论文总字数：20146字

摘 要

在工业生产中，酵母主要有两种存在形式。首先，传统的“鲜酵母”（或“湿酵母”；干物质含量约30%w/w），它是以块状或颗粒的形式在当地市场上出售。二是活性干酵母，它是紧凑颗粒的形式，是将湿酵母与乳化剂混合，然后在流化床中用热空气将湿酵母以非常快的干燥速度干燥到含94%干物质。

本文对酵母菌种的分离纯化、酵母菌在YPD培养基中的生长曲线、以单因素法和正交设计相结合优化酵母最佳摇瓶培养条件进行了研究，通过实验数据分析，建立生长动力学模型，进一步优化生产工艺条件。

首先应用稀释倾注法进行了对酵母菌的纯化分离,通过10倍梯度稀释得到单菌落的酵母菌,然后通过斜面接种,得到了研究所用的菌种。通过酵母菌在YPD培养基中的生长曲线测定,确定酵母的迟滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期四个阶段。

以单因素法和正交设计相结合优化酵母最佳摇瓶培养条件，研究结果表明最佳培养条件为初始pH4.6、温度27℃、装液量60mL/250mL、摇床转速220r/min。在5L台式罐的水平上，探索了酵母分批培养和补料分批培养工艺。分批培养时，发酵周期27h内酵母菌细胞干重增加7倍，菌体湿重达到最大值93.77g/L（干固物含量24%）。

关键词：活性干酵母；纯化；生产工艺；补料分批发酵 ；生长曲线

The Survey of Yeast Metabolism Kinetics And Production Process

Abstract

The product feeding yeast exists in different formulations. First, there is the traditional "fresh yeast" (or "wet yeast"; dry matter content about 30%w/w), which is sold on the local market in the form of blocks or granules. Second, there is active dry yeast in the form of compact granules and the instant dry yeast in the form of small porous sticks. By mixing it with an emulsifier and drying it very quickly with hot air to about 94% dry wt in a fluidized bed dryer.

In this paper, on the separation and purification of yeast species, yeast growth curve in YPD medium, in a single factor method, and combining the orthogonal design to optimize the best yeast shake flask culture conditions are studied, by analyzing the experimental data, growth dynamics model is established, further optimize the production process conditions.

Firstly, the yeast was purified and separated by dilution pouring method, and the yeast was obtained by 10 times gradient dilution. Then the strain was obtained by the slant inoculation.. By yeast in YPD culture medium growth curve determination determine yeast lag phase, logarithmic growth phase, stationary phase and decline phase.。

On the shake flask level, yeast fermentation technological conditions are optimized by the orthogonal experiment. The optimum fermentation conditions was temperature 27 ℃, the initial pH 4.6, shaker speed 220 r/min, shaking bottled liquid 60 ml/250 ml.

Batch cultivation and fed-batch cultivation was experimented in 5 L self-induced bioreactor, and the culture condition was optimized.In the batch culture, when fermentation time was 27 h, dry yeast weight was increased 7 times, and the wet yeast weight could be up to 93.77 g/L(content of dry solid 24%).

Key words: active dry yeast; purification; the production process; fill material batch fermen- tation;the growth curve

目 录

第一章 文献综述 1

1.1 酵母菌概述 1

1.1.1 酵母菌的概念 1

1.1.2酵母菌的分类 2

1.1.3 酵母菌的作用与用途 2

1.2 活性干酵母的生产工艺研究 4

1.2.1 酵母工业发展史与现状 4

1.2.2 我国酵母工业发展史 5

1.2.3活性干酵母的生产工艺 5

1.3 本论文的研究目的和主要内容 5

第二章 酵母摇瓶发酵工艺条件的优化 7

2.1 材料与方法 7

2.1.1 实验菌种 7

2.1.2 实验仪器及试剂 7

2.1.3 实验主要的培养基 8

2.2实验方法与步骤 8

2.2.1菌种的分离纯化 8

2.2.1.1斜面的制备 8

2.2.1.2平板的制备 8

2.2.1.3稀释倾注法分离纯化菌种 8

2.2.1.4分离纯化菌株转接斜面 9

2.2.2 酵母菌生长曲线的测定--比浊法 9

2.2.2.1实验步骤 9

2.2.3酵母摇瓶发酵工艺条件的优化 10

2.2.3.1酵母摇瓶发酵工艺条件的单因素实验 10

2.2.3.2酵母培养条件的正交实验 10

2.2.3.3 酵母细胞湿重检测 10

2.3 结果与讨论 11

2.3.1 酵母菌生长曲线的测定 11

2.2.2 活性干酵母培养条件的优化 12

2.2.2.1活性干酵母摇瓶发酵工艺条件的单因素实验 12

2.2.2.2 活性干酵母培养条件的正交实验 14

2.3 本章小结 15

第三章 发酵罐发酵实验 17

3.1 实验菌种 17

3.2 实验仪器及试剂 17

3.3实验主要培养基 18

3.4 实验方法 19

3.5 结果与讨论 19

第四章 酵母动力学模型的建立 21

4.1 酵母本征动力学研究 21

4.1.1 材料和设备 21

4.1.1.1 试验菌株 21

4.1.1.2 培养基 21

4.1.1.3 实验中主要的溶液 21

4.1.1.4 实验中所用的主要试剂 22

4.1.1.5 实验中所用主要设备 22

4.1.2 实验方法 22

4.1.2.1 培养方法 22

4.1.2.2 酵母生物量测定 23

4.1.2.3 残糖含量检测 23

4.1.3 结果与分析 24

第五章 结论与展望 26

5.1 主要结论 26

5.2 展望 26

参考文献 27

致谢 29

第一章 文献综述

1.1 酵母菌概述

1.1.1 酵母菌的概念

酵母菌是一个通俗名称，一般泛指能发酵糖类的各种单细胞真菌。由于不同的酵母菌在进化和分类地位上的异源性，因此很难对酵母菌下一个确切的定义^[1]，通常认为，酵母菌具有以下5个特点：(1)个体一般以单细胞非菌丝状态存在。(2)多数营出芽繁殖^[2]。(3）能发酵糖类产能。（4）细胞壁常含甘露聚糖。(5)常生活在含糖量较高、酸度较大的水生环境中^[3]。

酵母菌是兼性微生物，可以在无氧或有氧条件下都能存活，发酵工业上利用酵母生产的产品主要有两类：一类是厌氧发酵，其产品是酵母的各种代谢产物，如乙醇、甘油等； 另一类是好氧发酵，其产品是酵母细胞或细胞组成成分，如面包酵母、饲料酵母、商品酿酒酵母、药用酵母等。在厌氧发酵过程中，酵母细胞是副产物，发酵时调节生成的酵母细胞能满足形成代谢产物所需要的量，而并不希望形成过多的酵母细胞，否则会使代谢产物的得率下降。而在好氧发酵中，则要求尽可能多的形成酵母细胞，并尽力抑制代谢产物的生成。在实际生产中，则根据不同目的确定生产工艺，使酵母生长符合要求^[4]。

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