活性干酵母的生产

面包酵母液体深层通风发酵试验一、试验目的要求学生把握通风发酵的根本原理及过程发酵罐及管路、空气过滤器灭菌操作及发酵罐系统管路的生疏实罐灭菌—培育基灭菌试验观看并记录酵母菌扩培过程及上罐发酵过程菌种生长变化状况二、试验原理面包酵母〔分子式：C3.72H6.11O1.45N0.61+P0.035+K0.051+5.6g其它物质〕培育是最化学平衡式表示：6.67CHO+2.10O→CHO+2.75CO+3.42HO2 2 3.926.51.94 2 2(碳水化合物) (酵母菌体)200 67.2 84.6 121 61.6假设在酵母菌体内再计入除碳、氢、氧以外的其它无素如氮、磷以及灰分，则每200g100g50%。〔流加〕最大酵母浓度。因此承受流加培育较为抱负。其原理是所谓的反巴斯德效应〔CRABTREE效应菌体得率下降的现象。、分批培育：分批培育是微生物在特定条件下只完成一个生长周期〔growthcycle〕的方法，即接种少量微生物在一密闭系统中生长生殖，直到某些养分物耗尽或某些产物积聚到毒害浓度为止。生长中微生物群体所经受的几个生长阶段分别为迟滞期〔lagphase，对数生长期(exponentialphase(stationaryphasedeathphas。细胞数对数迟滞期对数生长期死亡期稳定期时间〔hr〕〔底物作用的养分物即所谓的限制性底物。1949年莫诺〔Monod〕觉察微生物比生长速率与单一限制性底物存在肯定联系并借助数学方法建立了著名的阅历公式——莫诺方程：sμsμ—比生长速率，单位菌体在单位时间的增殖量〔h-1〕μm—最大比生长速率〔h-1〕Ks—微生物对底物的半饱和常数(g/L)S—单一限制性底物浓底(g/L)浓度符合Monod、分批补料培育〔Fed-batchculture〕分批补料培育是Yoshida等〔1973〕创用的，是指分批培育过程中连续地补加培育基，发酵工业中被广泛运用。分批补料培育中当到达最大菌体浓度时开头补加培育基或准稳态〔Quasistadystal。当以恒速流加培育基到达准稳态时：稀释率D=F/〔V+Ft〕.D0d(xv)dtμd(xv)dtdvvdtdvvdt生长比速率〔h-1〕μ= = =D=F/(V+Ft)V 0补料液浓度(mol/L)S=X/YF补料速度(L/h)F=Vμ0 0

X/SX为菌体浓度g/Y为基质对菌体转化率g/mo，一般以葡萄糖为基质x/s酵母培育时Y 约为90g/mol。X/S上述的恒速流加在一些次级代谢产物的生产中可以用到生长速率保持恒定，必需承受变速流加的方法，加料速度随时间指数增长。抱负的变速流加时体积与补料速度变化为：醪液体积V=Veμt0补料速度F=μVeμt0所谓Crabtree效应即Crabtree〔1929〕觉察，面包酵母的呼吸活力对游离的葡萄糖格外5μg/L到的菌体量接近理论得率。三、试验仪器、设备和材料10升发酵罐PH仪，培育液及酸碱液流加装置，蠕动泵，1离心机，显微镜，分光光度计，三角瓶，面包酵母菌种，淀粉水解糖液、尿素等原料。四、试验内容与方法：酵母菌经扩大培育后，接入10升机械搅拌通风发酵罐培育，依据实际状况选用分批培育或分批补料培育，测定酵母浓度。主要内容有：试管斜面培育基的配制、面包酵母种子扩大培育基配制、流加用培育基的配制及灭菌。总流程：斜面培育斜面培育基配制与灭菌，接种，培育斜面培育所需仪器物品：灭菌锅、试管、棉塞、培育基原料、培育箱摇瓶种子300500ml三角瓶三只、装液100ml、培育基、摇瓶种子培育摇瓶、纱布。上罐培育发酵培育基制备，灭菌，接种。上罐培育菌体分别菌体分别离心机或板框过滤器分批培育：10升发酵培育基；灭菌；按培育条件方法接种5%培育。面包酵母菌的培育条件及培育基组成：酵母斜面培育基：10º麦芽汁固体斜面，PH5.0酵母摇瓶培育基：10º麦芽汁，PH5.01010.2%，PH5.010%、玉米浆1%，尿0.2%，PH5.5。发酵罐培育：接种量2～525℃，搅拌200r/min，通气，1VVM〔YX/O算最小需氧量及与菌体量的关系〕四、试验分析工程和方法酵母镜检；酵母浓度测定〔比浊法：湿重法：吸取10ml2500rpm离心5mi液，称量菌体湿重复原糖浓度：费林法〔见工业发酵分析〕发酵活力的测定〔选做：称取0.26g鲜酵母，加5g在30℃下恒稳lh成面。