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]。
长期以来,手术、放疗、化疗三大疗法一直主宰着肿瘤治疗的统治地位。一方面,由于三大疗法本身技术的发展和完善,使得肿瘤治疗较过去有了可喜的进步,手术联合放化疗在很大程度上提高了肿瘤的治疗效果。另一方面是过度治疗事与愿违,对于晚期病人而言,其复发和转移的比例一直居高不下,治疗效果仍然不理想,五年生存率普遍较低。 六步自然疗法抗肿瘤新突破 21世纪,随着分子生物学和微生态学以及免疫学的发展,一种全新的抗肿瘤方法“六步综合疗法”应运而生,所谓“六步综合疗法”是将中药治疗、营养、体能锻炼等多种方法科学地运用到患者的综合治疗中,调整病人心理状态,提高免疫功能,以期达到提高生存率、延长生存期,改善生存质量,使肿瘤患者能最大限度地回归社会,像健康人一样生活和工作。 发酵中药为六步自然疗法第一步 发酵中药是国内首例通过仿生学手法和微生物发酵工艺研制而成的中药微生态制剂,圆了无痛苦消瘤的千年梦想。众所周知,中药在肿瘤的综合治疗中发挥着重要的作用。传统的中药生产工艺落后,不能在临床上起到作用。发酵中药它创造性地采用了人体仿生学手法,在体外模拟健康人的消化系统,中药成分经过生物转化,使大分子物质变成小分子物质,从而被人体吸收和利用,使药效提高4至28倍。 国际自然抗癌学会副会长史宗山教授认为:中药中的有效成份是其中的次生代谢物,是在随中药进入人体后,经过人体细胞代谢产生的物质而发挥治病作用。这些有效成分通过对致癌基因的抑制、抑癌基因的激活和生长调控基因的修复,来实现多靶点作用。发酵中药正是通过高科技生物转化后的有效成分,在细胞分子水平上调节了这些对肿瘤有影响的机制而发挥抗肿瘤、抗复发、抗转移功能。 发酵中药五大革命性突破 发酵中药抗肿瘤成功实现五大突破:1)首次把中药抗肿瘤活性成分从大分子转变成小分子,有效成分可迅速穿透毛细血管壁直达肿瘤病灶;2)首次激活传统中药未被开发的抗肿瘤活性物质-CSD因子,诱导肿瘤细胞分化凋亡;3)首次实现中药多靶点靶向识别、抑杀肿瘤细胞,抑制肿瘤新生血管形成,防止复发转移。4)中药无毒化,通过益生菌对中药有效成分的多次仿生分解及转化,彻底去除中药有毒成分,并大幅提高中药药效及吸收效果。5)口感良好,真正改变了中药良药苦口世界形象。
下载请回帖哦^_^第一节、发酵过程中的主要控制参数第二节、发酵过程中的代谢变化第三节、菌体浓度影响及其控制第四节、基质的影响及其控制第五节、温度的影响及其控制第六节、pH的影响及其控制第七节、溶氧的影响及其控制第八节、二氧化碳的影响及其控制第九节、补料的作用和控制第十节、泡沫的影响及其控制第十一节、发酵终点的判断
[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]
发酵工艺学,各种酒类的发酵工艺^_^
本文引用自发酵《在发酵工艺角度看蛋白表达》引用发酵 的 在发酵工艺角度看蛋白表达在分子生物学角度讲,找到或合成外源蛋白基因,构建质粒,并导入细胞以表达具有生物活性的折叠正确的蛋白,是一种成熟的常规技术。目前,包括酶,抗原,抗体,激素,其他小分子调节蛋白在内的很多蛋白,都已经用这种技术实现了工业化生产。在具体的工艺选择上,历史沿袭习惯和表达体系的选择,对工艺稳定性,成本,有巨大的影响。 目前,常用的蛋白表达系,有3个类别:1,大肠杆菌表达系。大肠杆菌的遗传背景十分清楚,代谢相对简单,发酵副产物少,在不是很严格的情况下,是表达蛋白的首选。通过按经验选择合适的菌株及合适的质粒,既可以以包涵体的形式得到大量的目标蛋白,又可以在细胞外得到可溶性蛋白,是常见的一种表达系。2,酵母菌表达系。用酵母做表达系,理由之一,也是遗传背景清楚,而且,当蛋白分子量过小,不能形成包涵体时,或蛋白的二硫键过多,不易体外复性时,酵母菌就成了合适的选择。另外,酵母对蛋白也会有一个简单的修饰,近似于高等动物的蛋白糖基化过程。这样,在合成在体液中发挥作用的蛋白,而且,又不能(技术水平限制)用动物细胞时,就可以退而求其次的选用酵母菌表达。一般是用信号肽把蛋白导出细胞,在发酵液中以可溶性蛋白的形式存在。这也是一个常见的表达系。3,动物(或说,人的)细胞表达系。这种情况,在纯度或毒性方面有较高要求的产品应用。一般国外产品应用较多,国内还没有用动物细胞表达蛋白实现商业化生产的报道。由于技术限制,国内工业化生产用这个方法目前还有较大难度。这3种表达系,各自有自己的优缺点。首先,在潜在的毒性影像方面讲,由于和真核生物亲缘关系太远,大肠杆菌就最不合适。其次是酵母菌。而在表达量和代谢控制成本上来讲,酵母菌和动物细胞又是差强人意的。现在,很多蛋白习惯性的选用酵母菌做表达系,就是因为早期提取蛋白技术低下,而动物细胞培养技术又不过关的原因所致。目前,虽然提取工艺提高了,但作为蛋白这种高附加值产品,运作成本集中在销售而不是生产,所以,降低生产成本的诉求很低。站在降低开发难度的角度讲,一方面,质粒构建和质粒与菌株的匹配方面依赖大量经验,另一方面,发酵工艺策略选择与发酵工艺优化又需要很大的投入,所以,技术开发部门沿用自己熟悉的,已经积累了大量经验的表达系,是合理的。不过,随着分子技术进一步的发展,分子技术进入低附加值的产品领域又是必然的,降低生产成本就变的越来越必要了。 大肠杆菌表达系有两种得到外源蛋白的方法:1,缓慢的表达,得到可溶性蛋白,这种方法产量和酵母菌表达类似,与酵母菌比,不具有明显的优势,一般是有做大肠杆菌传统的研究机构生产小分子蛋白的一种沿袭性做法。2,使用T7启动子表达蛋白,这样,高速的蛋白表达速率使蛋白来不及折叠,在细胞内形成非水溶性的包涵体。最后目标蛋白可以达到总细胞质量的15%-25%,这样,就为降低成本提供了一种可能。不过,在使用T7启动子表达时,也存在两个难点:1,蛋白的复性技术,如果形成可溶性蛋白,那利用(使用分子技术加载在目标蛋白上)信号肽,只要过一遍柱子就能分离得到纯度非常高的,具有生物活性的产品,而形成包涵体,对提取,复性就有较高的要求,特别是二硫键的存在,会对复性产生很大的影响。