发酵工程.docx

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发酵工程

上游

原料原料处理培养基的配制、设计与灭菌

菌种的选育保藏菌种种子制备发酵培养

空气空气除菌无菌空气

下游

发酵液预处理初步纯化精制加工成品

工艺、设备、传统、现代

发酵培养基：

发酵培养基是指一切可供微生物细胞生长繁殖合成产物所需的一组营养基质。

同时培养基也为微生物生长、代谢、产物积累提供除营养外的其它所必须的条件。

发酵生产培养基的要求

1、培养基能够满足产物最经济的合成

2、发酵后所形成的副产物尽可能的少。

3、培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。

4、所选用的培养基应能满足总体工艺的要求，如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。

按成分：

合成、天然

按状态：

固体，半固体、液体

按用途：

孢子：

供菌种繁殖孢子用的一种常用的固体培养养基质。

营养不要太丰富（特别是有机氮源）

种子：

供孢子发芽、生长和大量繁殖菌丝体，并使菌丝体生长得粗壮，成为有活力的“种子”。

一般指一、二级种子罐的培养基和摇瓶培养基。

种子培养基的营养成分应比较丰富和完全，氮源和维生素的含量要高些，但固形物含量较低为好，这样可提高溶氧含量。

发酵

补料

无机氮源被菌体作为氮源利用后，培养液中就留下了酸性或碱性物质，这种经微生物生理作用（代谢）后能形成酸性物质的无机氮源叫生理酸性物质，如硫酸胺，若菌体代谢后能产生碱性物质的则此种无机氮源称为生理碱性物质，如硝酸钠。

前体指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接彼微生物在生物合成过程中合成到产物物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。

所谓产物促进剂是指那些非细胞生长所必须的营养物，又非前体，但加入后却能提高产量的添加剂。

培养基成分选择（设计）的原则

1.1根据微生物的营养需求配制培养基

1.2注意培养基营养物质的浓度和配比

如蔗糖适当浓度是营养，高浓度则成为抑制因子。

注意培养基的C/N对发酵的影响。

如谷氨酸的发酵，C/N为4：

1时，菌体大量繁殖，酸积累少，当C/N为3：

1时产生大量的谷氨酸。

1.3调节适当的物理化学条件。

pH、渗透压和水分活度（Aw）、氧化还原电势Eh、

1.4根据培养微生物的目的配制：

产物是菌体：

N源含量比较高产物是某种代谢产物：

考虑代谢产物的化学组成。

1.5尽量使用廉价易得的原料（8个代替）

以粗代精，以“野”代“家”，以废代好，以简代繁，以烃代粮，以纤代粮，以氮代朊，以“国”代“进”

培养基的优化方法

1生态模拟

2查阅文献：

直接、间接的信息。

3借助优选法或正交试验法精心设计培养基的配方。

4试验比较

干热灭菌法：

是一种极端的手段，温度高、时间长。

原理：

氧化作用是干热灭菌的主要根据。

温度系数Q10，即温度升高10℃，灭菌速度常数增加的倍数。

湿热灭菌的原理：

是直接用饱和蒸汽进行灭菌。

蒸汽冷凝时释放大量潜热，并具有强大的穿透力，使微生物细胞中的蛋白质、酶、核酸极易发生不可逆的凝固变性，导致短时间内死亡。

分批（实罐）灭菌的操作过程：

a.培养基的预热、b.将蒸汽从进气口、出料口、取样口直接导入罐内同时开排气管排气阀、补料管排气阀、接种管排气阀、消沫剂管排气阀，各路进、排气要通畅（三进四出），罐内液体翻动要剧烈，以使物料温度均一。

