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发酵过程分析

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发酵过程分析相关的论坛

  • 大肠发酵过程菌体自溶现象与分析

    大肠杆菌发酵过程经常会发生各种各样的菌体自溶,可以发生在分批阶段,补料阶段,诱导后阶段。每个阶段有不同的原因和对策,下面我会分批次说说各种自溶的原因以及对策,希望有抛砖引玉之效。首先,我说说分批阶段。在分批阶段,通常自溶可以发生在几乎任何阶段,比较早的可能是接种后菌体生长过慢延滞期大大增加从数小时至十数小时,晚的大致出现在补料前。早期自溶可能出现的现象:延滞期增加,溶氧pH变化可能不大(也有上升至某一点不动)泡沫少或者几乎无泡沫;中晚期的表现大致可以有泡沫形成(停止搅拌后泡沫经久不散),加入消泡剂无效,pH上升,溶氧上升,镜检可见碎片,发酵液味道异常等现象。分批阶段自溶的原因:菌种,培养基,噬菌体,工艺异常,人为失误等。以下贴子将一一分析。

  • 目前我们正在开发发酵过程成本分析的算法

    我们目前将成本影响因素分成三类:前成本,过程成本,后成本 前成本包括:原料(培养基成分),能源(水电气汽) 过程成本包括:原料(补料)和能源(水电气汽) 后成本包括:污水处理(与发酵液体积有关)和下游(下游成本固定)管理和工资费用没有考虑,因为它们是与时间有关系的参数。不影响发酵过程成本的优化。 大家还有什么建议? http://simg.instrument.com.cn/bbs/images/brow/em09511.gif有合理建议的朋友,可以优先使用这套软件。

  • 金霉素发酵过程DO自控节能报告

    核心提示:华中正大 关锋义一、在发酵过程中溶解氧进行控制的意义  在反应器中氧参与菌体的生长、产物的形成和维持细胞的代谢。氧是难溶华中正大 关锋义一、在发酵过程中溶解氧进行控制的意义·  在反应器中氧参与菌体的生长、产物的形成和维持细胞的代谢。氧是难溶于水的气体,在室温及常压条件下,纯氧的溶解度仅为36mg/L,空气中氧的溶解度仅为8mg/L。当水中溶有糖或其它盐类时,氧的溶解度则更低。·   以谷氨酸发酵一、在发酵过程中溶解氧进行控制的意义为例,同化100g葡萄糖需耗氧41.4g,而培养基中溶解氧只够菌体生长14s的消耗。因此足够的通风供氧对好氧氨基酸发酵非常关键。·   在工业发酵中产率是否受氧的限制,单凭通气量的大小是难以确定的。因溶解氧的高低不仅取决于供氧、通气搅拌等,还取决于需氧状况。故了解溶解氧是否够的最简便又有效的办法是就地监测发酵液中的溶解氧浓度。从溶解氧变化的情况可以了解氧的供需规律及其对生长和产物合成的影响。·   在发酵过程中溶解氧低于某一临界值,就会影响菌体的生长与产物的合成,但并不是维持溶解氧越高越好。即使是专性好气菌,过高的溶解氧对生长可能不利,而且有可能改变其代谢途径,不利于目的产物的合成。·  了解发酵过程中溶解氧和其他参数间的关系,可以通过观察发酵溶解氧的异常变化,及时发现生产可能出现的问题,如某些操作故障或事故、中间补料是否得当、污染杂菌等,以便尽早采取措施补救。·   在发酵过程中进行溶解氧的控制,可以“按需供风”,调节不同发酵罐批不同发酵时段间的供氧水平,以达到节能降耗,降低生产成本之目的。二、在金霉素发酵过程中溶解氧的变化规律·  金霉素生长、代谢过程可从培养液中溶氧浓度的变化反映出菌体的生长生理状况。·   在金霉素发酵过程的不同阶段,随着发酵培养体积的不断增加和菌体的生长代谢的不断变化,发酵罐内溶氧值不同,按一定规律变化。一般情况下,发酵接种后1-5小时为适应期,溶氧值最高;5-15小时,经过适应期后,需氧量上升,溶氧值较高;15-40小时,随着菌体的生长代谢旺盛,需氧量大增,溶氧值最低;40-80小时,需氧量中等,溶氧值回升;80-124小时,需氧量较少,溶氧值较高。 三、金霉素发酵罐DO控制系统·  1. 空气流量检测与控制系统·  1.1 空气流量检测系统使用由重庆耐德仪器仪表有限公司生产的涡街流量计,型号为YYW-A-125-DIII R/DBLU-20125A2B1PAT1P1/S/YYW-A1-200-DXQIIIR-B ,量程为0-2218.2m3/0-4800m3·  1.2 空气流量控制系统使用ZJHP-16B-125/ZJHP-16B-200气动单座调节阀,适用温度-17℃-220℃、流量特性为线性。·  2. 溶解氧检测系统使用由Mettler生产的InPro6800/120溶氧电极,可适应发酵高温消毒条件;DO变送器4100e ,具有自动手动自检、编程、校准等功能。·  3. 溶解氧控制系统采用美国Honeywell公司S9000控制系统/北京康拓生化公司的KT3000控制系统的2个PID回路组成1个串级PID调节单元。达到可分时段改变设定值,各时段空气流量在不低于设定值前提下溶氧值按设定值调节的控制目标。均由北京康拓生化公司集成、指导安装与调试运行。·  发酵罐DO未控制罐批曲线·  发酵罐DO控制罐批曲线·  溶氧控制发酵中的一些现象·  溶氧控制发酵前期和后期因空气流量较小,罐压较低有时出现泡沫大的现象,可关小排气阀门进行改善。·  溶氧控制改善了发酵10-30h的过速生长现象。·  发酵前期偏低的通气量会使生长迟滞,偏高的通气量会使生长过速,失去控制溶氧的意义,前期通气量需控制在合适的水平。·  发酵过程DO自控实施效果·  金霉素发酵DO自控试验总结论·  采用单因素方差分析方法,分析结论为:对发酵过程进行DO自控,与发酵最为紧密的发酵指标:发酵周期、发酵效价、补糖量、通氨量、提炼收率均无显著性差异,产品质量指标无显著性差异。·   通过对三个发酵车间对照组与试验组数据对比,发现试验组通氨量会有所降低(2-7%),TC会有所升高(2-3%)。·   三个发酵车间同时实施DO自控,总节气率为26.9%,每年可节电1200万KW·h。

  • 发酵过程中细胞浓度在线检测系统-在线活细胞浓度分析仪

    发酵过程中,细胞浓度是一个非常重要的生理参数,不但可以计算比生长速率,底物消耗速率、生物量产率和维持系数等参数,还可以及时判断是否有染菌等异常情况发生。目前测量细胞浓度的方法主要有化学法(DNA/RNA分析)和物理法(干重、光密度、呼吸商等)两大类。一般来说,与物理法相比,化学法能较准确的测量有代谢活性的生物量,缺点是花费时间长,而利用物理法测量,无法区分区分处于悬浮状态的颗粒和微生物,也无法分别活死细胞。 实现在线活细胞浓度一直是发酵领域的热门话题,仅些年来出现了不少的测量方法,依据的工作原理也是五花八门,其中最具代表性的有声学,激光散色、荧光、核磁、量热或电容。 其中法国fogale公司的测量仪器,以电容法为工作原理,直接将传感器安装与发酵罐上,可承受121℃高温灭菌,理论技术也比较成熟,是目前最为理想的适合工业级别的在线活细胞传感器。工作原理:电容传感器采用活细胞的介电特性,实时连续测量活细胞的生物体积,可应用于实验室桌面型的反应器或者是工业规模的大型反应器两对对电极位于传感器的顶部,一对用于在培养基中产生交变的电场,在电场范围内,带有完整细胞膜的细胞会在培养基中发生极化现象,发生极化的细胞可以认为是极小的电容,死细胞或者其他粒子没有完整的细胞膜,所以不能形成电容型号。另一对电极用于检测培养基中的介电信号,培养基中的介电信号和细胞的浓度是精确关联的。细胞的极化率和电场的频率纯在函数关系,当频率增加时,培养基中细胞的介电常数由低频峰(最大极化)降低到高频峰(最小极化)。这种随频率增加极化率降低的现象称为β-散射。传感器采用双频测量模式:培养基的基线在10MHz左右得到,细胞的信号在临界频率区域获得,在曲线的拐点,(动物细胞和细菌在1MHz,酵母在2MHz)我们获得了最佳的信号线性。应用:这项技术可广泛应用于各种细胞培养,生物发酵过程。已被文献证实可应用的细胞如下:动物细胞:CHO, BHK, MDCK, PERC6, NSO, HEK, Hela,Hybridoma, Vero细 菌:E.Coli, Bacillus Thuringensis, Salmonella,Streptomyces, Lactic Bacteria酵 母:Pichia Pastoris, Saccharomyces Cervisiae, PolymorphaHasenula昆虫细胞:sf9, Hi-5真 菌:Absidia

