培養(yǎng)基優(yōu)化設(shè)計(jì).doc

課 程 設(shè) 計(jì) 說 明 書課程名稱： 新編生物工藝學(xué)設(shè)計(jì)題目: 培養(yǎng)基優(yōu)化設(shè)計(jì)院 系： 生物與食品工程學(xué)院學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 200806040035專業(yè)班級(jí)： 08生物技術(shù)指導(dǎo)教師： 關(guān) 現(xiàn) 軍 2011 年 6月 3 日14課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書設(shè)計(jì)題目培養(yǎng)基優(yōu)化設(shè)計(jì)學(xué)生姓名張學(xué)義所在院系生物院專業(yè)、年級(jí)、班08生物技術(shù)設(shè)計(jì)要求：1、進(jìn)一步鞏固加深所學(xué)生物工藝學(xué)、生物工程設(shè)備、生物工廠設(shè)計(jì)、生物反應(yīng)工程和發(fā)酵工藝學(xué)等專業(yè)課程的基本理論和知識(shí)，使之系統(tǒng)化、綜合化。2、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力。3、掌握有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)（如化工設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)、化學(xué)工程手冊(cè)等）的使用。學(xué)生應(yīng)完成的工作：優(yōu)化出培養(yǎng)墓?fàn)I養(yǎng)因子最佳組成是：玉米漿、牛肉膏 、乳糖。研究結(jié)果表明，嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳酸菌，在優(yōu)化后的培養(yǎng)基發(fā)酵液中，培養(yǎng) ，菌落數(shù)均高于原培養(yǎng)基發(fā)酵液的菌落數(shù)，達(dá)到 護(hù)以上，乳酸菌發(fā)酵液得到了濃縮，大大降低了乳酸菌發(fā)酵培養(yǎng)墓的成本，原料成本降低了約0，同時(shí)使菌種數(shù)量達(dá)到最大。參考文獻(xiàn)閱讀： 【1】 徐中儒.農(nóng)業(yè)試驗(yàn)最優(yōu)回歸設(shè)計(jì). 北京:農(nóng)業(yè)出版社 ,1988 【2】 貴州農(nóng)學(xué)院. 生物統(tǒng)計(jì)附試驗(yàn)設(shè)計(jì). 北京:農(nóng)業(yè)出版社 ,1983 【3】 劉忠敏，林興兵，楊生玉. 現(xiàn)代應(yīng)用生物技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004 【4】 陶興元，劉志國(guó)，田俊. 生物工程概論. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 【5】 諸葛健，沈微. 工業(yè)微生物育種. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006 【6】 鮑新華. 生物工程. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008工作計(jì)劃：用開始兩周的時(shí)間進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄、實(shí)驗(yàn)的后續(xù)補(bǔ)充。實(shí)驗(yàn)全部完成后，進(jìn)行課程設(shè)計(jì)的撰寫，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出問題、解決問題、得出結(jié)論與探索的新方向，完成本次課程設(shè)計(jì)。