c.排气量不宜过大，以节约蒸汽用量。

d.罐温上升到120℃—130℃，罐压105Pa，保温30分

e.灭菌将要结束时，立即用无菌空气保压（注意此时罐内压力必须低于过滤器压力，否则将出现培养基倒流），再开冷却水降温待种，以防罐压迅速下降产生负压而吸入外界空气。

连续灭菌（连消）

连续灭菌即培养基在发酵罐外经过一套连续灭菌设备，以比分批灭菌高的温度和较短的时间进行快速连续加热灭菌，并快速冷却，再立即输入预先经过空罐灭菌后的发酵罐中。

连续灭菌与实罐灭菌的比较

实罐灭菌：

无需专用设备，培养基受热时间长，营养易破坏。

对蒸汽的要求不是太高。

连续灭菌：

营养成分破坏少，适宜大规模生产，易于自动化控制，对蒸汽的要求高。

影响培养基灭菌的其他因素

1、pH值

2、培养基成分

3、泡沫

4、培养基中的颗粒

5、药物的影响：

添抗菌药物加湿热灭菌，是较好的方法。

因为药物能改变细菌细胞的生理反应，从而改变其耐热性。

发酵工程

利用微生物的性状和机能，通过现代化工程技术，生产人们所需要产品的过程。

空气除菌的方法：

1.1加热灭菌

加热灭菌是一种有效可靠的灭菌方法，可以用蒸汽、电能、空气压缩过程产生的热量进行灭菌。

但采用蒸汽或电能加热大量的空气，即不经济又不安全，不适宜于工业化大生产。

1.2辐射杀菌

X射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上都能破坏蛋白质活性而起杀菌作用。

但通常用于无菌室和医院手术室等空气对流不大的环境，不适应发酵大生产使用。

1.3静电除菌

静电除菌是利用静电引力吸附带电粒子而达到除菌除尘目的，悬浮在空气中的微生物其孢子大多带有不同的电荷，没有带电的粒子在进入高压静电场时都会被电离变成带电微粒，在捕集区被吸附除去。

该方法对很小的微粒效率较低，此外一次性投资费用较大。

1.4过滤除菌法

深层过滤除菌是目前发酵工业生产中最常用的空气除菌方法，它采用定期灭菌的干燥介质来阻截流过空气中所包含的微生物，从而获得无菌空气。

常用的介质：

一类其孔隙大于微生物，故必须有一定的厚度才能达到过滤除菌的目的，另一类介质的孔隙小于微生物，称为绝对过滤介质。

前者有棉花、活性炭、玻璃纤维、有机合成纤维、烧结材料（烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料）等。