  • 工业发酵过程优化与控制研究进展

    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。

  • 求购可用于发酵过程参数检测的仪器

    本单位预购置一台可用于微生物发酵过程中一些常用参数比如:氨氮、磷酸盐、糖含量测定的仪器,查资料发现流动分析仪有这方面的作用,有用过的或了解的朋友吗?可以推荐个牌子吗?我的邮箱是lightpurple03@hotmail.com

  • 发酵过程溶解氧的控制与测定实验

    一、发酵过程检测的主要参数按性质分1. 物理参数:温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、 物理参数:温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、 溶解氧、表观粘度、排气氧(二氧化碳) 溶解氧、表观粘度、排气氧(二氧化碳)浓度等 2. 化学参数:基质浓度(包括糖、氮、磷)、pH、 化学参数:基质浓度(包括糖、 产物浓度、核酸量等 产物浓度、 3. 生物参数:菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、 生物参数:菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、 呼吸强度、基质消耗速率、 呼吸强度、基质消耗速率、关键酶活力等从检测手段分1. 直接参数:通过仪器或其它分析手段可以测得的 直接参数:参数,如温度、 、 参数,如温度、pH、残糖等在线检测参数: ①在线检测参数:不经取样直接从发酵罐上安装的仪表 得到的参数,如温度、 、搅拌转速; 上 得到的参数,如温度、pH、搅拌转速; 离线检测参数:取出样后测定得到的参数,如残糖、 ②离线检测参数:取出样后测定得到的参数,如残糖、 NH2-N、菌体浓度。 、菌体浓度。2. 间接参数:将直接参数经过计算得到的参数,如 间接参数:将直接参数经过计算得到的参数,摄氧率、 摄氧率、KLa等 等二、发酵过程参数常用检测方法及仪器主要参数检测原理及仪器• 取样系统十分重要。 生物反应过程大多为纯培养,无菌操作十分重要 生物反应过程大多为纯培养,无菌操作十分重要。 问题 1. 三角瓶内的培养液如何取样? 三角瓶内的培养液如何取样? 2. 发酵罐常用取样方式可否知道? 发酵罐常用取样方式可否知道?• 溶氧的检测1、常用检测方法:溶氧电极法 、常用检测方法:思考:溶氧电极如何标定? 思考:溶氧电极如何标定?2、电极的标定 、一般测定中应进行以下二点标定 一般测定中应进行以下二点标定 (1)零点标定 ) 用饱和Na 作无氧状态的溶液, 用饱和 2SO3作无氧状态的溶液,将氧电极放入 该溶液中,显示仪表上可见溶氧浓度下降, 该溶液中,显示仪表上可见溶氧浓度下降,待下降 稳定后,调节零点旋钮显示零值。 稳定后,调节零点旋钮显示零值。 (2)饱和校正(满刻度) )饱和校正(满刻度) 进行简便测定时,可以采取空气饱和方式。将电 进行简便测定时,可以采取空气饱和方式。 极放入培养液中,通气搅拌一段时间, 极放入培养液中,通气搅拌一段时间,显示仪上 可见溶氧上升,待上升稳定, 可见溶氧上升,待上升稳定,调节满刻度旋钮至 100%即为饱和值。 即为饱和值。 即为饱和值主要参数检测原理及仪器

  • 发酵过程优化原理(四节,不错的资料)

    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^_^

  • 发酵生产中种子的制备过程

    在发酵生产过程中,种子制备的过程大致可分为两个阶段:(1)实验室种子制备阶段(2)生产车间种子制备阶段 一、实验室种子的制备实验室种子的制备一般采用两种方式:对于产孢子能力强的及孢子发芽、生长繁殖快的菌种可以采用固体培养基培养孢子,孢子可直接作为种子罐的种子,这样操作简便,不易污染杂菌。对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种,可以用液体培养法。(一)孢子的制备1,细菌孢子的制备细菌的斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。培养温度一般为37℃。细菌菌体培养时间一般为1~2天,产芽孢的细菌培养则需要5~10天。2,霉菌孢子的制备霉菌孢子的培养一般以大米、小米、玉米、麸皮、麦粒等天然农产品为培养基。培养的温度一般为25~28℃。培养时间一般为4~14天。3,放线菌孢子的制备放线菌的孢子培养一般采用琼脂斜面培养基,培养基中含有一些适合产孢子的营养成分,如麸皮、豌豆浸汁、蛋白胨和一些无机盐等。培养温度一般为28℃。培养时间为5~14天。(二)液体种子制备1,好氧培养对于产孢子能力不强或孢子发芽慢的菌种,如产链霉素的灰色链霉菌(S. griseus)、产卡那霉素的卡那链霉菌(S. Kanamuceticus)可以用摇瓶液体培养法。将孢子接入含液体培养基的摇瓶中,于摇瓶机上恒温振荡培养,获得菌丝体,作为种子。其过程如下: 试管→三角瓶→摇床→种子罐2,厌氧培养对于酵母菌(啤酒,葡萄酒,清酒等),其种子的制备过程如下:试管→三角瓶→卡式罐→种子罐例如生产啤酒的酵母菌一般保存在麦芽汁琼脂或MYPG培养基(培养基配制:3克麦芽浸出物,3克酵母浸出物,5克蛋白胨,10克葡萄糖和20克琼脂与升水中)的斜面上,于4℃冰箱内保藏。每年移种3-4次。将保存的酵母菌种接入含10ml麦芽汁的500-1000ml三角瓶中,再于25℃培养2-3天后,再扩大至含有250-500ml麦芽汁的500-1000ml三角瓶中,再于25℃培养2天后,移种至含有5-10L麦芽汁的卡氏培养罐中,于15-20℃培养3-5天即可作100L麦芽汁的发酵罐种子。从三角瓶到卡氏培养罐培养期间,均需定时摇动或通气,使酵母菌液与空气接触,以有利与酵母菌的增殖。二、生产车间种子制备实验室制备的孢子或液体种子移种至种子罐扩大培养,种子罐的培养基虽因不同菌种而异,但其原则为采用易被菌利用的成分如葡萄糖、玉米浆、磷酸盐等,如果是需氧菌,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。1,种子罐的作用:主要是使孢子发芽,生长繁殖成菌(丝)体,接入发酵罐能迅速生长,达到一定的菌体量,以利于产物的合成。2,种子罐级数的确定种子罐级数:是指制备种子需逐级扩大培养的次数,取决于:(1)菌种生长特性、孢子发芽及菌体繁殖速度;(2)所采用发酵罐的容积。 比如:细菌:生长快,种子用量比例少,级数也较少,二级发酵。 茄子瓶→种子罐→发酵罐霉菌:生长较慢,如青霉菌,三级发酵 孢子悬浮液→一级种子罐(27℃,40小时孢子发芽,产生菌丝 )→二级种子罐(27℃,10~24小时,菌体迅速繁殖,粗壮菌丝体)→发酵罐放线菌:生长更慢,采用四级发酵酵母:比细菌慢,比霉菌,放线菌快,通常用一级种子3,确定种子罐级数需注意的问题(1)种子级数越少越好,可简化工艺和控制,减少染菌机会(2)种子级数太少,接种量小,发酵时间延长,降低发酵罐的生产率,增加染菌机会(3)虽然种子罐级数随产物的品种及生产规模而定。但也与所选用工艺条件有关。如改变种子罐的培养条件,加速了孢子发芽及菌体的繁殖,也可相应地减少种子罐的级数。

  • 2019年5月天津市生物发酵过程控制与后处理技术专题会邀请

    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]

  • 发酵过程优化原理与实践的资料分享

    发酵过程优化原理与实践的资料分享,需要的自己下载!第1章 绪论http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/797.html第2章 发酵过程优化原理 http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/798.html第3章 系统优化 http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/799.html第4章 赖氨酸发酵过程优化 http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/800.html第5章 丙酮酸发酵过程优化 http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/802.html第6章 透明质酸发酵过程优化 http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/803.html第6章 透明质酸发酵过程优化2 http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/804.html第7章 谷氨酰胺转氨胺酶发酵过程优化http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/805.html第8章 聚羟基烷酸酯发酵过程优化 http://www.biodiscover.com/news/unclass/library/806.html希望能够帮到大家!

