3樓
?。?/SPAN>3)氧 發(fā)酵液中氨基氯的變化顯示出發(fā)酵液中氮源的變化規(guī)律,其含量的測定主要是通過取樣后采用化學(xué)方法進行測定。但隨著發(fā)酵工業(yè)中的膜分離技術(shù)的推廣,將代替以前那復(fù)雜而繁瑣的化學(xué)方法。
?。?/SPAN>4)次生代謝產(chǎn)物 如果發(fā)酵生產(chǎn)的目的產(chǎn)物是某種次生代謝產(chǎn)物,那么通過對該產(chǎn)物的化學(xué)測定,可判斷次生代謝產(chǎn)物與菌體生長關(guān)系以及與各參數(shù)之間的聯(lián)系,為確定最佳生產(chǎn)工藝提供科學(xué)依據(jù)。
3、生物參數(shù)
?。?/SPAN>1)菌絲形態(tài) 通過發(fā)酵的取樣液的鏡檢,觀察菌絲形態(tài)的變化,從中可以了解菌絲的長勢及是否已經(jīng)衰老或自溶。
?。?/SPAN>2) 菌絲含量 可通過菌絲含量的測定,了解菌絲生長狀況以及和各參數(shù)之間的關(guān)系。為確定最佳生產(chǎn)條件及生產(chǎn)工藝也提供了科學(xué)依據(jù)。
4、 深層發(fā)酵生產(chǎn)中某些參數(shù)的控制
由于各參數(shù)之間存在內(nèi)在的聯(lián)系,所以實際生產(chǎn)中對發(fā)酵過程的控制,主要是對以下幾個參數(shù)的控制。
?。?/SPAN>1)溫度的控制
發(fā)酵過程中,影響發(fā)酵液溫度變化的因素很多。溫度是各因素綜合作用的結(jié)果。 菌體生長代謝過程中會消耗養(yǎng)分,釋放能量。其中一部分能量供自身消耗,一部分則以熱的形式散發(fā)出來,稱為生物熱(Q生物)
攪拌是因機械摩擦產(chǎn)生熱,稱為攪拌熱(Q攪發(fā)酵液中水會蒸發(fā)會吸收熱,稱蒸發(fā)熱(Q蒸)
排出氣體會帶走熱量,稱顯熱(Q顯)
發(fā)酵罐內(nèi)外溫度不同,發(fā)酵液中有部分熱通過罐體向外輻射,稱輻射熱(Q輻射) 因此,發(fā)酵液中體現(xiàn)溫度變化的發(fā)酵熱(Q發(fā)酵)應(yīng)該符合下述公式:
Q發(fā)酵=Q生物+Q攪拌-Q蒸發(fā)-Q顯-Q輻射
如果發(fā)酵過程中,溫度出現(xiàn)異常情況,可根據(jù)此公式,進行相應(yīng)的調(diào)整。
一般情況下,控制發(fā)酵生產(chǎn)的溫度均采用往發(fā)酵罐夾層中注入熱水或冷水的方式升溫或降溫,比較先進的控溫設(shè)備是由電腦控制的。
?。?/SPAN>2)溶氧濃度的控制
溶氧濃度是發(fā)酵生產(chǎn)中十分敏感的一個參數(shù),由于影響供氧及耗氧的因素都會使發(fā)酵液中溶氧濃度發(fā)生變化,所以通過溶氧濃度的變化來了解發(fā)酵過程中菌絲生長及生化反應(yīng)變化是十分有效的。如果設(shè)備的供氧不變,那么溶解氧的變化就反映出發(fā)酵菌體呼吸量的增減。一般情況下,在發(fā)酵前期,由于菌體大量繁殖,耗氧增加,表現(xiàn)為溶氧濃度明顯下降,到了中期,溶氧濃度逐漸回升,發(fā)酵后期,耗氧減少,溶氧上升。一旦菌體自溶,溶氧濃度明顯上升。菌液中的溶氧濃度,除了和通氣量密切相關(guān)外,還和氧在液體中的溶解及傳遞相關(guān)聯(lián)。而氧的傳遞和溶解,也受到某些因素的制約。如溫度越低,氧的溶解度越高。攪拌速度增快,有助于溶氧濃度的增加,培養(yǎng)基中溶質(zhì)越多,氧的溶解度越小等。
由于無法測定菌體中的溶氧濃度,則無法提供每一時期精確的通氣量,在食用茵的發(fā)酵生產(chǎn)中,采取了前期通氣量小,中期通氣量大,后期通氣量小的方式,小通氣量,一般為0.5V/Vmin,大通氣量一般為1.5V/Vmin。
?。?/SPAN>3)攪拌速度的控制
通過攪拌,能把從空氣分布管中引入的空氣力成氣泡,增加氣—液的接觸面積,從而增加氧的傳遞還可使液體形成渦流,延長氣泡在液體中的停留時間,增加液體的湍動程度,降低氣泡周圍的液膜E力,增大氧的傳遞系數(shù),此外,還可減少菌絲結(jié)團現(xiàn)象,改善細胞對氧的吸收。
據(jù)報道,在食用菌液體深層培養(yǎng)中,采用通氣攪拌的方式比機械攪拌好;采用間歇攪拌方式比連續(xù)攪拌效果更好。