后者如微孔超滤膜等。

无菌空气制备的工艺流程

两级冷却、两级分离的空气除菌流程

空气粗过滤空压机

列管冷却器

旋风分离器

储气罐

列管冷却器

去雾器

总过滤器

分过滤器

空气进罐

种子制备的工艺流程

休眠孢子

母斜面活化

摇瓶种子或茄子瓶斜面细胞或固体培养基孢子

一级种子罐

二级种子罐

发酵罐

放线菌类孢子的制备

放线菌类孢子的培养温度一般为28℃，部分为30℃或37℃，时间一般在4～7天，也有的为14天左右。

一般情况下干燥和限制营养（C：

约1%，N含量低于0.5%）可直接或间接诱导孢子的形成。

培养基一般选：

麸皮、蛋白胨、一般用摇瓶种子接入种子罐，也可用一、二级孢子悬液接入种子罐。

霉菌类孢子的制备

霉菌类孢子的制备多采用大米、小米、玉米、麦麸等天然农产品为培养基原料。

这类培养基表面积大，可产生大量的孢子，转入种子罐中。

霉菌的培养温度一般为25℃～28℃，培养时间随菌种而不同，一般为4d～14d。

注意培养过程中翻动培养瓶。

制备好的米孢子，在4℃冰箱保存备用，或将大（小）米孢子在真空情况下除去水分（抽到含水量在10%以下），保存备用。

细菌的制备

制备斜面培养基多采用碳源限量而氮源丰富的配方。

牛肉膏、蛋白胨是常用的氮源。

细菌一般为37℃，少28℃，培养1～2天，产孢子的细菌培养5～10天。

种子罐是将有限的孢子或菌丝生长并繁殖成大量的菌丝体。

斜面或摇瓶种子接入种子罐后直接移种到发酵罐，即二级发酵

种龄是指种子罐中培养的菌体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

双种：

两个种子罐种子接种到一个发酵罐中。

倒种：

一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐

影响孢子质量的因素

1培养基：

孢子培养基所用的原材料的产地、品种、加工方法和用量。

2培养温度和湿度：

培养温度对多数菌种的孢子质量有显著影响，孢子培养的最适温度区间非常狭窄，切忌高温。

培养室的相对湿度对孢子形成的速度、数量和质量有很大影响，空气相对湿度高，培养基内的水分蒸发少，反之则蒸发多。

一般来说，真菌对湿度要求偏高，而放线菌要求偏低。

实验室最好用调温调湿培养箱培养孢子。

3培养时间和冷藏时间：

孢子的培养时间应控制在孢子量多、成熟、发酵产量正常的阶段终止培养。

冷藏时间对孢子质量也有影响，总的原则是冷藏时间宜短不宜长。

4接种量：

凡接种后菌落均匀分布于整个斜面、隐约可分菌落者为正常的接种量。

影响种子质量的主要因素

摇瓶种子的质量主要以外观颜色、效价、菌丝浓度或黏度以及糖氮代谢、pH变化等为指标。

1培养基：

种子培养基的营养成分要适当丰富和完全，氮源和维生素含量适当高些，特别是无机氮源，pH要比较稳定，以适合菌的生长和发育。

2种龄与接种量：

应以菌种的对数期为宜。

接种量具体情况应具体对待。

3温度：

按微生物生长的最适温度控制，注意微生物不同生长阶段的温度变化。

4pH：

注意种子培养基的C、N比，保持微生物生长的最适pH

5通气和搅拌：

种子罐的通气量应适当高于发酵罐通气量，通气量的大小与所用菌种特性、培养基性质和菌种的生长阶段有关。

6泡沫：

泡沫影响微生物生理代谢的正常进行，甚至会导致跑料、染菌。

因此，必须注意种子罐的消泡。

7染菌的控制：

染菌是种子培养的大敌，一旦发现染菌立即将种子培养基放弃，并对设备及操作程序作全面的检查，找出染菌的原因。

1氧的特性和传质：

在28℃100％的空气饱和浓度情况下，氧在发酵液中只有0.25mmol.L-1左右，比糖的溶解度小7000倍。

在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若此时中止供氧，发酵液中溶氧可在很短时间内便耗竭，使溶氧成为限制因素。

因此，发酵过程中需连续不断通入无菌空气，以满足微生物的生长，通常情况生物氧化中氧吸收效率多低于1%，99%的无菌空气浪费。

微生物的耗氧速度常用比耗氧速率来表示：

即单位质量的细胞（干重）在单位时间内消耗氧的量（呼吸强度）

QO2=（QO2）max×CL/（K0+CL）

摄氧率（mmolO2/L·h）：

单位体积培养液在单位时间内消耗的氧量。

临界氧浓度：

指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。

氧饱和度：

发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度

影响发酵罐供氧因素

搅拌：

搅拌功率增大对氧的利用效果明显，但过于激烈的搅拌，产生很大的剪切力，可能对细胞造成损伤。

另外，激烈的搅拌会产生大量的搅拌热。

增加传热的负担。

空气流量：

Kla随着空气流量的增加而增加，但通气量的影响是有一定限度的，如果超过在一限度，搅拌器就不能有效的将空气泡分散到液体中，而在大量的空气泡中空转，发生“过载”大的气泡沿周围逸出。

培养液性质的影响：

在发酵过程中，培养基的性质如：

密度、黏度、表面张力、扩散系数等都会影响KLa,在其他条件相同时，液体的黏度增大时，传质阻力就增大。

微生物生长的影响：

细胞浓度增加，Kla值逐渐变小

温度的影响：

温度降低可得到较高的氧溶解度，但需考虑对微生物生长的影响。

改善供氧条件的新措施

1氧载体：

氧载体一般指不溶于培养基但能够吸附或包裹氧的物质。

可作为氧载体的液体有烷烃和全氟化碳（PFCS）。

研究表明：

气升式发酵罐氧载体最适添加量，正十二烷为3%，全氟化碳为2%。

2导入血红蛋白：

将血红蛋白基因克隆到大肠杆菌和放线菌，可促进有氧代谢、菌体生长和抗生素的合成。

CO2浓度对发酵的影响及其控制

CO2影响微生物发酵的机制：

CO2主要是影响细胞膜的结构，溶解在发酵液中的CO2主要作用于细胞膜的脂质（脂肪酸核心部位），当细胞膜的脂质相中CO2的浓度达到临界值时，膜的流动性及表面电荷就发生改变，使许多基质的运输受到阻碍，影响细胞膜的运输效率，导致细胞生长受到抑制，形态发生改变。