  • 谈谈葡萄的发酵过程

    葡萄发酵是利用微小的单细胞酵母菌,把山葡萄汁中的糖分转变成酒精和其它副产物。在这个过程里,抗癌的白藜芦醇、软化血管的黄酮类物质以及人体必需的多种氨基酸也存在其中葡萄酒中。山葡萄经过7—10天的发酵,需及时分离去除山葡萄皮、籽,这时产生的原酒是混浊不清的。那是因为原酒与胶状物、酒石酸盐类等沉淀物还没有分开,若要使酒变得清澈而稳定。就要进入下一生产步骤——冷冻、原酒处理,保持山葡萄酒的稳定性。

  • 【原创大赛】不同酒曲的黄酒发酵过程中挥发性成分的变化研究

    【原创大赛】不同酒曲的黄酒发酵过程中挥发性成分的变化研究

    [b][i]摘 要:[/i][/b]本实验通过吹扫捕集样品在线处理法与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]-质谱联用仪分析其挥发性成分,根据峰面积外标法计算含量。从各发酵阶段中提取12种含量大于0.001mg/L的主要挥发性成分,含量占总挥发性成分的82.69%。结果表明,生料黄酒中丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羟基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在或含量极少,前四种是构成黄酒气味令人愉悦的风味物质。具有较大刺激性的甲酸基本不存在于熟料黄酒中。这表明生料酿制黄酒的风味在很大程度上不如传统方法酿制的黄酒。黄酒是世界上最古老的酒类之一,距今已有6、7千年的历史。名列为世界三大古酒之一,且唯中国独有。其香气浓郁、口感醇和,具有活血祛寒、抗衰老等功效。由于酿造工艺的不同,黄酒种类繁多,风味各异。广大的黄酒爱好者对这一产品的需求也随着人们日益提高的生活水平而不断变化着,从其口感到其营养价值,甚至是构成其特殊风味的微量成分逐渐引起消费者的关注。作为黄酒的主要组成成分之一的挥发性物质,其变化是导致黄酒的风味随着贮存年份的增加逐渐改善的主要因素。但目前的大部分研究是针对成品酒的,对于黄酒酿制阶段中风味物质的含量变化研究甚少,所以选择合适的研究方法和技术来分析不同酿制阶段挥发性物质的组成及变化非常有必要,对黄酒的酿制和生产具有重要意义[sup][/sup]。黄酒发酵工艺主要有熟料发酵和生料发酵两种。熟料发酵,是以糯米为原料,通过蒸煮后,经麦曲、酒药中多种有益微生物的糖化发酵作用,酿制而成的一种低酒度的发酵酒[sup] [/sup];而生料发酵是一种不需蒸煮原料而直接利用生淀粉发酵产酒的酿酒技术[sup][/sup],具有操作简便,便于工业化生产,节约能源,提高原料出酒率等优点, 成为国内外研究的热点。 生料发酵技术随着我国活性酿酒干酵母的问世和糖化发酵剂生产水平的提高,得到新的发展,通过选择合适的发酵菌剂,酿制的黄酒风味与传统工艺生产的并无二致,使得生料发酵成为我国黄酒工业发展的方向。吹扫捕集也称动态顶空[sup][/sup],是用流动气体将样品中的挥发性成分“吹扫”出来,再用一个捕集器将吹扫出来的有机物[url=https://baike.baidu.com/item/%E5%90%B8%E9%99%84]吸附[/url],随后经[url=https://baike.baidu.com/item/%E7%83%AD%E8%A7%A3%E5%90%B8]热解吸[/url]将样品进行分析检测的方法。 已应用在水和葡萄酒中微量挥发性成分检测[sup][/sup]。吹扫捕集法适用于将沸点低于200℃的半挥发性或挥发性化合物从液体或固体中萃取出来,这种处理方式不需要使用有机溶剂,并且只需要取少量样品,就能取得高效率的富集,特别是对环境不造成二次污染。广泛应用于生物分析、食品与环境监测等部门[sup][/sup]。将吹扫捕集技术应用于黄酒的挥发性成分测定,在国内外鲜有报道[sup][/sup]。本文用吹扫捕集分析法与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]-质谱联用法[sup][/sup]对生料和熟料两种发酵过程中的发酵液挥发性成分进行定性鉴别和定量分析以及对比研究。旨在揭示不同酒曲酿制黄酒中挥发性成分的差异,以期为选择黄酒酿造原料,完善酿酒工艺,提高酒的质量提供一定的理论依据。1 材料试剂与方法1.1 实验材料生料酒曲、熟料酒曲、糯米,购于粮油批发市场。1.2 主要试剂和仪器1.2.1主要试剂糠醛、异戊醇、乙酸、乙酸乙酯(均为色谱纯),无水乙醇、乳酸1.2.2主要仪器7890A/5975C [url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]- 质谱联用仪(美国安捷伦公司),色谱柱DB-WAX (30 m×0.32 mm×0.25 μm),AQUATeK100液体自动进样器,Tekmar 9800 Stratum Teklink 吹扫捕集浓缩仪,恒温水浴锅 ,双人单面净化工作台,恒温培养箱,立式压力蒸汽灭菌器,高速离心机、分析天平等。1.3 实验方法1.3.1传统方法和生料法酿制黄酒熟料法酿造黄酒,将糯米用蒸馏水浸泡12 h,沥干水分后用透气的纱布包裹用锅蒸熟,将蒸熟的糯米置于干燥的竹编上晾凉,称取200 g熟糯米和26 g熟料酒曲于灭菌后的发酵瓶中,加入300 mL无菌水后拌匀。生料法酿制黄酒,称取200 g生糯米于灭菌后的发酵瓶中,加入10 g生料酒曲,再加入300 mL无菌水拌匀。按上述步骤生熟料法各配制25瓶,置于28℃恒温条件下发酵。1.3.2黄酒发酵醪液采集提取传统方法和生料法酿制的黄酒发酵天数分别为 2、4、7、10、17和24 天时的黄酒发酵醪液。两种方法每次随机取三瓶,每瓶取2次样品作为平行组,分别取40 mL醪液于新离心管中。所有酒样当天采集完后立即放入-20 ℃冰箱保存备用。1.3.3标样溶液配制准确称取一定量各标准品溶解到无水乙醇中,配制成标准储备液,再加入到模拟黄酒中配制成一系列质量浓度的标准溶液。模拟黄酒采用超纯水配制,其中含有2.5g/L乳酸和体积分数16%的乙醇。1.3.4样品前处理采集的黄酒样品解冻后在高速离心机上以5000r/min的速度高速离心5min,用无菌注射器和水相针式滤器进行过滤,每个样品取20 mL过滤好的酒样于顶空进样瓶,加20mL超纯水进行稀释,摇匀后,放置于自动进样器上,精确吸取稀释样品5.0 mL 进行分析测定。1.3.5挥发性成分分析条件吹扫捕集条件:捕集温度30 ℃; 吹扫时间20 min;空吹1 min; 预解吸温度为185 ℃; 解吸温度190 ℃; 解吸时间2 min; 烘烤温度210 ℃; 烘烤时间10 min。[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]条件, 色谱柱型号为DB-WAX ( 30 m×0.32 mm×0.25 μm) ; 载气为高纯氦气, 10 psi; 柱温: 以35 ℃的初始温度保持5 min 后,以5 ℃/min 的速度升至130 ℃,保持5 min,再以10 ℃/ min 升至250 ℃,保持5 min,流速1.0 mL/min。MS条件, 接口温度280℃,四极杆温度150 ℃, 离子源温度230 ℃,电离电压70 eV,分流比50:1; EI 源; 采用全扫描模式(SCAN),质量扫描范围为30~550u。1.3.6挥发性成分的定性定量分析定性分析:未知化合物质谱图经计算机和人工与NIST 15.L Database(Agilent Technologies Inc.)谱库进行比对,根据特征碎片离子质谱图及保留时间确认其化学成分。定量分析:将标样配制成已知含量的乙醇标准溶液后,分别取 5 个质量浓度梯度的乙酸乙酯、糠醛、乙酸、异戊醇标准物质混合液,用GC-MS进行分析。以浓度为X轴,峰面积为Y轴绘制标准曲线,通过峰面积外标法进行定量,对于黄酒中的其他芳香组分采取就近原则,即以离组分最近的标样进行定量[sup][/sup]。2 结果与分析2.1生料黄酒与熟料黄酒发酵24d挥发性成分的GC-MS总离子流图生、熟料黄酒发酵24d挥发性成分的GC-MS总离子流图如图1、图2所示。[align=center][img=图1,690,269]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171056195010_770_1628367_3.jpg!w690x269.jpg[/img][/align][align=center][img=图2,690,309]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171056565790_5687_1628367_3.jpg!w690x309.jpg[/img][/align][align=center]2.2 生料黄酒与熟料黄酒发酵各阶段主要挥发性成分分析据GC-MS分析,从传统黄酒和生料黄酒6个不同酿制阶段酒样中共提取出12种含量大于0.001mg/L的挥发性成分进行分析,分别为5-甲基呋喃醛、甲酸、羟基丙酮、苯乙醛、5-甲基糠醛、异戊醇、乙酸、2,3-丁二醇、丁二酸二乙酯、乙酸乙酯、丙三醇、乳酸乙酯,总含量占所有挥发性成分的82.69%,是生、熟料黄酒中的主要挥发性成分。生、熟料黄酒发酵各阶段主要挥发性成分GC-MS分析结果如表1、表2所示。[/align][align=center][b]表1 生料黄酒发酵各阶段主要挥发性成分GC-MS分析结果[/b][/align][table][tr][td=1,2][align=center]保留时间(min)[/align][/td][td=1,2][align=center]化合物[/align][/td][td=1,2][align=center]分子式[/align][/td][td=1,2][align=center]分子量[/align][/td][td=6,1][align=center]含量(mg/L)[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]2d[/align][/td][td][align=center]4d[/align][/td][td][align=center]7d[/align][/td][td][align=center]10d[/align][/td][td][align=center]17d[/align][/td][td][align=center]24d[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]21.031[/align][/td][td][align=center]5-甲基呋喃醛[/align][/td][td][align=center]C[sub]6[/sub]H[sub]6[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]110.11[/align][/td][td][align=center]0.002[/align][/td][td][align=center]0.989[/align][/td][td][align=center]0.664[/align][/td][td][align=center]0.405[/align][/td][td][align=center]0.246[/align][/td][td][align=center]0.192[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]20.619[/align][/td][td][align=center]甲酸[/align][/td][td][align=center]CH[sub]2[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]46.03[/align][/td][td][align=center]0.005[/align][/td][td][align=center]0.007[/align][/td][td][align=center]1.358[/align][/td][td][align=center]1.532[/align][/td][td][align=center]2.538[/align][/td][td][align=center]2.069[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]16.604[/align][/td][td][align=center]羟基丙酮[/align][/td][td][align=center]C[sub]3[/sub]H[sub]6[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]74.08[/align][/td][td][align=center]N.D.[/align][/td][td][align=center]0.006[/align][/td][td][align=center]0.015[/align][/td][td][align=center]0.01[/align][/td][td][align=center]0.037[/align][/td][td][align=center]0.103[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]30.909[/align][/td][td][align=center]苯乙醛[/align][/td][td][align=center]C[sub]8[/sub]H[sub]8[/sub]O[/align][/td][td][align=center]120.15[/align][/td][td][align=center]2.996[/align][/td][td][align=center]5.798[/align][/td][td][align=center]9.238[/align][/td][td][align=center]10.628[/align][/td][td][align=center]13.256[/align][/td][td][align=center]12.842[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]38.827[/align][/td][td][align=center]5-羟甲基糠醛[/align][/td][td][align=center]C[sub]6[/sub]H[sub]6[/sub]O[sub]3[/sub][/align][/td][td][align=center]126.11[/align][/td][td][align=center]0.036[/align][/td][td][align=center]0.002[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][td][align=center]0.517[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]12.758[/align][/td][td][align=center]异戊醇[/align][/td][td][align=center]C[sub]5[/sub]H[sub]12[/sub]O[/align][/td][td][align=center]88.15[/align][/td][td][align=center]