一小型模拟发酵罐的演示试验

实验一小型模拟发酵罐的演示试验 一、目的要求 了解小型发酵罐的基本结构并学习发酵罐的使用。 二、基本原理 发酵罐是进行液体发酵的特殊设备。生产上使用的发酵罐容积 大，均用钢板或不锈钢板制成；供实验室使用的小型发酵罐，其容积 可从约 1 L 至数百升或稍大些。一般来说，10 L 以下是用耐压玻璃 制作罐体，10 L 以上用不锈钢板或钢板制作罐体。发酵罐配备有控 制器和各种电极，可以自动地调控试验所需要的培养条件， 是微生物 学、发酵工程、医药工业等科学研究所必需的设备。 各厂家生产的发酵罐会有所差别， 但基本原理是相同的。现以上 海理工大学出产的 10L 罐为例，说明小型发酵罐的结构。 三、各部分结构 三部分结构：罐体和控制箱，空气压缩机（空压站） ，蒸汽发生 器（锅炉房） ，主要介绍罐体和控制箱。 罐体为一硬质玻璃圆筒， 底和顶两端用不锈钢板及橡胶垫圈密封 构成，容积为 10 L，顶盖上有几个孔口(如图)，分别是加料及接种 口、放置温度计口、补料口、放置 DO(溶解氧)电极口、放置温度电 极口、放置 pH 电极口、放置消泡电极口、放置取样管口、放置搅拌 器及冷凝管口。 图发酵罐顶盖及各孔口 1．加料及接种口； 2.放置温度计口；3．补料口；4．放置 D．O(溶 解氧)电极口；5．放置温度电极口； 6．放置pH 电极口；7．放置消 泡电极口；8．放置取样管口；9．放置搅拌器及冷凝管口 发酵罐放置在罐座上，还设有灭菌入口、升温和冷却装置等。 本罐可配置不同性能的控制器。 控制器能完成最基本的功能， 它 由下列几部分构成： (1)参数输入及显示装置，用以输入控制发酵条件的各种参数及显示 发酵过程中罐内培养液的温度，pH、DO(溶氧)的测定数值。 (2) 电极校正装置用以校正 pH 电极和 DO 电极等。 (3)酸、碱泵用以向发酵罐加入酸液或碱液以调节培养液中的pH。 (4) 消泡剂加入泵用以向发酵罐加入消泡剂， 以消除发酵过程中产 生过多的泡沫。 (5) 报警灯及蜂音器按钮当发酵过程中，电路上发生故障，如显示 屏上显示温度或 DO 为闪动，即超出本机的测定值，则报警红灯亮并 发出“嘀、嘀„„”声。按此钮则“嘀嘀”声可消除，但只有当故障 排除，红灯才熄灭。 (6) 自动或人工控制按钮用以决定本控制器是处在自动控制或人工 控制状态。 (7) 电极连接导线：有三条连接导线，分别与 极连接。 pH、DO 和 AF(消泡)电 实验二冻干发酵剂菌种的制备 一、实验目的 1．了解微生物发酵菌种的几种保藏方法。 2．掌握食品用发酵剂菌种低温冷冻干燥的基本方法。 3．了解微生物发酵剂菌种低温冷冻干燥的优点。 二、实验原理 发酵剂菌种的保藏对生产起着至关重要的作用。 目前发酵剂菌种 的保藏形式主要有以下两种方法： 液态发酵剂和固态发酵剂。 固态发 酵剂分为三种：喷雾干燥发酵剂、浓缩干燥发酵剂、低温冷冻干燥发 酵剂。而低温冷冻干燥发酵剂是保藏发酵剂菌种的最有效的方法之 一。 三、实验材料 1．菌种：嗜热乳酸杆菌 2．培养基：MRS 培养基、脱脂乳 3．仪器设备：试管、滴管、离心机、安瓿瓶、低温冰箱、真空冷冻 干燥机 四、实验方法与步骤 1．菌悬液的制备 在培养好的试管斜面培养物中加入2mL～3mL 保护剂(一般为 10％脱脂乳)，洗下细胞或孢子，制成菌悬液；若液体培养，则将培 养好的液体培养物进行离心收集细胞或孢子， 与等量保护剂混合，制 成菌种悬液。 2．分装安瓿瓶 用无菌毛细管或长滴管将菌种悬液加入安瓿瓶内。 3．