在目前国内和国际流行技术看,并不是所有的蛋白都能在预定成本下复性的。2,任何情况下,高产都是代谢网络互相依赖与作用的结果。在如此高的表达量下,甚至细胞的形态都已经发生很大变化,正常代谢受到严重干扰,以至于放大时,摇瓶工艺对发酵工艺几乎没有任何参考价值。发酵工艺策略的选择将直接依赖于工程人员在生化,生理水平对菌株的理解,而匮乏可资参考的数据资料。发酵工艺的优化要离开摇瓶经验在发酵罐上逐步进行,这样,整个发酵工艺的确立就需要比想象中要大得多的人员与时间的投入。另外,再说一下糖基化的问题。在动物细胞内合成的折叠正确的蛋白,在分泌入体液前会有一个糖基化的过程,加上一个糖链就不会很快被蛋白酶当做折叠错误的蛋白水解掉。但是以微生物为表达系表达的蛋白,不具有动物细胞的修饰过程,用大肠杆菌表达的目标蛋白,很快会在血液中被降解。解决或回避这个问题,有两种方法:1,用动物细胞表达,一般,是用癌化的人类细胞。由于动物细胞培养技术要求过高,在国外比较昂贵的医药中有应用,国内不常见。2,由于酵母菌也有一个对蛋白的粗略的修饰过程,可以用酵母菌表达目标蛋白。这个技术,国内国外都在用,可以是一个权宜之计。主要难点集中在对合适菌株的分子水平的改造,以达到尽可能接近满意的修饰效果。这样,就可以在不同目标蛋白上表达系和发酵工艺上做出选择。如果是小分子,无糖基化修饰或不在体液中发挥作用的蛋白,可以选择大肠杆菌和酵母菌表达系,得到可溶性蛋白,然后提取。如果分子量合适,并对生产成本有诉求,而且可以比较方便的复性,则选用大肠杆菌表达系,得到包涵体,然后复性。如果是需要在体液中发挥活性并有糖基化要求的 蛋白,则选用经过分子生物学改造的酵母菌表达系。当然,并不是任何一个实验室都同时拥有或擅长所有的方向的。而难点,往往集中在以下3个方面:1,大肠杆菌蛋白包涵体复性。2,糖基化修饰。3,发酵工艺(工程菌株的工业水平)的确定。做工程一般是理科实验室的弱项,而工科实验室做基础又很少,在把工科和理科结合方面,我们实验室还是有经验和成功先例的。下面,以溶菌酶为例,阐述一下蛋白表达系的选择和工艺的确定。溶菌酶是一类具有种属差异的非特异性免疫物质,在动物界中普遍存在,种类繁多,其实,在植物和微生物中也有发现。但研究最多的还是动物。开发兽用溶菌酶,主要是想作为抗生素的替代物,作为添加剂使用。因此是一个低附加值的产品。下面一切的工作,都会围绕“兽用”和“低附加值”展开。首先,比较几种常见和认为有效的溶菌酶,杀菌效果最好的是人的溶菌酶,但考虑到潜在的危险(具有对人溶菌酶产生抗性,并使抗性基因扩散),舍尔求其次,用了鸟类蛋清溶菌酶,作为表达对象。然后,在得到溶菌酶蛋白的一级结构后,对此进行了分析。此蛋白不会用于体液内,故没有糖链修饰的问题。分子量不是很大,但也不太小,130左右的氨基酸构成,足以形成包涵体,这就为用大肠杆菌表达系高效表达提供了可能。讨厌的是有4个二硫键,其中有两个在结构复杂区域,折叠正确有一定的困难。但是,如果用酵母菌做,可能没法解决成本问题,即便优化工艺现在过去了,也不会是最终版本----肯定会有人用大肠杆菌做。所以,结论就是必须知难而进,拿下复性工艺。另外,由于是低附加值产品,发酵吨位就不能太小。以往分子生物学流行的50升,100升小罐发酵,肯定是不行的。发酵罐的放大,除了溶氧,剪切力发生变化,更重要的是搅拌线速度改变了胞外酶以及包括细胞本身的代谢方式和速度。在胞内体现就是氧化还原电势的改变,这在工艺上会带来很多麻烦。虽然说,一般是放大后产量往往提高,但放大过程中,小罐的经验就不能照搬了。同时,也因为是低附加值产品,发酵过程中诸如质粒丢失等稳定性要求,就很高了,应为只有稳定,才能控制成本。这样,工艺就成了第二个难点。明白这些之后,按照大肠杆菌的喜好,合成了溶菌酶的基因。然后构建质粒,导入细胞。在摇瓶水平表达溶菌酶。在筛选复性条件的同时,就同时在发酵罐水平对工艺稳定性进行了优化。首先,为了进一步提高质粒稳定性,对初始培养基进行了重新设计。并改动发酵工艺策略,由于是胞内产物,我们应用高细胞密度发酵控制法延长限制性生长时间(不能用经典发酵的延长对数期生长时间的办法,对工程菌不适合,会造成质粒丢失,代谢紊乱等一系列问题),提高细胞量,并改变了诱导时机,得到了稳定的高产,具体数据比较枯燥,就不在此展开了。提取方面,经过不懈的努力,我们也掌握了比较成功的复性条件(具体由另外人员负责,也不做详细介绍了)。这样,工艺才基本拼凑好。进一步优化,在试生产多次重复时在进行。以上,是外源蛋白表达的粗略的技术和工艺的过程。
1.果汁前期处理:可选择低温浸渍,8-10℃,加入果胶酶CL,30-50ppm,快速水解分解果胶,作用时间不超过48小时。2.待发酵原汁回温到22℃左右,活化酵母F33或VL1都可(推荐VL1专用白兰地酵母),添加量200ppm,推荐使用发酵助剂SuperstartBlanc200ppm吨,同时跟酵母活化,20倍纯净水恒定38℃,酵母投入搅拌均匀,静置25分钟后接种,注意温差不要超过10摄氏度.3.酒精发酵启动后注意温度变化,如果设备允许,可以控制温度在26-28左右即可,注意前期每天循环通氧1-2次。4.若要发酵结束后酒体快速澄清,可在酒精发酵启动24小时后添加植物蛋白VEGEfine,150ppm,使酒体更加干净清爽、增加出酒率,快速下胶。5.酒精发酵启动48小时后开始第一次补充营养剂Thiazote,100ppm即可。6.酒精发酵中期,以目标11°为例,酒精度大概在7-8°左右再次添加营养剂150ppm左右。7.酒精发酵末期观察发酵速率,可根据实际情况适当添加营养剂。8.酒精发酵结束后,可以进行皂土下胶,酒体澄清度较好对于后期蒸馏的指标、香气、口感等大有帮助。9.蒸馏后原酒需要进行陈化、降度调整,终端产品要根据市场需要调配,我司提供专业白兰地天然香精、焦糖色、橡木制品、橡木桶等,针对不同终端市场,我们可以提供不同的成本方案。
