第一篇：利用丙酮丁醇发酵废水偶联乙醇发酵的研究（模版）
利用丙酮丁醇发酵废水偶联乙醇发酵的研究*
左文朴1 裴建新1 庞浩
1黄志民1 黎贞崇1
韦宇拓2 黄日波1, 2
（1.广西科学院国家非粮生物质能源工程技术研究中心，广西 南宁 530003；2.微生物及植物遗传工程教育部重点实验室，广西 南宁 530005）
摘要：丙酮-丁醇发酵生产过程中产生大量废液，本研究以一株从自然环境中分离得到的酿酒酵母GXAS-BT9作为发酵菌株，利用丙酮-丁醇发酵的废液作为乙醇发酵的配浆用水，进行乙醇发酵。实验结果表明：GXAS-BT9菌株的乙醇发酵产率随着废液比例的升高而增加，即使使用100%废液作为配浆用水，玉米粉和木薯粉作为原料的的乙醇产率分别达到14.27%（v/v）和14.26%（v/v），比对照分别提高了14.7%和9.6%。本研究将丁醇发酵与乙醇发酵偶联起来，实现了水的循环利用，同时大大减少了污水的排放量。
【关键词】 丙酮-丁醇发酵 废水 乙醇发酵 偶联 中图分类号： 文献标识码：
文章编号：
Study of resuing the waste water of acetone-butanol fermentation by coupling alcoholic
fermentation Zuo Wen-pu1 Pei Jian-xin1 Pang Hao1 Huang Zhi-min1 Li Zhen-chong1 Wei Yu-tuo2
Huang Ri-bo1, 2
(1.National Engineering Research Center for Non-food Biorefinery, Guangxi Academy of Science, Nanning 530003, Guangxi;2.Key Laboratory of Microbial and Plant Genetic Engineering of Ministry of Education, Guangxi University, Nanning 530005, Guangxi)
Abstract: A lot of waste water was produced from Acetone-butanol fermentation, this research take use of strain GXAS-BT9, which was a Saccharomyces cerevisiae separated from the natural environment, as the ethanol fermented strain and the waste water from Acetone-butanol fermentation as fermentation water.The results show that the ethanol production rate increase with the increase of the proportion of wastewater, ethanol production rate increase 14.7% and 9.6% when using cornmeal and cassava meal, reached 14.27%（v/v）and 14.26%（v/v）respectively.Coupling the Acetone-butanol fermentation and ethanol fermentation will solve the water recycling and reduce the sewage discharge greatly.Key words: AcetoneRediscovering a Renewable Fuel [J].BioWorld Europe，2006，:16-19.Zverlov V., Berezina O., Velikodvorskaya G., et al.Bacterial Acetone and Butanol Production by Industrial Fermentation in the Soviet Union: Use of Hydrolyzed Agricultural Waste for Biorefinery [J].Applied Microbiology and Biotechnology，2006，71（5）:587-597.[3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Knoshaug Eric, Zhang Min.Butanol Tolerance in a Selection of Microorganisms [J].Applied Biochemistry and Biotechnology，2008，Lee S.Y., Park J.H., Jang S.H., et al.Fermentative Butanol Production by Clostridia [J].Biotechnol Bioeng，2008，101（2）:209-228.王凯军, 秦人伟.发酵工业废水处理[M].北京: 化学工业出版社, 2000.王宇新, 刘学选.光合细菌法综合处理丙酮-丁醇发酵废水 [J].水处理技术，1995，21（5）:291-294.周忙扣, 赵传义.厌氧-好氧生物法治理酒精醪液 [J].江苏环境科技，2000，13（4）:10-12.Keis S., Bennett C.F., Ward V.K., et al.Taxonomy and Phylogeny of Industrial Solvent-Producing Clostridia [J].Int J Syst Bacteriol，1995，45（4）:693-705.陈陶声, 陆祖祺.发酵法丙酮和丁醇生产技术[M].北京: 化学工业出版社, 1991.Kurtzman C.P., Fell J.W.The Yeasts, a Taxonomic Study, 4th Ed.[J].Amsterdam: Elseviers Scientific，1998，35:165-168
第二篇：乙醇发酵实验
乙醇发酵实验
一、学习任务分析
乙醇发酵实验是必修一《分子与细胞》中第三章“细胞的代谢”第四节“细胞呼吸”中一个演示实验。发酵作为呼吸的一种在日常生活中时有接触，为学习《细胞呼吸》这一节的理论打下实践基础。此演示实验对日常生活或是工业生产都有重要意义，是制酒关键性过程。本实验教师演示为主，在实验过程中共同理解实验条件，学习实验原理性的理论知识，最后布置兴趣性实验，让学生用学到的理论知识尝试在课外做果醋、果酒。