任務(wù)下達(dá)日期： 2011 年 5 月 23 日 任務(wù)完成日期： 2011年 6 月 3 日指導(dǎo)教師（簽名）： 學(xué)生（簽名）： 張學(xué)義目 錄1.摘要頁(yè)碼 2.關(guān)鍵字頁(yè)碼3.設(shè)計(jì)背景頁(yè)碼 3.1培養(yǎng)基簡(jiǎn)介頁(yè)碼 3.2培養(yǎng)基優(yōu)化設(shè)計(jì)的重用意義頁(yè)碼4 設(shè)計(jì)方案頁(yè)碼 4.1原材料制備頁(yè)碼 4.2菌種的選擇頁(yè)碼 4.3營(yíng)養(yǎng)因子的比例設(shè)頁(yè)碼 4.4理化條件控制頁(yè)碼 4.5總工藝流程列敘頁(yè)碼5 預(yù)期結(jié)果頁(yè)碼 6 方案實(shí)施時(shí)可能出現(xiàn)的問題與對(duì)策頁(yè)碼7 設(shè)計(jì)感受頁(yè)碼7.1 關(guān)于本方案頁(yè)碼 7.2 關(guān)于自我頁(yè)碼8參考文獻(xiàn)頁(yè)碼. 1 摘要 以改良發(fā)酵培養(yǎng)基為墓礎(chǔ)，選擇玉米漿、牛肉膏、乳糖、番茄汁、際蛋白陳等 個(gè)營(yíng)養(yǎng)因子增菌培養(yǎng)乳酸菌進(jìn)行優(yōu)化。利用8（的7次方）正交實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化出培養(yǎng)墓?fàn)I養(yǎng)因子最佳組成是：玉米漿、牛肉膏 、乳糖。研究結(jié)果表明，嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳酸菌，在優(yōu)化后的培養(yǎng)基發(fā)酵液中，培養(yǎng) ，菌落數(shù)均高于原培養(yǎng)基發(fā)酵液的菌落數(shù)，達(dá)到 護(hù)以上，乳酸菌發(fā)酵液得到了濃縮，大大降低了乳酸菌發(fā)酵培養(yǎng)墓的成本，原料成本降低了約0，同時(shí)使菌種數(shù)量達(dá)到最大。 2 關(guān)鍵字 乳酸菌，營(yíng)養(yǎng)因子，優(yōu)化培養(yǎng)，最大產(chǎn)菌 3. 設(shè)計(jì)背景3.1乳酸菌培養(yǎng)基簡(jiǎn)介 乳酸菌工業(yè)產(chǎn)品為菌體本身細(xì)胞，因而設(shè)計(jì)出能增菌的培養(yǎng)基在工業(yè)上具有重要意義。設(shè)計(jì)選用工業(yè)上佳美低廉的原料，便于降低成本，也有利于降低菌種的適應(yīng)期，利于增值。乳酸菌增菌液配方設(shè)計(jì)中因營(yíng)養(yǎng)要求復(fù)雜,影響生長(zhǎng)的因素多,在實(shí)際工作中還應(yīng)做其他條件的優(yōu)化,如增菌液氧化還原電勢(shì)、pH值、溫度等,因工作量大而時(shí)間有限,只能對(duì)配方作初步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了降低生產(chǎn)成本,在工業(yè)應(yīng)用時(shí)可選用乳清和脫脂乳經(jīng)蛋白酶水解,用以提高增菌效果,再加入乳糖、啤酒酵母的自溶水解物,在發(fā)酵罐內(nèi)完成乳酸菌的增菌,罐內(nèi)可以通入過濾除菌的N2和CO2 ,以降低反應(yīng)液氧化還原電勢(shì)(特別是保加利亞乳桿菌)。若有自動(dòng)化發(fā)酵罐還可通過監(jiān)測(cè)pH值,發(fā)酵罐自動(dòng)注入滅菌的1 mol - 1NaOH或NH4OH液,以中和代謝乳酸。 培養(yǎng)基（Medium）是供微生物、植物和動(dòng)物組織生長(zhǎng)和維持用的人工配制的養(yǎng)料，一般都含有碳水化合物、含氮物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽（包括微量元素）以及維生素和水等。