五、试验报告内容和数据处理试验设计原理；发酵系统的构造与操作方法，酵母浓度随时间变化的曲线图。附：发酵系统介绍：技术指标概述具有温度、转速、氧气流量、空气流量、pH、DO、补料、消泡显示及掌握功能，并配有机械消泡浆。指标1.2.1温度：自动掌握范围：自来水温+5℃～50℃﹙±0.2℃﹚显示范围：0～150℃50～1000±5rpm空气流量：显示掌握范围0～10L/min1.2.4pH2～12pH±0.05﹙酸碱双向﹚1.2.50～150±2℅补料、消泡蠕动泵各一台10L2.0kg/c2.0kg/c131灭菌方法:手动掌握蒸汽消毒灭菌功率：主机：3kw,220v气源：2～4kg/c蒸汽：2～4kg/c管路说明该流程图中空气管路阀门的标号为“AXX”,蒸汽管路阀门的标号为“SXX”，冷却水管路阀门标号为“WXX”，冷凝水管路阀门标号为“VXX”，电磁阀标号为“CXX”，物料管路阀门标号为“PXX”,冷冻水管路标号为“CWX”，其它气体管路标号为“NXX”。空气及其净化来自空气压缩机的压缩空气经净化器〔外接减压稳定器、除水、除尘、空气予过滤器〕进入发酵罐空气总管，空气流量计针阀A01A02、单向阀、空气过滤器，阀A03器内，尾气经阀VT1排出，本管路具有计量，净化作用。注：空气流量显示的流量是以过滤器前的压力下的流量，不是标准状态下的流量。蒸汽蒸汽进夹套蒸汽经阀S01进入夹套〔上进，经阀V01排出冷凝水。蒸汽对培育基预热。蒸气进反响器蒸汽经阀S02、单向阀、空气过滤器、阀A03进入罐内，由排气口掌握阀VT1排出。蒸汽对过滤器及空气管线消毒。蒸汽进取样阀及放料阀蒸汽经阀S03进入取样阀，出阀P02自来水自来水进夹套当电磁阀C01W01〔下进，由夹套上口、阀W02、加热器、电磁阀C01排出；当电磁阀关闭时，夹套水经W02进入电加热器、循环泵、单向阀进入夹套〔下口通过夹套的换热加热发酵液。特别提示：温度自动前必需对夹套注水。自来水进排气冷凝器自来水经阀W03分蒸发冷却水〔选配〔消毒后降温应优先使用 自来水〕冷冻水经电磁阀C02进入加热器内盘管，对夹套循环水进展冷却。冷冻水经切换阀T02〔关T01〕进入自来水管线、经切换阀T04〔关T03)返回冷冻水回路。纯氧管线〔选配〕纯氧管线：纯氧进入流量计、电磁阀C03、切断阀A21进入空气过滤器。纯氧流量调整：开C03、A21空气流量检测与掌握：切断阀A11、A12，发酵完毕后应准时关闭A11、A12〔具体说明见热质量流量计的说明书〕补氨水管线氨水经电磁阀C04、切断阀A31、补料针进入发酵罐，电磁阀由掌握器掌握。实罐灭菌操作预备盖紧罐盖上各种罐盖，旋紧罐盖上压紧螺栓。标定pH、DO电极，将电极插入罐体侧面的传感器口并准时地锁紧螺母，确保安装妥当防止高压下传感器弹出伤人。关紧发酵罐底阀P01，倒入培育基，调整PH值，旋紧接种口注：氯离子对不锈钢会带来不行逆转的破坏，因此应避开用盐酸溶液调整PH，如工艺上无法避开用盐酸，应掌握盐酸浓度不大于5℅且在添加过程中不得直接接触不锈钢。关排气冷凝器进水W03，移去进出口的软管排尽冷凝水夹套中水3.1.5提起过滤器使过滤器后的三通阀A03〔F，培育基预热预备工作排气阀VT1，关闭其它全部阀门。开排气阀VT1，开夹套冷凝水阀V01200～300RpmS01〔正常，如声音过响则开阀的速度应减慢。待排水总口排出蒸汽时调整冷凝水阀V01，掌握蒸气排出量以有少量蒸汽排出即可。并掌握夹套内压力不超过0.2Mpa。当培育基预热至98℃时，进入实罐灭菌操作，在培育基温度在80～90℃时可以适当的减慢升温速度，在本温度区域可以杀灭大局部的微生物。蒸汽进取样阀：开出料阀P0〔关紧底阀P0，开蒸汽阀S0阀内腔，当阀P02实罐灭菌〔A或B”种消毒，其余可用“B”种消毒〕A：外源蒸汽消过滤器：微开过滤器上排冷凝水阀V02、V12，开过滤器前蒸汽阀S02V02、V12出口冷凝水很少时，调整冷凝水阀以有少量蒸汽排出为宜。当排气口有蒸汽排出或罐温到达100℃两分钟后，关闭排气阀VT1S020.12～0.16Mpa100℃时，培育基中的溶氧接近零。可以标定溶氧的零点。B：罐内蒸汽消过滤器：过滤器三通阀处于“S”位臵。停搅拌，微开过滤器上排冷凝水阀V02、V12，当有罐压时，罐内蒸汽经空气管罐内三通阀进入过滤器，进V02、V12排出冷凝水100VT1V02、V12100为零点。