二、学习者分析
学生在学习本次演示实验之前，已经基本了解细胞呼吸的概念和原理，学习了有氧呼吸和无氧呼吸等理论性知识。此外，学生在日常生活中时常接触“发酵”的概念，对发酵得到的产品十分熟悉，学生在学习了部分原理性知识后，迫切希望了解日常生活中的酒、果醋、酱油。酸奶等是怎么制作的。而且，高二的学生已经具备较好的假设、演绎、抽象和系统的思维，并且本班学生好奇心旺盛，爱思考，爱提问，动手能力极强，对演示实验具有浓厚的兴趣。
三、教学重难点设计
1、教学重点：理解乙醇发酵实验的原理。
2、教学难点：乙醇发酵实验的操作性演示以及实验过程中现象的解释分析。
四、教学目标设计
1、知识与技能目标：理解乙醇发酵的原理。
2、过程与方法目标：掌握乙醇发酵实验的各个步骤。
3、情感态度价值观目标：树立严谨认真的科学实验观。
五、教学过程
1、实验导入
同学们在日常生活肯定都见过酒，不少同学可能还喝过，那同学们知道“酒”是怎么制作出来的么？（学生活动：发酵）
在学习了细胞的有氧呼吸和无氧呼吸之后，我们都知道“发酵”的实质是细胞的无氧呼吸。今天在课堂上我们一起来动手来制制酒。
2、演示实验
给同学五分钟时间浏览课本P78页的实验操作内容，浏览实验后面的4个问题。在同学看书的5分钟时间里，教师准备一切实验用具，将实验所用器材摆放在全班同学都能看到的地方，准备就绪。5分钟后，老师开始演示实验。
(1)首先取10%葡糖糖溶液30ml注入广口瓶中，并置于35℃水浴中预热。
(2)取于酵母3g，用15ml、30℃温水化开后，立即倒入预热过的广口瓶中，充分振荡，使葡萄糖与酵母混合，混合液应该占广口瓶容积1/3左右。
(3)迅速向混合液表面滴加一薄层液体石蜡。用带玻璃导管的橡皮塞塞住广口瓶，让玻璃导管的另一端伸入大试管的液面以下，并将广口瓶置于30℃左右的水浴中。
3、同学仔细观察老师在实验中的操作，结合实验讨论思考为什么要这么操作。学生观察最后的实验结果，得出实验最终产物。
4、教师通过本次实验讲解乙醇发酵
5、师生共同探讨解决书本P79页实验讨论问题
(1)广口瓶、大试管内出现哪些？拔掉广口瓶的塞子后会闻到什么气味？试分析其中的原因。
（答案：广口瓶内液面有些许下降，大试管中出现气泡。拔掉广口瓶的塞子后会闻到酒味。因为酵母菌无氧呼吸将葡萄糖氧化成酒精。）
(2）为什么在广口瓶中要加入30mL10%的葡萄糖溶液，并置于35℃水浴中预热？（答案：葡萄糖是原料，溶液颗粒小更容易被酵母菌利用，35℃的水浴易于酵母菌生长繁殖，利于最大程度提高酶活性。）
(3)为什么在广口瓶的混合液表面滴加一薄层液体石蜡？
（答案：防止产生的二氧化碳从广口瓶中溢出，从而在大试管中看不到气泡。同样，产生的酒精易于挥发，液体石蜡能防止酒精挥发。）
(4)实验中为什么要使酵母悬液与葡萄糖溶液充分混合，并将广口瓶置于30℃水浴中？（答案：两者充分混合，更利于酵母菌利用葡萄糖，30℃的水浴易于酵母生长繁殖，也有利于保证较高的酶活性。）
六、教学设计方案的评价与修改。（课后）
七、板书设计
演示实验：乙醇的发酵
第三篇：利用秸秆发酵蛋白饲料研发流程
利用秸秆发酵蛋白饲料生产流程
前言
利用各类生物秸秆再生资源，用微生物发酵蛋白饲料项目，在我国已经有四十多年的研发历史，截至现在，我国各大高等院校和科研机构，利用秸秆纤维素微生物发酵蛋白饲料，其蛋白回收率均未突破26%以上，国内秸秆微生物发酵蛋白饲料含量达到40%以上的生产企业，仍然是空白。该产品理化指标、技术参数、产能回收率、品质效率十分稳定，蛋白饲料原料成本、发酵设备和工艺成本、水电汽费用成本差异化优势突出。产品成本低廉，且市场需求巨大，拥有加工原料广、成本相对低廉，具有市场竞争力。该项生物质蛋白饲料的研发成功和中试投产，将改写饲料行业生产及加工格局，是历史性的秸秆再生资源科学利用的典范。是微生物发酵蛋白饲料产业化“革命”的进程。是全世界人类绿色利用生物质资源的新方法。是可持续性发展的高科技型项目。将解决中国每年进口大量蛋白粉的问题，以满足国内需求。该产品完全替代骨肉粉、虾粉、豆粕粉的营养成分，产品的大量应用，将终结养殖业的抗生素、化学添加剂时代。
政策背景:国家政策支持、绿色环保，促进农业秸秆利用及饲料加工蛋白原料补充，利国利民，改写全国饲料加工业的原始模式，开创国内唯一知识产权创新产品。能够改变国内长期依靠进口饲料蛋白的历史。能够长期有效的保护海洋动物，逐步淘汰捕捞海洋鱼虾饲料蛋白的加工，实现青山绿水、低碳循环、生态发展的绿色中国。项目支持政策文件如下：
1、国务院办公厅关于推进农村梦一二三产业融合发展的指导意见 国办发〔2015〕93号
2、中共中央 国务院关于加快推进生态文明建设的意见(2015年4月25日)
3、《国务院办公厅关于加快转变农业发展方式的意见》（国办发〔2015〕59号）
4、《全国农业可持续发展规划(2015-2030年)》发布(全文)（2015年5月28日）农计发[2015]145号
5、《关于进一步加快推进农作物秸秆综合利用和禁烧工作的通知》（发改环资〔2015〕2651号）
6、《关于加快发展农业循环经济的指导意见》发改环资[2016]203号
7、《关于推介发布秸秆 “五料化”利用技术的通知》农科(能生)函〔2016〕第213号
8、六部委关于印发《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》的通知（农计发[2016]90号）
9、农业部办公厅关于征集农作物秸秆综合利用典型模式的通知（农办科〔2016〕23号）
10、国务院关于印发“十三五”控制温室气体排放工作方案的通知（国发 〔2016〕 61 号）
11、关于印发农业综合开发区域生态循环农业项目指引（2017-2020年）的通知（农办科〔2016〕93号）
12、农业部关于印发《全国饲料工业“十三五”规划》的通知 农牧发[2016]13号
13、工业和信息化部办公厅《关于开展绿色制造体系建设的通知》工信厅节函〔2016〕586号）
14、国家发展改革委关于印发《全国农村经济发展“十三五”规划》的通知 发改农经[2016]2257号
15、国务院关于印发全国农业现代化规划（2016-2020年）的通知 国发[2016]58号
16、农业综合开发区域生态循环农业项目指引（2017-2020年）农办计[2016]93号