有的培養(yǎng)基還含有抗菌素和色素，用于單種微生物培養(yǎng)和鑒定。 培養(yǎng)基由于配制的原料不同，使用要求不同，而貯存保管方面也稍有不同。一般培養(yǎng)基在受熱、吸潮后，易被細(xì)菌污染或分解變質(zhì)，因此一般培養(yǎng)基必須防潮、避光、陰涼處保存。對(duì)一些需嚴(yán)格滅菌的培養(yǎng)基（如組織培養(yǎng)基），較長(zhǎng)時(shí)間的貯存，必須放在26的冰箱內(nèi)。由于液體培養(yǎng)基不易長(zhǎng)期保管，現(xiàn)在均改制成粉末?；瘜W(xué)分類：天然培養(yǎng)基（指一類利用動(dòng)、植物或微生物體包括其提取物制成的培養(yǎng)基。如牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基、麥芽汁培養(yǎng)基等 ）；組合培養(yǎng)基（又稱為合成培養(yǎng)基或綜合培養(yǎng)基，是一類按微生物的營(yíng)養(yǎng)要求精確設(shè)計(jì)后用多種高純化學(xué)試劑配制成的培養(yǎng)基。如葡萄糖銨鹽培養(yǎng)基、淀粉硝酸鹽培養(yǎng)基等。） ；半組合培養(yǎng)基（指一類主要以化學(xué)試劑配制，同時(shí)還加有某種或某些天然成分的培養(yǎng)基。例如，馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基。）物理分類：液體培養(yǎng)基（一類呈液態(tài)的培養(yǎng)基。）； 固體培養(yǎng)基（一類外觀呈固態(tài)的培養(yǎng)基。根據(jù)性質(zhì)又分為固化培養(yǎng)基、非可逆性固化培養(yǎng)基、天然固態(tài)培養(yǎng)基、濾膜。）； 半固體培養(yǎng)基（指在液體培養(yǎng)基中加入少量的凝固劑而配制成的半固體狀態(tài)的培養(yǎng)基。）； 脫水培養(yǎng)基（又稱預(yù)制干燥培養(yǎng)基，指含有除水分外的一切成分的商品培養(yǎng)基。)微生物分類：選擇性培養(yǎng)基（一類根據(jù)某微生物的特殊營(yíng)養(yǎng)要求或其對(duì)某化學(xué)、物理因素的抗性而設(shè)計(jì)的培養(yǎng)基，具有使混合菌樣中的劣勢(shì)菌變成優(yōu)勢(shì)菌的功能，廣泛用于菌種篩選等領(lǐng)域。） ；鑒別培養(yǎng)基（一類在成分中加有能與目的菌的無(wú)色代謝產(chǎn)物發(fā)生顯色反應(yīng)的指示劑，從而達(dá)到只須用肉眼辨別顏色就能方便的從近似菌落中找出目的菌菌落的培養(yǎng)基。例如，伊紅美藍(lán)乳糖培養(yǎng)基（EMB）。）另外一種就是天然培養(yǎng)基。天然培養(yǎng)基是指來自動(dòng)物體液或利用組織分離提取的一類培養(yǎng)基，如血漿、血清、淋巴液、雞胚浸出液等。組織培養(yǎng)技術(shù)建立早期，體外培養(yǎng)細(xì)胞都是利用天然培養(yǎng)基。但是由于天然培養(yǎng)基制作過程復(fù)雜、批間差異大，因此逐漸為合成培養(yǎng)基所替代。目前廣泛使用的天然培養(yǎng)基是血清，另外各種組織提取液、促進(jìn)細(xì)胞貼壁的膠原類物質(zhì)在培養(yǎng)某些特殊細(xì)胞也是必不可少。3.2存在問題目前的培養(yǎng)基雖能進(jìn)行乳酸菌生產(chǎn)，但是，其有操作復(fù)雜、產(chǎn)量小、資源浪費(fèi)、成本過高等不足之處。3.3培養(yǎng)基優(yōu)化設(shè)計(jì)的重用意義合理配置的培養(yǎng)基中各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分達(dá)到最適比例，PH達(dá)到最適，溶解氧也達(dá)到了最適濃度，這樣就給微生物創(chuàng)造了最適宜生長(zhǎng)的環(huán)境條件，并且對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染降到最低，實(shí)現(xiàn)了資源的循環(huán)利用。