此外，CO2影响发酵液的酸碱平衡，或与其它物质发生化学反应，形成碳酸盐沉淀。

CO2浓度的控制：

CO2溶解度比氧大，因此随着发酵罐罐压的增加其含量比氧增加得更快。

CO2浓度的变化受许多因素的影响。

如：

细胞呼吸强度、发酵液流变学特征、通气搅拌程度、罐压大小等。

1发酵过程通过通气量的控制，可以调节CO2浓度的大小，通气量大搅拌速度快CO2浓度就会减小。

2通过控制罐压来调节CO2浓度：

罐压升高发酵液中CO2浓度增加，罐压降低CO2浓度随着下降。

3CO2浓度的产生与补料有密切的关系

泡沫对发酵的影响

泡沫产生的原因：

外力如通气、搅拌，微生物的代谢产生CO2、NH3，培养基中的复合氮源、糖和代谢物等有稳定泡沫的作用。

同浓度下起泡能力最强的是玉米浆其次为花生饼粉、黄豆饼粉。

泡沫的控制

1机械消泡法：

在搅拌上部安装消泡桨将气泡打碎。

机械消泡节省原料，减少培养液性质的变化，对提炼无副作用。

但消泡的效果不如化学方法消泡。

2消泡剂消泡：

发酵工业常用的消泡剂包括天然油脂类、聚醚类、高级醇类、硅树脂类。

温度对发酵的影响及其控制

不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大致可分为四类：

嗜冷菌适应于0～260C生长，嗜温菌适应于15～430C生长，嗜热菌适应于37～650C生长，嗜高温菌适应于650C以上生长

温度影响反应速率；温度对微生物细胞生长的影响；温度对产物形成的影响；温度影响发酵方向；温度还影响氧在基质中的溶解度，氧在发酵液中的溶解度也影响菌对某些基质的分解吸收。

因此对发酵过程中的温度要严格控制。

生物热Q生物：

在发酵过程中，菌体不断利用培养基中的营养物质，将其分解氧化而产生的能量，其中一部分用于合成高能化合物（如ATP）提供细胞合成和代谢产物合成需要的能量，其余部分以热的形式散发出来，这散发出来的热就叫生物热。

搅拌热Q搅拌：

在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。

搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下式计算：

Q搅拌=3600（P/V）

pH值的控制

1调节好基础料的pH（特别注意C/N）。

基础料中若含有玉米浆，pH呈酸性，必须注意调节pH。

2在基础料中加入维持pH的物质，如CaCO3，或具有缓冲能力的试剂，如磷酸缓冲液等

3通过补料调节pH，在发酵过程中根据糖氮消耗需要进行补料。

4发酵的不同阶段控制不同的pH值

化学参数的测定

电极的构造：

由半透膜和电极两部分组成，所有的薄膜要求能透过氧分子，但不能透过电解质和水，同时要能耐高温。

一般使用聚四氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物或聚丙烯薄膜，也可用硅橡胶膜。

在阴极银（铂）片的前面包一张半透膜，氧可以透过半透膜达到阴极上进行电极反应。

该半透膜固定在阴极表面。

效价表示有效成分的多少，效价大小用单位（U）来表示

分批发酵培养的优缺点

优点操作简单，周期短，染菌机会少，生产过程和产品质量容易掌握。

缺点非生产时间较长、设备利用率低。

连续培养的优缺点

优点：

能维持低基质浓度；可以提高设备利用率和单位时间的产量；便于自动控制

缺点：

菌种发生变异的可能性较大；要求严格的无菌条件。

种子培养基灭菌注意事项

灭菌操作时需要注意排气管是否畅通

固体培养基可采用两次灭菌的方法

种子摇瓶培养的注意事项

保证摇瓶间的清洁卫生

摇瓶内液体装料不宜过多

瓶口包扎的纱布一般为八层以上

发酵罐：

进行微生物深层培养的设备统称为发酵罐。

分好氧发酵罐和厌氧发酵罐。

通用式发酵罐：

具有通气和搅拌装置的立式圆筒形发酵罐。

是目前大生产中最常用的发酵罐。

其容积可从几升到几百吨不等。

包括罐体、搅拌系统、传热系统、通气系统。

偏酸的要用316L的，偏碱问题不大，发酵液含氯离子多的用316L，一般用304L。

直径与高度之比（D/H：

1：

1.5~4），罐身越长，氧的利用率较高。

D/H：

1：

1.5~4

发酵罐公称容积：

V0=Vc+Vb

Vc筒身容积，Vb底封头容积。

Vb底封头容积可根据封头的形状、直径及壁厚查有关化工手册求得。

搅拌系统

功能：

打碎气泡，均匀培养基，使液体产生轴向和径向流动。

包括：

驱动电机、搅拌轴；涡轮搅拌器、搅拌叶；挡板；轴封（端面轴封）

填料函式轴封：

是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使旋转轴达到密封的效果。

填料函式轴封的优点是结构简单。

主要缺点是：

死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修，耗工时多。

端面式轴封的优点：

清洁；密封可靠；无死角，可以防止杂菌污染；使用寿命长；摩擦功率耗损小；轴或轴套不受磨损；它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格，轴的震动敏感性小。

