2023年發(fā)酵工程實驗講義

--10-一．試驗目的：室發(fā)酵工藝。二．試驗原理生物量的測定方法有比濁法和直接稱重法等均一混濁液的狀態(tài)存在的，所以可以承受直接比色法進展測定。三．儀器與試劑儀器設備全恒溫振蕩培育箱，分光光度計、電熱恒溫水浴槽、天平、電磁爐。試劑葡萄糖，蔗糖，酵母膏，KHPO2 4四．試驗方法1,2)表1 正交表試驗設計因素水平123

葡萄糖1.02.03.0

蔗糖0.01.02.0

酵母膏0.51.02.0

KHPO2 40.51.02.0表2 正交表試驗方案編號葡萄糖蔗糖酵母膏KHPO2 4生物量〔OD〕(A)(B)(C)〔D〕1(1)(1)(1)(1)2(1)(2)(2)(2)3(1)(3)(3)(3)4(2)(1)(2)(3)5(2)(2)(3)(1)6(2)(3)(1)(2)7(3)(1)(3)(2)8(3)(2)(1)(3)9(3)(3)(2)(1)將上述培育基配制好以后，每250ml100ml121℃下滅菌30min，冷卻。冷卻后接種〔5％〕，置于28℃培育箱進展培育。0D24hr560nm1cm0D0D2(5)通過對正交試驗所得數(shù)據(jù)進展分析,最終確定最正確培育基的組成。五．思考題比濁計數(shù)在生產(chǎn)實踐中有何應用價560nm波長測定酵母菌懸液的光密度？假設你在試驗中需要測0D試驗二 淀粉酶的固態(tài)發(fā)酵試驗一．試驗目的了解和把握微生物在發(fā)酵過程中淀粉酶活力定方法。二．根本原理淀粉酶有催化淀粉水解的作用，能從淀粉分子非復原性末端開頭，分解a－1，4－葡萄糖苷鍵生成葡萄糖。在堿性條件下，復原糖與3、5－二硝基水楊酸共熱，3、5－二硝基水楊酸被復原為3－氨基－5〔棕紅色物質722型分光540nm波長測定棕紅色物質的吸光度值。查標準曲線計算，可求動身酵液中復原糖的含量，從而求出淀粉酶的活力。三．培育基及試劑培育基培育基250m：麩皮7g，面粉0.5NaNO0.15，養(yǎng)分鹽6.5m，pH自然。3〔g/KHPO3.0(NH)SO2.Cacl0.MgSO.7HO0.Cocl

0.003；2 4 42 4 2 4 2 2FeSO.7HO0.0075；ZnSO

0.002；pH5~6。4 2 4試劑DNS酒石酸鉀鈉182g溶于500mL3,5-二硝基水楊酸NaOH262mL5mL5g1000mL7-10天備用?？捡R斯亮蘭G—250100mgG—25050ml95120ml85%的磷酸，用1〔3〕0.2M磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉緩沖液〔pH6.0〕緩沖液吸取12.3mL0.2的NaHPO 和87.7mL0.3mol/LNaHPO 混合均勻即得pH6.0的2 4 2 4NaHPO-NaHPO緩沖液。2 4 2 4四．試驗方法淀粉酶活的測定底物〔mL〕酶液〔mL〕CK0.5010.50.520.50.530.50.55010min底物〔mL〕酶液〔mL〕CK0.5010.50.520.50.530.50.55010minDNS〔mL〕酶液〔mL〕30.5303030蒸餾水蒸餾水550nm處測OD值10min20.5mL,10min0淀粉酶活力IU/g ：本試驗條件下，每分鐘釋放出1umol復原糖所需要的酶量稱干培育基為一個酶活力單位。IU/g ＝干培育基

OD*n*1000*v*kM*t其中n――稀釋倍數(shù)――浸提比mL/g ；干培育基k――斜率；M――葡萄糖的分子量；――反響時間10mi；100――轉換系數(shù)復原糖測定承受DNS比色法。CK123樣品〔mL〕0111蒸餾水〔mL〕1000DNS〔mL〕3333蒸餾水550nm處測OD值

