味精发酵中温度自控对菌种繁殖的探讨

发表时间:2021/6/9   来源:《科学与技术》2021年第29卷第5期   作者:刘娜
[导读] :在微生物发酵管理中,温度是影响发酵质量的关键因素,
        刘娜
        中粮生化能源(龙江)有限公司  黑龙江省齐齐哈尔市 161000
        
        【摘要】:在微生物发酵管理中,温度是影响发酵质量的关键因素,目前,很多机构可以采用计算机控制发酵的温度,进而提升产品的转化率。本文针对味精发酵中的温度自控对菌种的繁殖情况进行分析,相关内容如下。
        【关键词】:味精发酵;温度自控;菌种繁殖;探讨
        发酵是微生物生产的关键工序,在以微生物生产味精的生产工艺流程中,温度是控制发酵质量的关键因素,在温度的影响下,工业生产的酶反应动力加快,微生物的繁殖速度和生产效率也有全面提升,但是值得注意的是,酶十分容易受到温度变化失去活性,如温度越高,整个酶活性也容易发生变化,直接影响生活的生成,此外,在特殊的温度影响下,发酵液的物理性质也会影响发酵效果,如在特殊的生物和氧的影响下,发酵效果可能会发生正、负面两个方面的反应,直接影响了生物的合成方向和质量,对整个菌种的生物调节机制也会带来影响。
        1.简述味精发酵中微生物的生长特性
        谷氨酸是味精发酵的直接微生物,因为谷氨酸的会产生多个
        菌种在生产工艺中,菌种的质量严重影响到后期晶体的质量,因此在各企业,菌种的引进,培育均是重中之重。在我们企业中,前期生产工艺中采用的是亚适量菌种,虽然亚适量的菌种有一定的优势,但也有一定的弊端,生长周期长,消耗大,增加了企业的成本。后期我们引进温敏菌种,顾名思义,温敏菌种对温度的要求非常严格。亚适量菌种对温度可以采用阶梯式进行,而温敏菌种要求的是恒温32℃更有利菌种生长。确保菌种生长周期一般为15小时,通过控制温度可以选择菌种,并科学确定发酵过程。在发酵前期,菌种生长繁殖迅速,时间可持续1小时-12小时,消毒后的谷氨酸培养液在流量监控下进入谷氨酸发酵罐,经过罐内冷却蛇管降温服冷却32℃,置入菌种,氯化钾,硫酸锰,消泡剂及维生素等,通入消毒空气,经过一段时间适应后发酵过程即开始缓慢进行,此时的温度需要控制在32摄氏度-25摄氏度;若温度过高可能会导致菌种发育过快,菌种衰老问题严重,会直接影响后期产物的生成;若控制温度过低,谷氨酸发酵是一个复杂的微生物生长过程,谷氨酸菌摄取原料的营养并通过体内特定的酶进行复杂的生化反应。培养液中的反应物通过细胞壁和细胞膜进入细胞体内,将反应产物转化为谷氨酸产物。整个发酵过程一般经历3个时期,即适应期,对数生长期和衰亡期。每个时期对培养液浓度,温度,ph值及供风量都有不同要求,因此在发酵过程中必须为菌体的生长代谢提供适宜的生长环境。会减弱菌种的繁殖速度,更会延长整个发酵周期。
        在发酵中期,整个菌种进入了生长稳定阶段,此时的发酵温度可以控制在35摄氏度-37摄氏度,该阶段的菌种主要以生长为主,繁殖数量不多;持续时间为12小时-24小时。
        在发酵后期,发酵的温度需要控制在37摄氏度-39摄氏度经过大约34小时的培养,当产酸,残糖,密度等指标均达到一定要求时即可放罐。
        因为后期的谷氨酸脱氢酶的最佳温度比菌体的生长繁殖要求的温度高,因此在发酵后期需要适当地提高温度增加谷氨酸的产量。值得注意的是,在发酵后期,需要适当地提升温度来提高谷氨酸的产量,但是控制时间不定,按照实际的装罐要求即可。
        2.味精发酵的温度控制要点
        在味精发酵的时候需要对温度进行充分的控制,传统的手工控制温度的方法存在较多弊端,如容易导致人为操作误差,针对此,可以采用计算机自动控制技术提升温度控制的进度,可针对味精发酵的设计自动控温程序,以此来减少人工控制温的劳动力,提升谷氨酸的产量。
        该系统采用闭环温度控制装置,其中设置温度测量设备来实现温度探测以及信号模拟;借助计算机控制系统和辅助设备来接受并控制信号,完成温度控制和分析功能;利用动力设备来为味精发酵控温(表1所示)。

        以上结果可知,采用计算机自动化控制系统方式可以提升酒精发酵的生产效率和工艺,满足了我国味精的工业化生产要求,整体来看,整个个生产工艺技术有明显提升,对比手工温度控制方式,计算机温度控制方式可以缩短发酵周期(约3小时);还能够提升平均发酵转化率(5%)。提升了味精的单位生产产量,还能够减少不正常罐头次问题。
        3结语
        综上所述,采用计算机温度控制方式可以提升味精发酵的效果,对比传统的原手工温度控制方式,这种处理方式的效果好,还能够确定最佳的发酵温度,并结合实际的生产环境调整生产菌种的最佳温度,保证菌种在最适合的温度中生长,全面提升了味精发酵的产酸率以及发酵率,保证了味精生产的质量。
        【参考文献】
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        [3]林剑,郑丽,郭尽力,杨建州.苏云金杆菌在味精废水中的培养与发酵特性[J].生物技术,1998(05):32-35.
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