产品用途: 主产品：秸秆蛋白粉主要用途：水产动物、毛皮动物、蛋禽、仔猪等饲料加工添加蛋白来源及育肥。在饲料工业中广泛地使用，改善饵料必需的氨基酸总体平衡十分有效。也可直接按照蛋白含量不同加工颗粒饲料。蛋白饲料菌体细胞破壁处理，牲猪对饲料蛋白质的消化吸收率为90.3%，蛋鸡达到91.1%以上。可替代畜禽水产动物日粮中的鱼粉、肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉，可降低生产成本和销售成本30%--50%以上。不含沙门氏菌、黄曲霉菌、大肠杆菌和有害菌，对人、畜禽水产动物无害、无毒副作用，无环境污染和交叉污染。添加在粉料、粒料和预混料中性能均很稳定，流动性好，无静电吸附，可耐受胃酸和制粒高温，活菌率高。秸秆发酵蛋白饲料菌体又称单细胞菌群，其营养十分丰富。据分析，菌体蛋白的主要营养成分为：水分8.6%、粗蛋白65.10%、粗脂肪0.13%、粗纤维0.11%、粗灰分5.05%、无氮浸出物24.01%。饲料菌体蛋白质含有20多种氨基酸，包括8种生命活动所必需的氨基
酸，氨基酸总量占干物质的52.9%，比秘鲁鱼粉约高5.3%，比肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉大约高6—10%，且氨基酸匹配齐全，接近于FAO(联合国粮农组织)推荐的理想氨基酸组成模式。此外，饲料菌体还含有丰富的B族维生素、酶类、激素、多糖、矿物质和未知的促生长因子。比优质鱼粉含量高10%以上，更是肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉高出15%以上，突出动物生长必须氨基酸成分的差异化优势产品。是替代鱼粉、肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉的廉价蛋白饲料。
副产品：纤维素复合酶，常规生产企业的纤维素复合酶生产成本大约5000--7000多元/吨以上，市场盈利较低，本项目秸秆液态深层联产发酵蛋白饲料和纤维素复合酶，基本是附加产品，无生产成本或廉价、较低的成本，仅仅添加离心机和低温干燥浓缩粉碎机电费成本，产品附加值在5--10万元/吨以上。该产品添加到饲料中对水产畜禽动物体重或乳汁有显著的增长。
以及高蛋白(氨基酸)保健营养品等相关下游产品的开发利用。纤维素复合酶在工业运用效率越来越普遍，在纺织印染业、工业洗涤行业、食品工业、日化行业使用量持续攀升。
四、国内蛋白饲料需求量
2015年，我国饲料总产量达2.18亿吨（2014年1.97亿吨），我国畜牧业和饲料工业蛋白质饲料原料的对外依存度超过７０％，是全球蛋白质原料最大进口国，而利用废弃生物质资源开发蛋白质原料潜力巨大。
我国饲料生产中的蛋白原料主要是：鱼粉、肉骨粉和豆粕等；它们的蛋白质含量分别为65％、55％和43％，但鱼粉、肉骨粉、大豆的需求量，长期依赖国际市场，国内生产供应不足，全球资源短缺，致使蛋白饲料原料价格不断上涨，饲料成本不断提高，已经成为制约我国畜牧业发展的重要因素。蛋白质饲料进口以鱼粉和乳清为主，而中国鱼粉和乳清的进口量居世界第一。
2015年我国饲料总量突破2亿吨，蛋白饲料需求量5000万吨/年，我国自产蛋白饲料(鱼粉、豆粕)不足800万吨/年，严重的影响了市场价格和供需问题，制约了畜禽水产养殖业的发展。因此，我国大量的进口蛋白饲料，2015年我国大豆进口量达到8169万吨，比2014年提高14.4%。是国内生产量的6.8倍，约占世界大豆贸易量的70%，国内消费量的87%，这在所有农产品中进口依存度是最高的。大豆榨油量20%以上，70%以上豆粕弥补我国蛋白饲料生产不足。这反映出中国对豆粕的需求强劲。豆粕是动物饲料中的主要成分。而豆粕是生产生物蛋白的原料，从而说明了中国饲料加工业对生物蛋白的需求和剧烈增长。国家如果停止进口大豆，国内蛋白饲料一定短缺，将严重的影响畜牧业，引起肉蛋奶供应问题而急速影响我国居民生活。为此国家十三五规划中提出了增加大豆产量及生物蛋白饲料开发的部署是密切相关的，从而弥补国内需求量。完全符合国家大力发展生物秸秆畜牧养殖、生物饲料、绿色循环发展的总要求。长期以来我国大量进口大豆，出口豆粕，在进口国外利用豆粕生产的蛋白饲料，是我国在蛋白饲料加工技术上的落后和不足。该项目就是要改变这种长期依赖进口的模式，利用自主知识产权加工和利用生物质秸秆、豆粕等原料生产饲料蛋白，实现以出口为主，进口为辅的贸易格局，为国家创收外汇。
一、菌种育种技术差异化优势
1、出发菌种
秸秆木质素、半纤维素、纤维素，用出发单一菌种或3株以下的出发菌种混合发酵，均达不到分解高效率，必须甄选和匹配5株以上的同属菌种，混合发酵温度、PH值、溶氧、碳氮比例必须相习性、互补性。否则，达不到混菌发酵高效率。本项目秸秆木质素分解菌达到6株真菌菌种，半纤素分解真菌菌种达到6株以上，纤维素分解真菌菌种达到8株以上。合计20株分解木质素、半纤维素、纤维素能力的真菌菌种。
1、偏利生菌种
有了以上20株真菌菌种，对秸秆42%的碳源发酵分解效率、仅完成50%左右，必须匹配偏利生菌种，本项目已 匹配多组合偏利生菌群：糖化真菌菌种5株，蛋白分解真菌菌种5株，畜禽生长关键性必须氨基酸(蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸、亮氨酸、甘氨酸)真菌菌种5株，高活性纤维素酶真菌菌种7株，合计22株偏利生真菌菌种，协助以上20株纤维素分解菌种，将秸秆42%以上的碳源，以纤维素酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶……等20多种酶，催化多聚糖为多组合酵母类菌种提供生长养分为目标效率。
2、蛋白菌种
有了以上42株真菌菌种，仅对秸秆木质素、半纤维素、纤维素发酵产生纤维素酶、淀粉酶、糖化酶、蛋白酶……
等20多种酶，以酶制剂催化多聚糖的功能，还不能够产生蛋白饲料的发酵底物，因此，本项目匹配各类酵母菌种36株以上，而这些酵母真菌多组合菌群，有分解木聚糖、葡萄糖、果胶糖、淀粉糖、纤维二糖、戊糖、五碳糖、六碳糖、木糖……等20多种糖化的功能，结合42株真菌分解、催化的多聚糖，作为蛋白菌体酵母类菌种提供生长养分；转化菌体蛋白----酵母蛋白饲料。所以，秸秆发酵蛋白饲料合计78株菌种，形成8组合菌群、以微生物“军团”和分工明确的“集团军”，将各种秸秆42—46%的碳糖“榨尽、消化彻底”的转化蛋白饲料。
3、多组合菌种育种
秸秆发酵蛋白饲料项目合计有效菌种78株为生产菌种，是用110株菌种采用了紫外线、特定电磁波辐射、线性 加速器，亚硝基胍等物理、化学的诱变方法，通过木质素、半纤维素、纤维素“透明圈法”测试，获得78株有效菌种和生产菌种，附合国家农业部规定的无毒副作用的菌种名称：规定的范围以内的，也称之为有效生产菌种。达到高产、稳产、品质优良、营养丰富，蛋氨酸、赖氨酸、色氨酸、亮氨酸、苏氨酸、甘氨酸、丙氨酸……等13种必须氨基酸及其它各种营养，比鱼粉、豆粕、肉骨粉要高5—10%以上，是廉价的高蛋白饲料。完全可以替代鱼粉、肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉，原料成本和生产成本及销售价格：比其它各种蛋白饲料低30--50%以上，市场性价比显现。
5、综合总结：
