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種子罐廠家說(shuō)明隨著分子生物工程的不斷發(fā)展,已經(jīng)為優(yōu)良的選育提供了更為廣闊的天地,用基因重組取代,改良原有的檸檬酸、青已見諸報(bào)道。
基因工程手段改造傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè),已經(jīng)不是遙遙無(wú)期的事,如果我們不努力攻關(guān),分子生物工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)很可能在新一輪的競(jìng)爭(zhēng)中失去。隨著發(fā)酵罐的日益大型 化,它與手工麩曲制備的矛盾越來(lái)越突出,如何實(shí)現(xiàn)麩曲制備的工業(yè)化,或代之以孢子粉,是多年未能突破的難題。自然,為理想的是制成孢子粉或采用固定化技 術(shù),只是技術(shù)難度很高。目前更為現(xiàn)實(shí)的,是以固體發(fā)酵改變落后的麩曲制備工藝?,F(xiàn)在固體發(fā)酵罐早已問(wèn)世,已有應(yīng)用生物制藥、酶制劑、制曲等工業(yè)的報(bào)道。如一種立式多層固體發(fā)酵罐, 投料前進(jìn)行空罐滅菌。物料從頂部加料孔進(jìn)入,然后進(jìn)行蒸煮、滅菌,物料降溫通過(guò)內(nèi)蛇管、外夾套冷卻,罐底進(jìn)入無(wú)菌空氣,從罐頂排出,達(dá)到通氣、恒溫要求, 采用軸向攪拌翻料,發(fā)酵罐容積范圍為0 .5~10m3。另一種華東理工大學(xué)的智能生物發(fā)酵罐全容量為50L~5000L, 采用外罐體轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌方式,物料在罐體內(nèi)邊翻滾邊進(jìn)行蒸汽滅菌,通過(guò)進(jìn)氣調(diào)節(jié)罐內(nèi)溫度和濕度,轉(zhuǎn)速為0~30rmp ,均為不銹鋼結(jié)構(gòu)。葡萄酒浸漬過(guò)程是動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程,在葡萄酒酒精發(fā)酵期間同時(shí)能夠浸漬出色素物質(zhì)和單寧,而且要防止帶有苦味和生青味的劣質(zhì)單寧浸出。用這類固態(tài)發(fā)酵罐來(lái)改革我們傳統(tǒng)的麩曲制備工藝,成功的希望應(yīng)該是很大的。
起發(fā)期
通氧發(fā)酵的麥汁在進(jìn)入發(fā)酵罐后,就開始準(zhǔn)備細(xì)胞生長(zhǎng)的一步。在起發(fā)階段,也稱為潛伏期或誘導(dǎo)期,不存在直觀的活動(dòng)或酵母生長(zhǎng)。在此期間,酵母開始吸收細(xì)胞生長(zhǎng)所需的氧氣、養(yǎng)分和礦物質(zhì)。此時(shí)不產(chǎn)生其他細(xì)胞。發(fā)酵液的理化性質(zhì)包括發(fā)酵液的黏度、表面張力、氧的溶解度、發(fā)酵液的組成成分、發(fā)酵液的流動(dòng)狀態(tài)、發(fā)酵類型等。酵母使用麥汁中的氧氣和養(yǎng)分產(chǎn)生繁殖所需的化合物。
起發(fā)期通常非常簡(jiǎn)短,但是可持續(xù)24小時(shí),具體依賴于酵母細(xì)胞的健康程度和發(fā)育能力以及開始時(shí)的溫度。起發(fā)期在細(xì)胞一次分化時(shí)結(jié)束。此時(shí),細(xì)胞開始加速分化,而且酵母細(xì)胞總數(shù)隨時(shí)間增加。然后,酵母進(jìn)入稱為對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的快速生長(zhǎng)期。
對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期
酵母開始繁殖時(shí),發(fā)酵速度隨著新細(xì)胞的形成而快速增加。每個(gè)原始酵母細(xì)胞分化產(chǎn)生2個(gè)細(xì)胞。然后每個(gè)細(xì)胞分化,總共形成4個(gè)細(xì)胞。4個(gè)細(xì)胞再次分化,產(chǎn)生8個(gè)細(xì)胞,如此循環(huán)往復(fù)。