预冻 预冻可在低温冰箱中进行，也可在附有冻结舱的冻干机中进行， 预冻的温度范围在-25℃～-40℃。 4．真空升华干燥 安瓿瓶菌种预冻后放入冻干机真空箱内，进行真空升华干燥。 5．真空封存与保藏 真空干燥后保持真空度 6．7Pa 以下，用火焰封存安瓿瓶口。置 4℃～10℃避光保存。 五、注意事项 1．不同发酵剂菌种的冷却速度不同，比如酵母菌的合适冷却速度为 3℃／min～10℃／min。 2．预冻的温度范围在-25℃～-40℃，若温度高于-25℃，则冻结不结 实，影响升华干燥。一般采用-35℃预冻 1h。 六、思考题 1．制备菌悬液过程中为什么要加入保护剂? 2．低温冷冻干燥保藏方法的优点? 实验三、四甜酒酿的制作品尝 1．实验目的 (1)通过甜酒酿的制作了解酿酒的基本原理 (2)掌握甜酒酿的制作技术。 2．实验原理 以糯米(或大米)经甜酒药发酵制成的甜酒酿， 是我国的传统发酵 食品。 我国酿酒工业中的小曲酒和黄酒生产中的淋饭酒在某种程度上 就是由甜酒酿发展而来的。 甜酒酿是将糯米经过蒸煮糊化， 利用酒药中的根霉和米曲霉等微 生物将原料中糊化后的淀粉糖化， 将蛋白质水解成氨基酸， 然后酒药 中的酵母菌利用糖化产物生长繁殖，并通过酵解途径将糖转化成酒 精，从而赋予甜酒酿特有的香气、风味和丰富的营养。随着发酵时间 延长，甜酒酿中的糖分逐渐转化成酒精，因而糖度下降．酒度提高， 故适时结束发酵是保持甜酒酿口味的关键。 3．实验材料 3．1材料 糯米、酒药。 3．2 器具及其他用品 手提高压灭菌锅、滤布、塑料盒、不锈钢锅。 4．实验流程 酒 药 洗米蒸饭淋水降温落缸搭窝发酵甜酒酿 5．实验步骤 5．1洗米蒸饭 将糯米淘洗干净，用水浸泡过夜，捞起放于置有滤布的蒸屉上， 于锅内蒸熟(约 15-20min)，使饭“熟而不糊”。 5．2淋水降温 用清洁冷水淋洗蒸熟的糯米饭，使其降温至 35℃左右，同时使 饭粒松散。 5．3落缸搭窝 将酒药均匀拌入饭内，并在洗干净的塑料盒内洒少许酒药， 然后 将饭松散放入塑料盒内，搭成凹形圆窝，面上洒少许酒药粉。盖上塑 料盒盖。 5．4 保温发酵 于 30℃进行发酵，待发酵 2 d后，当窝内甜液达饭堆 2／3 高度 时，进行搅拌，再发酵 1 d 左右即可。 6．实验结果 (1)发酵期间每天观察、记录发酵现象。 (2)对产品进行感官评定，写出品尝体会。 7．思考题 (1)制作甜酒酿的关键操作是什么? (2)发酵期间为什么要进行搅拌? 实验五、六酸奶发酵剂的制备及酸奶的酿制 一、实验目的 学习并掌握酸奶制作的基本原理和方法。 二、实验原理 酸奶是以牛奶等为原料， 经乳酸菌发酵而成的一种具有较高营养 价值和特殊风味的发酵乳制品， 是具有一定保健作用的食品。 其基本 原理是通过乳酸菌发酵牛奶中的乳糖产生乳酸， 乳酸使牛奶中酪蛋白 (约占全乳的 2．9％，占乳蛋白的 85％)变性凝固而使整个奶液呈凝 乳状态。同时，通过发酵还可形成酸奶特有的香味和风味(与形成乙 醛、丁二酮等有关)。按凝固状态可将酸奶分为凝固型酸奶和搅拌型 酸奶，二者基本工艺过程相似，本实验主要学习凝固型酸奶的制作方 法。 三、实验器材 1．活材料： 一般选用保加利亚乳杆菌 (Lactobacillus bulgaricus)和嗜热 链球菌(Strep． tococcus thermophilus)。也有使用嗜酸乳杆菌 (L． acidophilus)和双歧乳杆菌如两歧双歧乳杆菌(Bifidobacterium bifidum)的，目前虽然有人认为它们保健作用更好， 但由于不易培养 和有特殊异味，尚未全面推广使用。本实验使用前两种菌