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。
发酵罐内轴承不能加润滑油,应采用液体润滑的塑料轴瓦,轴瓦与轴瓦之间的间隙常取轴径的0.4%-0.7%。空气分布装置作用:吹入空气,并使空气均匀分布。分布装置的形式:单管式和环形管式。发酵罐的全挡板条件:指在一定转速下再增加罐内挡板或其它附件时,而搅拌功率保持不变,旋涡基本消失。挡板宽度一般取0.1-0.2D,装设4-6块即可满足全挡板条件。满足全挡板条件的挡板数及宽度,可由下式计算:发酵罐中的挡板数一般安装四快,这主要是因为发酵罐内除挡板外,立式冷却蛇管等装置也起到了一定挡板的作用。1.挡板的宽度为1/8-1/12已足够满足全挡板条件。机械消泡器作用:将泡沫打碎。因为发酵液中的蛋白质等发泡物质量很多,在强烈的通气搅拌下会产生大量的炮沐,导致发酵液外溢和增加染菌机会。按分布的位置分:发酵罐内的消泡器和发酵罐外的消泡器。发酵罐内的有锯齿式,梳状式及孔板式。发酵罐外的一般是利用离心力将泡沫粉碎,液体仍然返回罐内,如离心式消泡器,也可采用电极带动的碟片式离心消泡器。2.按消泡器形状分:靶式消泡器,半封闭式涡轮消泡器,离心式消泡器和碟片式离心消泡器等发酵罐的结构机械搅拌通风发酵罐主要部件包括罐身,搅拌器,挡板,冷却装置,空气分布装置。轴封等。罐体?是根据最大使用压力来设计。首先罐体要密封,能承受一定的压力。形状为圆柱状,两端用椭圆型或碟形封头焊接而成,这样发酵罐受力均匀,死角少,物料容易排出。材料为不锈钢或复合不锈钢制成。3.高度与直径比为1.7∽4∶1。除此外,在罐体的上面还有一些附属设备如排气孔,接料孔等。罐设计总的原则是罐体上接孔越少越好,能合并就合并搅拌器作用:将空气打碎成小的气泡。增加气液接触界面,提高氧的传质速率,同时使发酵液充分混合,发酵液中的固型物质保持选否浮状态。结构:包括搅拌轴和搅拌叶,在搅拌轴的中央装有圆盘,圆盘上装有搅拌叶。4.搅拌叶的形状:平叶式,弯叶式和箭叶式三种,叶片一般为六个,少至三个,多至八个。一般而言,在相同搅拌功率下比较粉碎气泡的能力,平叶搅拌器大于弯叶搅拌器,弯叶搅拌器大于箭叶搅拌器,但是翻动液体的能力与以上相反。在轴上多配置几个搅拌器对发酵有好处,但是配置的数量是根据罐内液位高度,发酵液的特性和搅拌器直径等因素来决定挡板克服搅拌器运转时液体产生的涡流,将径向流动改为轴向流动,促使液体激烈翻动,增加溶氧速率
1.样品的保存采样用的容器使用前应盖好瓶盖,用牛皮纸将瓶盖和瓶颈处包裹好,置干燥箱160℃-170℃干热灭菌2h,或用高压蒸汽灭菌器121℃灭菌15min。采样后水样的正确保存也很重要,如保存不当可使样品中的大肠菌群细菌死亡或在一定条件下再生长,这些都将影响检测结果的准确性。检测室接到水样后,应立即检测,如因故不能检测时,应立即将样品置于冰箱内(2℃-10℃)并于2小时内检测。 2.培养温度的要求总大肠菌群中的细菌除生活在肠道中外,在自然环境中的水与土壤中也经常存在,但此等在自然环境中生活的大肠菌群培养的最合适温度为25℃左右,如在37℃培养则仍可生长,但如将培养温度再升高至44.5℃,则不再生长,而直接来自粪便的大肠菌群细菌,习惯于37℃左右生长,如将培养温度升高至44.5℃仍可继续生长。因此,可用提高培养温度的方法将自然环境中的大肠菌群与粪便中的大肠菌群区分,两种方法也都基于此理。将接种好的样品或装有滤膜的培养基放入生化培养箱时,箱内温度一定要达到所要求的温度(44.5±0.5℃)时,方可放入。如用恒温水浴箱时,其水面要高于接种物面,放滤膜的培养皿要沉到水浴箱底部。 3.加氯水样的处理经氯处理消毒过的水样,水中含有一定量的余氯,使大肠菌群处于受损或受抑制状态,在采集水样时应提前在采样瓶中加硫代硫酸钠,硫代硫酸钠可以脱氯,使受损的细菌得以复苏与修复,从而避免出现计数结果偏低甚至假阴性的现象。此外余氯对滤膜法培养的细菌其抑制作用尤为明显,所以抽滤时应对水样进行大量无菌水稀释,以减少余氯的残留。 4.培养物质的制备与保存 ⑴.多管发酵法所使用的培养液在分装于各发酵管中后,应将发酵管尽快放于高压蒸汽灭菌器中,在115℃灭菌20min(注意:这个温度也应控制好,既达到灭菌的作用,还要防止培养物质分解流失),然后贮存于冰箱或暗处备用。 ⑵.滤膜法所采用的M-FC培养基多使用外购的成品,培养基中苯胺蓝的纯度和质量往往影响菌落的颜色,因此,无菌包装的成套培养基在使用前,最好先接种典型粪大肠菌,以观察对比菌落的颜色,来鉴定其稳定性。 5.结果统计 ⑴.多管发酵法的结果是根据不同接种量的发酵管所出现阳性结果的数目,从MPN表中查得相应的MPN指数,来计算每升水中粪大肠菌群细菌的MPN值。MPN是“MostProbableNumber”的缩写,指最大可能数,它是根据统计学理论,估计水体中的菌群密度和卫生质量的一种方法,所以准确判断不同接种量发酵管的阳性数是非常重要的,否则将导致较大偏差。 ⑵.滤膜法的结果是计数滤膜上呈蓝或蓝绿色的菌落,来计算出每升水样中的粪大肠菌群数。所以为便于计数,减少误差,理想的水样体积是一片滤膜上生长20-60个粪大肠菌群菌落。(来源于www.ibuy17.com麦仪网)
只求各位 大概指点一下!多谢了我的理解是取发酵液定容 利用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]测得浓度!然后算出所得酒精质量。我对色谱不了解 有朋友说发酵液含水分,将影响酒精浓度测量!还有资料说,将发酵液常压蒸馏得到酒精,再用[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp]气相色谱[/url]法测定酒精量。还有就是加氧化钙蒸馏可制得无水乙醇,这样我就不用测酒精浓度了,直接天平一称就得到所得酒精的质量。总之,我的目的就是得到发酵液中有多少克酒精。我是准备采用木质纤维素(玉米芯)为原料同步糖化发酵制酒精的。请各位前辈、 同僚指点一下,或介绍点资料也行啊先谢了!