又能單位時(shí)間內(nèi)生長(zhǎng)最多的菌量。同時(shí)減少了動(dòng)力設(shè)備與加壓設(shè)備，大大減少了成本，這對(duì)于一個(gè)生產(chǎn)企業(yè)來說無(wú)疑意義重大。4.設(shè)計(jì)方案 4.1原材料制備41.1 菌種 嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌及其混合菌，4.1、2電子天平，酸度計(jì)，培養(yǎng)箱，電熱恒溫水浴鍋，高壓滅菌鍋，放大鏡 冰箱4.1，3玻璃儀器 試管、三角燒瓶、試劑瓶、刻度吸管、平皿等4.1,4 實(shí)驗(yàn)室試劑 濃度為1mol/L的NaOH，；體積分?jǐn)?shù)為75的乙醇；M17合成培養(yǎng)基、酸化MRS培養(yǎng)基；質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10脫脂乳液的配制：取150g脫脂奶粉，加入1350mL的蒸餾水中，配成10%的脫脂乳液，備用 4.2菌種的選擇4.2.1 酸奶的特征微生物菌落計(jì)數(shù)9及菌落形態(tài)將樣品以十進(jìn)制稀釋后，取適當(dāng)?shù)南♂尪确謩e接種，應(yīng)用選擇性培養(yǎng)基倒平板；MRS培養(yǎng)基，在 37下培養(yǎng)72h，計(jì)算其保加利亞乳桿菌的菌落數(shù)；M17培養(yǎng)基，在37下培養(yǎng)48h，計(jì)算其嗜熱鏈球菌的菌落數(shù)。 4.2.2 繪制球菌和桿菌及混合菌的發(fā)酵曲線 取已知含嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌菌量的牛 乳，在相同的溫度下，各取1種單獨(dú)培養(yǎng)，同時(shí)也使 2種菌按一定的比例混合后培養(yǎng)，隨著時(shí)間的變化分別測(cè)定其酸度值，然后繪制曲線，其操作步驟如下。（1） 取質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的脫脂乳液600mL，分裝于3個(gè)燒瓶中，每個(gè)燒瓶裝入200mL，于105下高溫蒸汽滅菌15min。（2） 無(wú)菌室（超凈臺(tái)）中的分別接種。取裝有接種菌種牛乳的試管，搖勻里面的牛乳。用吸管吸取含嗜熱鏈球菌的牛乳1mL，注入1個(gè)燒瓶中，用吸管吸取含保加利亞乳桿菌的牛乳10mL，注入第2個(gè)燒 瓶中，然后，用吸管吸取含嗜熱鏈球菌的牛乳0.5mL，同時(shí)用吸管吸取含保加利亞乳桿菌的牛乳5mL，一起注入第3個(gè)燒瓶中，并均編號(hào) （3）將3個(gè)燒瓶密封，充分振搖，然后將其都放在42的培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)。每隔30min測(cè)定1次3個(gè)燒瓶中牛乳的酸度。做出其酸度隨時(shí)間變化的曲線。 【測(cè)定酸牛乳的酸度（吉爾涅爾度）】。取10mL酸牛乳，用20mL的蒸餾水稀釋，加入0.5mL體積 分?jǐn)?shù)為0.5%的酒精性酚酞指示劑，以濃度0.1mol/L的NaOH滴定，將消耗的NaOH體積（mL）數(shù)乘以 10，即每100mL牛乳中所需要的濃度為0.1mol/L的NaOH的毫升數(shù)為1T，稱為1吉爾涅爾度。一般牛乳的酸度超過20T，即可認(rèn)為該牛乳已開始變酸。酸度越高，對(duì)熱的穩(wěn)定性越差，越易凝固。由圖1可得知，保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌單獨(dú)作為發(fā)酵劑時(shí)，它們?cè)陂_始階段的發(fā)酵速度比混合菌的快，其中，嗜熱鏈球菌的發(fā)酵速度又較保加利亞乳桿菌快。