我国秸秆发酵蛋白饲料的研发历史有五十多年，秸秆发酵蛋白饲料有效菌种匹配菌株数量，未突破10株以上，蛋白含量未达到40%以上，本项目匹配生产有效菌种达到78株以上，所以，形成有效的生产菌种“军团”，具有分解木质素、半纤维素、纤维素的功能，并以纤维素复合酶催化、分解各项多聚糖，转化蛋白菌体---蛋白饲料。达到高蛋白含量40%--60%以上。第一代菌体蛋白饲料
(1)饲料酵母菌种的营养成分，同医用酵母和食用酵母菌种有区别，本项目蛋白菌种：是甄选36株饲料酵母级真菌菌种，以饲料酵母级菌体蛋白为生物蛋白饲料(附合国家农业部规定的饲料级酵母菌种)，饲料酵母级菌体细胞膜和细胞壁较厚，酵母细胞壁的厚度为0.1~0.3μm，重量占细胞干重的18%~30%，主要由D-葡聚糖和D-甘露聚糖两类多糖组成，含有少量的蛋白质、脂肪、矿物质。大约等量的葡聚糖和甘露聚糖占细胞壁干重的85%。当细胞衰老后，细胞壁重量会增加一倍。它虽然有一定韧性，但其坚韧性使酵母保持特殊的形状。其化学成分较特殊，主要由酵母纤维素组成，它的结构类似三明治。外层为甘露聚糖，约占细胞壁干重的40%~45%。中间层是一层蛋白质分子，约占细胞壁干重的10%。其中有些是以与细胞壁相结合的酶的形式存在。内层为葡聚糖。(2)酵母葡聚糖是一种不溶性的有分支聚合物，主链以β-1，3糖苷键结合，同时在链间穿插有β-1，6，有1500个葡萄糖残基聚合而成的线性分子。作为细胞壁的内层物质，它维持细胞壁的强度，当细胞处于高渗的环境下而收缩时，它能维持细胞的弹性。
(3)酵母蛋白菌体细胞被畜禽过腹消化吸收率，仅达到30%以上，还有60%以上被畜禽过腹流失，我国酵母蛋白饲料为第一代生物菌体蛋白饲料，很少有生产企业将酵母蛋白菌体细胞进行破壁处理，所以，从理论上分析：酵母菌体蛋白饲料营养成分已被畜牧业各阶层普遍认同、认知、接受，可是，畜禽水产动物饲养效率大打折扣，因此，我们己经从事20多年的研究和实验总结，本项目酵母蛋白菌体细胞通过破壁处理，畜禽消化吸收率达到 90%以上，同时，通过细胞破壁工艺处理后，菌体蛋白含量提高到可控制性，需要蛋白含量45—75%以上，可以调整和控制45—75%以上，产品销售市场附加值则提高30—300%以上，生产成本仅是加工电费，效益显著。
7、第二代菌体蛋白饲料
我们既将36株酵母类蛋白菌种，既第一代生物菌体蛋白饲料，更换第二代菌体蛋白饲料8株新型菌种，通过育种达到高产、高蛋白、高稳定回收率，第二代菌体蛋白饲料生产工程菌，已饲养畜禽实验：消化吸收率达到90%以上，不需要细胞破壁处理，同时，发酵回收率、高产稳定率、时间效率，在第一代酵母菌体蛋白发酵工艺基础上提高了30%以上，生产成本下降20%以上。第二代蛋白菌正在实验阶段，等待中试。
二
菌种应用技术差异化优势
1、秸秆纤维素营养成分表（略）
2、秸秆再生资源碳氮比例表（略）
3、秸秆碳源开发与利用价值
以上两项表内介绍的秸秆含碳量为42%以上，同玉米粒的碳源含量相差无几，秸秆碳源为微生物生长的慢性缓效碳源，玉米、麸皮及粮食类碳源：为微生物生长的快速高效碳源。
实验一：用多组合菌群78株菌种，采用液态好氧发酵工艺中试设备，先后顺序接种发酵秸秆碳源，未添加粮食碳
源，在30℃条件下发酵4天时间，转化粗蛋白含量达到45%以上。
实验二：秸秆碳源用量65%，玉米、麸皮碳源用量25%，液态好氧发酵工艺中试设备，用多组合菌群36--56株菌种，先后顺序接种发酵3天(30℃)，转化粗蛋白含量达到45%以上。
实验三：选用8株菌种，用麸皮、玉米、精米糠为碳源原料，采用液态好氧发酵工艺中试设备，在30℃条件下发酵
2天的时间，转化粗蛋白含量达到45%以上。
实验总结：
a秸秆碳源用生物技术开发和利用价值提高，开僻了新型蛋白饲料生产途径。
b规模化秸秆发酵蛋白饲料，采用78株以上的菌种发酵生产，易于引发菌种之间因时间、温度、PH、溶氧、和诸
多问题而引起78株菌种群产生相互自溶性。
c选用36--56株习性互补的菌种，引用秸秆碳源和粮食碳源、以快碳引导慢碳，达到互补性效率。实现玉米秸秆发 酵菌种36株、小麦秆发酵菌种43株、水稻秆发酵菌种56株，蛋白含量分别达到40%--45%--50%--55%--60%。d本着实验总结：合理的互配菌种，选用快慢碳源匹配原则，合理的选用发酵时间就是效率。
4、蛋白菌体细胞破壁效率
a秸秆发酵蛋白含量40%以上，通过细胞破壁处理，蛋白含量上升到50%，不需要去除杂质、去掉灰分。b秸秆发酵蛋白含量50%以上，通过细胞破壁处理，蛋白含量上升到60%，不需要去除杂质、去掉灰分。c秸秆发酵菌体蛋白，通过细胞破壁处理，蛋白含量提升到10%以上。
d秸秆发酵菌体蛋白，去除杂质、灰分，通过细胞破壁处理，蛋白含量达到70--80%以上，既是高精蛋白粉、氨基 酸保健品，市场附加值提升。
e秸秆发酵菌体蛋白饲料，通过细胞破壁处理，蛋白含量相继、可控性实现40%、45%、50%、55%、60%、65%；
本着市场销售需要，蛋白含量以市场用户决定，最终决定蛋白含量，生产达到可控性。
f秸秆发酵菌体蛋白饲料，通过细胞破壁处理，最大目的为畜禽和水产动物提高消化吸收率，从30%提高到90%以
上，实现品牌质量效益，同时，进一步提高蛋白质含量，提升市场附加值，而生产成本相继下降，完全同鱼粉蛋
白含量一致，实现替代鱼粉、肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉的目的。
三、秸秆中试发酵蛋白饲料效益分析
1、玉米秸秆发酵菌体蛋白含量48%的配方原料成本(中试记录表)（略）
2、小麦秸秆发酵菌体蛋白含量52%的配方原料成本(中试记录表)（略）
3、水稻秸秆发酵菌体蛋白含量45%的配方原料成本(中试记录表)（略）
说明：1以上介绍的中试记录的原料配方：玉米秸秆发酵蛋白饲料，需要菌种共计36株；小麦秸秆发酵蛋白饲料，需要菌种共计43株；水稻秸秆发酵蛋白饲料，需要菌种共计56株；以上三种大众化秸秆发酵蛋白饲料，是以快效碳源和慢效碳源相结合生产发酵3天时间的；配方原料一致，蛋白回收率不一致。如果不添加快效碳源，全部用秸秆慢效碳源，菌种78株，需要增加一天的发酵时间，蛋白回收率仍然是以上指数。以上介绍的中试记录的发酵蛋白回收率，在此基数上，进行细胞破壁处理后，粗蛋白含量提高10%以上。以上试验记录的原料成本预算不高，无机盐原料一般不超过3500元/吨，本次预算按5000元/吨计算的。
4、秸秆发酵蛋白饲料生产成本预算表（略）
说明：秸秆打捆、运输、粉碎费用：共计200元/吨，购买农民秸秆费500元/吨，合计700元/吨，秸秆费用偏高，如果管理不当，秸秆收费成本仍然有增无减的可能性，建议在秸秆打捆“现场半径”50公理内，建立季节 性秸秆堆码场和机械粉碎场，为企业长年收集秸秆生产用量，在秸秆费用上精打细算……。秸秆发酵蛋白饲料成本与销售效益及性价比（略）
