生物发酵工艺放大关键参数及控制方法研究

生物发酵是利用生物样品将原料经过生物代谢过程转化为人类所需产物的过程.生物发酵工程与人们的生活及生命健康息息相关.在生物发酵工艺中,如何将实验室研究的发酵工艺放大到实际发酵生产中,是促进生物发酵产业发展需要解决的重要问题.文章通过对生物发酵工艺放大过程中的影响参数和参数控制方法进行分析,为生物发酵工艺放大过程参数设置提供参考依据.     

基于近红外光谱结合代谢流分析的L-缬氨酸发酵过程监控

L-缬氨酸作为必需氨基酸之一,在许多发酵类食品配料方面有重要应用。及时监控其发酵过程,有利于L-缬氨酸产品品质的提升。本文建立了一种发酵类的食品配料生产过程监控新方法。该方法通过对发酵原料和产物进行分析,建立主要原料及产物的近红外模型,结合代谢流模型,能够快速分析不同发酵条件下细胞内部代谢流分布及变化,实时监测发酵过程各项参数。该方法能够实现同时对多组分快速、准确的检测,从而弥补了传统检测方法的缺点和不足;能够快速分析获得发酵过程细胞内部代谢流分布,从而帮助控制发酵过程条件,实时监测发酵过程参数,为发酵过程自动化控制提供理论基础,为发酵类食品配料生产过程监控提供方法。     

玉米肽对苹果酒酿造效率的影响

通过进行玉米肽不同浓度、不同添加时间点对苹果酒发酵过程中酒精度、酸度、糖度等重要参数的影响研究,发现玉米肽在苹果酒发酵中可以作为培养基中的氮源,在发酵50h后、添加2mg/mL的玉米肽可以提高总糖利用率、酒精度、酒精产率,促进菌体生长,加快代谢,缩短发酵周期。     

食用菌深层液体发酵参数控制(续)

续上期 2 .3.2　深层发酵生产的有关参数　　深层发酵生产与摇瓶液体培养是完全不同的培养方式 .摇瓶试验中得到的代谢曲线及各种参数 ,只能供发酵生产时参考 .在摇瓶试验中可以得到的菌丝含量及次生代谢产物含量 ,一旦放大到发酵罐中试验 ,条件可完全一致 .所以 ,深层液体发酵时 ,应参照发酵罐生产的有关参数控制生产 .参数为物理参数及生物参数 ,物理参数有温度、压力、搅拌速度、空气流量、溶解氧、排气中氧及二氧化碳含量等 ;化学参数有 p H值、糖、氧及次生代谢产物的含量等 .生物参数包括菌丝形态、发酵液中菌体含量等 .2 .3.2 .1　…     

啤酒发酵过程中酵母代谢形成SO_2的机理及变化规律的研究

对啤酒发酵过程中酵母代谢形成SO2的机理进行了探讨,并对发酵过程中SO2的变化进行了跟踪检测。研究结果表明,发酵过程中生成的SO2主要来源于酵母合成蛋氨酸时吸收还原麦汁中的硫酸根。酵母代谢形成SO2受到各种氨基酸的调节,尤其是蛋氨酸。发酵过程中SO2的含量呈先增加后缓慢降低最后维持稳定的趋势。     

发酵剂微生物及其代谢与发酵香肠的工艺控制

综述了发酵香肠生产中应用发酵剂的目的、作用和作用机理 ,并从工艺学的角度阐述了通过工艺参数如发酵温度、水分活度、配方等控制 ,调节微生物的代谢过程 ,改善发酵香肠的品质     

不同主酵温度对啤酒酵母代谢副产物的影响

啤酒发酵过程中的主酵温度控制是影响啤酒代谢副产物的重要环节。在9℃和13℃进行主酵，控制其他参数一致的基础上，对整个发酵过程进行跟踪检测，测定了发酵度、双乙酰含量、高级醇含量等。结果表明，控制13℃的主酵温度，可以得到较适含量的啤酒酵母代谢副产物。     

代谢组学在食品发酵研究中的应用现状及展望

介绍代谢组学的概念、特性和技术平台.综述代谢组学在食品发酵研究中的应用现状,包括发酵菌种筛选、分类和鉴定,功能基因研究和代谢途径解析,发酵过程调控和工艺优化等多个方面.分析当前存在的问题,并对代谢组学在食品发酵研究中的发展前景作展望.     