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，嗜熱鏈球菌的發(fā)酵 速度開始減小，保加利亞乳桿菌的發(fā)酵的速度也開始減小，但混合菌的發(fā)酵速度逐漸加大，并且在2h后混合菌發(fā)酵牛乳的酸度分別超過桿菌的和球菌的，酸度明顯提高；12h后，其酸度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單菌的。品嘗酸奶時(shí)，發(fā)現(xiàn)混合菌發(fā)酵的酸奶口感更好.有一上可知混合菌的發(fā)酵條件比單菌的更好更有價(jià)值，但如何搭配這兩種菌使其得到更加優(yōu)化的乳酸菌呢？現(xiàn)就設(shè)計(jì)不同比例的保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌的發(fā)酵條件來得出使乳酸菌增菌的最佳混合菌的比例。繪制不同比例的混合菌發(fā)酵曲線：將菌種混合后，在相同的溫度下培養(yǎng)，測(cè)定菌種的比例，并隨著時(shí)間的變化分別測(cè)定其酸度值，然后 繪制曲線，具體操作步驟如下。（1） 取配制好且滅菌的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的脫脂牛乳1000mL，分裝于5個(gè)燒瓶，每瓶200mL，分別接種。第1個(gè)燒瓶中注入含嗜熱鏈球菌的牛乳0.75mL和含保加利亞乳桿菌的牛乳2.5mL；第2個(gè)燒瓶中注入含嗜熱鏈球菌的牛乳0.5mL和含保加利亞乳桿菌的牛乳5mL；第3個(gè)燒瓶中注入含嗜熱鏈球菌的牛乳0.8 mL和含保加利亞乳桿菌的牛乳2mL；第4個(gè)燒瓶中注入含嗜熱鏈球菌的牛乳0.25mL和含保加利亞乳桿菌的牛乳7.5mL；第5個(gè)燒瓶中注入含嗜熱鏈球菌的牛乳0.6mL和含保加利亞乳桿菌的牛乳4mL。分別標(biāo)注發(fā)酵劑1號(hào)5號(hào)。（2）取接種牛乳的5個(gè)燒瓶，每瓶中分別倒出50mL于另一燒瓶中，編上號(hào)。培養(yǎng)前，取裝混合菌的5個(gè)燒瓶中的牛乳，用酸奶的特征微生物菌落計(jì)數(shù) 法記數(shù)。將接種的5瓶牛乳密封后，放在43的恒溫培養(yǎng)箱里面培養(yǎng)。將另5個(gè)燒瓶蓋上塞子后，置于43的水浴鍋中，每5min測(cè)定5個(gè)燒瓶里牛乳的酸度值。（3）待到水浴鍋中的燒瓶中的牛乳出現(xiàn)凝聚時(shí)，將恒溫箱中對(duì)應(yīng)的燒瓶取出，測(cè)定其酸度，之后置于4的冰箱中儲(chǔ)存。將菌種1和菌種2每隔一段時(shí)間從冰箱中取出后，倒出30mL測(cè)定其酸度，然后放回冰箱中繼續(xù)儲(chǔ)存。4.3營(yíng)養(yǎng)因子的比例設(shè)計(jì)結(jié)果 不同營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)嗜酸乳桿菌生長(zhǎng)關(guān)系影響大小順序?yàn)椋河衩诐{馬鈴薯汁 牛肉膏乳糖際蛋白陳葡萄糖番茄汁帕拉金糖 13 正交試驗(yàn) 培養(yǎng)基中共取 個(gè)營(yíng)養(yǎng)因子：牛肉膏、乳糖、番茄汁、馬鈴薯汁、葡萄糖、玉米漿、際蛋白胨 采用 個(gè)因子 個(gè)位級(jí)的正交表 8（的7次方）設(shè)計(jì)試驗(yàn)，接種嗜酸乳桿菌采用二級(jí)發(fā)酵試驗(yàn)由個(gè)因子的 值，得出它們作用的主次順序?yàn)椋河衩诐{牛肉膏乳糖際蛋白陳馬鈴薯汁番茄汁葡萄糖，分析得到下表： 利用正交試驗(yàn)所優(yōu)化培養(yǎng)基組成 （即：玉米漿、牛肉膏 、乳糖 ，加其他鹽），進(jìn)步用 種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵試驗(yàn)，驗(yàn)證培養(yǎng)基的發(fā)酵增菌效果并與 培養(yǎng)基進(jìn)行比較，分別接種 種乳酸菌，7發(fā)酵培養(yǎng) 0，用平板計(jì)數(shù)法（無(wú)氧培養(yǎng)）進(jìn)行 檢測(cè)，均進(jìn)行 次發(fā)酵，測(cè)定發(fā)酵液菌落數(shù)，結(jié)果見表 4.4理化條件的控制 1、 溫度 溫度是影響微生物生長(zhǎng)的最重要因素之一。