0.003[/align][/td][td][align=center]16.952[/align][/td][td][align=center]2.906[/align][/td][td][align=center]2.018[/align][/td][td][align=center]1.421[/align][/td][td][align=center]0.002[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]19.222[/align][/td][td][align=center]乙酸[/align][/td][td][align=center]C[sub]2[/sub]H[sub]4[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]60.05[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][td][align=center]7.698[/align][/td][td][align=center]6.043[/align][/td][td][align=center]5.257[/align][/td][td][align=center]6.417[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]20.898[/align][/td][td][align=center]2,3-丁二醇[/align][/td][td][align=center]C[sub]4[/sub]H[sub]10[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]90.12[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][td][align=center]2.481[/align][/td][td][align=center]4.124[/align][/td][td][align=center]5.481[/align][/td][td][align=center]9.198[/align][/td][td][align=center]9.814[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]23.632[/align][/td][td][align=center]丁二酸二乙酯[/align][/td][td][align=center]C[sub]8[/sub]H[sub]14[/sub]O[sub]4[/sub][/align][/td][td][align=center]174.19[/align][/td][td][align=center]0.012[/align][/td][td][align=center]0.003[/align][/td][td][align=center]0.122[/align][/td][td][align=center]0.248[/align][/td][td][align=center]0.503[/align][/td][td][align=center]0.794[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]2.65[/align][/td][td][align=center]乙酸乙酯[/align][/td][td][align=center]C[sub]4[/sub]H[sub]8[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]88.11[/align][/td][td][align=center]0.343[/align][/td][td][align=center]11.439[/align][/td][td][align=center]15.765[/align][/td][td][align=center]15.172[/align][/td][td][align=center]13.766[/align][/td][td][align=center]0.005[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]37.348[/align][/td][td][align=center]丙三醇[/align][/td][td][align=center]C[sub]3[/sub]H[sub]8[/sub]O[sub]3[/sub][/align][/td][td][align=center]92.09[/align][/td][td][align=center]0.514[/align][/td][td][align=center]80.117[/align][/td][td][align=center]1.106[/align][/td][td][align=center]2.019[/align][/td][td][align=center]1.986[/align][/td][td][align=center]0.762[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]16.726[/align][/td][td][align=center]乳酸乙酯[/align][/td][td][align=center]C[sub]5[/sub]H[sub]10[/sub]O[sub]3[/sub][/align][/td][td][align=center]118.13[/align][/td][td][align=center]N.D.[/align][/td][td][align=center]0.032[/align][/td][td][align=center]0.025[/align][/td][td][align=center]0.016[/align][/td][td][align=center]0.043[/align][/td][td][align=center]0.068[/align][/td][/tr][/table][align=left]注:“ND”为未检测到该物质[/align][align=center][b]表2 熟料黄酒发酵各阶段主要挥发性成分GC-MS分析结果[/b][/align] [table][tr][td=1,2][align=center]保留时间(min)[/align][/td][td=1,2][align=center]化合物[/align][/td][td=1,2][align=center]分子式[/align][/td][td=1,2][align=center]分子量[/align][/td][td=6,1][align=center]含量(mg/L)[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]2d[/align][/td][td][align=center]4d[/align][/td][td][align=center]7d[/align][/td][td][align=center]10d[/align][/td][td][align=center]17d[/align][/td][td][align=center]24d[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]21.031[/align][/td][td][align=center]5-甲基呋喃醛[/align][/td][td][align=center]C[sub]6[/sub]H[sub]6[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]110.11[/align][/td][td][align=center]8.627[/align][/td][td][align=center]3.289[/align][/td][td][align=center]1.863[/align][/td][td][align=center]1.272[/align][/td][td][align=center]0.981[/align][/td][td][align=center]0.827[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]20.619[/align][/td][td][align=center]甲酸[/align][/td][td][align=center]CH[sub]2[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]46.03[/align][/td][td][align=center]0.009[/align][/td][td][align=center]0.007[/align][/td][td][align=center]0.009[/align][/td][td][align=center]0.066[/align][/td][td][align=center]0.005[/align][/td][td][align=center]0.025[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]16.604[/align][/td][td][align=center]羟基丙酮[/align][/td][td][align=center]C[sub]3[/sub]H[sub]6[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]74.08[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][td][align=center]0.826[/align][/td][td][align=center]0.762[/align][/td][td][align=center]0.095[/align][/td][td][align=center]0.276[/align][/td][td][align=center]0.068[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]30.909[/align][/td][td][align=center]苯乙醛[/align][/td][td][align=center]C[sub]8[/sub]H[sub]8[/sub]O[/align][/td][td][align=center]120.15[/align][/td][td][align=center]1.253[/align][/td][td][align=center]8.08[/align][/td][td][align=center]5.346[/align][/td][td][align=center]6.88[/align][/td][td][align=center]5.181[/align][/td][td][align=center]8.729[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]38.827[/align][/td][td][align=center]5-羟甲基糠醛[/align][/td][td][align=center]C[sub]6[/sub]H[sub]6[/sub]O[sub]3[/sub][/align][/td][td][align=center]126.11[/align][/td][td][align=center]3.899[/align][/td][td][align=center]2.289[/align][/td][td][align=center]1.073[/align][/td][td][align=center]0.985[/align][/td][td][align=center]0.569[/align][/td][td][align=center]0.653[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]12.758[/align][/td][td][align=center]异戊醇[/align][/td][td][align=center]C[sub]5[/sub]H[sub]12[/sub]O[/align][/td][td][align=center]88.15[/align][/td][td][align=center]0.001[/align][/td][td][align=center]12.41[/align][/td][td][align=center]5.361[/align][/td][td][align=center]6.934[/align][/td][td][align=center]1.249[/align][/td][td][align=center]6.671[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]19.222[/align][/td][td][align=center]乙酸[/align][/td][td][align=center]C[sub]2[/sub]H[sub]4[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]60.05[/align][/td][td][align=center]5.223[/align][/td][td][align=center]8.486[/align][/td][td][align=center]8.983[/align][/td][td][align=center]10.21[/align][/td][td][align=center]11.182[/align][/td][td][align=center]11.78[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]20.898[/align][/td][td][align=center]2,3-丁二醇[/align][/td][td][align=center]C[sub]4[/sub]H[sub]10[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]90.12[/align][/td][td][align=center]4.571[/align][/td][td][align=center]16.594[/align][/td][td][align=center]16.292[/align][/td][td][align=center]18.139[/align][/td][td][align=center]27.669[/align][/td][td][align=center]28.895[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]23.632[/align][/td][td][align=center]丁二酸二乙酯[/align][/td][td][align=center]C[sub]8[/sub]