假设升温速度比较慢可以开罐底阀P01，蒸汽进入发酵罐。VT1阀S0，微开罐底阀P0〔开阀时观看视镜处培育基翻动的变化，以有少量的变化为亦S02S03当反响器罐压或罐温维持在预定的范围内开头计时。罐盖达不到消毒温度。保温阶段应旋松接种口盖至有少量蒸气冒出。移种管线消毒〔适用于多级发酵：在保温过程中开移种管线阀P03排水阀V04，保温完毕前关V03。灭菌完成及降温〔先开后关，后开先关〕保温完毕首先旋紧接种口盖.旋紧罐底阀P01，再关紧取样器的蒸汽阀S03。抬起过滤器使三通阀A03处于S位臵，关紧蒸汽阀S02，调整过滤器冷凝水阀以有微量排气为宜。关夹套蒸汽阀S01、冷凝水阀V01，开夹套进水阀W01和循环管线切断阀W02.搅拌开关，设定搅拌转速并“自动”掌握。0.05MpaV02A01A02，空气进入发酵罐，当过滤器冷凝水阀V02注：当罐压稳定后可以将三通阀A03放回“F”位臵。3.4.5搅拌转速、空气流量、罐压、标定溶氧电极斜率及校正pH留意：如另配冷冻水系统消毒后降温请选择自来水降温〔掌握箱左侧板N2开关拨向“W”。灭菌完毕，请勿关闭蒸气发生器，取样时需要用蒸汽发酵操作预备溶氧电极标定：将三通阀放回“F”位臵，调整空气流量、罐压、搅拌转速、罐温〔为保证工艺参数的可比性，建议上面四参数维持一个固定值，标定溶氧电极斜率为100%pH电极零点校正：高温消毒后pH电极的零点或多或少都会发生漂移，应预校正。取样应用外源pH电极准确测定培育基的pH值，依据准确测定值与在线的pH值的差值在标定菜单中直接修改零点，使在线值等同于准确测定值。接种摇瓶倒种：调整进气量至0.2VVM，开排气阀VT1至罐压接近零〔不得大于0.02Mp〔提高火焰的高度，翻开接种口，倒入种子，然后旋紧接种盖，马上调高罐压。差压接种：移种管线消毒：检查受种阀P04并关紧，开冷凝水阀V04，开种子罐出料阀P02，开移种管线蒸汽阀S03P03P01V04P02、V0430分钟后，关紧阀P02、V04，关紧蒸汽阀S03开受种阀P04，用发酵罐中的空气对移种管线进展保压，等移种管线冷却后就可以移种。差压移种：调整种子罐与发酵罐的压力，维持种子罐罐压大于发酵罐罐压约0.05Mpa，开种子罐底阀P01P04，并调高导致发酵液被污染。“开头”并“确认”，发酵罐数据才能自动保存。设定发酵罐掌握参数及适宜的掌握模式。补料将经灭菌消毒的补料瓶及输液瓶放臵于搁架上将输液管沿蠕动泵转动方向潜入蠕动泵内。并用蠕动泵壳内的夹子夹紧软管。插入并穿透密封盖，并用补料针上的螺母锁紧。发酵工业要求设计掌握方式及掌握周期和脉冲。酸碱液、消泡剂操作同补料操作补料方式有多种，应依据工艺要求选择恰当的补料方式。取样P02S03，5—10分钟。关闭蒸气阀S03，全开出料阀P02，预备取样。逆时针转动取样阀P01手柄，进展取样。回转手柄，取样完毕。开蒸汽阀S03，冲洗取样器，关阀S03。取样完毕。发酵前设计发酵参数〔略，详见发酵罐说明书第五章〕发酵完毕时务必将空气管线三通阀A03臵于“S转动手柄开取样阀即可放料假设需收集无菌料操作同取样操作。发酵完毕：将自动整理并保存并将各掌握参数掌握方式改为手动。酵母细胞真空枯燥一、试验目的要求学生把握真空枯燥机的构造和工作原理、操作方法；真空枯燥方法的优点和应用范围。二、试验原理酵母细胞的真空枯燥和常压下的枯燥原理一样，只是由于在真空状态下，水分的蒸发温度下进展，提高酵母细胞的活性。真空枯燥的特点是：有较好的溶解性、复水性，有较好的色泽和口感。②枯燥产品的最终含水量低。③枯燥时间短，速度快。④枯燥时所承受的真空度和加热温度范围较大，通用性好。⑤设备投资和动力消耗高于常压热风枯燥。三、试验方法以及留意事项真空枯燥箱操作方法：1、需枯燥处理的物品〔酵母细胞〕放入真空枯燥箱内，将箱门关上，并关闭放气阀，-0.1MPa时，关闭真空阀，再关闭真空泵电源。2、把真空枯燥箱电源开关拨至“开”处，选择所需的设定温度，箱内温度开头上升，当箱内温度接近设定温度时，加热指示灯忽亮忽熄，反复屡次，一般120min以内可进入恒温状态。36等温度过冲开头回落后，再其次次设定60℃。这样可降低甚至杜绝温度过冲现象，尽快进入恒温状态。4、依据不同物品潮湿程度，选择不