压水相与岩石孔隙面接触，水相与岩心孔隙形成表面张力膜，增强了水对岩石的润湿性，有利于残油油滴驱出。后续水驱期间，受驱动推力及毛细管共同作用使驱出的油含水率降低，压力平稳，采收率曲线提高平缓。随着水驱的推进鼠李糖脂类表活剂分子随着被驱出的量而减少，其乳化作用、降低界面张力作用及降黏作用的能力快速降低，当压力达到驱动溶液流动的恒定值则表现为平稳，此时的含水率也接近稳定。（2）鼠李糖脂发酵液中的菌体蛋白、核酸等有机大分子调驱机理 一定浓度的发酵液进入油层后，微生物代谢的生物有机物及菌体残余物质聚合形成微生物封堵，在驱替压力作用下向受力作用低的大孔导流动即高渗透区域，并调整吸水剖面，增大水驱扫油效率，降低油水比，起到宏观和微观的调剖作用，是一种有选择的封堵，改变水流向，达到提高采收率的作用。从室内驱油试验压力曲线研究证明，该微生物大分子及菌体类似于胶体，即生物大分子及菌体蛋白是有伸缩性与粘弹性，能够在复杂的非均质油层中表现出与压力相反的缓冲效应，该效应形成提高采收率的封堵调驱机理。(3)鼠李糖脂发酵液作为本源微生物营养激活剂提高采收率鼠李糖脂发酵液成分中含有大量的氮元素、碳元素及磷元素，菌体分解的核酸及蛋白等小分子是地层本源微生物迅速生长的高级营养物质，是微生物产生大量代谢物，有表面活性剂、气体、有机酸等进一步发挥微生物采油原理。(4)结论一、鼠李糖脂驱油机理包括四个阶段：形成毛管胶束阶段，增容阶段，乳化阶段，互溶阶段，四个阶段相互依存，协同的洗油机理，提高了原油的采收率。二、与单一鼠李糖脂相比未处理的鼠李糖脂发酵液驱油效果更好，鼠李糖脂与菌体蛋白、菌体代谢物有机酸、醛酮类化合物共同作用原油，既有表面活性剂作用又有大分子封堵调驱作用，提高原油采收率。三、大分子物质封堵岩层大孔道的调驱机理，降低流速比、使驱替液向油层小孔道驱替未动用剩余油、以及降低油水界面张力、乳化并降低原油粘度增容的协同洗油机理是提高采收率的综合效应指标。四、鼠李糖脂发酵液本身是油层中本源微生物的营养激活剂，能促进本源微生物生长发挥微生物采油。

真菌多样性随着发酵过程显著降低，而细菌多样性在发酵中期之前无显著变化。发酵环境的变化重塑了微生物群落的多样性和组成。微生物与葡萄酒挥发性化合物之间存在的复杂关系。主导初始自发发酵的微生物可以通过产生风味活性化合物来促进葡萄酒的整体香气，这取决于微生物的种类和菌株以及这些物种在发酵过程中的数量和持续时间。该研究为了解代谢活跃的微生物提供了重要的见解，有利于葡萄酒“风土”的表达。

首先需了解微生物需要的营养物质。 （1）微生物需要的营养物质营养物质应满足微生物的生长、繁殖和完成各种生理活动的需要。它们的作用可概括为形成结构（参与细胞组成）、提供能量和调节作用（构成酶的活性和物质运输系统）。微生物的营养物质有六大类要素，即水、碳源、氮源、无机盐、生长因子和能源。① 水水是微生物的重要组成部分，在代谢中占有重要地位。水在细胞中有两种存在形式：结合水和游离水。结合水与溶质或其他分子结合在一起，很难加以利用。游离水（或称为非结合水）则可以被微生物利用。② 碳源碳在细胞的干物质中约占50%，所以微生物对碳的需求最大。凡是作为微生物细胞结构或代谢产物中碳架来源的营养物质，称为碳源。作为微生物营养的碳源物质种类很多，从简单的无机物（CO2、碳酸盐）到复杂的有机含碳化合物（糖、糖的衍生物、脂类、醇类、有机酸、芳香化合物及各种含碳化合物等）。但不同微生物利用碳源的能力不同，假单孢菌属可利用90种以上的碳源，甲烷氧化菌仅利用两种有机物：甲烷和甲醇，某些纤维素分解菌只能利用纤维素。大多数微生物是异养型，以有机化合物为碳源。能够利用的碳源种类很多，其中糖类是最好的碳源。异养微生物将碳源在体内经一系列复杂的化学反应，最终用于构成细胞物质，或为机体提供生理活动所需的能量。