H[sub]14[/sub]O[sub]4[/sub][/align][/td][td][align=center]174.19[/align][/td][td][align=center]0.012[/align][/td][td][align=center]2.390[/align][/td][td][align=center]8.530[/align][/td][td][align=center]15.796[/align][/td][td][align=center]27.675[/align][/td][td][align=center]26.618[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]2.65[/align][/td][td][align=center]乙酸乙酯[/align][/td][td][align=center]C[sub]4[/sub]H[sub]8[/sub]O[sub]2[/sub][/align][/td][td][align=center]88.11[/align][/td][td][align=center]1.141[/align][/td][td][align=center]2.839[/align][/td][td][align=center]4.859[/align][/td][td][align=center]5.727[/align][/td][td][align=center]6.272[/align][/td][td][align=center]8.043[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]37.348[/align][/td][td][align=center]丙三醇[/align][/td][td][align=center]C[sub]3[/sub]H[sub]8[/sub]O[sub]3[/sub][/align][/td][td][align=center]92.09[/align][/td][td][align=center]6.057[/align][/td][td][align=center]4.92[/align][/td][td][align=center]34.405[/align][/td][td][align=center]11.883[/align][/td][td][align=center]11.396[/align][/td][td][align=center]8.484[/align][/td][/tr][tr][td][align=center]16.726[/align][/td][td][align=center]乳酸乙酯[/align][/td][td][align=center]C[sub]5[/sub]H[sub]10[/sub]O[sub]3[/sub][/align][/td][td][align=center]118.13[/align][/td][td][align=center]0.006[/align][/td][td][align=center]5.786[/align][/td][td][align=center]12.395[/align][/td][td][align=center]5.064[/align][/td][td][align=center]3.260[/align][/td][td][align=center]6.291[/align][/td][/tr][/table]2.3主要醇类含量及变化趋势醇类是黄酒挥发性成分中含量最多的化合物,多以呈味为主,但也有呈香作用。醇作为酯类形成的基础物质,可以提高酒中的酯类香气。生熟料黄酒不同酿制阶段主要醇类含量及变化趋势如图3-图5所示。如图3所示,生料黄酒和熟料黄酒在酿制过程中,2,3-丁二醇含量随着发酵的进行持续增多,且熟料中2,3-丁二醇的含量高于生料黄酒。丙三醇(又称甘油)具有甜味和粘稠性,是酒的主要组成分,对酒的质量具有重要影响。黄酒中经常会添加甘油,增加酒的浓稠度,而黄酒发酵本身就能产生甘油。如图4所示,随着发酵天数的延长,生料和熟料中的丙三醇相对含量均呈先增多后减少趋势,之后趋于平稳。在发酵前期,生料中的丙三醇多于熟料,发酵后期则相反。异戊醇具有典型杂醇油气味和酒头香,刺舌、稍涩,捎带苦杏仁味。如图5所示,生料和熟料黄酒中的异戊醇相对含量在发酵过程中均呈波动性变化,且含量相差不大。[img=,286,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171102174320_6035_1628367_3.jpg!w286x288.jpg[/img] [img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171103190560_2843_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img][b][b] 图3 2,3-丁二醇的含量变化趋势 [/b] 图4 丙三醇的含量变化趋势[img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171104285710_7747_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img] [img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171104428660_9293_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img] 图5 异戊醇的含量变化趋势 图6 乙酸乙酯的含量变化趋势 [/b] 2.4主要酯类含量及变化趋势酯类是构成黄酒风味的主体,使得黄酒香气浓郁而醇和。由于黄酒酿制过程中形成了繁多的醇类和酸类,所以生成的酯也是多样的。生熟料黄酒不同酿制阶段主要酯类含量及变化趋势如图6 -图8所示。乙酸乙酯有强烈的果香和酒香香气,并有苹果、菠萝的香气,带涩,乙醚状新鲜香气。赋予黄酒清新、飘逸之感。如图6所示,乙酸乙酯含量在生料黄酒发酵7天时达到最大,之后随发酵进行而减少。而熟料中乙酸乙酯含量在24天的发酵期内呈持续增多趋 势。丁二酸二乙酯呈微弱的令人愉快的香气。如图7所示,其含量在生料黄酒中较少,但随发酵进行有增多趋势。在熟料黄酒中持续增多,由于其在发酵24天时趋于平稳。乳酸乙酯香味弱味微甜,淡时呈优雅的黄酒味,适量有浓厚感,量多则带苦涩,过浓时青草味,是构成黄酒风味物质主要成分之一。如图8所示,生料黄酒中乳酸乙酯含量极少,熟料黄酒中乳酸乙酯含量高于生料,且其含量在发酵过程中呈波动性变化。[img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171108028700_8263_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img] [img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171108142530_4622_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img][b] 图7 丁二酸二乙酯的含量变化趋势 图8 乳酸乙酯的含量变化趋势 [/b]2.5主要酸类含量及变化趋势俗话说,“无酸不成味”,酸类是黄酒成香的重要组分。它的少量存在,对香味成分起缓冲作用,能与其他香味物质共同组成酒固有的芳香。挥发性有机酸是构成就的“后味”的重要物质。酸类是随着酒精发酵而产生的,当酒醅在发酵温度过高这样不正常条件下发酵,酸类物质就会增加。生熟料黄酒不同酿制阶段主要酸类相对含量及变化趋势如图9、图10所示。甲酸味微酸,较甜,刺激性较强。如图9所示,其在熟料黄酒中含量极少,而生料黄酒中甲酸含量随发酵进行大致呈现持续增多趋势。乙酸具有醋酸味和刺激感,微酸甜,爽口。如图10所示,随着发酵时间的延长,熟料黄酒中的乙酸含量稳步增长,而生料黄酒在发酵到第2天时,乙酸含量有一个陡增,之后趋于稳定。 [img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171109382050_6980_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img] [img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171109504680_6766_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img] [b] 图9 甲酸的含量变化趋势 图10 乙酸的含量变化趋势 [/b]2.6主要醛类含量及变化趋势微量的醛类可以增加芳香,但同时也是造成辛辣和刺激性的主要成分。生熟料黄酒不同酿制阶段主要醛类含量及变化趋势如图11-图13所示。苯乙醛的香气类似风信子,经稀释后具有水果的甜香气。如图11所示,随着发酵的进行,生料黄酒中的苯乙醛含量稳步增长,而熟料黄酒在发酵到第2天时,苯乙醛含量有一个陡增,之后呈波动趋势。5-甲基呋喃醛是一种助香成分,本身没有风味。如图12所示,5-甲基呋喃醛含量在熟料黄酒发酵过程中呈减少趋势,且在发酵前期减少较快。其在生料黄酒中含量较少,且随发酵进行含量变化不大。6-甲基糠醛似苦杏仁味,糠味,有香蕉糊气味,带苦涩感。如图13所示,其几乎不存在于生料黄酒中,在熟料黄酒中随发酵进行含量呈减少趋势。[b][img=,308,288]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171112302860_8625_1628367_3.jpg!w308x288.jpg[/img] [img=,308,284]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171117075349_1792_1628367_3.jpg!w308x284.jpg[/img] 图11苯乙醛的含量变化趋势 图12 5-甲基呋喃醛的含量变化趋势 [/b][img=,308,284]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171115125094_9606_1628367_3.jpg!w308x284.jpg[/img] [img=,308,284]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/10/201810171115362610_2562_1628367_3.jpg!w308x284.jpg[/img] [b] 图13 5-甲基糠醛的含量变化趋势 图14 羟基丙酮的含量变化趋势 [/b]2.7主要酮类含量及变化趋势酮类不属于风味物质,但少量短链的羰基化合物具有令人愉快的甜香气味。如图14所示,羟基丙酮几乎不存在于生料黄酒中,而在熟料黄酒中含量大致呈现先增多后减少趋势。3 讨论3.1生熟料黄酒酿制过程中主要挥发性成分的变化挥发性风味成分的组成变化可以在一定程度上反映黄酒的加工方式。研究表明,生料黄酒中2,3-丁二醇、丁二酸二乙酯、甲酸、乙酸、苯乙醛含量在发酵过程中呈持续增长,而丙三醇、乙酸乙酯、5-甲基呋喃醛含量随发酵进行先增多后减少。熟料黄酒中2,3-丁二醇、乙酸乙酯、丁二酸二乙酯、乙酸、苯乙醛的含量随发酵进行呈持续增多趋势,而5-甲基呋喃醛和5-甲基糠醛含量呈持续减少趋势,丙三醇和羟基丙酮含量随发酵进行先增多后减少。熟料黄酒中大部分醇类、酸类和酯类含量呈上升趋势,而醛类、酮类含量呈减少的趋势,这与李红蕾等人[sup][/sup]在黄酒酿制过程中风味物质变化规律研究中的结果不一致,李红蕾等人的研究结果为大部分酯类、酸类和醛类物质的含量随酿制阶段呈现减少的趋势。这可能是由于选择的发酵期或者酿制工艺不同导致。丙三醇和异戊醇含量分别在发酵第7天和第4天就达到顶峰,这与胡健等人在黄酒发酵过程中主要香气成分的变化研究相似。胡健等人[sup][/sup]发现异戊醇等高级醇在发酵前期其浓度就达到一个顶峰,之后浓度都略低于最高点。另外,他们发现醛类在发酵过程中会迅速降低到极低的浓度,而酯类在发酵过程中含量逐渐升高,这些都与本实验结果一致。3.2生料黄酒与熟料黄酒中主要挥发性成分差异由于酿造原料和工艺的不同,会使黄酒中挥发性成分的种类和含量产生一定的差异[sup][/sup]。本文建立的吹扫捕集与[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]-质谱联用技术测定生、熟料黄酒中挥发性成分,对12种主要挥发性成分进行了分析。研究表明,丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羟基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在于生料黄酒中或含量极少,而前四种物质是构成黄酒气味令人愉悦的风味物质。生料中存在的甲酸含量很高,具有强烈刺激性,但在熟料中含量极少。这表明本实验生料酿制黄酒的风味在很大程度上不如传统方法酿制的黄酒,可能是曲种和工艺的选择不当导致。我国对生料酿酒的研究始于20世纪70年代末,直到20世纪90年代才进入快速发展期[sup][[/sup][sup]18[/sup][sup]][/sup]。生料法从21世纪初期开始逐渐被应用于实际生产,其势头发展迅猛。侯振建[sup][[/sup][sup]19[/sup][sup]][/sup]等改善了生料法酿造糯米黄酒的发酵工艺及其条件,发现将6%的生料曲 和3%的麦曲接入原料中,于26℃ 左右进行发酵,可得到低酒度低糖的新型黄酒。岳春[sup][[/sup][sup]20[/sup][sup]][/sup]等论述了液态生料法酿造玉米黄酒的可行性,并研究出了糖化发酵的条件。采用高低温间隔法酿酒,不仅极大地缩短了酿酒时间,并且提高了原料利用率。史路路[sup][[/sup][sup]21[/sup][sup]][/sup]等通过在用糯米酿造生料黄酒中添加葛根,确定了新型生料黄酒的酿造条件。这些研究都证明了生料酿酒的优越性和可行性,生料酿酒前景看好。4 结论通过GC-MS技术对生、熟料黄酒中的挥发性成分分析发现丁二酸二乙酯、乳酸乙酯、5-甲基呋喃醛、羟基丙酮和5-甲基糠醛基本不存在于生料黄酒中或含量极少,前四种是构成黄酒气味令人愉悦的风味物质,有刺激性气味的甲酸含量则远高于熟料,表明本次实验的生料黄酒风味不如熟料黄酒。通过查找文献,发现目前对生料法酿造黄酒研究的报道还较少,究其原因是没有解决生料酿酒的曲种问题[sup][/sup]。现生料酿酒工艺中所使用的生料酒曲是多功能微生物复合酶酒曲,其发酵剂主要是高活性酵母[sup][/sup],菌群较为单一,其代谢产生的物质相对简单,不仅醇、酯、酸比例失调,出现醇、酸含量高而酯含量低的两高一低现象,而且杂味严重,存在糖化酶味、中药味和生味,从而影响产品的风味和口感[sup][/sup]。而利用红曲、麦曲等传统酒曲进行熟料酿制的黄酒口感温润,风味醇厚。如果能从迎合消费者对黄酒产品的风味和口感需求出发,从源头上改良黄酒生料曲的菌群构成,同时通过改进工艺来解决诸如发酵周期偏长、酒体稳定性差、成品酒易酸败等生料酿酒问题[sup][/sup],提升生料酿制黄酒的品质,是关系到生料酿酒工业能否推广和持续发展的瓶颈问题,可作为未来的研究方向。