在模型化基础上对青霉素补料分批发酵过程中经济效益的预测

在研究发酵动力学、生物过程反应计量学、代谢流分布和代谢流控制的基础上 ,结合专家知识、实验及生产数据 ,对生产规模的青霉素反复补料分批发酵 (即半连续发酵 )的全过程进行了数学模拟 ,建立了一套包含 2 5个过程变量和一系列经济学变量的改良机理模型 .根据这一模型 ,预测了一些工艺参数和经济学参数的改变对发酵过程经济效益的影响 ,发现在保持最大生物质浓度、稀释速率 ,及其它工艺条件不变的情况下 ,中间放料间隔时间、初始发酵液体积以及葡萄糖和电力的价格对经济效益产生较大的影响 .模拟运算结果表明 ,葡萄糖和电力的价格降低 5 % ,全年利润可分别提高 6 .35 %和 3.75 % ;中间放料间隔时间由 2 4h缩短为 12h和 1h(接近于连续发酵 ) ,全年利润可分别提高 7.2 2 %和 14 .11% ;初始发酵液装罐体积分数由 75 %提高到 85 % ,全年发酵利润可提高 5 .4 8% .     

浓香型白酒酒醅发酵体系参数变化相互关系的分析研究

通过传统微生物培养、理化分析和风味物质提取等方法,跟踪分析浓香型白酒酒醅发酵过程中各参数变化趋势,研究得出酒醅微生物群落结构变化与理化参数、风味物质之间的内在关系,并初步分析浓香型白酒酒醅发酵代谢变化过程。     

发酵过程检测技术

发酵过程包括大量复杂的生化反应和迁移现象。发酵过程中底物浓度、菌体浓度、产物浓度随时间变化，发酵液物料的性质，如密度、黏度、流变学特性、表面张力、氧及其他性质如扩散系数、氧饱和浓度也随时间变化。由于一系列分解代谢和合成代谢的结果，引起了温度、pH、溶解氧、氧化还原电位、排气二氧化碳和排气氧的变化。为了能够有效地控制发酵，就需要获得发酵过程变量的变化信息，对发酵过程参数的变化进行检测。1 发酵参数及检测方法发酵参数是发酵过程及其菌株的生理生化特征数据，反应环境变化和细胞代谢生理变化的许多重要信息，发…     

拟干酪乳杆菌发酵生产L-乳酸过程中在线生理参数CER和RQ用于指导发酵过程优化

生理参数二氧化碳释放速率(CER)和呼吸商(RQ)对于深入理解生物过程的变化具有非常重要的意义。本研究以拟干酪乳杆菌发酵生产L-乳酸过程为研究对象,解析了发酵过程中CER和RQ变化与细胞生长和代谢之间关系,结果表明,CER与细胞生长速率密切相关,能够有效表征菌体的生长状态,而RQ值能很好地反映过程中代谢途径的变化。将CER和RQ作为在线指导参数,通过分阶段氮源添加策略,使得L-乳酸产率和转化率较原始发酵工艺分别提高了5.9%和3.0%,而且副产物乙酸和乙偶姻的浓度分别下降了31.3%和24.7%。因此,通过生理参数CER和RQ的变化对发酵过程进行优化,能够有效地提高L-乳酸的发酵产量和质量。     

红茶菌研究进展

红茶菌作为一种传统的民间发酵饮料,因其具有的特殊风味和功效而深受消费者喜爱.红茶菌发酵过程中微生物群落组成、演替和功能代谢对红茶菌生物活性和品质有着重要的影响.本文对近年来红茶菌微生物组成、代谢产物和化学物质组成,以及红茶菌发酵主要影响因素的研究概况进行了综述,以期为研究红茶菌微生物代谢途径、生物活性和发酵工艺的相互关...     