通风搅拌式发酵罐：

通气（250～300m/s）不仅提供微生物所需氧气，而且还用来搅拌培养基。

特点：

结构简单，无搅拌装置节省动力50%，操作时噪音小。

减少死角。

但搅拌效果不及机械搅拌式。

发酵大生产：

啤酒发酵机理：

啤酒发酵是一个复杂的生化和物质转过程。

酵母的主要代谢产物和发酵副产物：

——乙醇和二氧化碳

——醇类、醛类、酸类、酯类、酮类和硫化物等物质。

近600种成分

这些发酵产物决定了啤酒的风味、泡沫、色泽和稳定性等各项理化性能，赋予啤酒以典型特色。

糖代谢：

生成二氧化碳和乙醇，成品啤酒的发酵度应尽可能接近麦汁的发酵度的极限值，剩余的可发酵性的糖多，对啤酒的稳定性不利。

糖类物质约占麦汁浸出物的90％，其中葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、麦芽三糖和棉子糖称为可发酵性糖，是啤酒酵母的主要碳素营养物质，也是发酵中可利用的物质。

麦汁中的DP9－DP12糊精、麦芽四糖、麦芽五糖至麦芽九糖等均为不可发酵性糖，又称非糖。

在实际生产中糖与非糖的比例一般控制为7：

3较合适。

生产淡色啤酒，可发酵性糖含量略高，发酵度高，口味清爽；生产浓色啤酒，其非糖比例略高一些，以增加它的醇厚感。

两个代谢途径：

EMP—TCA循环EMP—丙酮酸—酒精发酵途径

糖类代谢顺序：

将可发酵性糖分为三类：

——起发酵糖（单糖或己糖）；

——主发酵糖（麦芽糖）；

——后发酵糖（麦芽三糖）。

氮类物质的代谢：

麦汁中含有氨基酸、肽类、蛋白质、嘌呤、嘧啶以及其他多种含氮物质。

这些含氮物质很重要，可供酵母繁殖同化之用。

酵母除了消耗一部分含氮物外，还要分泌若干氨基酸于啤酒中,对啤酒的理化性能和风味特点起主导作用。

其他代谢产物：

生青味物质：

双乙酰（最主要，反馊味）、醛类（乙醛、糠醛）、硫化物

芳香类物质：

高级醇、酯（乙酸乙酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、β—乙酸苯乙酯、己酸乙酯、辛酸乙酯）

有机酸：

主发酵（前发酵）：

分为低泡、高泡、落泡三个时期

后发酵（储酒）：

目的如下：

完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充CO2；充分沉淀，澄清酒液；消除双乙酰、醛类、硫化氢等嫩酒味，促进成熟；使酒处于还原态，降低氧含量。

过滤

分装

成品分析

酒精生产工艺流程

青霉素生产工艺

青霉素的合成机制：

青霉素、头孢霉素C合成的前体物质有半胱氨酸（cys）、缬氨酸（val）、α-氨基己二酸及苯乙酸等。

3个前体氨基酸由葡萄糖转化而成，首先在三肽合成酶（ACVS）的作用下，将它们缩合成三肽（LLD-ACV），然后由异青霉素N合成酶（IPNS）催化LLD-ACV氧化闭环（环化），生成异青霉素N（IPN），再与活化的侧链前体苯乙酰CoA或苯氧乙酰CoA将IPN转化成青霉素G或青霉素V（转酰基）。