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    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。

  • 发酵工艺中试放大与过程控制新技术专家答疑指导交流会

    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,科技对行业创新发展作用更加突显。发酵过程优化控制与放大问题,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,在整个发酵过程中是一项承上启下的关键技术。而将实验室规模的发酵过程有效放大到生产规模是实现生物技术产品产业化的关键技术之一。为进一步探讨发酵工程面临的难点问题,进一步推广发酵新技术和新工艺,经研究,我单位定于2019年 10月25-27日在上海市举办“发酵工艺中试放大与过程控制新技术专家答疑指导交流会”。此次会议得到了[color=#252525]华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室[/color][color=#252525]、[/color][color=#252525]河南省生物工程学会的大力支持,[/color]届时将邀请有关部门领导、专家到会演讲,并进行专题学术(技术)交流研讨。请各有关单位积极派员参加,现将有关事项通知如下:[b][color=#252525]一、时间地点[/color][/b][color=#252525]时间:2019年10月25日-27日(25日全天报到)[/color][color=#252525]地点:上海市 (详见第二轮报到通知)[/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] [/color][color=#252525] [/color][color=#252525]中国微生物产业服务联盟[/color][color=#252525]协办单位:河南省生物工程学会[/color][color=#252525]华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室[/color][color=#252525] [/color][color=#252525] [/color][color=#252525]华东理工大学[/color][color=#252525]国家生化工程技术研究中心(上海) [/color][color=#252525] [/color][color=#252525]华中农业大学生命科学技术学院[/color][color=#252525] [/color][color=#252525]媒体支持:食品伙伴网、中国生物器材网 [/color][color=#252525]赞助单位:招募中 [/color][b]三、主题内容[/b][color=#252525]㈠ 发酵过程优化控制新技术与难点分析[/color][color=#252525]㈡ 发酵过程优化放大与代谢调控研究[/color][color=#252525]㈢ 发酵过程优化与放大的参数配置设计与应用[/color][color=#252525]㈣ 发酵过程模型化与动态模拟优化[/color][color=#252525]㈤ 发酵过程的实验室研究与放大技术[/color][color=#252525]㈥ 发酵生产技术要点总结及典型案例分析[/color][color=#252525]㈦ 生物发酵菌种选育与培养基优化 [/color][color=#252525]㈧ 诱变育种关键技术或新型诱变剂的介绍、诱变效果的评价方案设计(即如何剔除伪效果)[/color][color=#252525]㈨ 生物过程后处理分离提取装置及应用研究[/color][color=#252525]㈩ 发酵新产品、新工艺、新装备及其应用[/color][b][u]10月27日下午14:00 前往华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室、国家生化工程技术研究中心(上海)参观学习[/u][color=#252525]四、拟邀嘉宾[/color][color=#252525]张嗣良 [/color][/b][color=#252525]华东理工大学生物工程学院 教授,国家生化工程技术中心(上海)主任,历任生物反应器工程国家重点实验室副主任、生化工程研究所所长、生物工程学院副院长[/color][b][color=#252525]徐亲民 [/color][/b][color=#252525]河北科技大学教授,长期从事生物制药和发酵工程研究,曾任华北制药集团新药研究开发中心发酵工程室主任,前国家医药管理局发酵工程专家组组长,国家1035工程项目负责人[/color][b][color=#252525]刘仲敏 [/color][/b][color=#252525]河南省生物工程学会副理事长、发酵工程专业委员会主任委员[/color][color=#252525]河南省科学院生物研究所研究员/原副所长[/color][b][color=#252525]曹学君 [/color][/b][color=#252525]华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室 教授[/color][b][color=#252525]储 [/color][color=#252525] 炬 [/color][/b][color=#252525] 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)[/color][b][color=#252525]郭美锦 [/color][/b][color=#252525]华东理工大学生物工程学院教授、生物反应器工程国家重点实验室[/color][b][color=#252525]陈振民 [/color][/b][color=#252525]华中农业大学生命科学技术学院教授、微生物农药国家工程研究中心总工程师[/color][b][color=#252525]闵涛玲 [/color][/b][color=#252525]上海医药工业研究院微生物新药组课题组长 [/color][b][color=#252525]丁 健 [/color][/b][color=#252525]江南大学生物工程学院教授[/color][b][color=#252525]丁晓炯 [/color][/b][color=#252525]笙威工程技术服务(上海)有限公司技术总监[/color][b][color=#252525]五[/color][color=#252525]、参会对象[/color][/b][color=#252525]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。[/color][b][color=#252525]六[/color][color=#252525]、相关费用[/color][/b][color=#252525]会务费:2200元/人,提前汇款2000元/人,在校学生1200元/人[/color][color=#252525](凭学生证)[/color][color=#252525]。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。[/color][b][color=#252525]七[/color][color=#252525]、其他说明[/color][/b][color=#252525]1、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] [/color][color=#252525]八[/color][color=#252525]、联系方式[/color]联系人:赵妍 电 话:18810543196(同微信)邮 箱:878013699@qq.com[/b]中国食品医药产业研究院 [color=#252525]河南省生物工程学会[/color]中国微生物产业服务联盟 2019年10月2019年10月