在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,酵母細(xì)胞的數(shù)量成對(duì)數(shù)增加。在加速的初期后,生長(zhǎng)速度基本為常數(shù)。發(fā)酵罐中的酵母細(xì)胞數(shù)從開始時(shí)的約每毫升2千萬(wàn)上升到1高每毫升8千萬(wàn)至1億2千萬(wàn)。根據(jù)發(fā)酵溫度,在80-100小時(shí)內(nèi)達(dá)到峰值細(xì)胞數(shù)。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期受限于麥汁中可消耗的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量。此外,在發(fā)酵進(jìn)程中會(huì)發(fā)生嚴(yán)峻的泡沫,使管線、啤酒發(fā)酵罐體內(nèi)雌存在大面積或局部污物,一方面構(gòu)成微生物藏身和繁衍的場(chǎng)所。按照設(shè)計(jì),制約的養(yǎng)分為氧氣。
其它階段
如果毫無(wú)干預(yù)地繼續(xù)發(fā)酵過(guò)程,則酵母生長(zhǎng)在固定期后將經(jīng)歷減速期。
緊隨著對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后,當(dāng)細(xì)胞數(shù)和新形成的細(xì)胞數(shù)近似相等時(shí),細(xì)胞總數(shù)會(huì)達(dá)到平衡狀態(tài)。由于發(fā)酵副產(chǎn)品中的濃度增大,細(xì)胞數(shù)超過(guò)生成的細(xì)胞數(shù),細(xì)胞總數(shù)就會(huì)下降。由于我們有意在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)末期去掉酵母并將啤酒從發(fā)酵罐轉(zhuǎn)移,所以這些階段不是啤酒釀造主發(fā)酵工藝的組成部分。而氧氣過(guò)量(即過(guò)量曝氣)則會(huì)由于絮凝劑遭到破壞而導(dǎo)致懸浮固體沉降性變差,同時(shí)使能耗過(guò)高。
主酵糖度
主酵表觀糖度是主發(fā)酵結(jié)束后,主發(fā)酵啤酒中保留的表觀浸出物的數(shù)量。如圖 18所示,在發(fā)酵期間,主發(fā)酵啤酒中的糖度不斷減少。只要發(fā)酵罐中有啤酒,而且活性酵母細(xì)胞可用來(lái)支持發(fā)酵,則浸出物的數(shù)量將會(huì)繼續(xù)減少。但是,需要將一定數(shù)量的可發(fā)酵性浸出液和酵母帶入后酵罐中,以提高后酵的活力。第三階段:1940-1960年,機(jī)械攪拌,通風(fēng),無(wú)菌操作和純種培養(yǎng)等一系列技術(shù)開始完善,發(fā)酵工藝過(guò)程的參數(shù)檢測(cè)和控制方面已出現(xiàn),耐蒸汽滅菌的在線連續(xù)測(cè)定的pH電極和溶氧電極,計(jì)算機(jī)開始進(jìn)行發(fā)酵過(guò)程的控制。
發(fā)酵罐的兩種作業(yè)形式
發(fā)酵罐有兩種作業(yè)形式:正常培育形式和滅菌形式。正常培育時(shí),壓力操控在200 kPa,攪拌為120 r/min。溫度操控由夾層內(nèi)的水經(jīng)過(guò)循環(huán)泵股動(dòng),經(jīng)過(guò)冷、熱交換板,操控體系溫度。滅菌形式時(shí),夾層循環(huán)泵股動(dòng)內(nèi)套DI水循環(huán),經(jīng)過(guò)熱交換板給夾層內(nèi)的水加熱,使得罐內(nèi)培育基升溫,抵達(dá)121℃后保溫30 min,然后體系經(jīng)過(guò)冷交換板為發(fā)酵罐降溫,經(jīng)過(guò)除1菌過(guò)濾器給罐內(nèi)彌補(bǔ)空氣,避免降溫時(shí)發(fā)作真空,當(dāng)溫度<80℃時(shí),體系康復(fù)培育狀況運(yùn)轉(zhuǎn)。由于大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的需要,又出現(xiàn)了壓力循環(huán)和壓力噴射型的發(fā)酵罐,它可以克服。
修理作業(yè)需要仔細(xì)認(rèn)真,不但要在設(shè)備損壞后敏捷修正,更要在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仔細(xì)檢查設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的各種參數(shù)是否正常。遇到任何參數(shù)不正常,要及時(shí)的向修理人員反映,及時(shí)查找參數(shù)不正常緣由,做到提前預(yù)防毛病的發(fā)作。