1. 发酵工业中作为种子的微生物一般处于什么期最好
一般情况下,酵母繁殖一代需要12分钟左右。酵母是一种肉眼看不见的微小单细胞微生物,它可以将糖发酵成酒精跟二氧化碳,主要生长在偏酸性潮湿的含糖环境中。
酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长,在有氧的情况下,酵母菌可以把糖分解成二氧化碳和水,而在无氧的环境中,酵母菌把糖分解成酒精和二氧化碳。
2. 发酵工业生产上常用的微生物主要有
发酵工程以其生产条件温和,原料来源丰富且价格低廉,产物专一,废弃物对环境污染小和容易处理等特点,而在医药工业、食品工业、农业、冶金工业、环境保护等许多领域得到了广泛的应用,逐步形成了规模庞大的发酵工业。在一些发达国家,发酵工业的总产值占到国民生产总值的5%左右。
发展简史
20世纪20年代的酒精、甘油和丙酮等发酵工业,属于厌氧发酵。
20世纪40年代初,随着青霉素的发现,抗生素发酵工业逐渐兴起。由于青霉素产生菌是需氧型的,微生物学家就在厌氧发酵技术的基础上,成功地引进了通气搅拌和一整套无菌技术,建立了深层通气发酵技术。这使有机酸、维生素、激素等都可以用发酵法大规模生产。
1957年,日本用微生物生产谷氨酸成功,如今20种氨基酸都可以用发酵法生产。氨基酸发酵工业的发展,是建立在代谢控制发酵技术的基础上的。目前,代谢控制发酵技术已经用于核苷酸、有机酸和部分抗生素的生产中。
20世纪70年代以后,基因工程、细胞工程等生物工程技术的开发,使发酵工程进入了定向育种的阶段。
20世纪80年代以来,随着学科之间的渗透和交叉,数学、动力学、化学工程原理和计算机技术开始被用于发酵过程的研究。目前,自动记录和自动控制发酵过程的全部参数已经被应用于生产。
3. 发酵工业中,作为种子的微生物,一般处于
发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。
酵母菌、乳酸菌等微生物的无氧呼吸也叫做发酵。
4. 微生物发酵可分为几个时期,各有何特点
微生物发酵技术是利用对微生物进行代谢控制,以获得我们所需要的产品。 与一般的化学技术相比,微生物发酵生产具有原料来源广泛、生产条件温和、生产控制简单方便、生产安全性高、环境污染相对较小,能够生产出用化学合成方法无法生产的生物活性物质和药品等优点,使其应用范围越来越广,产品越来越多,也越来越受到各国各领域的重视。
5. 发酵工业中用作种子的最佳培养物是生长阶段处于
指在发酵过程中,除了不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的 pH 而加入酸碱溶液外,与外界没有其它物料交换的一种发酵方式。
培养基的量一次性加入,产品一次性收获,是目前广泛采用的一种发酵方式。
其优点是:
① 对温度的要求低,工艺操作简单;
② 比较容易解决杂菌污染和菌种退化等问题;
③ 对营养物的利用效率较高,产物浓度也比连续发酵要高。
缺点是:
① 人力、物力、动力消耗较大;
② 生产周期较长,由于分批发酵时菌体有一定的生长规律,都要经历延滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期,而且每批发酵都要经菌种扩大发酵、设备冲洗、灭菌等阶段;
③ 生产效率低,生产上常以体积生产率(以每小时每升发酵物中代谢产物的 g 数来表示)来计算效率,在分批发酵过程中,必须计算全过程的生产率,即时间不仅包括发酵时间,而且也包括放料、洗罐、加料、灭菌等时间。
6. 微生物发酵的主要途径和类型有哪些
答:C/N中,C代表碳元素,N代表氮元素。
碳源有:落叶、锯末、纸、棉织物、纸板等。
氮源有:果蔬皮、鸡蛋壳、茶叶渣、植物剪枝、咖啡渣、草屑等。
碳素是堆肥微生物的基本能量来源,也是微生物细胞构成的基本原材料,堆肥微生物在分解含碳有机物的同时,利用部分氮元素来构建自身的细胞体,氮还是构成细胞中蛋白质、核酸、各种酶类的重要成分,一般情况下微生物每消耗25g有机碳,需要吸收1g氮素,微生物分解有机物比较适宜的碳氮比为25左右,C/N过高,微生物生长繁殖所需的氮元素受到限制,微生物繁殖速度低,有机物分解速度慢,发酵时间长,堆肥腐殖化系数低,堆肥发酵不好。C/N过低,微生物生长繁殖所需的能量来源受到限制,发酵温度上升缓慢,氮过量并以氨气的形式释放,有机氮损失大,还会散发难闻的气味。因此合理调节堆肥原料的碳氮比,是加速堆肥腐熟的有效途径。
7. 可作为发酵种子的微生物条件
真菌发酵种子扩大需要疏松的基质,潮湿的环境
8. 微生物发酵的种子应具备哪些条件
15-18度,可以抑制其他细菌的生长
酵母18-20度,醋酸杆菌30-35度,乳酸菌没说温度