  • 【分享】发酵过程泡沫的形成与控制

    发酵过程起泡的利弊:气体分散、增加气液接触面积,但过多的泡沫是有害的 一、泡沫形成的基本理论 泡沫的定义:一般来说:泡沫是气体在液体中的粗分散体,属于气液非均相体系 美国道康宁公司对泡沫这样定义:体积密度接近气体,而不接近液体的“气/液”分散体。 (一)泡沫形成的原因 1、气液接触 因为泡沫是气体在液体中的粗分散体,产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。气液接触大致有以下两类情况: (1)气体从外部进入液体,如搅拌液体时混入气体 (2)气体从液体内部产生。气体从液体内部产生时,形成的泡沫一般气泡较小、较稳定。 2、含助泡剂 在未加助泡剂,但并不纯净的水中产生的泡沫,其寿命在0.5秒之内,只能瞬间存在。摇荡纯溶剂不起泡,如蒸馏水,只有摇荡某种溶液才会起泡。 在纯净的气体、纯净的液体之外,必须存在第三种物质,才能产生气泡。对纯净液体来说,这第三种物质是助泡剂。当形成气泡时,液体中出现气液界面,这些助泡剂就会形成定向吸附层。与液体亲和性弱的一端朝着气泡内部,与液体亲和性强的一端伸向液相,这样的定向吸附层起到稳定泡沫的作用。 3、起泡速度高于破泡速度 起泡的难易,取决于液体的成分及所经受的条件;破泡的难易取决于气泡和泡破灭后形成的液滴在表面自由能上的差别;同时还取决于泡沫破裂过程进行得多快这一速度因素。 高起泡的液体,产生的泡沫不一定稳定。体系的起泡程度是起泡难易和泡沫稳定性两个因素的综合效果。 泡沫产生速度小于泡沫破灭速度,则泡沫不断减少,最终呈不起泡状态;泡沫产生速度等于泡沫破灭速度,则泡沫数量将维持在某一平衡状态;泡沫产生速度高于泡沫破灭速度,泡沫量将不断增加。 4、发酵过程泡沫产生的原因 (1)通气搅拌的强烈程度 通气大、搅拌强烈可使泡沫增多,因此在发酵前期由于培养基营养成分消耗少,培养基成分丰富,易起泡。应先开小通气量,再逐步加大。搅拌转速也如此。也可在基础料中加入消泡剂。 (2)培养基配比与原料组成 培养基营养丰富,黏度大,产生泡沫多而持久,前期难开搅拌。 例:在50L罐中投料10L,成分为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等,搅拌900 rpm,通气,泡沫生成量为培养基的2倍。如培养基适当稀一些,接种量大一些,生长速度快些,前期就容易开搅拌。 (3)菌种、种子质量和接种量 菌种质量好,生长速度快,可溶性氮源较快被利用,泡沫产生几率也就少。菌种生长慢的可以加大接种量 (4)灭菌质量 培养基灭菌质量不好,糖氮被破坏,抑制微生物生长,使种子菌丝自溶,产生大量泡沫,加消泡剂也无效。 (二)起泡的危害 1、降低生产能力 在发酵罐中,为了容纳泡沫,防止溢出而降低装量 2、引起原料浪费 如果设备容积不能留有容纳泡沫的余地,气泡会引起原料流失,造成浪费。 3、影响菌的呼吸 如果气泡稳定,不破碎,那么随着微生物的呼吸,气泡中充满二氧化碳,而且又不能与空气中氧进行交换,这样就影响了菌的呼吸。 4、引起染菌 由于泡沫增多而引起逃液,于是在排气管中粘上培养基,就会长菌。随着时间延长,杂菌会长入发酵罐而造成染菌。大量泡沫由罐顶进一步渗到轴封,轴封处的润滑油可起点消泡作用,从轴封处落下的泡沫往往引起杂菌污染。 (三)泡沫的性质 泡沫体系有独特的性质,研究泡沫的性质,是解决消泡问题的基础。 1、气泡间液膜的性质 泡沫中气泡间的间距很小,仅以一薄层液膜相隔,研究液膜的性质很有代表意义,又因为,只有含有助泡的表面活性剂,才能形成稳定的泡沫,所以应当首先研究表面活性剂与液膜的关系 表面活性剂示意图 如图所示,表面活性剂是由疏水基与亲水基构成的化合物,在水中,表面活性剂的分子不停地转动在以下两种情况下泡沫才能比较稳定,停留时间比较长: 第一种情况 表面活性剂的亲水基留在水相,疏水基伸到气相中,形成定向吸附层 第二种情况 表面活性剂的疏水基在水相中互相靠在一起,减少疏水基与水的接触,形成“胶束”。 溶液中当表面活性剂的浓度低于临界胶束浓度时,以第一种情况为主;表面活性剂浓度高于临界胶束浓度时出现第二种情况。在泡沫不断增加时,表面活性剂会从胶束中不断转移到新产生的气液界面上 表面活性剂为什么会定向排列在表面? 在液相中因为水分子之间的吸引力大于水对表面活性剂的吸引力,表面活性剂的疏水部分被水分子之间的吸引力挤出溶液,到达气液界面。这就是表面活性剂易于在泡沫上形成定向吸附层的原因。 2、泡沫是热力学不稳定体系 热力学第二定律指出:自发过程,总是从自由能较高的状态向自由能较低的状态变化。起泡过程中自由能变化如下: △G=γ△A △G——自由能的变化 △A——表面积的变化 γ——比表面能 起泡时,液体表面积增加,△A为正值,因而△G为正值,也就是说,起泡过程不是自发过程。另一方面,泡沫的气液界面非常大,例如:半径1cm厚0.001cm的一个气泡,内外两面的气液界面达25cm2;可是,当其破灭为一个液滴后,表面积只有0.2cm2,相差上百倍。显然,液体起泡后,表面自由能比无泡状态高得多。泡沫破灭、合并的过程中,△A是一个绝对值很大的负数,也就是说泡沫破灭、合并的过程,自由能减小的数值很大。因此泡沫的热力学不稳定体系,终归会变成具有较小表面积的无泡状态。 3、泡沫体系的三阶段变化 即使外观看来平静、比较稳定的泡沫体系,泡沫液也在不断地下落、蒸发,不断进行着下述三阶段的变化 (1)气泡大小分布的变化 液膜包裹的一个气泡,就像一个吹鼓了的气球。由于气球膜有收缩力,所以气球中压力大于气球外的压力;同样气泡膜有表面张力,气泡中压力大于气泡外的压力。气泡大小的再分布,就是由气泡膜内气体的压力变化引起的。气泡中气体压力的大小,依赖气泡膜的曲率半径 由定量观点看,气泡内外压差 △P= 由该式可知:压差△P与气泡半径成反比。若气泡膜的表面张力均相同,则小气泡中的压力比大气泡中的压力大。因此当相邻气泡大小不同时,气泡会不断地由小气泡高压区,经过吸附、溶解、解析,扩散到大气泡低压区。于是小气泡进一步变小,大气泡进一步变大。即使相邻气泡曲率半径最初差别不大,也会由于△P的不同,气体的扩散,泡径差别逐渐增大,直至小泡完全并入大泡。结果气泡数目减少,平均泡径增大,气泡大小分别发生变化 (2)气泡液膜变薄 取一杯泡沫,放置一段时间,就会在杯底部出现一些液体,而逐渐形成液相及液面上的泡沫相这样具有界面的两层。底部出现的液体一部分是泡沫破灭形成的,一部分是气泡膜变薄,排出液体形成的。 泡沫生成初期,泡沫液还比较厚,以后因蒸发排液而变薄,泡沫液会受重力的影响向下排液,泡沫液随时间延续而变薄。 (3)泡沫破灭 泡沫由于排液,液量过少,表面张力降低,液膜会急剧变薄,最后液膜会变得十分脆弱,以至分子的热运动都可以引起气泡破裂。因此只要泡沫液变薄到一定程度,泡沫即瞬间破灭。 泡沫层内部的小气泡破灭后,虽一时还不能导致气液分离,只是合并成大气泡,但排液过程使泡膜液量大幅度减少,使合并成的大气泡快速地破灭,最后泡沫体系崩溃,气液分离。

  • 【金秋计划】微生物发酵工艺全面分析

    [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。

  • 【第三届原创参赛】青霉素发酵过程的苯乙酸、效价检测(7月份)

    [color=#d40a00][size=2]维权声明:本文为[font=Times New Roman]11093661[/font]原创作品,本作者与仪器信息网是该作品合法使用者,该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为,我们将追究法律责任。[/size][/color] 青霉素发酵过程中利用液相分析对发酵液中的苯乙酸,效价检测存在着很是矛盾的主体,那就是发酵过程中的效价检测是批量检测,在检测过程中青霉素效价有高有低,这样就不利于药典中规定的标准品与待测品的含量大致相同的规定,这就不可能每做一个样品就做一个标准,这样不实际也不利于节约成本的。那么就需要我们做一个线性范围来使在实际检测的过程中的效价范围在线性范围类,这样就有利于测样的准确性。本人通过长期反复工作实践发现在青霉素发酵过程中发酵液的稀释倍数在100倍以上时,出现了这样一个情况:在检测效价的过程中对苯乙酸检测的结果很不稳定,特别是长期工作的液相更是如此,本人在工作中试验发现原因主要是基线的漂移造成了这个现象。而检测苯乙酸对生产发酵中的地位相当重要,苯乙酸是青霉素发酵过程中的主要原材料之一,而苯乙酸的多少又决定了发酵水平高低。所以说苯乙酸的检测也同样重要。 而效价,苯乙酸是同时检测出来的,如果稀释倍数大于100后解决了效价检测的准确性得到了提高,但是苯乙酸的检测准确性也就低了。所以这个矛盾主体也就出现了。本人在长期的检测中实践发现如果分开来检测,也就是两次检测,而对于两次检测过程中的效价与苯乙酸两种物质稀释倍数采取不同的稀释倍数这样有利于检测结果的准确性。或者对苯乙酸检测采取[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]检测同时稀释倍数根据苯乙酸残量的多少采取不同的稀释倍数这样有利于检测结果的准确性,重现性。而根据本人了解某特大型青霉素发酵公司也就是只是对效价采取的稀释倍数的不同,这样提高了效价的准确性而导致了苯乙酸残量的检测的准确性也就降低了,导致发酵水平无法与成都某特大型青霉素发酵公司的水平相比较。这就说明了苯乙酸检测尤为重于效价检测。而分两次检测或气,液相同时检测这样不利于成本降低,本人通过长期的摸索,比较发现利用苯乙酸的多少来决定稀释倍数后,再根据效价的高低采取不同的标准品的含量,这样就利于检测的准确性与成本的降低——相当于分段检测。 本人事先声明这个纯属个人自己摸索试验得出的结论,在实际生产,检测中虽然得到了应用,但由于自己的试验结果,水平有限所以具体过程没有完全介绍,十分抱歉。

  • 【求助】发酵液分析时HPLC压力不断升高?