说明：1原料成本一般仅有1110元/吨，不会超过1200元/吨，因此，特此将成本提高到1200--1350元/吨以上。
2秸秆发酵蛋白饲料市场性价比显现，市场产业化、一定改写我国蛋白饲料生产和发展史……。蛋白饲料质量指标与市场效率（略）
产品质量指标：水分含量5%，无杂质，未脱色外观金黄色，活性炭脱色外观米白色，香味，口感微香甜。
7、高蛋白(氨基酸)营养剂质量指标与市场效率（略）
说明：高蛋白氨基酸营养剂隶属市场高附加值产品，是秸秆发酵蛋白饲料项目附加产品，原料与生产成本低廉。
8、纤维素复合酶质量指标与市场效率（略）
说明：纤维素复合酶是秸秆发酵蛋白饲料项目的附加产品，无原料成本，生产成本低廉。
四、秸秆发酵蛋白饲料育种技术高度保密性 本项目多组合菌群共计8组，每组选2株核心菌种，将核心菌种亲本DNA解旋酶分裂期，用PCR克隆法，以DNA 染色体数目比值1：1改变为2：B，结合紫外线、特定电磁波辐射、线性加速器，亚硝基胍等物理、化学的诱变 技术和处理，菌种传代率、生命周期率表答期两年，即传代期两年；将DNA染色体数目比值1：1改变为3：B，该菌种传代率、生命周期率表答为三年，即传代期三年，三年后的菌种发酵高产率下降为零。本项目每组2株核心菌种亲本传代周期率，暂定三年，也可以拟订1--2年，过期后生产稳定性、高产性、抗逆 性下降，必须重新育种，因此，每批次菌种育种后，生产周期和保障年限，由育种技术控制，育种过程拟订的 菌种传代率、周期率，必须周而复始。本项目育种技术高度保密性，在国内外隶属空白。本项目菌种新型育种技术目的：①保障三年内正常生产、高产、品质稳定性；②提高发酵回收率；③防范技术
泄密，提高技术保密性；④方便全国推广产业化、集约化；⑤服务创新型市场合作营销模式的转型升级，营造品牌企业效益可持续性发展壮大。
五、生产设备与配置（略）1 产能计划排程表（略）年产51300吨蛋白饲料设备投资预算表（略）
总投资2562.8万元，秸秆发酵蛋白饲料年产能达到51300吨/年。前期投资实验性年产1000吨设备（设备可用于中试用），总投资200万元，申请国家专利，新闻发布，招商引资联营，开办分公司，技术推广，产养联盟，产品范围多样化生产，秸秆蛋白饲料、纤维素酶、氨基酸等一系列产品发展上市公司。附件：
1、实物产品图片（略）
2、产品氨基酸含量测试表（略）原料用量与产能预算（略）4 员工工资成本预算（略）
秸秆发酵蛋白饲料厂：年产能51300吨生产企业队伍需要150人即可，员工人数预算多29人以上。
5、秸秆发酵蛋白饲料生产工艺流程图（略）
六、秸秆发酵蛋白饲料说明书
1、秸秆发酵蛋白饲料组合菌群核心技术介绍
(1)本项目匹配菌种育种菌株共计110株，通过DNA育种技术诱变，培养出生产菌种78株，以微生物生产菌种核 心技术，造就秸秆发酵蛋白饲料稳定性、高产性、抗逆性。
(2)秸秆含有纤维素、半纤维素、木质素，各种纤维素含有多聚糖成分，碳糖含量达到42%以上；本项目甄选多种组合菌群，通过基因重组、突变、变异、育种技术，使“分工明确”的菌群分解木质素、半纤维素、纤维素转化纤维素复合酶，由酶催化多聚糖：双糖、单糖、简糖，并由含粗蛋白酵母菌群将双糖、单糖、简糖、酶蛋白作为生长养分，转化为纤维素复合酶和菌体蛋白饲料。
(3)秸秆发酵菌体蛋白饲料：蛋白菌体细胞中含有大量水分、有机物和矿物质。有机物占细胞干重的90%一94%，其中蛋白质的含量占细胞干重的30%—50%，含有畜禽和鱼类、甲壳类所需的10种必需氨基酸；糖的含量在35%—60%之间，主要为菌体多糖，是蛋白菌体细胞壁的组成成分；脂类物质的含量在1%一5%之间，含有一般畜禽水产动物饲料中易于缺乏的脂肪酸；菌体细胞中还富含多种维生素、矿物质和各种消化酶，能促进各种饲料的消化吸收；此外还含有多种色素和未知的活性物质，特别适于畜禽和水产动物幼体的养殖。
2、秸秆发酵蛋白饲料功能作用
秸秆发酵单细胞菌体蛋白，利用蛋白菌体作饲料，纯属单细胞蛋白，一般采用液体发酵法生产，在饲料中的添加量一般为3%—5%。畜禽水产动物全价饲料添加量最高达到10%以上，饲料菌体中的蛋白质主要是单细胞菌的菌体蛋白，每克饲料菌体中数量在150亿个以上，优等品每克菌体数在270亿个以上。饲料菌体富含动物生长所需的多种营养物质，如蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素和激素等。蛋白质中赖氨酸、色氨酸、苏氨酸、异亮氨酸等几种重要的必需氨基酸含量较高。B族维生素如烟酸、胆碱、核黄素、泛酸、叶酸含量高。矿物质中钙含量较少，但磷和钾含量高。此外尚含有未知生长因子，饲料菌体蛋白适口性好，在动物饲料中适当菌体蛋白，可提高畜禽水产动物对饲料的消化、改善食欲，增加饲料的进食量和提高饲料料肉比、料蛋比、性价比和转化效率，是
目前较为理想的廉价蛋白质饲料。
3秸秆发酵饲料酵母的营养成分
(1)秸秆发酵蛋白饲料菌体又称单细胞菌群，其营养十分丰富。据分析，菌体蛋白的主要营养成分为：水分8.6%、粗蛋白65.10%、粗脂肪0.13%、粗纤维0.11%、粗灰分5.05%、无氮浸出物24.01%。饲料菌体蛋白质含有20多 种氨基酸，包括8种生命活动所必需的氨基酸，氨基酸总量占干物质的52.9%，比秘鲁鱼粉约高5.3%，比肉骨 粉、豆粕、玉米蛋白粉大约高6—10%，且氨基酸匹配齐全，接近于FAO(联合国粮农组织)推荐的理想氨基酸组 成模式。此外，饲
料菌体还含有丰富的B族维生素、酶类、激素、多糖、矿物质和未知的促生长因子。
(2)本着单细胞菌体蛋白营养成分含量外，我们添加含有丰富的赖氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、精氨酸、色氨酸的菌种，这五种氨基酸含量：比优质鱼粉含量高10%以上，更是肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉高出15%以上，突出动物生
长必须氨基酸成分的差异化优势产品。
(3)我们甄选含有丰富的纤维素酶、蛋白酶、糖化酶、淀粉酶、果胶酶、多聚糖酶、乳酸酶…..等二十多种酶成分菌
种，含有70%以上的纤维素酶为主导酶，其它各种酶含量大约30%左右，简称为纤维素复合酶，各种酶制剂、酶蛋白，是优质蛋白饲料添加剂，它体现酶成份是畜禽水产动物的防治疫病的功能效率，体现了差异化优势，更加优胜于鱼粉、肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉；是替代鱼粉、肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉的廉价蛋白饲料。
4、秸秆发酵蛋白饲料的营养机制
第一方面：秸秆发酵蛋白饲料含有丰富的营养物质，其中含有20多种氨基酸和多种维生素，其中B族维生素的含