從微生物整體來看：生長(zhǎng)的溫度范圍一般在-10 100 極端下限為-30 ，極端上限為105300 .微生物不同生理活動(dòng)要求不同溫度，所以， 最適生長(zhǎng)溫度 發(fā)酵速度快、積累代謝產(chǎn)物多。 一般而言，老齡比幼齡耐熱，原核生物比真核生物耐熱，非光合生物比光合生物耐熱，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的比結(jié)構(gòu)復(fù)雜的耐熱，在富含蛋白質(zhì)的培養(yǎng)基上生長(zhǎng)的細(xì)菌耐熱能力強(qiáng)。最適溫度是一種相對(duì)概念，是指在該溫度下最適于菌的生長(zhǎng)或發(fā)酵產(chǎn)物的生成。選擇最適溫度應(yīng)該考慮微生物生長(zhǎng)的最適溫度和產(chǎn)物合成的最適溫度。最適發(fā)酵溫度與菌種，培養(yǎng)基成分，培養(yǎng)條件和菌體生長(zhǎng)階段有關(guān)。在各種微生物的培養(yǎng)過程中，各個(gè)發(fā)酵階段的最適溫度的選擇是從各方面綜合進(jìn)行考慮確定的。例如，在四環(huán)素發(fā)酵中，采用變溫控制，在中后期保持較低的溫度，以延長(zhǎng)抗生素分泌期，放罐前24h提高23培養(yǎng)，能使最后24h的發(fā)酵單位提高50以上。又如，青霉素發(fā)酵最初5h維持30，6-35h為25，36-85h為20，最后40h再升到25。采用這種變溫培養(yǎng)比25恒溫培養(yǎng)的青霉素產(chǎn)量提高147。2 pH值的影響 微生物的生長(zhǎng)pH值范圍極廣，從pH8都有微生物能生長(zhǎng)。但是絕大多數(shù)種類都生活在pH5.09.0之間。 同一種微生物在其不同的生長(zhǎng)階段和不同的生理生化過程中，對(duì)pH值的要求也不同。在發(fā)酵工業(yè)中，控制pH值尤其重要,同一種微生物在不同的生長(zhǎng)階段和不同生理生化過程中，對(duì)環(huán)境pH值要求不同。 微生物生長(zhǎng)最適pH與產(chǎn)物形成最適pH相互關(guān)系的四種情況。第一種情況是菌體的比生長(zhǎng)速率()和產(chǎn)物的比生產(chǎn)速率(Qp)都有一個(gè)相似的并且較寬的最適pH范圍；第二種是Qp(或)的最適pH范圍很窄，而(或Qp)的范圍較寬；第三種是和Qp有相同的最適pH范圍，但范圍很窄，即對(duì)pH值的變化敏感；第四種，和Qp都有各自的最適pH范圍。屬于第一種情況的發(fā)酵過程比較易于控制，第二、三模式的發(fā)酵pH須要嚴(yán)格控制，最后一種情況應(yīng)該分別嚴(yán)格控制各自的最適pH。 選擇最適pH的原則是既有利于菌體的生長(zhǎng)繁殖，又可以最大限度地獲得高的產(chǎn)量。一般最適pH是根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來確定的，通常將發(fā)酵培養(yǎng)基調(diào)節(jié)成不同的起始pH值，在發(fā)酵過程中定時(shí)測(cè)定、并不斷調(diào)節(jié)pH，以維持其起始pH值，或者利用緩沖劑來維持發(fā)酵液的pH。同時(shí)觀察菌體的生長(zhǎng)情況，菌體生長(zhǎng)達(dá)到最大值的pH即為菌體生長(zhǎng)的最適pH。