实验一 小型模拟发酵罐的演示试验 一、目的要求 了解小型发酵罐的基本结构并学习发酵罐的使用。 二、基本原理 发酵罐是进行液体发酵的特殊设备。生产上使用的发酵罐容积 大,均用钢板或不锈钢板制成;供实验室使用的小型发酵罐,其容积 可从约 1 L 至数百升或稍大些。一般来说,10 L 以下是用耐压玻璃 制作罐体,10 L 以上用不锈钢板或钢板制作罐体。发酵罐配备有控 制器和各种电极,可以自动地调控试验所需要的培养条件,是微生物 学、发酵工程、医药工业等科学研究所必需的设备。 各厂家生产的发酵罐会有所差别,但基本原理是相同的。现以上 海理工大学出产的 10L 罐为例,说明小型发酵罐的结构。 三、各部分结构 三部分结构:罐体和控制箱,空气压缩机(空压站),蒸汽发生 器(锅炉房),主要介绍罐体和控制箱。 罐体为一硬质玻璃圆筒,底和顶两端用不锈钢板及橡胶垫圈密封 构成,容积为 10 L,顶盖上有几个孔口(如图),分别是加料及接种 口、放置温度计口、补料口、放置 DO(溶解氧)电极口、放置温度电 极口、放置 pH 电极口、放置消泡电极口、放置取样管口、放置搅拌 器及冷凝管口
图 发酵罐顶盖及各孔口 1.加料及接种口; 2.放置温度计口;3.补料口;4.放置 D.O(溶 解氧)电极口;5.放置温度电极口; 6.放置 pH 电极口;7.放置消 泡电极口;8.放置取样管口;9.放置搅拌器及冷凝管口 发酵罐放置在罐座上,还设有灭菌入口、升温和冷却装置等。 本罐可配置不同性能的控制器。控制器能完成最基本的功能,它 由下列几部分构成: (1)参数输入及显示装置,用以输入控制发酵条件的各种参数及显示 发酵过程中罐内培养液的温度,pH、DO(溶氧)的测定数值。 (2) 电极校正装置用以校正 pH 电极和 DO 电极等。 (3)酸、碱泵用以向发酵罐加入酸液或碱液以调节培养液中的 pH。 (4) 消泡剂加入泵 用以向发酵罐加入消泡剂,以消除发酵过程中产 生过多的泡沫。 (5) 报警灯及蜂音器按钮 当发酵过程中,电路上发生故障,如显示
屏上显示温度或 DO 为闪动,即超出本机的测定值,则报警红灯亮并 发出“嘀、嘀.”声。按此钮则“嘀嘀”声可消除,但只有当故障 排除,红灯才熄灭。 (6) 自动或人工控制按钮用以决定本控制器是处在自动控制或人工 控制状态。 (7) 电极连接导线:有三条连接导线,分别与 pH、DO 和 AF(消泡)电 极连接
实验二 冻干发酵剂菌种的制备 一、实验目的 1.了解微生物发酵菌种的几种保藏方法。 2.掌握食品用发酵剂菌种低温冷冻干燥的基本方法。 3.了解微生物发酵剂菌种低温冷冻干燥的优点。 二、实验原理 发酵剂菌种的保藏对生产起着至关重要的作用。目前发酵剂菌种 的保藏形式主要有以下两种方法:液态发酵剂和固态发酵剂。固态发 酵剂分为三种:喷雾干燥发酵剂、浓缩干燥发酵剂、低温冷冻干燥发 酵剂。而低温冷冻干燥发酵剂是保藏发酵剂菌种的最有效的方法之 一。 三、实验材料 1.菌种:嗜热乳酸杆菌 2.培养基:MRS 培养基、脱脂乳 3.仪器设备:试管、滴管、离心机、安瓿瓶、低温冰箱、真空冷冻 干燥机 四、实验方法与步骤 1.菌悬液的制备 在培养好的试管斜面培养物中加入 2mL~3mL 保护剂(一般为 10%脱脂乳),洗下细胞或孢子,制成菌悬液;若液体培养,则将培 养好的液体培养物进行离心收集细胞或孢子,与等量保护剂混合,制
成菌种悬液。 2.分装安瓿瓶 用无菌毛细管或长滴管将菌种悬液加入安瓿瓶内。 3.预冻 预冻可在低温冰箱中进行,也可在附有冻结舱的冻干机中进行, 预冻的温度范围在-25℃~-40℃。 4.真空升华干燥 安瓿瓶菌种预冻后放入冻干机真空箱内,进行真空升华干燥。 5.真空封存与保藏 真空干燥后保持真空度 6.7Pa 以下,用火焰封存安瓿瓶口。置 4℃~10℃避光保存。 五、注意事项 1.不同发酵剂菌种的冷却速度不同,比如酵母菌的合适冷却速度为 3℃/min~10℃/min。 2.预冻的温度范围在-25℃~-40℃,若温度高于-25℃,则冻结不结 实,影响升华干燥。一般采用-35℃预冻 1h。 六、思考题 1.制备菌悬液过程中为什么要加入保护剂? 2.低温冷冻干燥保藏方法的优点?