1、腌制腐乳:豆腐坯加水煮沸后,加盐腌制,装坛加入辅料,发酵成腐乳。这种加工法的特点:豆腐坯不经发酵(无前期发酵)直接装坛,进行后发酵,依靠辅料中带入的微生物而成熟。其缺点是蛋白酶不足,后期发酵时间长,氨基酸含量低,色香味欠佳,如四唐场腐乳,湖南兹利无霉腐乳。
2、毛霉腐乳:以豆腐坯培养毛霉,称前期发酵,使白色菌丝长满豆腐坯表面,形成坚韧皮膜,积累蛋白酶,为腌制装坛后期发酵创造条件。 毛霉生长要求温度较低,其最适生长温度为16℃左右,一般只能在冬季气温较低的条件下生产毛霉腐乳。传统工艺利用空气中的毛霉菌,自然接种,需培养10—15天左右(适合家庭作坊式生产)。也可培养纯种毛霉菌,人工接种,15—20℃下培养2—3天即可。
3、根霉型腐乳:采用耐高温的根霉菌,经纯菌培养,人工接种,在夏季高温季节也能生产腐乳,但根霉菌丝稀蔬,浅灰色,蛋白酶和肽酶活性低,生产的腐乳,其形状、色泽、风味及理化质量都不如毛霉腐乳。 结合以上各种优缺点,经过实验,采用混合菌种酿制豆腐乳,不但可以增加其风味。还可以减少辅料中的白酒用量,降低成本,提高经济效益,毛霉和华根霉的比例为7:3最好。
9. 微生物发酵工程发酵产物的类型主要包括
工业生产上常用的微生物有细菌、放线菌、酵母菌和霉菌。主要产物有:
1.枯草芽孢杆菌、乳酸杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌、节杆菌、假单胞菌、小球菌等,用于生产乳酸、醋酸、氨基酸、核苷酸、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、维生素、肌苷酸、丙酮丁醇等产品以及生物防治、细菌浸矿等。
2.放线菌 。链霉素、金霉素、红霉素、庆大霉素等。常用的放线菌主要来自以下几个属:链霉菌属、小单孢菌属和诺卡氏菌属等。近年来也用放线菌生产氨基酸、核苷酸、维生素和酶制剂等。
3.酵母菌 。啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等,用于酿酒、制造面包、制造低凝固点石油、生产酒精、脂肪酶,以及生产可食用、药用和饲用的酵母菌体蛋白等。
4. 霉菌 。藻状菌纲的根霉、毛霉、犁头霉、子囊菌纲的红曲霉,半知菌类的曲霉、木霉、青霉等;它们可用于生产多种酶制剂、抗生素、有机酸、生长素及甾体激素等。
10. 发酵生产常使用对数期的微生物作为发酵生产的种子
酵母菌的生长和其他微生物一样,大致可分为 四个时期。迟滞期少量的酵母菌种接入新培养基 后,在开始阶段细胞数几乎不增加,这段时间称为 迟滞期。处于迟滞期的细胞,开始调整体内的酶系统,体织增长较快,代谢活力强,细胞中核糖核酸 的含量较高,对不良环境较敏感。
迟滞期被认为是细胞进入新环境后为合成必需量的酶、辅酶或某 些中间代谢物,以及适应新环境而出现的代谢调整期。 迟滞期的长短与菌种遗传性、菌龄及接种至 新培养基前后所处环境等因素有关。
迟滞期的长短,直接影响发酵的生产周期,所以要尽量设法缩 短迟滞期。为此常采用增加接种量,在种子培养基中加入发酵培养基中的某些成分,接种最适菌龄 的菌种。对数期对数期又称指数期,是指酵母菌 经过迟滞期,适应了环境后,以最快速度进行繁殖的 时期。
处于对数期的酵母群体细胞按几何级数增加,即……2n的速度增长。指数n为细 胞分裂的次数或世代数。单个细胞从新细胞生长到分裂再产生新细胞所需的时间,为世代时间(G)。世 代时间可通过计算得出。
在对数生长期,世代时间是稳定的,酿酒酵母的世代时间约为2小时。酵母的最 适菌龄也就是处于对数期中后期的时候。 此时,将酵母移殖,能很快使之进入对数期生长阶段。稳定期在一定容积的培养基中,酵母细 胞不可能以对数期的高速持续无限地增长,因为酵 母活跃的生长,可使营养物质逐渐耗尽,使有害于酵母生长的代谢产物不断积累,并可改变其他环境条 件,如pH值、氧化一还原电位等,这不利于酵母的 生长。
所以在对数期末,酵母细胞生长速率逐渐下 降,死亡率渐增,致使新增细胞数与死亡细胞数趋于平衡。在这段时间内,活细胞数保持相对稳定,故称 为稳定期。处于稳定期的酵母细胞开始积累贮存性物质,如糖朊、异染颗粒、脂肪粒等。
稳定期的活菌数 达到最高水平。衰亡期酵母细胞在稳定期后继续培养, 则酵母菌死亡率逐渐增加,以致死亡数大大超过新 生数,活菌总数明显下降,表明酵母菌进入衰亡期。 衰亡期中,部分酵母衰老死亡,并伴随细胞自溶。
11. 发酵工业的菌种选育主要是因为微生物具有
发酵工业中微生物利用的氮源分为有机氮和无机氮两大类。
有机氮一般有各种饼粉,蛋白胨等,无机氮有铵盐和尿素等。碳源主要是各种淀粉和糖类。生长因子也分为有机和无机两大类,有机的主要来源于酵母粉,要根据具体的菌种而定。