攪拌速度大,溶解氧就多,但過大的攪拌速度,對菌體的破壞會很厲害。顯然,對某些菌種,由于攪拌帶來的破壞作用將超過因镕氧增加帶來的促進生長作用,因此不攪拌反而更好。攪拌速度的快慢,因菌株不同而異。如果靈芝菌的深層培養(yǎng),攪拌不僅影響菌絲的形態(tài),還影響靈芝多糖的產(chǎn)生。隨著攪拌速度的提高,靈芝胞外多糖的產(chǎn)量增加,而胞內(nèi)多糖的產(chǎn)量下降。
(4)pH值的控制
當了解到菌株在發(fā)酵各時期的合適pH值后,就應(yīng)想辦法滿足其對酸堿度的要求。首先可以考慮在培養(yǎng)基配方中加入某物質(zhì)以維持pH值的恒定。此外,還可以通過補料的方式來調(diào)節(jié)pH值。
?。?/SPAN>5)泡沫的控制
泡沫是深層發(fā)酵的最大障礙,它不僅造成大量跑液,浪費原料,還增加污染機會。消除泡沫的方法有機械消沫及加消沫劑兩種方法。
機械消沫法是在攪拌軸上方安裝消沫器,形式多樣,但效率都不高,特別是對粘性液態(tài)泡沫幾乎不起作用。消沫劑有天然油脂類:高碳醇、脂肪酸和酯類;聚醚類;硅酮類等四大類。
生產(chǎn)上并非一見泡沫就用消泡劑,有時通過減少通氣量,停止攪拌等方式亦能控制泡沫,改變培養(yǎng)基的成分,亦是減少泡沫的較佳辦法??傊瑧?yīng)摸清產(chǎn)生泡沫的原因,有針對性地采取最佳消沫方式,盡可能少用消沫油或消沫劑。
五、發(fā)酵終點的判斷
在以菌絲為目的物的發(fā)酵生產(chǎn)中,將以菌絲體的得串為控制指標,發(fā)酵終點的判斷以菌絲形態(tài)、數(shù)量以及養(yǎng)分的消耗和代謝的變化作為指標。
1、 形態(tài)觀
(1)菌絲鏡檢 在深層培養(yǎng)的早期和中期,菌絲粗狀,分枝較少,著色深,有鎖狀聯(lián)合。而后期菌絲變細,并有大量分枝產(chǎn)生,色淺,出現(xiàn)較多空泡,少量存在鎖狀聯(lián)合,這是菌絲衰老的象征,應(yīng)在此之前放罐。
(2)菌球觀察 菌絲疏松或緊密地集合在一起,或網(wǎng)狀,肉眼觀察即為菌球。菌球已經(jīng)中空,表明菌球中部菌絲已老化,部分菌絲自溶,菌球變得光滑,菌球的額色由淺變深,也是老化的象征。
(3)菌絲含量測定 選擇菌絲含量不再增加前的某一時刻放罐,是一個比較容易掌握的控制指標。
在實際生產(chǎn)及試驗中一般以菌絲含量達到某一定值為指標,再結(jié)合菌絲及菌球的觀察結(jié)果為參考指標,判斷是否到發(fā)酵終點。
2、 食用菌深層培養(yǎng)中代謝變化
在發(fā)酵過程中pH值、氨基氮、糖及其他有效成分含量都隨菌齡的變化而變化,根據(jù)上述數(shù)據(jù)的變化,制作一條代謝曲線,此曲線對指導(dǎo)發(fā)酵生產(chǎn)的進行,確定發(fā)酵終點有重要作用。但對于以次生代謝產(chǎn)物為目的產(chǎn)物的深層發(fā)酵時,一般都在目的產(chǎn)物達到最大值時才終止發(fā)酵。
六、應(yīng)用前景與展望
利用食(藥)用菌液體發(fā)酵可以在較短時間內(nèi)獲得大量菌絲體及其發(fā)酵產(chǎn)物,由于這一過程周期短、產(chǎn)量高、成本低、工藝設(shè)備簡單,因此在食用菌生產(chǎn)中具有廣闊的應(yīng)用前景。食(藥)用真菌在深層培養(yǎng)過程中會產(chǎn)生多糖、多膚、生物堿、萜類化合物、甾醇、酶、核酸、維生素、具抗生素作用的多種化合物以及植物激素等多種生理活性物質(zhì),這些物質(zhì)分別具有對心血管、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)、腎、性等人體器官的防病治病作用以及抗癌、消炎、抗衰老、抗菌、提高免疫力等功效。目前食用菌液態(tài)發(fā)酵正在大量研究開發(fā)中,除了應(yīng)用于醫(yī)藥工業(yè)外還應(yīng)用于液體菌種和食品飲料工業(yè)中。由于用工業(yè)化液體發(fā)酵來生產(chǎn)食用菌蛋白質(zhì),要比飼養(yǎng)家禽或家畜來獲取蛋白質(zhì)的時間短、效率高、成本低,因此,食用菌的深層發(fā)酵在食品加工方面將有很大的發(fā)展前途,它將成為21世紀人類所需的主要蛋白質(zhì)的原料之一。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是微
同一種原料因產(chǎn)地不同其營養(yǎng)成分有差異,這在氮源表現(xiàn)得較明顯,如大豆、玉米漿、蛋白陳等,必須記下每一種原料的產(chǎn)地、批號、生產(chǎn)廠等,并對原料進行化學(xué)成分分析。貌似蛋白胨的胨寫錯了 |