情境2檸檬酸的發(fā)酵生產(chǎn)任務(wù)4：檸檬酸發(fā)酵罐發(fā)酵任務(wù)描述搖瓶種子制備完成后，按10%接種量接入發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵過程中，應(yīng)進(jìn)行溫度、pH、補料、泡沫等因素的控制，應(yīng)對菌體生長情況、酸度、殘?zhí)堑冗M(jìn)行檢測。具體任務(wù)包括：發(fā)酵培養(yǎng)基的制備→發(fā)酵罐及培養(yǎng)基滅菌→接種→發(fā)酵過程控制及檢測。通過控制溫度、pH值、罐壓、通風(fēng)量、攪拌轉(zhuǎn)速等因素，使其產(chǎn)生更多的目的產(chǎn)物。任務(wù)目標(biāo)知識目標(biāo)：1、了解滅菌概念及影響因素，熟悉常用工業(yè)滅菌方式；2、了解空氣凈化原理及流程；3、掌握影響發(fā)酵的因素及控制方法；4、了解染菌的概念，掌握染菌檢查及防治的方法。能力目標(biāo)：1、掌握發(fā)酵罐發(fā)酵的操作；2、學(xué)會發(fā)酵過程控制、取樣及檢測方法方法。素質(zhì)目標(biāo)：1、責(zé)任意識2、無菌意識一、實施準(zhǔn)備1、實驗主要儀器設(shè)備5L發(fā)酵罐及附件、電熱恒溫水浴槽、立式滅菌鍋、超凈工作臺、恒溫振蕩器2、材料與試劑菌種：黑曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基：20%玉米粉糖化全液與過濾后的玉米糖化清液1：5混合。試劑：0.1429mol/LNaOH、1%酚酞試劑、pH計、稀碘液二、實施步驟1、發(fā)酵培養(yǎng)基的配制將玉米粉用100目篩子篩好備用，稱取750g玉米粉于合適容器中，同時加入自來水3000mL，即質(zhì)量比自來水：玉米粉為4:1，混勻；邊加熱邊攪拌培養(yǎng)基，待加熱到90℃后，加入高溫淀粉水解酶1.9-3.8mL，加熱攪拌恒溫保持20～30min，防止糊化粘壁，用碘指示劑檢驗不變藍(lán)，即糖化完全。得到20%玉米水解液全液。取出390mL，其余的用濾布（2-4層紗布）過濾，得到透明清液，然后將未過濾的全液與過濾后的清液混勻，調(diào)pH至4.0。2、發(fā)酵罐準(zhǔn)備及操作（1）滅菌前的準(zhǔn)備工作①發(fā)酵罐的清洗發(fā)酵罐使用前后都應(yīng)認(rèn)真清洗，特別是前后兩次培養(yǎng)采用不同的菌株時，更應(yīng)注意清洗和殺菌工作。②裝入配制好的培養(yǎng)基2.7L，蓋好罐蓋。③將標(biāo)定好的pH電極和溶氧電極分別插入罐蓋上對應(yīng)的孔中并旋緊壓塞，將電極導(dǎo)線取下，并用牛皮紙將電極的導(dǎo)線接口部包住，以防止滅菌過程中電極的導(dǎo)線接口部進(jìn)水。④將溫度電極和消泡電極取出。⑤用硅膠管與排氣管相連，再將一玻璃漏斗插入硅膠管的另一端，用8層紗布將漏斗包好，再包上牛皮紙。⑥卸下空氣過濾器頂端的進(jìn)氣膠管，用夾子夾死過濾器與罐蓋空氣進(jìn)口間的硅膠管，以防滅菌時培養(yǎng)基倒流。⑦夾緊取樣出口的夾子，并放松連通取樣器頂端口與平衡口間硅膠管中的夾子。⑧在發(fā)酵過程中使用物料管進(jìn)行補料或調(diào)pH值及消泡時，將物料分別放入補料瓶中（裝液量不得大于總?cè)莘e的70%）并連接好補液管和補料瓶空氣過濾器，以便補料瓶與發(fā)酵罐一起滅菌。注：當(dāng)使用補料針進(jìn)行補料時，補料瓶裝好管路后單獨進(jìn)行消毒。（2）滅菌鍋滅菌將發(fā)酵罐、補料瓶放入大的滅菌鍋中；根據(jù)滅菌鍋的操作要求于121℃滅菌30分鐘。滅菌過程中升溫和降溫速度不宜過快。（3）滅菌后當(dāng)滅菌完成后，溫度降到60℃以下時，打開滅菌釜，確認(rèn)發(fā)酵罐上所連接的管路完好后，將罐取出。罐體裝在基座上，連接好電極導(dǎo)線。連接好夾套冷卻水，冷凝器冷卻水管道，接通空氣管道，放開過濾器與罐蓋之間的夾子，通過流量計上的針閥調(diào)節(jié)流量，當(dāng)空氣進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)，剝?nèi)ヅ艢夤苣┒说呐Ｆぜ垼啿伎杀Ａ簦{(diào)節(jié)空氣流量。連接好電源線，設(shè)定溫度和攪拌速度，以3~5L/min的通氣量通入無菌空氣，接通冷卻水管打開攪拌在低轉(zhuǎn)速下進(jìn)行培養(yǎng)基的冷卻。（4）發(fā)酵①接種

接種是在發(fā)酵罐頂部接種口進(jìn)行。適當(dāng)降低通風(fēng)量，在接種口四周纏繞上經(jīng)酒精浸泡的脫脂棉，點燃后戴上石棉手套，迅速打開接種口，將菌種加入到發(fā)酵罐中，接入300mL種子液，然后將接種口蓋子在火焰中滅菌后蓋好，開始培養(yǎng)。②培養(yǎng)

轉(zhuǎn)速為400轉(zhuǎn)／分鐘；通風(fēng)：0~18小時為0.1vvm；18~30小時0.15vvm；30小時后為0.25vvm；溫度：35℃。（5）過程監(jiān)控0小時：取樣測定總糖和還原糖；24~48小時：每隔12小時取樣鏡檢、測定總酸、還原糖、總糖、檸檬酸濃度；48~72小時：每隔8小時取樣鏡檢、測定總酸、還原糖、總糖、檸檬酸濃度；72~96小時：每隔6小時取樣鏡檢、測定總酸、還原糖、總糖、檸檬酸濃度；3、發(fā)酵過程分析檢測（1）黑曲霉鏡檢染料：草酸銨結(jié)晶紫液(A液：1％結(jié)晶紫95％酒精溶液：B液：1％草酸銨溶液。取A液20mL，B液80mL混合，靜置48小時后使用)鏡檢過程：涂片→干燥→固定→染色→水洗→干燥→鏡檢（2）總酸的測定（參見附件1）（3）還原糖的測定（參見附件2）（4）總糖的測定（參見附件3）（5）pH、溶氧的跟蹤測定（從二次儀表直接讀取）（6）檸檬酸的測定（參見附件1）三、結(jié)果記錄1、發(fā)酵培養(yǎng)時，按照一定的時間間隔取樣測定并記錄。2、作出發(fā)酵過程中總糖、還原糖、檸檬酸、pH、溶氧的時間變化曲線。時間／h菌絲形態(tài)總糖濃度/(g/L)還原糖濃度/(g/L)檸檬酸濃度/(g/L)總酸濃度/(g/L)pH溶氧0

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