    系 统:Waters1525-717-2475.柱子:C18.柱后衍生检测赖氨酸。流动相:缓冲盐+17%乙腈。F:1.0m/min. T:35.发酵液前处理: 稀释2000倍后3500转/分离心,上清液使用两张0.22um滤膜过滤。[em0808]求助:在使用的过程中,不管进不进样,系统压力都会逐渐升高,我们新柱子时一般压力为1000psi.在使用两周后就能达到3000psi。我们公司有三台检测赖氨酸的HPLC,所做与上述一样。但另外两台都没有关系,请教各位老师,有没有遇到过这样的问题?请不吝赐教……先行谢过……

  • 质谱仪直接监测生物发酵尾气方法过验收

    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。

  • 如何提取发酵液中的有机酸进行气相色谱分析

    我要我要对发酵的醋中的酸进行定量定性测定,想用气相色谱分析。欲找到一种方法能将有机酸提取出来。想问通过简单的萃取蒸馏能够做到么?具体该怎么做?用什么有机溶剂?如果不行用衍生的方法有人做过么?各位大侠赶紧解救我吧。。。。我的论文之路受阻啊

  • 固态发酵的分类知识

    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。

  • 制药发酵工艺优化方法与思路

    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。

  • 【第三届原创参赛】微生物发酵放大研究

    【第三届原创参赛】微生物发酵放大研究

    维权声明:本文为gl19860312原创作品,本作者与仪器信息网是该作品合法使用者,该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为,我们将追究法律责任。 本实验室主要工作就是:微生物发酵与代谢调控 、蛋白的分离纯化 、生物材料的研发与生产( 化妆品 、面膜、人工血管 、人工骨................)http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2010/12/201012061908_264953_2019107_3.jpg 微生物发酵放大研究摘要: 工业发酵过程的研究一般可分为三个阶段: 首先在实验室进行菌种选育和培养基及培养条件的优化;再进行小试、中试, 以验证并完善发酵工艺, 获得适合发酵罐的发酵工艺;最后进行大规模生产。由于发酵过程的复杂性, 往往存在着“放大效应”, 即在实验室研究中, 目标产物的产量较高, 而在放大过程中, 随着发酵规模的扩大,目标产物的产量反而不断下降, 无法重复实验室试验的结果, 影响了工业发酵过程的效率, 因此对“放大效应”进行研究, 采用适当的放大策略, 去降低“放大效应”, 既具有重要的理论意义, 又会产生良好的经济效益。过程优化与放大技术具有潜在的深远意义,是永恒的话题。关键词: 发酵工艺,放大,动力学Key words :fermentation technology , enlarge, dynamics 发酵工程是细胞大规模培养技术中最早被人们认识并发展利用的。迄今, 利用发酵技术进行包括医药、轻工、食品、农业、环保等产品生产, 在国民经济中占有很大比重, 可以分为以常规微生物的传统生物技术和以基因工程细胞培养的现代生物技术产业, 无论对当前或今后发展均具有重要的经济和社会意义。 对具体某一体系来说,用何种放大规模可以快捷的成功过渡到工业化生产,没有固定模式,必须针对具体菌种生理生化及培养基及环境条件的放大效应综合考虑。反应器的不足可以通过工艺及控制手段来弥补,工艺的欠缺有时也可以通过改善反应器形式来修正。一、发酵工程中涉及的主要技术问题与工程学观点为了提高发酵生产水平, 人们首先考虑的是菌种选育或基因工程构建, 往往忽视了生物反应器中工程问题所必须加以考虑的工艺变化和过程优化。在得到一个高产菌株后, 随后的逐级放大与优化基本上是以最佳工艺控制点为依据, 采用人工经验为主的静态操作, 在方法上基本以正交试验为基础。 随着对细胞大规模培养技术的深入研究和对以分批培养为主要对象的发酵过程参数的时变性、多样性、耦合性和不确定性的认识, 建立了以过程动力学为基础的数学模型, 引进了一系列现代控制理论, 其中有静态和动态优化、系统识别、自适应控制、专家系统、模糊控制、神经元网络、直到各种混沌现象的研究。这种适应发酵过程非线性特征的研究方法对细胞大规模培养技术研究的深入开展以及提高学术研究水平起到很大的推进作用。但是, 也应该看到, 在实际工厂生产上仍有很大局限性, 效果不明显。 从发酵过程放大来说, 有人把“放大”分为两个基本问题, 其一是发酵条件的研究与设计; 其二是设计满足这些过程条件的反应器。就某种意义上, 第一个问题实质上是发酵过程动力学的问题,第二个是工程水平的传递和混和问题。必须认识到, 除非完全以微生物反应动力学与周围环境传递条件相结合的模型建立, 否则过程放大最终还是落实到系统几何相似、流体运动学相似和流体动力学相似等, 具体来说有因次分析法、经验法则法、综合机理的数学模拟法以及时间常数法等放大方法。事实上, 要同时满足这些相似条件是不可能的, 于是, 发酵过程放大仍旧是一个使人感到困惑的问题, 从摇瓶到发酵罐的差异, 甚至尽可能采用同样的操作条件, 只不过发酵罐的容积从几十升放大到几十立方米, 但结果往往面目全非。1.1、放大相关的参数及放大准则 在放大过程中必须考虑到各种参数随培养规模的变化所发生的改变。其中表面通气放大效应和培养基粘度效应必须给予重视。一般归纳为下列几种放大准则:(1)氧传递系数KLa,它代表氧的供应情况,在放大过程中常以大、小罐KLa=常数法进行放大;(2)单位输出功率Pg,在放大时,可维持Pg=常数法;(3)混合特性参数——混合时间,在放大过程中可以维持小罐的混合时间为t=5~30s,大罐的混合时间维持t=30~120;(4)剪切强度——可以用搅拌转速来衡量,在放大过程中要维持相似的剪切强度,常以叶尖搅拌线速度Vtip=常数法来放大;(5)维持相同的空气线速度Vs;(6)维持相同的热传递速度;(7)保证同样的培养基质量。放大的必要前提必须使大型设备和小型设备中的环境条件完全相同,一般的过程放大都是通过摇瓶所得最初工艺条件,进而通过实验室小规模摸索其发酵条件,在这些工艺参数中,从摇瓶转化到小型发酵罐过程中常见的为培养基成分的改变,往往是培养基不适合小型发酵罐中菌体代谢物的积累。放大成功与否,与所采用的放大模型有关,因为所采用的模型常常不是根据机理推导而是一种近似的黑箱操作;第二,与主体溶液的混合、热交换、空气线速度有关;第三,与表面活性剂(消泡剂、鼓泡特性)等有关。而在放大过程中最关键的还是氧的供应问题和细胞形态的变化。大多情况下,放大的主要矛盾来自氧的供应问题,成功的关键在于氧供应问题的好坏。总之,传统的工业放大均无一例外的是通过摇瓶——实验小试——中试-工业化生产逐级放大的模式,这样既浪费时间,又缺乏科学依据,完全靠试验摸索,其结果往往不尽人意。1.2、发酵放大过程 一般来说, 放大成功与否来自两方面的因素: 一是氧的供应, 二是菌丝形态。由于微生物是一个复杂的体系,在发酵放大时必须考虑到它本身的特性,如微生物对机械剪切力的敏感程度及丝状菌易形成菌丝团增加传质困难等。现在常用的发酵放大方法是使KLa或溶解氧浓度基本相等,它主要考虑使不同发酵规模的微生物生理活动条件相一致,而不着重考虑发酵罐的几何相似性。1.2.1[fon

  • 关于发酵罐使用技巧

    [font=微软雅黑][color=#333333]1、发酵罐必须确保所有单件设备能正常运行时使用本系统。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]2、发酵罐在消毒过滤器 时,流经空气过滤器的蒸汽压力不得超过0.17MPa,否则过滤器滤芯会被损坏,失去过滤能力。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]3、发酵罐在发酵过程中,应确保罐压不超过0.17MPa。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]4、发酵罐在实消过程中,夹套通蒸汽预热时,必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内,否则会引起发酵罐的损坏。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]5、发酵罐在空消及实消时,一定要排尽发酵罐夹套内的余水。否则可能会导致发酵罐内筒体压扁,造成设备损坏 在实消时,还会造成冷凝水过多导致培养液被稀释,从而无法达到工艺要求。[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]做好以五项可以有效避免发酵罐在日常使用中遇到很多是技术难题[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333],[/color][/font][font=微软雅黑][color=#333333]给自己减少很多不必要的损失和麻烦。[/color][/font]

  • 微生物制剂发酵发酵的物理条件

    [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]

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