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。
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。
培养箱 生化培养箱在多管发酵法注意事项 1.加氯水样的处理经氯处理消毒过的水样,水中含有一定量的余氯,使大肠菌群处于受损或受抑制状态,在采集水样时应提前在采样瓶中加硫代硫酸钠,硫代硫酸钠可以脱氯,使受损的细菌得以复苏与修复,从而避免出现计数结果偏低甚至假阴性的现象。此外余氯对滤膜法培养的细菌其抑制作用尤为明显,所以抽滤时应对水样进行大量无菌水稀释,以减少余氯的残留。 2.培养温度的要求总大肠菌群中的细菌除生活在肠道中外,在自然环境中的水与土壤中也经常存在,但此等在自然环境中生活的大肠菌群培养的最合适温度为25℃左右,如在37℃培养则仍可生长,但如将培养温度再升高至44.5℃,则不再生长,而直接来自粪便的大肠菌群细菌,习惯于37℃左右生长,如将培养温度升高至44.5℃仍可继续生长。因此,可用提高培养温度的方法将自然环境中的大肠菌群与粪便中的大肠菌群区分,两种方法也都基于此理。将接种好的样品或装有滤膜的培养基放入生化培养箱时,箱内温度一定要达到所要求的温度(44.5±0.5℃)时,方可放入。如用恒温水浴箱时,其水面要高于接种物面,放滤膜的培养皿要沉到水浴箱底部。 3.培养物质的制备与保存 ⑴.多管发酵法所使用的培养液在分装于各发酵管中后,应将发酵管尽快放于高压蒸汽灭菌器中,在115℃灭菌20min(注意:这个温度也应控制好,既达到灭菌的作用,还要防止培养物质分解流失),然后贮存于冰箱或暗处备用。 ⑵.滤膜法所采用的M-FC培养基多使用外购的成品,培养基中苯胺蓝的纯度和质量往往影响菌落的颜色,因此,无菌包装的成套培养基在使用前,最好先接种典型粪大肠菌,以观察对比菌落的颜色,来鉴定其稳定性。 4.样品的保存采样用的容器使用前应盖好瓶盖,用牛皮纸将瓶盖和瓶颈处包裹好,置干燥箱160℃-170℃干热灭菌2h,或用高压蒸汽灭菌器121℃灭菌15min。采样后水样的正确保存也很重要,如保存不当可使样品中的大肠菌群细菌死亡或在一定条件下再生长,这些都将影响检测结果的准确性。检测室接到水样后,应立即检测,如因故不能检测时,应立即将样品置于冰箱内(2℃-10℃)并于2小时内检测。 5.结果统计 ⑴.多管发酵法的结果是根据不同接种量的发酵管所出现阳性结果的数目,从MPN表中查得相应的MPN指数,来计算每升水中粪大肠菌群细菌的MPN值。MPN是“MostProbableNumber”的缩写,指最大可能数,它是根据统计学理论,估计水体中的菌群密度和卫生质量的一种方法,所以准确判断不同接种量发酵管的阳性数是非常重要的,否则将导致较大偏差。 ⑵.滤膜法的结果是计数滤膜上呈蓝或蓝绿色的菌落,来计算出每升水样中的粪大肠菌群数。所以为便于计数,减少误差,理想的水样体积是一片滤膜上生长20-60个粪大肠菌群菌落。培养箱
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。
一、青霉素的发酵工艺过程一、工艺流程中国植提论坛|植提网(1)丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管(25°C,孢子培养,7天)——斜面母瓶(25°C,孢子培养,7天)——大米孢子(26°C,种子培养56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液(27°C,种子培养,24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液(27~26°C,发酵,7天,1:0.95vvm)——发酵液。(2)球状菌二级发酵工艺流程&N-x$y5g2L8k冷冻管(25°C,孢子培养,6~8天)——亲米(25°C,孢子培养,8~10天)——生产米(28°C,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm)[size
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。
抗生素发酵系统工艺配管设计1 简述 大多数抗生素初级原料药的生产均是通过生物发酵,然后经分离精制而成。提炼生产与一般的化学制药以至化工生产在管路配置的工艺要求是一致的:即保证工艺物料流程顺畅。发酵生产由于生产过程是连续的,且需满足菌种的正常生长、生产要求的环境条件如温度、PH、溶解氧及限制杂菌生长等,因而其管路系统配置有其特殊性,本文将就工艺物料管道、无菌空气系统、灭菌蒸汽系统及阀门选用谈一下自己的设计体会2 工艺物料管路 微生物发酵是抗生素生产的龙头。目前,抗生素发酵生产的基本工艺一般为:冷冻孢子→斜面培养→摇瓶培养→种子罐种子培养(一般1~3 级) →发酵罐发酵。发酵终了,放罐至提炼。从菌种分离培养开始至发酵放罐的整个生产过程中应始终保持在最适宜的生成环境中,杂菌的存在不利于抗生素菌种生长及整个发酵的生产,因而,发酵系统的无菌保证成了该部分管路设计的基本要求之一。发酵厂房的工艺物料管路按其用途分为培养基进料系统管路、移种系统管路和补料系统管路三种。下面对以上三种管路基本要求分别加以说明。2. 1 培养基进料管路 第一级种子罐培养基量较少时有时直接在罐内配制培养基。当种子罐和发酵罐培养基量较大一些,一般在配料罐内配制好后用泵输送至罐内。由于培养基消毒灭菌分为连消和实消两种,因而决定了进料管道的配置不同。所谓连消,是指培养基连续进入消毒塔与饱和蒸汽直接混合,瞬时加热至130 ℃左右,经维持罐保温5~8 分钟即达灭菌效果,再经冷却后进而已空罐消毒的种子罐或发酵罐。实消是指将培养基直接打入罐内,然后通入饱和蒸汽使罐内物料温度升到121 ℃左右,罐内保温保压约30 分钟,使培养基连同罐体一起被灭菌。此种方法所需蒸汽负荷较大,但流程较短,操作也较简单,现抗生素行业实消较为常用。不过,许多厂家采取先于配料池中预热物料,再进入罐内实消的做法,以降低较为集中的蒸汽负荷。然而,由于输料离心泵汽蚀现象的存在使得配料池升温不可能太高,这对于降低蒸汽高峰负荷作用有限。若在输料泵后设预热器,可使物料温度升至85~90 ℃再进入罐内实消,这不仅降低了蒸汽负荷,而且由于取消了配料池内的蒸汽系统,改善了配料室环境。早期的进料方式实罐消毒时多为人工手持软管通过人孔加料,近年来随着抗生素发酵罐容积的增大,培养基量也较大,且一般为预热后物料,故多采用固定管路进料。进料管路有时配在罐体上封头,有时位于罐体下部与放料管路共用一个管口,但不论从上部还是下部接管,实罐消毒时的培养基进料管道与罐体连接部分应能保证与罐体同时消毒为无菌状态。2. 2 移种管路 一级种子罐一般在罐体上封头开接种口接种,该接种口设计时一般为带盖管口,接种时将盖打开,用酒精擦拭消毒或用火焰灭菌后将摇瓶种子液直接倒入罐内。从一级种子罐至次级种子罐及至发酵罐间移种管道,其配置方式一般为管路两端均设置双阀,并于两阀之间接入灭菌蒸汽和放净口,接种管路靠近罐体的阀门与罐体内物料同时灭菌,操作时,灭菌蒸汽从双阀之间进入罐体。每一次种子罐间及种子罐至发酵罐移种操作前,均需对移种管路进行灭菌。2. 3 补料管路 多数抗生素发酵过程中需向发酵罐中补充培养基或对生产过程影响较大的物料,以满足菌种生产所需的碳源、氮源、葡萄糖等养分及维持PH 恒定和消除泡沫等。由于发酵生产是连续的,多个发酵罐的补料管道一般由补料主管道上接出,而系统主管不可能随每一个发酵罐放罐终止运行,一般在几个罐批后定期灭菌或根据生产情况需要消毒灭菌时才进行补料管道灭菌。因而,补料管道配管时设计时一般采用分支管路设隔断阀的方式进行分割,这样既保证管道能随罐体一起灭菌,又要保证管道单独灭菌操作时不至影响发酵罐的正常生产。
分离发酵液中不同分子量物质我是做豌豆酸浆的发酵的,老板让我先把发酵液分离成不同分子量的两种溶液,一种是大分子量,一种小分子量。我应该用什么来做呢?是超滤还是层析?本人刚做实验属新手。。。。忘大家不吝赐教!!!我的分离后的各组分都需要用。用透析袋透析可以吗?但是我买的透析袋是常常的一条带子,只有2,3十厘米宽。和“袋子”差距很大啊。谁知道怎么用吗?