量极其丰富，远远高于鱼粉和肉粉。单纯从营养角度来讲，菌体蛋白所具有的丰富的营养物质和生长因
子，提供给了养殖动物机体所需要的养分，促进了动物的健康生长和发育。
第二方面：秸秆发酵蛋白饲料具有微生态制剂的功效，可以提高动物的免疫力、调节动物胃肠道微生态平衡、保护
幼龄动物健康、提高动物抗应激能力、增强机体抵御外来微生物侵袭的能力，这就是秸秆发酵蛋白饲料
的应用提供了更为广泛的途径。
第三方面：秸秆发酵蛋白菌体细胞壁上含有多种活性物质，主要成分为甘露寡糖和β一葡聚糖。甘露寡糖含有大量
不能为消化酶切断的化学键，在小肠中几乎不能被消化利用而进入消化道后段被浓缩，并为动物消化道
后段菌群中的有益菌如双歧杆菌、乳酸杆菌等选择性发酵利用，以有机酸、CH4、CO2、H2的形式释放或
参与代谢，提供能量；同时，发酵产生的酸性物质使整个肠道的PH下降，抑制了有害菌的生长。Β一
葡聚糖是一种具有特殊结构的多糖，它能与巨噬细胞结合并激活巨噬细胞，从而诱导机体产生一系列的 细胞免疫和体液免疫反应，增强了畜禽和水产动物的抗病能力，有利于其健康生长。
第四方面：蛋白菌体细胞壁不容易被畜禽水产动物消化吸收，消化吸收率仅达到30%左右，60%以上被畜禽水产动
物过腹流失，采用现代机械工艺技术进行细胞破壁措施后，畜禽水产动物消化吸收率突破90%以上，这
种饲料菌体蛋白为精高蛋白，精高蛋白含量提高、性价比高、市场附加值高，生产成本因此而下降。
七、菌体蛋白饲料特点
1、蛋白质利用率高
蛋白饲料菌体细胞破壁处理，牲猪对饲料蛋白质的消化吸收率为90.3%，蛋鸡达到91.1%以上。
2、提高生产性能
能有效地促进生长，提高畜禽水产动物日增重、饲料报酬和繁殖性能，料肉比和料蛋比及性价比高。
3、降低饲料成本
可替代畜禽水产动物日粮中的鱼粉、肉骨粉、豆粕、玉米蛋白粉，可降低生产成本和销售成本30%--50%以上。
4、安全性好
不含沙门氏菌、黄曲霉菌、大肠杆菌和有害菌，对人、畜禽水产动物无害、无毒副作用，无环境污染和交叉污染。
5、性能稳定
添加在粉料、粒料和预混料中性能均很稳定，流动性好，无静电吸附，可耐受胃酸和制粒高温，活菌率高。
八、蛋白饲料的生产 1秸秆发酵蛋白饲料原理
秸秆含有纤维素、半纤维素、木质素，各种纤维素含有多聚糖成分，碳糖含量达到42%以上；本项目甄选多种组合菌群，通过基因重组、突变、变异、育种技术，使“分工明确”的菌群分解木质素、半纤维素、纤维素转化纤维素复合酶，由酶催化多聚糖：双糖、单糖、简糖，并由含粗蛋白酵母菌群将双糖、单糖、简糖、酶蛋白作为生长养分，转化为纤维素复合酶和菌体蛋白饲料。
2、蛋白饲料菌种扩大培养
秸秆发酵饲料蛋白工业生产菌种，本着纤维多聚糖含量，以纤维素复合酶催化秸秆纤维碳糖作为酵母菌生长养分，转化单细胞酵母菌群的菌体蛋白饲料，这些酵母单细胞微生物菌群的基本特点是：对营养要求简单，能充分利用糖类和有机酸，繁殖力强，能在较高浓度的还原物中繁殖，并对还原物的利用率高，耐高低温，对酸环境有抵抗力，蛋白质和维生素的含量高，且无病原和毒性等。
菌种扩大培养一般分为三个阶段：①实验室培养扩大阶段；②中间母种扩大培养阶段；③车间扩大生产培养阶段。在扩大培养的各个阶段中，蛋白饲料菌体细胞的生长增值、培养液的组成，培养时间、通风、PH值、温度、通氧、接种量都有密切的关系。
九、纤维素复合酶说明书
1、纤维素复合酶
本项目纤维素酶占总酶70%，蛋白酶、淀粉酶、糖化酶、果胶酶、乳酸酶……等占比例30%，简称纤维素复合酶。
2、纤维素复合酶功能
纤维素酶，是由多种水解酶组成的一个复杂酶系，自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。习惯上，将纤维素酶分成三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。
3、纤维素酶在畜禽生产中的应用:(1)肉牛日粮
在饲养肉牛日粮中按每头每日添加纤维素酶40g，饲喂60天，加酶组日增重892.78g，对照组日增重746.8g，差异极显著(P<0.01)。
(2)奶牛日粮
按每头每日添加50g纤维素酶，奶牛在68天总产奶量为2916kg,而对照组15头奶牛在68天的总产奶量为2689kg，差异显著(P<0.05)。
(3)肉鸡日粮
肉鸡日粮一般以高鱼粉、高玉米、高豆粕为主。为减少这些常规原料的使用量，广泛采用廉价的饲料原料，肉鸡日粮中提高富含纤维的麦麸比例，添加0.05%、0.1%纤维素酶制剂进行试验，结果表明，添加0.1%纤维素酶组比对照组在1-
2、3-
6、7-8周三个生长阶段日增重分别提高4.31%、4.54%、4.13%，耗料比分别下降1.56%、4.50%、4.3%。
(4)蛋鸡日粮
蛋鸡日粮中添加0.1%、0.15%、0.5%纤维素酶，结果表明，在1-10月的产蛋期间，产蛋率分别提高0.53%、1.25%、2.88%，酶水平0.15%和0.5%组的破蛋率降低34.49%、16.19%，蛋壳强度分别提高14.71%和8.41%。
(5)猪日粮
在基础日粮中添加0.6%和1.2%纤维素复合酶，结果生长育肥猪增重比对照组分别提高16.84%和21.86%。
(6)日化洗涤品
日化洗涤品添加纤维素酶，使中性洗涤纤维消化率由30.3%提高到34.1%，酸性洗涤纤维消化率从68.8%提高到73.9%，能量消化率由69.3%提高到71.8%。
(7)工业用品
纤维素复合酶在工业运用效率越来越普遍，在纺织印染业、工业洗涤行业、食品工业、日化行业使用量持续攀升。
综合总结：
我国纤维素复合酶生产成本很高，常规生产企业的纤维素复合酶生产成本大约5000--7000多元/吨以上，市场盈利较低，本项目秸秆液态深层联产发酵蛋白饲料和纤维素复合酶，基本是附加产品，无生产成本或廉价、较低的成本，仅仅添加离心机和低温干燥浓缩粉碎机电费成本，产品附加值在5--10万元/吨以上。
十、高蛋白(氨基酸)保健营养品
1、高蛋白营养品
蛋白质粉是以秸秆发酵蛋白菌体中提取的富含氨基酸营养保健品。采用细胞破壁工艺和浓缩技术精制而成，本品能充分补充人体蛋白质及多种营养素，有助于构成或修复人体组织，维持代谢平衡、强建体质。本品蛋白质含量高，营养充足。容易被人体吸收利用，是现代家庭必备不可少的营养佳品。
2、营养功效
(1)秸秆发酵菌体蛋白中提取的高蛋白、低脂肪、低糖．富含人体13种必须氨基酸，其中含有磷、钾、锌、铁、镁、碘、硒等微量元素，水溶性维生素B族丰富。无胆固醇的营养保健食品，倍受中老年人的青睐。营养成分不仅丰富，而且均衡、合理，吃了不会浪费营养，机体吸收快而充分，是难得的天然营养品，安全有保障，进补效果也很好。(2)高蛋白粉营养保健品： ①体质虚弱和免疫力低下者；
②抗疲劳、抗氧化、抗辐射、抗衰老。③美容、减肥； ④降脂、降糖；
⑤防止骨质疏松，老男人痴呆症。⑥防溃疡、便秘；