所以，碳源往往也是能源物质。自养菌以CO2、碳酸盐为唯一或主要的碳源。CO2是被彻底氧化的物质，其转化成细胞成分是一个还原过程。因此，这类微生物同时需要从光或其他无机物氧化获得能量。这类微生物的碳源和能源分别属于不同物质。③ 氮源凡是构成微生物细胞的物质或代谢产物中氮元素来源的营养物质，称为氮源。细胞干物质中氮的含量仅次于碳和氧。氮是组成核酸和蛋白质的重要元素，氮对微生物的生长发育有着重要作用。从分子态的N2到复杂的含氮化合物都能够被不同微生物所利用，而不同类型的微生物能够利用的氮源差异较大。固氮微生物能利用分子态N2合成自己需要的氨基酸和蛋白质，也能利用无机氮和有机氮化物，但在这种情况下，它们便失去了固氮能力。此外，有些光合细菌、蓝藻和真菌也有固氮作用。许多腐生细菌和动植物的病原菌不能固氮，一般利用铵盐或其他含氮盐作氮源。硝酸盐必须先还原为NH+4后，才能用于生物合成。以无机氮化物为唯一氮源的微生物都能利用铵盐，但它们并不都能利用硝酸盐。有机氮源有蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、玉米浆等，工业上能够用黄豆饼粉、花生饼粉和鱼粉等作为氮源。有机氮源中的氮往往是蛋白质或其降解产物。氮源一般只提供合成细胞质和细胞中其他结构的原料，不作为能源。只有少数细菌，如硝化细菌利用铵盐、硝酸盐作氮源和能源。④ 无机盐无机盐也是微生物生长所不可缺少的营养物质。其主要功能是：① 构成细胞的组成成分；② 作为酶的组成成分；③ 维持酶的活性；④ 调节细胞的渗透压、氢离子浓度和氧化还原电位；⑤ 作为某些自氧菌的能源。磷、硫、钾、钠、钙、镁等盐参与细胞结构组成，并与能量转移、细胞透性调节功能有关。微生物对它们的需求量较大（10-4～10-3 mol/L），称为“宏量元素”。没有它们，微生物就无法生长。铁、锰、铜、钴、锌、钼等盐一般是酶的辅因子，需求量不大（10-8～10-6 mol/L），所以，称为“微量元素”。不同微生物对以上各种元素的需求量各不相同。铁元素介于宏量和微量元素之间。在配制培养基时，可通过添加有关化学试剂来补充宏量元素，其中首选是K2HPO4和MgSO4，它们可提供需要量很大的元素：K、P、S和Mg。微量元素在一些化学试剂、天然水和天然培养基组分中都以杂质等状态存在，在玻璃器皿等实验用品上也有少量存在，所以，不必另行加入。⑤ 生长因子一些异养型微生物在一般碳源、氮源和无机盐的培养基中培养不能生长或生长较差。当在培养基中加入某些组织（或细胞）提取液时，这些微生物就生长良好，说明这些组织或细胞中含有这些微生物生长所必须的营养因子，这些因子称为生长因子。生长因子可定义为：某些微生物本身不能从普通的碳源、氮源合成，需要额外少量加入才能满足需要的有机物质，包括氨基酸、维生素、嘌呤、嘧啶及其衍生物，有时也包括一些脂肪酸及其他膜成分。各种微生物所需的生长因子不同，有的需要多种，有的仅需要一种，有的则不需要。一种微生物所需的生长因子也会随培养条件的变化而变化，如在培养基中是否有前体物质、通气条件、pH和温度等条件，都会影响微生物对生长因子的需求。从自然界直接分离的任何微生物，在其发生营养缺陷突变前的菌株，均称为该微生物的野生型。绝大多数野生型菌株只需简单的碳源和氮源等就能生长，不需要添加生长因子；经人工诱变后，常会丧失合成某种营养物质的能力，在这些菌株生长的培养基中，必须添加某种氨基酸、嘌呤、嘧啶或维生素等生长因子。⑥ 能源能源是指为微生物的生命活动提供最初能量来源的营养物或辐射能。化能异养型微生物的能源即碳源；化能自养型微生物的能源都是还原态的无机物，如NH4+、NO2-、S、H2S、H2、Fe2+等，它们分别属于硝化细菌、亚硝酸细菌、硫化细菌、硫细菌、氢细菌和铁细菌等。