生物技术研究者追求的两个主要目标,一是新型生物产品的开发,另一就是为传统的或新生生物产品,寻求更经济的生产方式。近十年来,利用遗传工程技术来生产一些重要的生物药物,是生物技术领域中迅速发展的一个重要方向。在这一研究领域里,如何创造更经济、更有效的方法,来提高生产过程的经济性和产品的市场竞争力,已经成为生物技术领域的科学家们所关注的焦点问题。利用重组DNA技术生产重要的生物药物,在人类文明史上具有划时代的意义。由于生产成本和生产率的高低直接影响公司的生存,重组生物药物生产过程的优化已经成为一个重要问题。它包括以下六个方面∶(1)适宜宿主的选择;(2)重组蛋白积累位点(如可溶的胞内积累、胞内聚合积累、周质积累或胞外积累)的确定;(3)重组基因最大表达的分子策略;(4)细胞生长和生产环境的优化;(5)发酵条件的优化;后处理过程的优化。只有这六个方面都以实现高生产率为目标,整个生产过程的最优化才能实现。(一)细胞生长环境的优化策略要提高细胞密度和生产率,首先需要对微生物生长的物理和化学环境进行优化,包括生长培养基的组成,培养物理参数(pH、温度和搅拌)及产物诱导条件。优化这些参数的目的在于保证细胞生长处于最适的环境条件之下,避免营养物过量或不足、防止产物降解以及减少有毒产物的形成。1.培养基组成的优化培养基中通常含有碳(能)源、氮源,以及微营养物如维生素和微量元素,这些营养物的浓度与比例,对实现生产重组微生物的高密度发酵是很重要的。例如,过量的Fe2+和CaCO3与相对低浓度的磷酸盐可促进黄曲霉生产L-苹果酸;链霉菌在60~80 mmol/L CO32-存在下,其丝氨酸蛋白酶生产能力可提高10倍之多;在重组微生物达到高细胞密度后,限制磷酸盐浓度可使抗生素和异源白介素b的产率显著提高。此外还发现,限制精氨酸的浓度虽然会抑制细胞的生长,但比起精氨酸充足时细胞生长优良的情况,其重组a-淀粉酶的产量可提高2倍。培养基中复合氮源的种类对重组大肠杆菌的高密度发酵也非常重要。一般地,当流加培养基中含有酵母膏时,重组蛋白不稳定;而当流加培养基中含有蛋白胨时,大肠杆菌不能再利用其所产生的乙酸。将酵母膏和蛋白胨都加入流加培养基中,不但所生产的重组蛋白非常稳定,细胞还能再利用代谢合成的乙酸,这是一种非常有趣的代谢机制。恒化技术可用于优化精氨酸营养缺陷型大肠杆菌X90的生长培养基。使该菌株以0.4 h-1的比生长速率在含精氨酸的基本培养基上生长,待培养达到稳定状态后,在恒化器内分别加入氨基酸、维生素和微量元素来考察这些物质对菌体生长和精氨酸合成的影响。结果表明,由于氨基酸生物合成途径的末端产物抑制作用,加入某些氨基酸后,细胞生长反而受到抑制。加入NH4Cl后细胞量则出现了戏剧性的增长。而添加维生素对菌体生长基本上没有任何影响。通过计算生物量对每种基质的产率,最终可以确定高密度发酵培养基的组成,在此优化培养基上,大肠杆菌X90细胞密度可达到92 g/L,同时形成56 mg/L的胞外重组蛋白酶。2.特殊营养物的添加在某些情况下,向培养基中添加一些营养物质能提高生产率。这些营养物的作用有可能是作为产物的前体,也有可能是阻止产物的降解,例如,在培养重组大肠杆菌生产氯霉素乙酰转移酶(一种由许多芳香族氨基酸组成的蛋白)时添加苯丙氨酸,可将酶的比活力提高大约2倍;在培养重组枯草芽孢杆菌生产b-内酰胺酶的培养基中添加60 g/L的葡萄糖和100 mmol/L的磷酸钾能使重组蛋白的稳定性显著提高。其原因可能是由于宿主细胞产生的多种胞外蛋白酶的活性被抑制,从而防止了重组蛋白的降解。在生长培养基中添加特殊物质有时还能以一种未知的机制提高生产率。例如,在摇瓶培养Micromonospora cbersina时添加碘化钠可使dynemicin A的产量提高35倍,但在小型反应器中却无法重复这一结果。3.限制代谢副产物的积累培养条件的控制对代谢副产物的形成影响甚大。在分批或流加培养中,某些营养物的浓度过高均会导致Crabtree效应的产生。在这种效应下,酿酒酵母会产生乙醇,大肠杆菌则会产生过量乙酸,一旦生成乙酸,细胞生长及重组蛋白的生产均会受到抑制。大肠杆菌形成乙酸的速度依赖于细胞的生长速度和培养基的组成。业已确证,如果在培养基中添加复合营养物(如大豆水解物),则会增加乙酸的积累量。针对如何减轻由于乙酸积累而产生的负面影响,众多研究者进行了大量工作,如利用循环发酵技术来限制乙酸在重组大肠杆菌高密度培养中的积累。近来也有研究表明,添加某些氨基酸能减轻乙酸的抑制作用。如在培养基中添加10 mg/L的甘氨酸能显著促进大肠杆菌合成重组a-淀粉酶和b-内酰胺酶,并能刺激酶从周质向培养基中释放,但此时仍有乙酸伴随生成。(二)培养模式由于许多营养物在高浓度下对细胞有抑制作用,而为了达到高细胞密度,又必须供给大量的营养物质,因此,浓缩营养物必须以与其消耗速率成比例的速度加入反应器中。为此产生了多种形式的补料策略,它可以简单到线性补料,也可以复杂到利用数学模型计算得出的策略来控制补料速率。具体来说,培养模式的选择主要依赖于以下三个因素∶(1)所培养细胞的具体代谢行为;(2)利用抑制性底物合成目的产物的潜力;(3)诱导条件以及测量细胞培养各项参数的能力。1.大肠杆菌流加发酵策略大肠杆菌是迄今为止遗传背景最清楚的菌株,广泛用于基因工程的研究中。大肠杆菌高密度培养时最关键的问题是如何尽量减少乙酸的产生,因为高浓度葡萄糖或高比生长速率带来的高浓度乙酸会严重抑制细胞生长和重组蛋白的生产。研究发现,即使葡萄糖浓度只有0.25~0.5 g/L,大肠杆菌仍会产生乙酸。因此,高细胞密度发酵所采用的流加策略必须按照一定的算法制定,以保持反应器中底物浓度处于较低的水平。营养物最好以它们的消耗速率加入反应器中,这样不仅可以防止底物积累到毒性水平,也不会使细胞处于饥饿状态。近年来已经报道了多种控制大肠杆菌流加培养中流加速率的方法,其中大多数是将流加速率与一种物理参数间接耦合(如溶氧、pH或CO2释放速率)。有学者将溶氧控制在一个预定值上以保证较低的生长速率,结果乙酸产生很少,最终细胞干重达到110 g/L,并发现较低的比生长速率还有利于重组蛋白的高表达。在另一个控制低比生长速率的高细胞密度培养中,研究者采用先指数流加葡萄糖、铵盐和无机盐,后采用广义线性流加的培养策略,有效地防止了乙酸的积累,重组大肠杆菌的细胞密度达到66 g/L,通过温度诱导可在胞内形成19.2 g/L的活性重组蛋白。