发酵工艺实验(2)

2019-04-09 10:44

1)发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件也比较简单。

2)发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主,只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。微生物因不同的类别可以有选择地去利用它所需要的营养。基于这—特性,可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。

3)发酵过程是通过生物体的自动调节方式来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较为单—的代谢产物。

4)由于生物体本身所具有的反应机制,能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位地氧化、还原等化学转化反应,也可以产生比较复杂的高分子化合物。 5)发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。除了必须对设备进行严格消毒处理和空气过滤外,反应必须在无菌条件下进行。如果污染了杂菌,生产上就要遭到巨大的经济损失,要是感染了噬菌体,对发酵就会造成更大的危害。因而维持无菌条件是发酵成败的关键。 6)微生物菌种是进行发酵的根本因素,通过变异和菌种筛选,可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用,也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。 7)工业发酵与其他工业相比,投资少,见效快,开可以取得显著的经济效益。 基于以上特点,工业发酵日益引起人们重视。和传统的发酵工艺相比,现代发酵工程除了上述的发酵特征之外更有其优越性。除了使用微生物外,还可以用动植物细胞和酶,也可以用人工构建的“工程菌’来进行反应;反应设备也不只是常规的发酵罐,而是以各种各样的生物反应器而代之,自动化连续化程度高,使发酵水平在原有基础上有所提高和和创新。 4、发酵的类型

根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要,可以将发酵分成若干类型: 1)按发酵原料来区分:糖类物质发酵、石油发酵及废水发酵等类型。

2)按发酵产物来区分:如氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵等。

3)按发酵形式来区分,则有:固态发酵和深层液体发酵。 4)按发酵工艺流程区分则有:分批发酵、连续发酵和流加发酵。

5)按发酵过程中对氧的不同需求来分,一般可分为:厌氧发酵和通风发酵两大类型。 三、实验器材

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1. 菌种:金色链霉菌

2. 培养基(%):葡萄糖 4.2;氯化钠 0.2;硫酸胺 0.3;碳酸钙 0.4;硫酸镁 0.025;磷酸

二氢钾 0.025;pH 6.0。 3. 试剂:蒸馏水

4. 其它:电子天平;三角瓶(500 ml);纱布;牛皮纸;细绳;灭菌锅;无菌操作台;酒精

灯;无菌吸管;摇床。

四、实验步骤

1. 按上述培养基配方配制50毫升培养基,装入一只三角瓶中,加热使药品溶解,用纱布

塞住瓶口,并用牛皮纸扎紧,以备灭菌。

2. 把物品放入灭菌锅中在121℃下灭菌15~20分钟,灭菌后放入已杀菌的无菌操作台中。 3. 用吸管从种子培养基将菌液接入灭菌后的培养基中,接种量为2 % 4. 将摇瓶放置在29 ℃、160 r/min 的摇床上培养。 5. 定时取样,以备后续测定。

实验四 发酵液中残糖量的分析

一、实验目的:

掌握发酵液中的残糖量测定的原理和方法

二、实验原理

本实验葡萄糖含量的测定用DNS法。

糖的测定方法有物理的和化学的两类。由于化学方法比较准确,常常使用。

还原糖的测定是糖测定的基本方法。还原糖是指含有自由醛基和酮基的糖类。单糖都是还原糖,利用单糖、双糖和多糖的溶解度的不同可把它们分开。用酸水解法使没有还原性的双糖,彻底水解成具有还原性的单糖,再进行测定,就可以求出样品中的还原糖的含量。

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有几种方法可用于测定还原糖。在碱性溶液中,还原糖变为烯二醇(1,2-烯二醇)。烯二醇易被各种氧化剂如铁氰化物,3,5-二硝基水杨酸和Cu++氧化为糖酸。铁氰化物和二硝基水杨酸盐的还原作用是还原糖定量测定的基础。

还原糖和碱性二硝基水杨酸试剂一起共热,产生一种棕红色的氨基化合物,在一定的浓度范围内,棕红色物质颜色的深浅程度与还原糖的量成正比。因此,我们可以测定样品中还原糖的量。

三、实验器材

1. 待测溶液:发酵液。 2. 试剂:

1) 6N HCL 将50毫升浓盐酸加水稀释到100毫升。

2) 6N NaOH 把240克氢氧化钠溶解于500毫升水中并加水至1000毫升。

3) 碘—碘化钾溶液 把20克碘化钾和10克碘溶于100毫升水中,使用前,取1毫升加水

稀释到20毫升。 4) 1毫克/毫升的葡萄糖溶液

5) 3,5—二硝基水杨酸(DNS) 把6.3克3,5—二硝基水杨酸溶于262毫升2N的氢氧

化钠中,将此溶液与500毫升含有182克酒石酸钾钠的热水混合,向该溶液中加入5克重蒸酚和5克亚硫酸钠,充分搅拌至溶解,待溶液冷却后,用水稀释到100毫升,存储于棕色瓶中。

3. 其它: pH试纸; 容量瓶(100ml); 玻璃漏斗; 吸量管(0.1ml,1ml,0.5ml, 5ml,10ml);试管;恒温水浴;沸水浴锅。 四、实验步骤

1. 葡萄糖标准曲线制备 1) 按下表制备九个管;

2) 向九只试管中分别加入DNS试剂,充分混合; 3) 将九只试管放入沸水浴中加热煮沸5分钟;

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4) 将试管放入盛有冷水的烧杯中冷却; 5) 向试管中分别加入4毫升蒸馏水,充分混合;

6) 以空白试管做对照,于540毫微米波长下,分别测定各管的OD值;

7) 画每管在540毫微米波长下的吸收值(作为纵坐标),对每管所含的葡萄糖微克数(作为

横坐标)的图,得到一条通过零点的直线。

管号 葡萄糖存储液(1mg/ml)(ml) 水(ml) 最终浓度(μg/ml) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0 100 200 300 400 500 600 700 800 8) 还原糖的测定

(1) 根据经验,将样品稀释N倍,使稀释液中的葡萄糖含量在0.1~1mg/ml的范围之内;

(2) 取蒸馏水1ml,稀释液1ml,DNS1.5ml加入试管中; (3) 在沸水浴中煮沸5分钟; (4) 在冰水浴中迅速冷却; (5) 用比色管定容到5ml;

(6) 以参比做比较,在分光光度计上540nm测定去其OD值。

参比的操作为(2)步中将稀释液用蒸馏水代替。

3.根据还原糖的OD值,使用葡萄糖的标准工作曲线,计算残糖量。

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实验五 金霉素含量的测定

一、实验目的

掌握金霉素含量的测定原理和操作过程

二、实验原理

金霉素在440nm下具有吸光度,通过测定发酵液中金霉素吸光度的变化,比较金霉素标准曲线,可以计算出发酵液中金霉素的含量。

三、实验器材

1. 不同时间的金霉素发酵液

2. 试剂:蒸馏水;固体草酸;2mol/LHCl。

3. 其它:电子天平;三角瓶(100ml);烧杯(50ml);恒温水浴锅;容量瓶(50ml);分光

光度计;pH试纸;吸管。

四、实验步骤

金霉素含量的测定

1. 取发酵液50ml左右。

2. 加入固体草酸,调节发酵液pH在1.2—1.4之间,过滤。 3. 取适量滤液,稀释100倍。

4. 取1ml稀释液加入5 ml 2mol/L的HCl。

5. 100 ℃水浴5 min,定容到50 ml;对照样品不加热。 6. 440nm测定吸光度。

7. 对比标准曲线计算金霉素含量。 金霉素标准曲线

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