一种营养物常有一种以上营养要素的功能，即除单功能营养物外，还有双功能，甚至三功能营养物。辐射能是单功能；还原态无机养分常是双功能的（NH4+既是硝化细菌的能源，又是它的氮源）甚至是三功能的（能源、氮源和碳源）；有机物常有双功能或三功能作用。（2）配制培养基必须遵循的原则微生物的培养基通常指人工配制的适合微生物生长繁殖，或积累代谢产物的营养基质。广义上说，凡是支持微生物生长繁殖的介质或材料，均可作为微生物的培养基。一个适当的培养基配方，对发酵产品的产量和质量有着极大的影响。针对不同微生物，不同的营养要求，可以有不同的培养基。但它们的配制必须遵循一定原则。① 营养物质应满足微生物的需要。不同营养类型的微生物对营养的需求差异很大，应根据菌种对各营养要素的不同要求进行配制。② 营养物的浓度及配比应恰当。营养物浓度太低，不能满足微生物生长的需要；浓度太高，又会抑制微生物生长。糖和盐浓度高有抑菌作用。碳氮比（C∶N，以还原糖含量与粗蛋白含量的比值表示）：一般培养基为C∶N=100∶0.5～2。在设计培养基配比时，还应考虑避免培养基中各成分之间的相互作用，如蛋白胨、酵母膏中含有磷酸盐时，会与培养基中钙或镁离子在加热时发生沉淀作用；在高温下，还原糖也会与蛋白质或氨基酸相互作用而产生褐色物质。③ 物理、化学条件适宜。pH：各种微生物均有其生长繁殖的最适pH，细菌为7.0～8.0，放线菌为7.5～8.5，酵母为3.8～6.0，霉菌为4.0～5.8。对于具体的微生物菌种，都有各自的特定的最适pH范围，有时会大大突破上述界限。在微生物生长繁殖过程中，会产生能够引起培养基的pH改变的代谢产物，尤其是不少微生物有很强的产酸能力，如不适当地加以调节，就会抑制甚至于杀死其自身。在设计培养基时，要考虑培养基的pH调节能力。一般应加入缓冲液或CaCO3，使培养基的pH稳定。其他：培养基的其他理化指标，如水活度、渗透压也会影响微生物的培养。在配制培养基时，通常不必测定这些指标，因为培养基中各种成分及其浓度等指标的优化，已间接地确定了培养基的水活度和渗透压。此外，各种微生物培养基的氧化还原电位等也有不同的要求。④ 培养目的：培养基的成分直接影响培养目标。在设计培养基时，必须考虑是要培养菌体，还是要积累菌体代谢产物；是实验室培养，还是大规模发酵等问题。用于培养菌体的种子培养基营养成分应丰富，氮源含量宜高，即碳氮比值应低；相反，用于大量积累代谢产物的发酵培养基，氮源应比种子培养基稍低；当然，若目的产物是含氮化合物时，有时还应该提高培养基的氮源含量。在设计培养基时，还应该特别考虑到代谢产物是初级代谢产物，还是次级代谢产物。如果是次级代谢产物，还要考虑是否需加入特殊元素（如维生素B12中Co）或特殊的前体物质（如生产青霉素G时，应加入苯乙酸）。在设计培养基，尤其是大规模发酵生产用的培养基时，还应该重视培养基组分的来源和价格，应该优先选择来源广、价格低廉的培养基。（3）几种培养基的配制原则① 种子培养基：适用于微生物菌体生长的培养基，目的是为下一步发酵提供数量较多，强壮而整齐的种子细胞。一般要求氮源、维生素丰富，原料要精。② 发酵培养基：用于生产预定发酵产物的培养基，一般的发酵产物以碳源为主要元素。发酵培养基中的碳源含量往往高于种子培养基。如果产物的含氮量高，应增加氮源。在