如果将葡萄糖浓度控制在一个不致于产生毒性的足够低的水平上,也可以使细胞在不存在限制性基质的情况下迅速生长到高细胞密度。这种控制策略对仪器的要求较高。Kleman等采用在线葡萄糖分析仪,以微生物对葡萄糖的需求来决定葡萄糖和其它营养物的流加速率,这一算法能够在产物诱导阶段中根据细胞生长的变化自动调整流加速率。培养携带质粒的大肠杆菌 MV1190,其质粒中带有编码1,5-二磷酸核酮糖羧化酶的基因,最终细胞干重达到39 g/L,产生1.7 g/L可溶的活性蛋白。2.重组酵母的流加发酵酵母中广泛用于遗传工程研究的菌株是酿酒酵母。但采用酿酒酵母作为重组宿主也有以下缺点∶(1)重组蛋白生产的水平较低;(2)质粒不稳定;(3)生成乙醇。其中生成乙醇是研究者最不希望出现的,因为这会抑制重组蛋白的形成。近来研究表明,其它酵母,如巴斯德毕赤氏酵母也具有作为重组宿主的潜力。Clare等比较了重组巴斯德毕赤氏酵母和酿酒酵母在高细胞密度状态下表达和分泌鼠表皮生长因子的能力。培养每基因组含有19个拷贝数的巴斯德毕赤氏酵母,最终可获得447 mg/L胞内重组蛋白;而培养酿酒酵母所获得的最高水平仅6~7 mg/L。通过先指数流加,后采用基于CO2释放和RQ值的线性流加控制方式可使重组巴斯德毕赤氏酵母的细胞干重达到80~90 g/L,并分泌高水平的重组人血清蛋白。而培养酿酒酵母,细胞干重和重组蛋白的产量仅分别为25 g/L和20 mg/L。即使将酿酒酵母的生长速率维持在0.12~0.18 h-1,也将形成10~13 g/L的乙醇,因而导致产率降低。但酿酒酵母产乙醇也并不是不可控制的。Shimizu等采用一个复杂的流加系统,将酵母的生长速率控制在0.3 h-1,可使谷胱甘肽(GSH)的生产最大而乙醇的生成最小。3.流加培养的控制一个好的流加控制系统必须避免两种倾向∶一是流加过量,补料组分在反应器中积累从而对细胞生长和产物形成产生抑制;二是流加不足,这可能会导致细胞必需营养物的缺乏。计算机技术的迅猛发展,为流加培养的控制提供了更有效的手段。近年来,应用计算机技术来监测和控制发酵过程的研究屡见报道。由于现代计算机技术的帮助,人们能够采用多种生长参数和数学模型来控制流加培养中营养物的添加,从而使复杂的控制系统得以实现。在各种人工智能技术中,模糊推理(fuzzy reasoning)是应用最广的一种。模糊逻辑控制(fuzzy logic control)部分依赖于数学生长模型,也采用“语言定义的规则系统”(linguistically defined rules system)来帮助系统响应发酵过程的非线性和动态行为。Alfafara等在流加培养酿酒酵母生产谷胱甘肽的研究中,采用一个模糊逻辑控制系统来控制葡萄糖的流加速度,对系统进行优化后谷胱甘肽的比产生速率达到6.2 h-1。目前,在流加培养中应用模糊逻辑控制技术的最大问题在于如何减少底物和产物浓度振荡所需的调整次数。自适应模糊逻辑控制算法的发展可望对此有所
本文引用自laoding《发酵工业污染的防止与挽救》南山人编著 第一节 工业发酵染菌的危害 发酵工业自从采用纯种培养以后,产率有很大提高,然而,防止染菌的要求也更高了。人们在与杂菌污染的斗争中,积累、总结了很多宝贵的经验。为了防止染菌,使用了一系列的设备、工艺和管理措施。例如:密闭式发酵罐,无菌空气制备,设备、管道和无菌室的设计,培养基和设备灭菌,培养过程及其他方面的无菌操作等,大大降低了染菌率。但是至今一些现代发酵工业还遭受染菌的严重威胁,甚至由于染菌而造成巨大的经济损失。据报道, 国外抗生素发酵染菌率为2%~5%,国内的抗生素发酵、青霉素发酵染菌率2%,链霉素、红霉素和四环素发酵染菌率约为5%,谷氨酸发酵噬菌体感染率1~2%。染菌仍是发酵工业的致命伤。轻者影响产率、产物提取收得率和产品质量;严重者造成“倒罐”,浪费大量原材料,造成严重经济损失,而且扰乱生产秩序,破坏生产计划。遇到连续染菌,特别是又找不到染菌原因,未有防治措施时,往往会影响人们的情绪和生产积极性,造成无法估量的危害。 染菌对发酵产率、提取收得率、产品质量和三废治理等都有很大影响。然而,生产不同品种,污染不同种类和性质的杂菌,不同的污染时间,不同的污染途径、污染程度,不同培养基和培养条件,所产生后果是不同的。1、染菌对不同品种发酵的影响 由于各种发酵的菌种、培养基、发酵条件、发酵周期以及产物性质等不同,受污染的危害程度也不同。青霉素发酵,由于许多杂菌都能产生青霉素酶,当青霉素发酵无论是在前期、中期或后期感染都能产生青霉素酶的杂菌,都能使青霉素迅速破坏,使发酵一无所获。疫苗深层培养,一旦受污染,无论污染的是活菌、死菌或内外毒素,都应全部废弃。柠檬酸发酵,在产酸后,pH值很低,一般杂菌不易生长,柠檬酸主要防止前期染菌。谷氨酸发酵周期短,生产菌繁殖快,培养基不太丰富,一般较少污染杂菌,但噬菌体污染对谷氨酸发酵的威胁非常大。肌苷、肌苷酸发酵,由于生产菌是多种营养缺陷型,生长能力差,培养基营养丰富等,容易受杂菌污染,且杂菌污染后,营养成分迅速被消耗,严重抑制生产菌生长和代谢产物的生成。然而,无论哪种发酵,染菌后都由于糖等基质被消耗,影响发酵产物的生成,使产量大为降低。 2、感染不同种类和性质的杂菌对发酵的影响 抗生素发酵中,青霉素发酵污染细短产气杆菌比污染粗大杆菌危害更大,链霉素发酵污染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌比污染粗大杆菌更危害,四环素发酵最怕污染双球菌、芽孢杆菌和荚膜杆菌。柠檬酸发酵最怕污染青霉菌。肌苷、肌苷酸发酵最怕污染芽孢杆菌。谷氨酸发酵最危险的是污染噬菌体,因为噬菌体蔓延迅速,难以防治,容易造成连续污染。 3、不同污染时间对发酵的影响 (1)种子培养期染菌 (2)发酵前期染菌 (3)发酵中期染菌 (4)发酵后期染菌 (1)种子培养期染菌种子培养主要是生长繁殖菌体,菌体浓度低,培养基营养丰富,比较容易染菌。种子培养期染菌,带进发酵罐中危害极大,应严格控制种子污染。当发现种子受污染均应灭菌后弃去,并对种子罐、管道进行检查和彻底灭菌。 (2)发酵前期染菌 发酵前期主要是菌体生长繁殖,代谢产物生成很少,这个时期容易染菌,污染后杂菌迅速繁殖,与生产菌争夺营养成分和氧分,严重干扰生产菌的生长繁殖和产物的生成,要特别防止发酵前期染菌。