裂殖壶菌发酵生产DHA研究进展

DHA是一种重要的多不饱和脂肪酸,裂殖壶菌(Schizochytrium)因富含DHA成为当前国内外研究热点.本文介绍了Schizochytrium及其合成DHA的代谢机理,并对国内外Schizochytrium发酵生产DHA的水平、发酵底物、发酵工艺进行综述.基于目前发酵状况,提出了DHA发酵过程中存在的问题,并指出选育高产稳定菌株、对合成DHA代谢途径及关键酶进行研究、改进合适的生物反应器并进一步应用数学工具优化发酵工艺是今后的研究重点.     

啤酒发酵中代谢工程的初步研究

将代谢工程理论应用于啤酒的发酵过程，通过构建啤酒发酵过程中酵母的代谢网络模型，对啤酒发酵过程进行代谢通量分析。研究不同压力下啤酒酵母代谢能力的变化，并对其进行了代谢通量分析，结果表明，高压可对酵母在啤酒发酵过程中的代谢产生一定的抑制作用。     

人工接种东北酸菜发酵过程中氨基酸类物质的代谢变化

氨基酸对人工接种发酵东北酸菜的风味形成有重要作用，该研究着重利用代谢组学对人工接种发酵东北酸菜发酵过程中的氨基酸转化途径进行了研究。在酸菜接种发酵过程中共检测出的638种代谢物以氨基酸，多肽及其类似物为主（25.43%），且在发酵中期显著增加。人工接种发酵酸菜代谢途径主要与氨基酸代谢、脂类代谢、其他次生代谢物生物合成、碳水化合物代谢、核苷酸代谢等途径有关，且代谢途径涉及的化合物以多肽类为主（33.33%）。在接种发酵过程中鉴定出12种对酸菜的酸味和鲜味具有重要贡献的氨基酸，并且20 ℃接种酸菜风味与滋味的形成集中在发酵前10天。此外氨基酸类代谢物显著富集的通路主要涉及精氨酸和脯氨酸代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、谷胱甘肽代谢、丝氨酸代谢、组氨酸代谢以及赖氨酸降解。结果表明接种酸菜发酵过程氨基酸类物质代谢途径多变，并且对接种发酵东北酸菜的风味调节具有重要意义。     

鸟苷发酵代谢过程分析

鸟苷是生产呈味核苷酸 5’ -鸟苷酸的直接前体 ,其发酵法生产得率的提高已经成为限制呈味核苷酸工业发展的重要环节。通过在 5 0L多参数全自动发酵罐上的研究 ,分析了鸟苷发酵过程的基本特征 ,通过将控制参数和菌体生理参数相关分析 ,结合菌体形态变化 ,指出了发酵过程可能存在的代谢流迁移 ,为进一步的过程优化提供了理论依据     

肉类发酵剂及其发酵方式

在干香肠的制作过程中,添加剂、发酵过程、生产过程中很多方面的变化都与发酵剂有关.本文详细介绍了常用于工业发酵的乳酸杆菌、片球菌、微球菌和葡萄球菌等发酵剂的生长代谢和生产工艺.     

柠檬酸发酵现状及展望

柠檬酸是微生物发酵法生产的重要有机酸之一,用途极为广泛.文章论述了黑曲霉发酵柠檬酸的发酵机制及代谢调控,介绍了柠檬酸发酵的菌种,原料以及发酵过程的影响因子.最后对柠檬酸发酵中的存在的问题提出建议.     

微生物发酵过程中溶氧的影响及其调控

许多因素会对微生物的整个发酵过程产生影响,其中发酵液的溶氧浓度(Dissolved Oxygen,DO)作为微生物发酵过程中的一个非常重要的发酵参数,它能显著影响微生物的生长以及代谢产物的形成。为了保证发酵过程中适宜的DO,对DO进行控制,笔者分析了影响DO的因素,并提出了溶氧调节的一般方法 。