產(chǎn)物形成的最適pH也可以如此測(cè)得。只有在最適pH下菌種才能生長(zhǎng)才能達(dá)到最大菌種產(chǎn)量。3溶解氧的影響 溶氧是需氧發(fā)酵控制最重要的參數(shù)之一。由于氧在水中的溶解度很小，在發(fā)酵液中的溶解度亦如此，因此，需要不斷通風(fēng)和攪拌，才能滿足不同發(fā)酵過程對(duì)氧的需求。溶氧的大小對(duì)菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物的形成及產(chǎn)量都會(huì)產(chǎn)生不同的影響。如谷氨酸發(fā)酵，供氧不足時(shí)，谷氨酸積累就會(huì)明顯降低，產(chǎn)生大量乳酸和琥珀酸。 需氧發(fā)酵并不是溶氧愈大愈好。溶氧高雖然有利于菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成，但溶氧太大有時(shí)反而抑制產(chǎn)物的形成。因?yàn)椋瑸楸苊獍l(fā)酵處于限氧條件下，需要考查每一種發(fā)酵產(chǎn)物的臨界氧濃度和最適氧濃度，并使發(fā)酵過程保持在最適濃度。最適溶氧濃度的大小與菌體和產(chǎn)物合成代謝的特性有關(guān)，這是由實(shí)驗(yàn)來確定的. 4.5總工藝流程列敘工藝流程：培養(yǎng)嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌對(duì)數(shù)期接種將菌種放在MRS培養(yǎng)基培養(yǎng)接種在三個(gè)燒瓶里中改變營(yíng)養(yǎng)因子條件改變理化控制條件37C下培養(yǎng)72小時(shí)無(wú)菌室中接種分裝試管中分別滴加含嗜熱鏈球菌的牛乳1mL編號(hào)密封測(cè)定菌種含量比較方差分析得到最產(chǎn)量最大的培養(yǎng)基配方與理化條件。5. 預(yù)期結(jié)果 結(jié)果表明優(yōu)化后的培養(yǎng)基利用的營(yíng)養(yǎng)因子為：玉米漿 、牛肉膏、乳糖 原 培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)因子配比為：蛋白陳 ，牛肉膏 ，乳糖 ，葡萄糖 ，番茄汁 ，其中際蛋白陳價(jià)格昂貴（零售價(jià)格約 元），而優(yōu)化后培養(yǎng)基的主要營(yíng)養(yǎng)因子為玉米漿其為生產(chǎn)玉米蛋白的副產(chǎn)品，價(jià)格低廉（價(jià)格約 一元kg），進(jìn)行酸處理后成本也不過 一元。因此，優(yōu)化后的培養(yǎng)基成本降低約 ，大大降低了成本。研究結(jié)果表明，嗜酸乳桿菌、嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌、嗜酸乳酸菌，在優(yōu)化后的培養(yǎng)基發(fā)酵液中，培養(yǎng) ，菌落數(shù)均高于原培養(yǎng)基發(fā)酵液的菌落數(shù)，達(dá)到 護(hù)以上，乳酸菌發(fā)酵液得到了濃縮，大大降低了乳酸菌發(fā)酵培養(yǎng)墓的成本，原料成本降低了約0，同時(shí)使菌種數(shù)量達(dá)到最大。6 方案實(shí)施時(shí)可能出現(xiàn)的問題與對(duì)策（1） 配料的R值因子,是影響乳酸菌生長(zhǎng)濃度的主要因素。（2） 微生物的生長(zhǎng)pH值范圍極廣，從pH8都有微生物能生長(zhǎng)。但是絕大多數(shù)種類都生活在pH5.09.0之間。7、 設(shè)計(jì)感受 7.1.關(guān)于本方案 通過正交試驗(yàn)優(yōu)化了乳酸菌發(fā)酵培養(yǎng)基,用價(jià)格低廉的原料(如玉米漿等)代替了價(jià)格昂貴的原料(如際蛋白陳),用其發(fā)酵嗜酸乳桿菌,嗜熱鏈球菌,保加利亞乳桿菌等,發(fā)酵液中菌落數(shù)均高于原MRS培養(yǎng)基發(fā)酵液的菌落數(shù)