当发酵前期染菌时,由于营养成分消耗不多,应迅速重新灭菌,补充必要的营养成分(如果体积太大,可放出部分受污染发酵液)重新接种进行发酵。(3)发酵中期染菌发酵中期染菌将严重干扰生产菌的代谢,影响产物的生成。有的杂菌繁殖后产生酸性物质,pH值下降,糖、氮消耗迅速,菌(丝)体自溶,发酵液发粘,产生大量泡沫,代谢产物的积累迅速减少或停止,有的已生成的产物也会被利用破坏,有的发酵液发臭。由于发酵中期染菌,营养成分大量消耗,一般挽救处理困难,危害性很大。所以,发酵中期染菌应尽力做到早发现,快处理。处理方法应根据各种发酵的特点和具体情况来决定。如:抗生素发酵,可将另一罐发酵正常、单位高的发酵液的一部分输入染菌罐中,以抑制杂菌繁殖,同时采取低通风,少流加糖;柠檬酸发酵中期染菌,可根据所染杂菌的性质分别处理,如污染细菌,可加大通风量,加速产酸,降低pH值,以抑制细菌生长,必要时可加入盐酸调节pH3.0以下,抑制杂菌;如污染酵母,可加入O.025~O.035 g/L硫酸铜,抑制酵母生长,并提高风量,加速产酸;如污染黄曲霉,可加入另一罐将近发酵成熟的醪液,使pH值下降,使黄曲霉自溶;但污染青霉则危害很大,因为青霉在pH值很低下能够生长,如果残糖较低,可以提高风量,促使产酸和耗糖,提前放罐。 (4)发酵后期染菌发酵后期产物积累较多,糖等营养物质接近耗尽。如果染菌量不太多,可继续进行发酵;如污染严重,破坏性较大,可以采取措施提前放罐。发酵后期染菌对不同产物的影响不同,如抗生素、柠檬酸发酵后期染菌影响不大,而肌苷、肌苷酸和谷氨酸、赖氨酸等发酵后期染菌会影响产物的产量、产物提取和产品质量。 在染菌严重时,有人主张加入不影响生产菌正常代谢的某些抗生素、呋喃鲁西林、对苯二酚、新洁尔灭等灭菌剂、抑制杂菌生长。例如:庆大霉素发酵染菌,可加入少量庆大霉素粉或对苯二酸;灰黄霉素发酵染菌时,可加入新霉素。但是,在发酵开始时都加入杀菌剂以防止染菌,似无必要,也增加成本,若当发酵染菌后再加入杀菌剂又为时已晚,实际效果值得探讨。 4、染菌程度对发酵的影响染菌程度愈太,即进入发酵罐的杂菌数量多,对发酵的危害愈大。当生产菌已迅速繁殖,在发酵液中占有优势,污染极少数杂菌,如每1L中有1~2个杂菌,对发酵不会带来影响,因为这些杂菌需要时间繁殖才能达到危害发酵的程度,而且环境对杂菌的繁殖已不利。当75m3发酵液污染1个杂菌,要达到大幅度(106个/mL)污染时需要的时间(h)为: 条件 污染10000000个/mL 污染100000000个/mL 增代时间tg=30 min 23 26 延迟6h tg=30min 29 32 增代时间tg=2h 92 10000000 延迟6h tg=2h 98 11*11但是污染幅度较大时,特别是发酵前期和中期污染,将造成严重的危害。5、染菌对产物提取和产品质量的影响对于丝状菌发酵被污染后,有大量菌丝自溶,发酵液发粘,有的甚至发臭。发酵液过滤困难,发酵前期染菌过滤更困难,严重影响产物提取收率和产品质量。在这种情况下可先将发酵液加热处理,再加助滤剂或者先加絮凝剂,使蛋白质凝聚,有利于过滤。染菌的发酵液含有较多蛋白质和其他杂质:(1)如果采用沉淀法提取产物,那么,这些杂质随产物沉淀而影响下工序处理,影响产品质量。如谷氨酸发酵染菌后,在等电点出现β-型结晶,使谷氨酸无法分离,β-结晶谷氨酸含有大量发酵液,影响下工序精制处理,影响产品质量。(2)如果采用溶媒萃取的提取工艺,由于蛋白质等杂质多,极易发生乳化,很难使水相和溶剂相分离,也影响进一步提纯。(3)如果采用离子交换法提取工艺,由于发酵液发粘,大量菌体等胶体物质粘附在树脂表面或被树脂吸附,使树脂吸附能力大大降低,有的难被水洗掉,在洗脱时与产物一起被洗脱,混在产物中,影响产物的提纯。 此外,发酵染菌也造成三废处理困难和对环境的污染。 第二节 染菌的检查、原因分析和防止措施 1、染菌的检查与判断
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。
-i 是发酵罐质量的问题? MsQD:2G ) 还是在使用发酵罐的时候就是不能用任何含有Cl的物质? FD6'@3`x 还是发酵罐对Cl有一定的耐收范围,我们用的浓度过高?? F-jjb(t XQtgQF/rv 还有一个问题,那以后我们是不是不能用HCl调pH,可是为什么很多文献中都是用HCl调pH呢? 描述:手机拍摄的,大概能看清图片:20060313(005).jpg http://www.fajiaoren.com/bbs/attachment/Fid_12/12_4314_8a5598e0b63575a.jpg 描述:另外一张图片:20060313.jpg http://www.fajiaoren.com/bbs/attachment/Fid_12/12_4314_cd1dd4cd8b54141.jpg
引用氮氮的欢乐 的 谈工业发酵各阶段培养基的要求工业发酵中利用生产菌发酵得出最终产物是一个逐级放大的过程,各个不同的阶段对于营养成分的要求也各有特点,根据发酵不同阶段的要求,培养基可分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基三种。 孢子培养基孢子培养基是供菌种繁殖孢子的一种常用固体培养基,对这种培养基的要求是能使菌体迅速生长,产生较多优质的孢子,并要求这种培养基不易引起菌种发生变异。所以对孢子培养基的基本配制要求是:第一,营养不要太丰富(特别是有机氮源),否则不易产孢子。如灰色链霉在葡萄糖-硝酸盐-其它盐类的培养基上都能很好地生长和产孢子,但若加入0.5%酵母膏或酪蛋白后,就只长菌丝而不长孢子。第二,所用无机盐的浓度要适量,不然也会影响孢子量和孢子颜色。第三,要注意孢子培养基的pH和湿度。生产上常用的孢子培养基有:麸皮培养基、小米培养基、大米培养基、玉米碎屑培养基和用葡萄糖、蛋白胨、牛肉膏和食盐等配制成的琼脂斜面培养基。大米和小米常用作霉菌孢子培养基,因为它们含氮量少,疏松、表面积大,所以是较好孢子培养基。大米培养基的水分需控制在21%-50%,而曲房空气湿度需控制在90%-100%。 