10min20.5mL,10min蛋白質測定測定10min。595nm處測OD值承受考馬斯亮蘭G—10min。595nm處測OD值CK123樣品〔mL〕00.50.50.5蒸餾水〔mL〕10.50.50.5考馬斯亮蘭G—250〔mL〕5555五．操作步驟將菌種放在適溫條件下進展活化。依據(jù)試驗要求配制所需的試劑，備用。17250ml的三角瓶，烘干備用。配制15瓶發(fā)酵培育基，另外2瓶中分別在裝入蒸餾水100m〕和玻璃珠40個；5ml10ml22121℃20min，冷卻備用。3支菌種。分別移取10ml無菌水到每支菌種中，用無菌接種針或鏟等在試管斜面上輕輕鏟動。再將含有孢子的無菌水移取至含有玻璃珠的三角瓶中〔事先已滅菌，在室溫下120rpm振蕩15mi，使孢子分散均勻。計數(shù)使得孢子濃度為106個/ml。將上述孢子懸液接種3ml于三角瓶中，并用玻璃棒攪拌均勻后，包扎后貼上標簽，28℃培育箱進展培育。每隔24h取樣，用0.2M磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉緩沖液〔pH6.0〕按肯定〔固液比1：7——1：10〕1h7次。分別測定酶液中淀粉酶活力、復原糖和蛋白質含量。六．試驗結果與分析以復原糖濃度為縱坐標，培育時間為橫坐標，繪出不同時間復原糖的變化曲線。復原糖〔mg/mL〕0培育時間〔h〕以氨基態(tài)氮濃度為縱坐標，培育時間為橫坐標，繪出不同時間氨基態(tài)氮的變化曲線。氨基態(tài)氮〔mg/mL〕培育時間〔h〕0以淀粉酶活力為縱坐標，培育時間為橫坐標，繪出不同時間淀粉酶活力的變化曲線。淀粉酶活力〔IU/g干培育基〕00培育時間〔h〕七．思考題1、測定淀粉酶可承受哪些方法？2、比較固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵異同點。試驗三 細菌增殖曲線的測定一．試驗目的：通過細菌數(shù)量的測量了解大腸桿菌的生物特征和規(guī)律，繪制生長曲線圖二．試驗原理大多數(shù)細菌的生殖速率很快，在適宜的條件下，肯定時期的大腸桿菌細胞每20mln分裂一次。將肯定量的細菌轉入穎液體培育基中，在適宜的條件下培育細胞要經(jīng)受延遲期、對坐標作圖所繪制的曲線稱為該細菌的生長曲線。三．菌種與培育基菌種：大腸桿菌種子培育基：牛肉膏蛋白胨培育基2g/L，Nacl2g/L，NaHPO1.6g/L，(NH)SO1.6g/L，pH7.2。2 4 42 4四．儀器光電比色計，搖床，冰箱五．操作步驟120h3000rpm10min109/m1。23%30℃振蕩培育，分別于培育0、1、2、3、4、5、6、7、8h5m1，裝入無菌試管中置4℃下保存。用沒接種的培育液為空白比照，將上述菌液于波長600nm處比色，但要求消光度在0.6之間，假設超過，用未接種培育液適當稀釋。六．試驗結果：結果(1)將測定的OD 值填入下表600培育時間〔h〕 比照 0 1.5 3 4 5 6 7 8 9 10 12光密度值OD600〔2〕0D值為縱坐標，培育時間為橫坐標，繪出大腸桿菌培育的增殖曲線．0培育時間〔h〕OD0培育時間〔h〕七．思考題???103／m1，培育4.5h2×108／m3，請計算出其代時。