發(fā)酵罐替換傳統(tǒng)的麩曲制備工藝

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爭中失去。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，物料降溫通過內(nèi)蛇管、外夾套冷卻，罐底進(jìn)入無菌空氣，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)。用這類固態(tài)發(fā)酵罐來改革我們傳統(tǒng)的麩曲制備工藝，成功的希望應(yīng)該是很大的。

發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

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通常在工業(yè)化大規(guī)模的發(fā)酵出產(chǎn)過程中，通常以通氣純種培育為主。而純種培育的發(fā)酵罐常用的有：自吸式發(fā)酵罐、標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、噴發(fā)式葉輪發(fā)酵罐、外循環(huán)式發(fā)酵罐、和多孔板塔式發(fā)酵罐等等。自吸式發(fā)酵罐是經(jīng)過發(fā)酵罐內(nèi)葉輪的高速滾動(dòng)，構(gòu)成真空將空氣吸入罐內(nèi)，因?yàn)槿~輪滾動(dòng)發(fā)生真空，其吸入壓頭和空氣流量有必定約束。因而其僅適用對(duì)通氣量要求不高的發(fā)酵；多孔板塔式發(fā)酵罐是將發(fā)酵液置于多層多孔塔板的細(xì)長罐體內(nèi)，在罐底通入無菌空氣，經(jīng)過氣體分散進(jìn)行氧的傳遞，但其供氧量也遭到必定約束。氣升式發(fā)酵罐、噴發(fā)式葉輪發(fā)酵罐、外循環(huán)式發(fā)酵罐均是經(jīng)過無菌空氣在罐內(nèi)中央管道或經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的噴發(fā)管和罐外噴發(fā)泵將發(fā)酵液進(jìn)行必定規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，然后達(dá)到氣液傳質(zhì)。而標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐是經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)或空

氣壓縮機(jī)將無菌空氣經(jīng)罐內(nèi)的空氣散布設(shè)備進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)，再利用機(jī)械攪拌器的效果使空氣和發(fā)酵液充分混合，促進(jìn)空氣中的氧在發(fā)酵液中溶解，以保證微生物的成長繁衍、發(fā)酵所需要的氧氣。但因?yàn)槠鋷в袛嚢杵?，罐體的容積遭到必定的約束。

發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)

培養(yǎng)基單純，例如谷物類、小麥麩、小麥草、大宗谷物或農(nóng)產(chǎn)品等均可被運(yùn)用，發(fā)酵質(zhì)料本錢較經(jīng)濟(jì)。基質(zhì)前處置較液體發(fā)酵少，例如簡略加水使基質(zhì)潮濕，或簡略磨破基質(zhì)增加觸摸面積即可，不需特別機(jī)具，一般家庭即可進(jìn)行進(jìn)程。因獲得水分可削減雜菌污染，此種低滅菌進(jìn)程即可實(shí)施的發(fā)酵，合適低技能地區(qū)運(yùn)用。能發(fā)生特別產(chǎn)品，如紅麴發(fā)生的赤色色素是液體發(fā)酵的十倍，又Aspergillus在固體發(fā)酵所發(fā)生的glucosidase較液體發(fā)酵發(fā)生的酵素更具耐熱性。固體發(fā)酵適當(dāng)于運(yùn)用適當(dāng)高的培養(yǎng)基，且能用較小的反應(yīng)器進(jìn)行發(fā)酵，單位體積的產(chǎn)值較液體為高。下流的收回純化進(jìn)程及廢棄物處置一般較簡化或單純，常是整個(gè)基質(zhì)都被運(yùn)用，如做為飼料添加物則不需求收回及純化，無廢棄物的疑問。固體發(fā)酵可食物發(fā)生特別風(fēng)味，并進(jìn)步營養(yǎng)價(jià)值，如天培可作為肉類的代用品，其胺基酸及脂肪酸易被人體消化吸收。