实验三、四 甜酒酿的制作品尝 1.实验目的 (1)通过甜酒酿的制作了解酿酒的基本原理 (2)掌握甜酒酿的制作技术。 2.实验原理 以糯米(或大米)经甜酒药发酵制成的甜酒酿,是我国的传统发酵 食品。我国酿酒工业中的小曲酒和黄酒生产中的淋饭酒在某种程度上 就是由甜酒酿发展而来的。 甜酒酿是将糯米经过蒸煮糊化,利用酒药中的根霉和米曲霉等微 生物将原料中糊化后的淀粉糖化,将蛋白质水解成氨基酸,然后酒药 中的酵母菌利用糖化产物生长繁殖,并通过酵解途径将糖转化成酒 精,从而赋予甜酒酿特有的香气、风味和丰富的营养。随着发酵时间 延长,甜酒酿中的糖分逐渐转化成酒精,因而糖度下降.酒度提高, 故适时结束发酵是保持甜酒酿口味的关键。 3.实验材料 3.1 材料 糯米、酒药。 3.2 器具及其他用品 手提高压灭菌锅、滤布、塑料盒、不锈钢锅
4.实验流程 酒 药 洗米 蒸饭 淋水 降温 落缸搭窝 发酵 甜酒酿 5.实验步骤 5.1 洗米蒸饭 将糯米淘洗干净,用水浸泡过夜,捞起放于置有滤布的蒸屉上, 于锅内蒸熟(约 15-20min),使饭“熟而不糊”。 5.2 淋水降温 用清洁冷水淋洗蒸熟的糯米饭,使其降温至 35℃左右,同时使 饭粒松散。 5.3 落缸搭窝 将酒药均匀拌入饭内,并在洗干净的塑料盒内洒少许酒药,然后 将饭松散放入塑料盒内,搭成凹形圆窝,面上洒少许酒药粉。盖上塑 料盒盖。 5.4 保温发酵 于 30℃进行发酵,待发酵 2 d 后,当窝内甜液达饭堆 2/3 高度 时,进行搅拌,再发酵 1 d 左右即可。 6.实验结果 (1)发酵期间每天观察、记录发酵现象。 (2)对产品进行感官评定,写出品尝体会
实验五、六 酸奶发酵剂的制备及酸奶的酿制 一、实验目的 学习并掌握酸奶制作的基本原理和方法。 二、实验原理 酸奶是以牛奶等为原料,经乳酸菌发酵而成的一种具有较高营养 价值和特殊风味的发酵乳制品,是具有一定保健作用的食品。其基本 原理是通过乳酸菌发酵牛奶中的乳糖产生乳酸,乳酸使牛奶中酪蛋白 (约占全乳的 2.9%,占乳蛋白的 85%)变性凝固而使整个奶液呈凝 乳状态。同时,通过发酵还可形成酸奶特有的香味和风味(与形成乙 醛、丁二酮等有关)。按凝固状态可将酸奶分为凝固型酸奶和搅拌型 酸奶,二者基本工艺过程相似,本实验主要学习凝固型酸奶的制作方 法。 三、实验器材 1.活材料: 一般选用保加利亚乳杆菌(Lactobacillus bulgaricus)和嗜热 链球菌(Strep. tococcus thermophilus)。也有使用嗜酸乳杆菌 (L.acidophilus)和双歧乳杆菌如两歧双歧乳杆菌(Bifidobacterium bifidum)的,目前虽然有人认为它们保健作用更好,但由于不易培养 和有特殊异味,尚未全面推广使用。本实验使用前两种菌以 1:1 比 例混合接种。 2.培养基:
菌种活化及扩大用培养基:10%脱脂乳液,pH 自然。 发酵培养基:12%-13%全脂乳液加适当比例(如 8%)的白砂糖, pH 自然。 3.器材: 试管、烧杯、三角瓶、无菌吸管、酸奶瓶、温度计、玻璃棒、酒 情灯、电炉、打浆机或均质机。 四、实验方法 1.工艺流程: 全脂乳粉、砂糖、水 混合均匀 预热(60-70℃) 均质(15-18MPa) 灭菌(85-90℃,5-8min) 冷却(43-45℃) 接种 分装 封口 菌种 活化 母发酵剂 生产发酵剂 保温发酵(42-43℃,3-6h) 酸奶瓶 清洗 开水烫洗消毒 冷藏(2~5℃) 成 品 2.菌种活化和培养: (1)将脱脂乳液(要求乳粉或生新鲜牛乳不含抗生素)分装试管和三 角瓶.装量:18mm×180mm 试管:10mL/管;250mL 三角瓶:150mL /瓶。置于高压灭菌锅内 115℃,15min 灭菌。 (2)将冻干或液体保藏菌种接入脱脂乳试管中活化 2~3 次,至凝固 良好时,转接于三角瓶中(做成母发酵剂),接种量 1%~2%左右。 大规模生产时还需进行下一级扩大培养(即做生产发酵剂),接种量