⑦预防肌肉痉挛手足麻木、抽筋、腰酸背疼。⑧对男性纵欲过度者加快恢复元气。⑨平衡体内荷尔蒙分泌、补充雌激素。
⑩排除体内，调整内分泌平衡，具有提高中老年人免疫抗体和记忆力。(3)适宜人群：全家男女老少、免疫力低下者，糖尿病患者。
十一、秸秆液态深层发酵罐与操作技术 1发酵准备
设备使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、微机控制系统、循环水系统是否能正常工作。检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。开动空压机，用0.15Mpa压力，检查种子罐、发酵罐、过滤器、管路、阀门的密封性能是否良好。对温度仪、调速电机，电容涡街流量计应根据使用说明书进行检查、校正。空消
在投料前，气路、料路、种子罐、发酵罐、消泡罐必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。空气管路的空消
(1)空气管路上有三级预过滤器，冷干机和除菌过滤器。预过滤器和冷干机不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将通向预过滤器的阀门关闭，使蒸汽通过减压阀、蒸汽过滤器，然后进入除菌过滤器。
(2)除菌过滤器的滤芯不能承受高温高压，因此，蒸汽减压阀必须调整在0.13Mpa，不得超过0.15MPa。(3)空消过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除冷凝水。
(4)空消时间应持续40分钟左右，当设备初次使用或长期不用后启动时，最好采用间歇空消，即第一次空消后，隔3—5小时再空消一次，以便消除芽孢。
(5)经空消后的过滤器，应通气吹干，约20～30分钟，然后将气路阀门关闭。
4、种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐空消
(1)种子罐、发酵罐、碱罐及消泡罐是将蒸汽直接通入罐内进行空消。
(2)空消时，将罐上的接种口、排气阀及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，保罐压为0.13--0.15mpa；(3)空消时间为30～40分钟，特殊情况下，可采用间歇空消。
(4)种子罐、发酵罐、消泡罐、酸碱罐空消前，应将夹套内的水放掉。空消结束后，应将罐内冷凝水排掉，并将排空阀门打开，防止冷却后罐内产生负压、损坏设备。空消时，溶氧、PH电极取出，可以延长其使用寿命。
5、实消
实消是当罐内加人培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程，种子罐、碱罐、消泡罐和发酵罐实消的操作过程相同。空消结束后，应尽快将配好的培养基从加料口加入罐内，此时夹套内应无冷却水。培养基在进罐之前，应先糊化，一般培养基的配方量以罐体全容积的70％左右计算(泡沫多的培养基为65％左右，泡沫少的培养基可达
75％．80％)，考虑到冷凝水和接种量因素，加水量为罐体全容积的50％左右，加水量的多少与培养基温度和蒸汽压力等因素有关，需在实践中摸索。先开启机械搅拌装置，使罐内物料均匀混合，转速50一100rpm。打开夹套蒸汽阀、排汽阀，对罐内培养基预热，当罐内温度升到90℃时，关闭夹套进汽阀，打开罐内所有进汽阀，通人蒸汽。当罐温上升到105℃时，缓缓打开排汽阀，将罐顶冷空气排掉，持续五分钟后，关闭排汽阀。当罐压升至0．12Mpa，温度升到121～123℃时，控制蒸汽阀门开度，保持罐压不变，30分钟后停止供汽。打开冷却水的进排阀门，在夹套内通水冷却，当罐内压力降至0.5Mpa时，微微开启排气阀和进气阀，进行通气搅拌，加速冷却速度，并保持罐压为0.5Mpa，直到罐温降至接种温度。
6、接种
采用火焰封口接种，接种前应事先准备好酒精棉花、钳子、镊子和接种环。菌种装入三角烧瓶内，接种量根据工艺要求确定。将酒精棉花围在接种口周围点燃，用钳子或铁棒拧开接种口，此时应向罐内通气，使接种口有空气排出。将三角瓶的菌种在火环中间倒人罐内。将接种口盖在火焰上灭菌后拧紧。接种后即可通气培养，罐压保持在0．05Mpa.十二、秸秆纤维液体深层发酵溶氧参数
1、参数值
(1)温度：28--30℃；
(2)PH值：初始5—6
6---7；
(3)DO值：8---10ppm(酵母接种阶段含量)；
(4)通气量：0.75 vvm---1.5 vvm；搅拌转速80 r/min---160r/min；菌体蛋白得率30—50g/L；(vvm立方米/分钟)； 发酵生产中，一般以通气比来表示通气量，通常以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示
(V／V·min)。如：内装3m3培养液的发酵罐，若每分钟通入1.5m3的无菌空气，则通气比为3：1.5=1:0.5，简称通气量为0.5(V／V·min)。增加通气量，微生物进行有氧呼吸比重增加，分解乳酸、PH上升，减少 通气量，无氧呼吸比重增加，产生乳酸、PH下降。
(5)渗透压：每一千克水溶液中所含渗透压为1200毫摩尔，每千克水溶解了1200毫渗透压的电解质密度；
(6)单位：用1升中所含的非电解质或电解质的毫摩尔表示，称为毫渗透摩尔，简称毫渗；血浆渗透压血浆渗透压
约为313mOsm/kgH2O，相当于7个大气压708.9kPa(5330mmHg)。每公斤水中所含的毫渗透粒子数(mOsm/kg H2O)。mom(摩斯摩尔)千分之一单位。
(7)SOUR: 即比耗氧速率，微生物培养实验研究中，SOUR 是重要的生化指标。微生物细胞的比耗氧速率（呼吸强度
是指单位重量的细胞在单位时间内消耗氧的量。(8)发酵时间：72—96h(3d以上)；
(9)接种量：10%--15%；灭菌温度：121--131℃，灭菌时间30min；
(10)饱和溶氧浓度：在一定温度和压力下，空气中的氧在水中的溶解度。(mol/m3)；(11)临界溶氧浓度：好氧性微生物生长繁殖所需要的最低溶解氧的浓度。(mol/m3)；(12)耗氧速率（呼吸强度）：单位质量的干细胞在单位时间内消耗氧的量molO2/（kg干细胞·s)用Qo2 表示。(13)摄氧率(耗氧速率）：指单位体积培养液在单位时间内的消耗氧的量，以 r 表示，单位为molO2/m3·s。(14)耗氧速率与呼吸强度之间的关系：
r =Qo2·X 式中：
r---微生物SCP耗氧速率(molO2/m3·s)；
Qo2---菌体呼吸强度（比耗氧速率）；
molO2/（kg干细胞·s）；
X---发酵液中菌体浓度（kg/m3
(15)氧的溶解度：25℃、101mpa下，空气中的氧在水中溶解度为0.25mmOl/L，在发酵液中的溶解度只有0.22mmOl/L；
发酵工业中氧的利用率只有40—60%，抗生素发酵工业中氧的利用率只有2%--8%。
