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摘 要

醋酸杆菌在液态发酵下的动力学研究，首先对不同的条件进行研究，得到最佳的生产工艺条件，再建立醋酸杆菌于液体发酵方式下的发酵动力学模型，旨在为醋酸生产行业提供相应的数学模型，以利于更好的预测和控制醋酸发酵过程，提高原料的利用率，从而增加经济效益和社会效益。动力学研究的结果也有助于发酵过程的优化，醋酸发酵动力学的研究，对选择合适的发酵工艺条件，提高发酵效率极具指导意义。

本文对许氏醋酸菌的分离纯化、许氏醋酸菌在发酵培养基中的生长曲线、以及单因素法和正交设计相结合优化醋酸菌最佳摇瓶培养条件进行了研究，通过实验数据分析，得出的最有利于许氏醋酸菌产酸的组合即培养条件为接种量为10%，初始酒精添加量为3%，初始底酸为4%，并计算得到该菌的一个适宜发酵的条件的数学模型，可以在现实生产中节约成本，提高效益，提高发酵效率并且优化发酵过程。

关键词：醋酸杆菌 生长曲线 发酵动力学　

Study on fermentation kinetics of acetic acid bacteria

Abstract

The kinetics study of acetobacter bacillus under liquid fermentation first studied different conditions, obtained the best production conditions, and then established the fermentation kinetics model of acetobacter acetic acid in the liquid fermentation mode, aiming to provide corresponding acetic acid production industry The mathematical model helps to better predict and control the acetic acid fermentation process, increase the utilization of raw materials, thereby increasing economic and social benefits. The results of the kinetic study also contribute to the optimization of the fermentation process and the study of the acetic acid fermentation kinetics, which is of great significance for the selection of suitable fermentation process conditions and the improvement of the fermentation efficiency.

In this paper, the separation and purification of H. acetobacter, the growth curve of H. aeruginosa in the fermentation medium, and the optimization of acetic acid bacteria in shake flask culture conditions by single factor method and orthogonal design were studied. The most favorable combination for the production of acid by Hsu's acetic acid bacteria was the culture conditions of 10% inoculation, 3% initial alcohol addition and 4% initial base acid, and a suitable fermentation of the bacteria was calculated. The mathematical model of conditions can save costs, increase efficiency, increase fermentation efficiency and optimize the fermentation process in real production.

Key words: Acetobacter acetate；Growth curve；Fermentation kinetics

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 醋酸杆菌概述 1

1.1.1醋酸杆菌的概念 1

1.1.2醋酸杆菌的分类方法 1

1.1.3醋酸发酵 2

1.2醋酸生产研究进程 2

1.2.1醋酸应用及分类 2

1.2.2国内外研究进展 3

1.2.3醋酸发酵的生产工艺流程 4

1.3本论文的研究目的和主要内容 4

第二章 醋酸菌发酵工艺的优化 5

2.1材料与方法 5

2.1.1实验菌种 5

2.1.2实验仪器及试剂 5

2.1.3实验主要的培养基 6

2.2实验方法与步骤 7

2.2.1灭菌及菌种活化 7

2.2.2菌种的分离纯化 7

2.2.3许氏醋酸菌摇瓶发酵工艺条件的优化 8

2.2.4分析方法 9

2.2.5结果与讨论 10

2.3许氏醋酸菌培养条件的正交试验 13

2.4醋酸菌菌体OD值与菌体浓度的换算关系 14

2.5发酵罐发酵实验 14

2.5.1实验方法 14

2.6本章小结 15

3.1发酵动力学模型的建立 16

3.1.1菌体生长动力学模型 16

3.1.2产物生成动力学模型 18

3.1.3底物消耗动力学模型 20

3.2结果与分析 22

第四章 结论与展望 23

4.1主要结论 23

4.2展望 23

参考文献 23

致谢 26

绪论

醋酸杆菌概述

1.1.1醋酸杆菌的概念

醋酸菌（acetic acid bacteria，AAB）是指能以氧气为终端电子受体，氧化醇类，糖类，糖醇类生成相应的有机酸，糖醇，酮的革兰氏阴性细菌的总称^[1]。醋酸菌为严格需氧型细菌，氧气在呼吸代谢中是电子的最终受体，大部分醋酸菌都能通过呼吸作用氧化乙醇，在培养基中最终积累醋酸。醋酸菌分为能运动的菌体和不运动的菌体，能运动的菌体周身长满了鞭毛。醋酸菌主要栖息于食醋，酒饮料，发酵食品，果实等中。

醋酸菌有许多种形态，主要分为通过周身鞭毛运动或不能运动两大类。运动型菌鞭毛周生，不能形成内孢壁。醋酸菌细胞以单生，成对或短链的形式存在。醋酸菌氧化酶阴性，能够氧化乙醇成醋酸，并能将乳酸和醋酸进一步氧化成CO₂和H₂O。醋酸菌具有高度的变异特性，在平板分离的时候就可能改变其性质，因此醋酸菌的较好保存方法应在液体培养基中连续传代^[2]。

1.1.2醋酸杆菌的分类方法

1.1.2.1表型分类法

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