次生代謝產(chǎn)物的大量積存在哪個時?依據(jù)細菌生長生殖的規(guī)律，承受哪些措施可使次生代謝產(chǎn)物積存更多？試驗四 啤酒麥芽汁的制備一、試驗目的：1、了解啤酒生產(chǎn)的原料及根本過程。2、把握啤酒糖化的操作程序。3、復習把握啤酒生產(chǎn)過程中用到的理論學問。二、試驗原理：啤酒的生產(chǎn)過程實際上就是酵母利用麥芽生長并產(chǎn)生酒精等的發(fā)酵過程設備，精制成產(chǎn)品的方法和設備。利用麥芽所含的各種水解酶〔或外加酶制劑，在適宜的條件〔pH值、時間〕糖化過程中重要的物質分解有：淀粉的分解，蛋白質的分解，β-葡聚糖的分解。這些物質的分解主要依靠酶的作用，而酶發(fā)揮作用的打算性因素是溫度和pH值。淀粉的分解可以的過程。α-淀粉酶〔β-淀粉酶〕組成的淀粉長鏈快速分解為短鏈，形成低分子糊精，從而使已糊化醪液的黏度快速下降，形成稀的醪液，這個過程稱為“液化淀粉轉化為麥芽糖、麥芽三糖、葡萄糖等糖類和糊精的過程。增加啤酒的生產(chǎn)流程工藝圖三、試驗材料與方法：12L燒杯、電磁爐、200目篩子，糖度計、玻璃棒等。2、方法：麥汁糖度測定：用100mL75mL麥汁，將比重糖度計放入量筒，讀取與麥汁液面齊平的示數(shù)。測量后將麥汁倒回去?！?〕糖化時間測定：取麥汁置于白滴板上，再加上一滴碘液，混合，觀看顏色變化。直至碘液不變色為止，此時麥芽汁完成糖化，記錄時間。0.02mol/L碘溶液：2.5g5g1000mL。四、試驗步驟：〔一、粉碎：1、設備檢查：查看萬能粉碎機料斗內有無雜質，磨盤、電線及其他附件是否正常，如無特別預備粉碎。2、原料檢驗：麥芽粉碎前，認真檢查麥芽外觀質量，有無霉爛現(xiàn)象。大麥芽應當即粉即用，不宜長時間保存，更不行過夜。3、粉碎：用電子天平稱取150g左右大麥芽，放入粉碎機。1min連續(xù)粉碎，到達“破13。〔二、糖化：11000mL500mL水，參加150g粉碎后的麥芽，加熱6130min10min攪拌一次。2、其次步糖化：向第一步的搪瓷缸中參加參加400mL水，加熱到68℃，保持30min。10min攪拌一次?！踩?、過濾、洗糟溶解的可溶性物質和不溶性物質分別，以得到澄清麥汁，并獲得良好的浸出物收得率。1、過濾：使用4～8層紗布進展固液分別。過濾后，取樣測原麥汁濃度，并記錄。2300mL沸水沿濾層邊沖洗?！菜摹⒅蠓?、加酒花1、煮沸：對麥汁進展加熱煮沸。加熱過程中每隔10min1次。從麥汁沸騰時開頭30min，麥汁始終處于沸騰狀態(tài)。掌握煮沸后麥汁體積為1000mL，即保持煮沸強度為8%～12%〔煮沸強度時指在煮沸時每小時蒸發(fā)的水分相當于麥汁的百分數(shù)〕掌握9.5～10.5BX。2、添加酒花10min0.2g/L苦型酒花、0.2g/L0.4g/L香型0.8g/L?！参濉⒗潲溨闹苽鋬劝阉鋮s到要求的溫度℃左右，并設法出去析出的冷凝固物。五、試驗結果與分析1、記錄并計算糖化時間。在糖化溫度到達68℃記錄時間，每隔5分鐘用玻璃棒蘸取麥芽汁，置于白滴板上，再加上一滴碘液，混合，觀看顏色變化。直至碘液不變色為止，此時麥芽汁完成糖化，記錄時間。68℃到糖化完成完畢，所需時間即