10 级生物技术
设计要求：
1、设计题目选择要求紧扣发酵工程相关教学内容和生产实际。
2、要充分查阅相关背景资料，了解相关内容的前沿进展及存在问题。
3、设计说明书应字迹清楚文字通顺，并附有各项设计成果表，摘引其他书籍或杂志的材料必须注
明出处。
4、实验方案要切合实际，严密合理
6、设计结束后，以个人为单位提交设计说明书一份（后附流程图）。
在发酵中如果提高发酵液中的碳源含量,酵母菌就会生成乙醇或乙酸,但其生物量则 有所下降;如果将碳源保持在最低水平,就会限制酵母的生长.而利用分批补料发酵的方 式，既可以满足高密度发酵时酵母细胞对营养源的大量需求,又能减少生长抑制物质的产 生。
1.3 酿酒酵母的发酵条件
影响酿酒酵母高细胞密度发酵的因素： 培养基的营养物质 溶解氧（DO） 压力 CO2 温度 pH 值
培养基
葡萄糖 酵母膏 尿素 KH2PO4 （NH4）2SO4 MgSO4 ZnSO4 K2SO4 Na2SO4 氨水（30%） 消泡剂
种子培养基 （3 摇瓶用 量） 15g 9g 1.8g 6g
1.5g
发酵培养基 （用量）
90g 48g 90g 18g 2.4g
1.8ml
流加培养基 （用量） 1000g
SGJ-10L 发酵罐，采用分批补料培养技术，维持葡萄糖的浓度处于一定浓度，并用分批 补加氮源，同时溶氧控制在 20%~80%。转速 300~400rpm。培养期间每隔 4h 测一次数据， 主要测量还原糖含量，氨基氮含量，菌体密度。
关键词：酿酒酵母 高密度培养 菌体浓度
目录
1.设计背景...........................................................................................1 1.1 高密度发酵的概念........................................................................1 1.2 酿酒酵母发酵过程的状态............................................................1 1.3 酿酒酵母的发酵条件....................................................................1 2.设计方案...........................................................................................2 2.1 酿酒酵母简介................................................................................2 2.2 实验流程........................................................................................3 3.方案实施...........................................................................................4 3.1 实验材料........................................................................................4 3.2 配制种子液....................................................................................5 3.3 发酵罐的清洗................................................................................5 3.4 发酵罐的灭菌................................................................................5 3.5 接种操作........................................................................................5 3.6 发酵中的补料................................................................................5 3.7 取样与分析方法............................................................................6 3.8 发酵罐的倒罐................................................................................6 4.结果和结论.......................................................................................7 4.1 测量数据........................................................................................7 4.2 实验曲线及结果分析....................................................................8 5.收获与致谢......................................................................................10 6.参考文献..........................................................................................11 7.附件..................................................................................................12
18g
5g
7g 0.56g 1000ml
总计 （用量）
1015g 99g 1.8g 72g 90g 24.5g 2.4g 7g 0.56g 1000ml 1.8ml
3.1.3 试剂和器材 （1）试剂：葡萄糖、酵母膏、尿素、KH2PO4 、（NH4）2SO4、MgSO4 、ZnSO4、K2SO4、Na2SO4、 氨水、消泡剂 (2)器材：电子天平、钥匙、量筒、烧杯、玻璃棒、3 个 1000ml 三角瓶、恒温摇床、超净 工作台、高压蒸汽灭菌锅。
表 3.1 实验试剂总用量
1.设计背景
1.1 高密度发酵的概念
高细胞密度发酵是一个相对的概念,一般指发酵液中细胞浓度在 30g/L 以上。但是对 于一些极端微生物或自养微生物，细胞浓度如果达到 1g/L 也算比较高的细胞密度[1]。 酵母菌的高密度发酵是一个相对概念,一般指发酵液中酵母浓度在 30g/L 以上。酵 母高 密度理论值上限是多少呢? 山根恒夫[3]以面包酵母细胞在发酵液中所占体积分率的大小 加以说明,不含上清液的菌体浓度最大为 280g/L ,该值为物理上限。假定细胞为形, 以最 大密度堆积,可得细胞真正所占有的体积为整个细胞沉淀层体积的 74% ,因此,高密度浓 度可达 150~ 200g /L。一般酵母厂每升发酵液中酵母干菌体重在 30g 以下[4]。要达到高 密度发酵并非易事。限制酵母菌高密度发酵的因素主要表现在营养供给不适宜、 生产抑 制性物质的积累和发酵液流变学特性的影响。
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发酵液的流变学 接种量 生长抑制性物质
酿酒酵母发酵条件的确定： 接种量：3% 温度：30℃ PH：5.0 OD 溶解度：20%~80% 罐压：0.05Mpa CO2 溶解度：1%-3% 转速：300-400 调节 PH：氨水 补料时间：有待观察 通气量：100L/h
2.设计方案
2.1 酿酒酵母简介
酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）是发酵工业最常用的菌种之一 酵母属大约包括 40 种，每个种都能通过出芽产生球状或椭圆状的细胞。酿酒酵母的 细胞为球形或者卵形，直径 5-10μm，其繁殖方式为出芽生殖。生长条件偏酸性，最适 PH3.5-5.0.
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2.2 实验流程 器材、试剂、菌种的准备→种子培养液的配制与灭菌→摇瓶接种 发酵罐的安装及调试→发酵罐的清洗→发酵培养基的配制灭菌→
学生应完成的工作： 1、在老师的指导下确定设计题目。 2、学生查阅相关文献和资料制定实验路线，并有指导老师检查实验路线的合理性和可操作性。 3、学生在实验室完成既定方案。 4、完成课程设计说明书的初稿，经过指导老师的帮助修改，最后定稿。
参考文献阅读： [1]李寅等著，高细胞密度发酵技术[M].化学工业出版社，2006 [2]陈思如，萧熙佩 酵母生物化学[M].济南：山东科学技术出版社，1990 [ 3 ] ( 日) 山根恒夫 ( 周斌译) , 生化反应工程[M] .西安: 西安大学出版社, 1992 [4]陈洪章，李佐虎，酵母菌的高密度发酵[J].工业微生物
课程设计说明书
课程名称：
发酵工程
设计题目： 酵母菌的高密度发酵
院 系： 生物与食品工程学院
学生姓名：
何启鹏
学 号： 201006040062
专业班级：
10 生物技术
指导教师： 李安华
2013 年 5 月 26 日
课程设计任务书
设计题目
酵母菌的高密度发酵
学生姓名
何启鹏
所在院系
生物与食品工 程学院
专业、年级、班
15g/L,PH5.0. 发酵培养基：（NH4）2SO4 15g/L，KH2PO4 8.0g/L，MgSO4 3.0g/L,酵母膏 15g/L ，消泡剂