2.3青霉素生产工艺

2.3.1青霉素生产菌种：

经选育后的产黄青霉菌株。

2.3.2孢子制备：

为了获得丰富的高质量的孢子。

产黄青霉（活化）斜面母瓶（25℃，6~7d、接种）大米/小米孢子培养基

（休眠孢子）

（25℃，6~7d）米孢子

2.3.3种子制备：

目的是使孢子发芽、繁殖以获得足够的菌丝。

米孢子一级种子罐（25℃，1：

2V/V、40~45h接种10%）二级种子罐

（25℃，1：

1.5V/V、16~18h接种20%）发酵罐

2.3.4培养基：

母斜面培养基：

葡萄糖、蛋白胨、甘油；

孢子培养基：

大米/小米

一级种子罐：

葡萄糖、乳糖、玉米浆；

二级种子罐：

葡萄糖、玉米浆

发酵培养基：

碳源：

葡萄糖；氮源：

玉米浆、花生饼粉、棉籽饼粉、硫酸铵、尿素；前体：

苯乙酸或苯乙酸铵（分多次加入）；无机盐：

包括S、P、Ca、Mg、K等，Fe3+应严格地控制在30μg/ml以下。

发酵培养

温度控制：

前期（60h前）25℃~26℃，中期（60h后）23℃，后期适当升温。

pH控制：

通过流加葡萄糖控制6.4~6.6，避免达到7.2，一般残糖降至0.6%左右、pH上升时开始加糖。

溶氧控制：

通气比一般为1：

0.8，溶氧不低于饱和溶氧的30%

补料：

流加葡萄糖、硫酸铵、氨水、苯乙酸或苯氧乙酸、消泡剂（通常用豆油、玉米油或化学合成消泡剂），让培养基中的主要营养物只够维持青霉菌在前40h生长，而在40h后，靠低速连续补加葡萄糖和氮源等，使菌半饥饿，延长青霉素的合成期，大大提高了产量。

周期：

180h~240h

柠檬酸生产工艺

柠檬酸的生物合成机制

黑曲酶利用葡萄糖培养基存在着EMP、HMP、TCA、乙醛酸循环。

柠檬酸的发酵生产

3.1生产原料：

糖质原料：

薯类、谷类、淀粉类、石油烷烃：

正烷烃等

3.2原料的预处理：

去杂、粉碎、液化、去金属离子。

目前柠檬酸的发酵均采用酶法进行液化，用α-淀粉酶在一定的温度下（80~105℃）切断淀粉分子内的α-1,4-糖苷键，使淀粉糊的黏度迅速下降。

糖蜜原料去金属离子常用的方法是添加黄血盐（亚铁氰化钾）或者经硫酸、磷酸处理，也可用离子交换树脂等方法。

发酵工艺：

2C6H12O6+3CO22C6H8O7+4H2O

生产菌种：

多采用黑曲霉Co827，或γ-130及它们衍生的菌株。

斜面种子的制备：

培养基采用10~120Bx的麦芽汁或米曲汁，也可采用20%的马铃薯煮出培养基。

33~35℃，培养4~5d，至斜面长满孢子即可。

麸曲制备：

用1000ml三角烧瓶装麸皮4g左右，选较粗麸皮为好，可用水除去淀粉。

麸曲水份含量适中，一般控制在60%~65%，培养温度34℃，注意“敲瓶”，防止杂菌感染。

种子罐培养：

淀粉浓度16%~20%，添加0.3%硫酸铵或尿素或适量麸皮。

培养温度34℃，培养时间16~24h至微产酸即可转入发酵罐。

发酵培养：

投料含总糖13%~15%，培养温度35℃，搅拌转速90~110r/min，16~24h低风量，以利菌丝生长和糖化酶的作用，发酵周期50~70h，产酸12%~15%，糖酸转化率90%~104%。

固态发酵与液态发酵的比较

固态发酵

液态发酵

水是培养基中低的组分

水是培养基中主要组分，始终有游离水

营养物存在梯度

营养物始终不存在梯度，微生物从水中吸收营养物

培养体系涉及气、液、固三相，气相是连续相。

一般涉及气、液两相，液相是连续相。

接种比比较大，大于10%

接种比比较小，小于10%

微生物需氧来自于气相，能耗低

微生物需氧来自于液相，能耗高

发酵过程去代谢热困难，易出现过热的问题，

高水含量使发酵温度易控制

菌体的生长，对营养物的吸收，代谢产物的分泌在各处都不均匀，

发酵均匀

缺乏有效的在线测量手段，过程控制比较困难

许多传感器的成熟，发酵过程可控

固态发酵微生物的特征

1、能够利用多糖的混合物

2、有完整的酶系，可以迅速从对某一种多糖的代谢转为对另一多糖的代谢

3、能够深入到底物组织内部

4、在发酵过程中以菌丝形式生长，不易孢子化

5、生长迅速，染菌概率小

6、可以在含水低的基质中生长

7、能够耐受高浓度的营养盐

8、可以耐受基质预处理过程中产生的苯类等有害物质。