畜牧业一度曾是“与臭为伍”的产业，传统的养野猪业所面临的“环境问题”、“肉质退化问题”、“健康问题”、“效益提高问题”有着密切联系，环境脏、乱、差就自然而然的带来了品质与健康问题，没有健康和品质,经济效益也就无从谈起了。怎样解决养野猪业给环境带来的压力，变废为宝，怎样既减少环境污染又不增加投入，怎样既降低劳动强度并培养出肉质鲜美、健康无病的野猪，同时还能显著提高经济效益，这些一直是国家、畜牧科研者和广大养野猪业者共同追求的目标，利用发酵床养野猪技术可以很好地解决现代养野猪业遇到的难题，达到养野猪无污染、零排放，好的发酵床产品不仅能使传统养野猪业从“臭”变“香”,而且操作极其简单。下面以发酵床发酵剂为例简述一下除臭机理。 养野猪所产生的恶臭味，是因为野猪排泄出的粪便当中含有大量的NH3(氨气)、H2S(硫化氢)以及硫醇、二硫化物、胺、氧化物、醇、有机酸粪臭素等。寻找传统养野猪场根本不用靠眼睛，只要跟着鼻子走就行，千米之外就能感受到野猪场特有的“味道”，而采用发酵床发酵剂养野猪技术后,即使进到野猪圈与野猪亲密接触也不会感到不适，一点也感觉不到臭味，其奥妙在哪里？发酵床养野猪是利用发酵剂（具有超强发酵功能的多菌种复合微生物发酵剂），按一定比例与锯末（木屑、稻壳或粉碎秸秆）进行混合、发酵,形成有机垫料；野猪生活于这种有机垫料上面，野猪的排泄物被微生物作为营养迅速降解、消化，当天就无臭味，只需两三天左右的时间，粪便就被微生物分解成非常细的粉末，消失得无影无踪，有时还因发酵使圈舍略飘洒香味。发酵床养野猪除臭，其奥妙可从以下几个方面分析： 一、减少污染源。氮是排泄物中造成环境污染的主要元素之一。排泄物中氮一般占干物质的2-6％（其中33％在粪便中，67%在尿中）。畜禽主要通过日粮摄入蛋白质态等氮元素，经过消化吸收，被动物机体沉积利用约35％，其余约65％排出体外。野猪粪尿中的NH3、H2S主要是野猪摄入体内的蛋白质未被吸收或吸收不彻底所产生的，提高蛋白质的利用率就能减少恶臭气体的排放。发酵床养野猪是因野猪的拱食而使得从粪便中排出的蛋白质能得到进一步的循环利用，进而提高蛋白质的利用率，减少了污染源，也即污染物的排出已被“减量化”了。 二、物理除臭。所谓物理法除臭就是指将产生恶臭气味的气体吸附在固体或液体介质表面，使其不易散发到空气中。发酵床的垫料是由50公分左右的锯末（木屑或稻壳等）组成，有恶臭成分的气体通过木屑粒子间时，部分恶臭成分被木屑吸收或被木屑间的水分及木屑固有水分溶解，减缓了恶臭成分气体释放的速度和释放的量，从一定程度上控制了臭味的散发。 三、化学除臭。化学除臭就是利用特定的一些化学反应将有臭味的有害气体转变成无毒无害的物质。通过物理吸附使得恶臭气体与发酵床垫料气－液接触，使[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相[/url]臭味成分转移至液相，并借发酵床发酵产生的物质与臭味成分的中和、氧化或其它反应去除臭味物质，包括有机硫化物、含氮化合物、有机酸及少数含氧碳氢化合物等。不过这方法只能把臭味分子转成盐类以利于吸收，须再用其它方法把臭味成分破坏或回收。 四、生物除臭。生物除臭是发酵床发酵剂养野猪中没有臭味的最重要原因，主要在两个方面发挥着重要作用。①发酵剂每克本身就含有超过数亿的有益功能活性菌，在发酵开始后有益微生物更呈几何级数大量快速繁殖，在此过程中正好将野猪排泄出的粪尿以及吸附在木屑上的胺硫等恶臭化合物消化吸收，转变成可供野猪拱食的蛋白质和微量元素。随着发酵过程的不断进行，功能微生物的快速繁殖会越来越彻底地将恶臭物质消化吸收。②野猪有拱食的天性，这一习惯在发酵床养野猪过程中正好能被充分利用。发酵剂中的有益微生物随着野猪的拱食而进入野猪的消化道。肠胃中的有益微生物不但能抑制部分病原菌活动，预防疾病，而且还能抑制有害菌的活动，例如抑制威尔士菌活动，这样就阻止了对蛋白质的异状分解，从而减少了氨和吲哚的产生。这几种恶臭物质减少了，野猪粪的臭味自然就减轻了。另外，有益微生物中蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶酶活较高，能增强对蛋白质、脂肪等物质的分解，不仅能提高饲料的利用率和吸收率，促进畜禽的生长，而且也能减少恶臭物质的产生。