第六章发酵工程与食品产业总结.ppt

3.1.4.2泡沫的控制 控制泡沫的目的在于打碎泡沫液膜，使气相和液相分离。 可通过化学方法，降低泡沫液膜的表面张力，使泡沫破灭。 可利用物理方法，使泡沫液膜的某些部分局部受力，打破液膜原来的受力平衡而破裂。 也可从生产菌种本身的特性着手，预防泡沫的形成。如在单细胞蛋白生产中，筛选在生长期不易形成泡沫的突变株。 (1)消泡剂消泡 根据消泡原理和发酵液的性质和要求，消泡剂必须具有以下特点。 ①消泡剂必须是表面活性剂，且具有较低的表面张力，消泡作用迅速，效率高。 ②消泡剂对气液界面的散布系数必须足够大，才能迅速发挥它的消泡活性，这就要求消泡剂具有一定的亲水性。 ③消泡剂在水中的溶解度较小，以保持其持久的消泡或抑泡性能。 ④对发酵过程无毒，对人、畜无害，不被微生物同化，对菌体生长和代谢无影响，不影响产物的提取和产品质量。 ⑤不影响氧在培养液中溶解和传递。 ⑥消泡剂来源方便，价格便宜。 在工业发酵过程中，通常利用添加消泡剂的方式来消除泡沫。发酵工业常用的消泡剂有天然油脂类、聚醚类、高级醇类等。 天然油脂类：常用的天然油脂有玉米油、豆油等。消泡能力不强，使用时需要注意油脂的新鲜程度。 聚醚类：聚氧乙烯氧丙烯甘油（俗称泡敌），亲水性好，在发泡介质中易铺展，消泡能力强，但其溶解度大，消泡活性维持时间较短。 高级醇类：十八醇是高级醇类中常用的一种，它与冷榨猪油一起能有效控制青霉素发酵的泡沫。 (2)机械消泡 化学消泡最显著的缺点是影响氧气的溶解，使其减少1/3-1/5，这对微生物供氧极为不利。机械消泡能克服这一缺点，但其应用效果不如化学消泡迅速可靠，需要一定的设备和消耗一定的动力，其最大的缺点是不能从根本上消除稳定泡沫的因素。 机械消泡借助机械搅拌起到破碎气泡消除泡沫的作用。消泡装置可安装在罐内或罐外。罐内可在搅拌轴上方安装消泡桨，泡沫借旋风离心场作用被压碎，也可将少量消泡剂加到消泡转子上以增强消泡效果。罐外法是将泡沫引出罐外，通过喷嘴的加速作用或离心力破碎泡沫。 过量的消泡剂通常会影响菌的呼吸活性和物质（包括氧）通过细胞壁的运输。在生产过程中应尽可能减少消泡剂的用量。对于消泡剂的应用应注意在使用之前作比较试验，找出消泡剂对微生物生理特性影响最小，消泡效率最大的条件。其次，在使用天然油脂时一次不能加得太多，过多的油脂会被脂肪酶分解为有机酸、脂肪酸、降低pH、使DO下降，影响发酵的正常进行。此外，宜使用机械方法与化学方法联合控制泡沫。 3.1.5杂菌与噬菌体污染的控制 3.1.5.1 发酵过程中污染杂菌和噬菌体的检测 杂菌：显微镜观察、平皿培养检测、肉汤液体培养检测 噬菌体：电子显微镜观察、双层琼脂平皿培养检测 3.1.5.2发酵过程中污染杂菌和噬菌体的原因 （1）种子污染（斜面、砂土管、安培瓶） （2）灭菌不彻底 （3）空气带菌 （4）设备渗漏 （5）操作不合理、管理不善 扫描电镜 透射电镜 安培瓶 3.1.5.3发酵过程中污染杂菌和噬菌体的处理 （1）种子罐染菌 （2）发酵罐染菌 （3）噬菌体的处理 3.1.5.4 预防发酵过程中污染杂菌和噬菌体 3.1.6发酵终点的判断 对于成熟的发酵工艺，放罐的时间一般都是根据作业计划放罐，但是在发酵异常的情况下，则需要根据具体的情况确定放罐时间。 另外，临近发酵终点，加糖、补料都要慎重，因为过多的残留物对后续工艺都有影响。 判断放罐的指标有：产物产量、残糖、氨基酸含量、菌体形态、PH、发酵液外观、过滤速度、粘度等。发酵终点的掌握要综合考虑这些参数来确定。 四、发酵法生产新型食品添加剂 种子发酵剂的制作 培养基的制作 对培养基进行超 高温巴氏消毒 在发酵罐中培养，对 发酵过程进行控制 收集菌体 干燥 浓缩发酵剂的工艺流程 制作技术 浓缩发酵剂用乳酸菌的选择标准：良好的生长性、高菌体浓度、易分离性、耐冷冻性、耐冷冻干燥性和保存性。 培养基：培养基不仅要求菌体活性高而且浓度大，还要易于收集菌体。 培养基灭菌：超高温巴氏消毒（140-148度，4-8 s），可以彻底消灭培养基中的一切微生物并尽可能地保存培养基中的营养成分。 培养：为提高浓缩菌体的效率，除了在培养基中添加必要的营养成分外，还必须选择适宜的培养条件，如温度、pH、搅拌、补料等。 菌体收集：可以采用离心分离和超滤来收集发酵液中的乳酸菌菌体。 干燥：使用喷雾干燥或冷冻干燥，目的是将离心浓缩后收集到的菌体细胞转变成干粉形式。 思考题 1. 分批发酵过程中，微生物生长通常要经历哪些时期？ 2. 如何对发酵过程进行控制？ 3. 简述简述影响发酵温度的因素及温度对发酵的影响。