种子培养基种子培养基是供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体,并使菌体长得粗壮,成为活力强的“种子”。所以种子培养基的营养成分要求比较丰富和完全,氮源和维生素的含量也要高些,但总浓度以略稀薄为好,这样可达到较高的溶解氧,供大量菌体生长繁殖。种子培养基的成分要考虑在微生物代谢过程中能维持稳定的pH,其组成还要根据不同菌种的生理特征而定。一般种子培养基都用营养丰富而完全的天然有机氮源,因为有些氨基酸能刺激孢子发芽。但无机氮源容易利用,有利于菌体迅速生长,所以在种子培养基中常包括有机及无机氮源。最后一级的种子培养基的成分最好能较接近发酵培养基,这样可使种子进入发酵培养基后能迅速适应,快速生长。 发酵培养基发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长,达到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成需产物。因此,发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外,还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高,或生长和合成两阶段各需的最佳条件要求不同时,则可考虑培养基用分批补料来加以满足。 根据发酵生产各阶段菌体对营养的需求可以大概看出,孢子阶段培养基要求营养简单少量;种子阶段培养基要求丰富完全,特别是氮与维生素含量要高;发酵阶段培养基要求在足够维持适当生长之余与产物相关联,能提供部分前体、特定成分。安琪酵母公司生产的安琪酵母浸出物采用纯化培养的高蛋白面包酵母,经过自溶酶解、分离、真空浓缩、喷雾干燥等工序精制而成。有安全性好,适用面广;稳定性高,重复性好;营养全面,量化控制;澄清度高,利于提取;颜色浅,营养损失少等诸多优点。富含蛋白质、多肽、氨基酸、核苷酸、维生素、微量元素等营养成分,比例协调,同时采用生物酶解技术,使营养物质高效定向降解,可为菌体生长培养提供全面均衡的营养。除了作为优质的种子阶段培养基氮源外,在发酵阶段同样能为维持菌体茁壮稳定提供充足的营养,尤其是以初体产谢产物为终产物的发酵,安琪酵母浸出物所含的种类齐全的氨基酸,核苷酸,各种维生素与矿质元素更是作为前体、促进剂发挥着重要的作用;而且其澄清度高,发酵残留少的特点,又大大减少了产品的提取纯化的难度与消耗,协助企业向清洁化,高效化,环保化生产发展。 安琪酵母浸出物以其优异的品质,在发酵工业飞速发展的今天,定会得到更广泛的应用,为生物产业的腾飞作出更大的贡献[/
全新10L机械搅拌不锈钢发酵罐,二手价格出售!还有其他型号的,还有一个玻璃的。市场主流配置,有售后服务(一年保修,长期售后服务)特点: 本系列产品采用上机械搅拌系统,搅拌器转速无级可调,发酵温度、pH、溶解氧等参数自动控制,自动记录、贮存、打印,适用于发酵产品的小试、中试 适用范围: 该系列产品适用于各种微生物小型发酵的实验,设备具有稳定性好、操作方便、等特点。可根据发酵工艺不同采用不同结构与造型,多级发酵含有种子罐和发酵罐。技术参数: 装液系数 65-75% 罐体材质 SUS316L/SUS304 搅拌方式 平叶/斜叶/弯叶/轴向流桨叶 驱动方式 顶部机械搅拌 密封方式 特殊机械密封 结构方式 欧式框架 灭菌方式 在位灭菌 控制方式 PLC+触摸屏,采用集成控制,中文菜单显示操作界面。 设备特点 在位灭菌,安全可靠、特殊机械密封、大视镜观测清晰、多种形式的接种方式、美观大方、拆装容易。 [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63] [em63]
有谁有发酵方面的书籍,关于酒的发酵
我在做液体发酵产物乙醇,乙酸,丁酸,丙酸等有机酸的测定。现在标样我已经分开,但发酵产物峰太多,保留时间好多杂质峰重合了,怎么办?[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/04/200604212302_17228_1334594_3.gif[/img]下面是标样峰:我要的峰保留时间在3~4min,9~13min之间。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2006/04/200604212305_17229_1334594_3.gif[/img]
发酵控制系统的整体设计一、控制系统功能设计为了提高发酵过程的自动化水平,增加发酵产物产量,改善发酵工艺,该发酵控制系统主要完成以下功能:1) 发酵过程完全自动化,包括每阶段的操作动作的实现,即按照工艺要求或者随动控制蠕动泵分别补充碳氮、调整搅拌转速以调整溶氧量浓度,同时当达到发酵要求后,自动切换到下一个阶段;2) 当脱离上位机后,下位机也能够实现简单控制,增加系统的稳定性;3) 对发酵环境敏感因素,即温度T、溶解氧DO、搅拌转速v、酸碱度PH的实时采集,现场和远程显示,Excel文件记录,以及这些数据的历史曲线回顾。二、发酵罐的外围设备该发酵系统除了发酵罐外,还包括辅助的外围设备,对于发酵控制系统开发来说主要有:发酵罐的执行器系统、传感器系统等。1发酵罐的执行器系统发酵罐的执行器系统主要有:1) 搅拌电机转速控制,该电机是交流变频马达,功率1千瓦,电机转速范围是50-1500转/分,变频器的输入信号是4-20 mA直流电流;2) 罐体温控及灭菌,罐体具有双夹套结构,用自带的小型蒸汽发生器产生蒸汽进入外夹套,间接加热罐内发酵液,降温采用市政自来水在内夹套循环的方式;温度范围自来水温度-150摄氏度;3) 酸碱度调节,采用蠕动泵间断加入氨水或氢氧化钠溶液的方式调整;补C、补N,采用蠕动泵分别加入葡萄糖溶液和????溶液的方式来补给;该蠕动泵参数,固定转速50转/分,50 Hz交流230 V供电,功率11W;4) 进气和排气系统为全自动系统。对于本控制系统设计有关的控制量、执行器及控制信号,见下表,表控制量、控制信号与执行器控制量[font=
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
比重糖 滴定酸 PH 如何分析,食品发酵与酿造工艺学中的实验