2、控制溶氧的工艺手段
控制溶氧的工艺手段主要是从供氧和需氧两方面来考虑，影响供氧效果的主要因素有：(1）通气流量（通风量）；(2）搅拌速度；
(3）气体组分中的氧分压；(4）罐压；
(5）温度；
(6）培养基的物理性质等。而影响需氧的则是菌体的生理特性，如不同菌龄的呼吸强度差别，基质加入时菌体耗氧的增加量等。
(7)改变通气速率（增大通风量）：主要是通过变化K Lα来改变供氧能力；
(8)改变搅拌速度：改变搅拌速度的效果要比改变通气速率大；（9）改变气体组成中的氧分压；
（10）改变罐压(低温、常温发酵无压)；（11）改变发酵液的理化性质；
（12）加入传氧中间介质：烃类碳氢化合物（石蜡、白淀油类消泡剂)。
十三、PH值对发酵的影响
1、生物PH值耐受范围
微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围，大多数细菌生长的最适pH范围在6.3～7.5，霉菌和 酵母生长的最适pH范围在3～6，放线菌生长的最适pH范围在7～8。有的微生物生长繁殖阶段的最适pH范围 与产物形成阶段的最适pH范围是一致的，但也有许多是不一致的。
2、碳氮引起PH值变化
引起这种波动的原因除了取决于微生物自身的代谢外，还与培养基的成分有极大的关系。一般来说，有机氮源和某些无机氮源的代谢起到提高pH的作用，例如氨基酸的氧化和硝酸钠的还原，玉米浆中的乳酸被氧化等，这类物质被微生物利用后，可使pH上升，这些物质被称为生理碱性物质，如有机氮源、硝酸盐、有机酸等。而碳源的代谢则往往起到降低pH的作用，例如，糖类氧化不完全时产生的有机酸，脂肪不完全氧化产生的脂肪酸、铵盐氧化后产生的硫酸等。这类物质称为生理酸性物质。
3、此外通气条件的变化，菌体自溶或杂均污染都可能引起发酵液pH的改变，所以确定最适pH以及采最适有效的
控制措施，是使菌种发挥最大生产能力的保证。
4、最适pH的选择和调控
选择最适pH的原则是既有利于菌体的生长繁殖，又可以最大限度地获得高的产量。一般最适pH是根据实验结果来确定的，通常将发酵培养基调节成不同的起始pH值，在发酵过程中定时测定、并不断调节pH，以维持其起始pH值，或者利用缓冲剂来维持发酵液的pH。同时观察菌体的生长情况，菌体生长达到最大值的pH即为菌体生长的最适pH。产物形成的最适pH也可以如此测得。
5、培养基决定PH值变化
前期pH值正常下降，到一定值时开始上升，是因为细菌消耗尽了培养基中的碳源后利用氮源中的碳而使其中的 N元素以氨的形式释放，从而使培养基的pH值升高.但是一定时间后又下降，随后上升是因为营养物完全消耗后, 细胞停止生长，产生的二氧化碳减少造成的。最后上升不到7就再也上不去了是最终培养物的恒态PH，这完全 符合细胞的生长特点.十四、秸秆液体深层发酵蛋白饲料工艺操作规程
大规模液体深层发酵工艺设计，依次包括以下步骤：
1、将蛋白饲料斜面菌种接入装有摇瓶培养基的摇瓶中，28--30℃温度培养72h；
2、将步骤１中所得的菌种转接入装有摇瓶培养基的摇瓶中再进行扩大培养，28--30℃温度培养72h；
3、将步骤２中所得的菌种转接入一个装有发酵培养基的一级种子罐中，保持罐温28--30℃，罐压30-40kpa，搅拌 速率100—120r/min，通气量1∶0.2—0.4(V／V·min)，发酵72—96h；
4、将一级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的二级种子罐中，保持罐温28--30℃，罐压40—50kpa，搅拌 速率100—120r/min，通气量1∶0.3—0.5(V／V·min)，发酵72—84h；
5、将二级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的三级种子罐中，保持罐温28--30℃，罐压40—50kpa，搅拌 速率100—120r/min，通气量1∶0.4—0.6(V／V·min)，发酵80—96h；
6、将三级种子罐中的菌种转接到一个装有发酵培养基的大型发酵罐中，保持罐温28--30℃，罐压40—50kpa，搅拌速率120—140r/min，通气量为1∶0.5—0.6(V／V·min)，发酵96—120h，然后放罐将发酵液用板框压滤机压 滤，得湿菌丝体，然后放入过滤机，滤液进入离心机分离纤维素复合酶，过滤固体即是蛋白饲料，两项发酵底 物进入低温、真空干燥机中50--60℃烘干至含水量低于6--10％。
7、通气量注释：发酵生产中，一般以通气比来表示通气量，通常以每分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来 表示(V／V·min)。如：内装3m3培养液的发酵罐，若每分钟通入1.5m3的无菌空气，则通气比为3：1.5=1:0.5，简称通气量为0.5(V／V·min)。
8、搅拌速率注释：机械搅拌发酵罐每分钟(min)搅拌转数(r)为r/min符号。
秦传红***
2016.11.22
第四篇：四川省食品发酵工业研究设计院简介
四川省食品发酵工业研究设计院
简介
四川省食品发酵工业研究设计院始建于1942年，是我国食品与发酵行业知名科研院所、“中国食品工业20大科研与教育机构”之一。
本院主要从事农产品加工、食品工程、发酵工程、酶制剂、酿酒、微生物工程等方面新产品、新技术的研究开发及配套的工程设计，总资产4800多万元；拥有专业技术人员268人，其中享受政府特殊津贴专家10人、高级工程师56人、工程师89人；下设6个专业研究所、4个技术中心、2个科技型企业以及3000m3的中试车间，集科研、开发、工程设计、生产等为一体，各种实验仪器设备、设施与条件齐备。
历年取得科研成果300余项，获得各级科技成果奖100余项，其中“黑曲糖化酶活力的提高及其在工业上的应用”获国家科技进步一等奖，“直投式功能菌发酵泡菜关键技术集成与产业化应用”等荣获四川省科技进步一等奖。我院与国内食品发酵科技界、企业界有广泛的联系，同时与日本、美国、德国、英国、中国台湾等十多个国家和地区建立了广泛的科技合作与交流关系。拥有工程咨询甲级（国家发改委）、工程设计专业乙级（住建部）、四川省清洁生产审核咨询服务机构等资质，可承担食品、发酵企业项目规划、诊断与清洁生产审核，项目建议书、可行性研究报告、资金申请报告、清洁生产审核报告等的编制，以及相应的工程设计任务。
“国家农产品加工装备技术研发专业分中心”、“国家固态酿造工程技术中心分中心”、“酿酒生物技术及应用四川省重点实验室”、“四川省食品发酵工程技术中心”、“四川省食品科学技术学会”、“中国工业微生物菌种保藏中心西南站”、“四川省微生物资源菌种保藏中心”、“全国职业技能鉴定所（白酒、食品发酵工种）”、“中国食品添加剂协会保鲜剂专委会”、“中国食品工业协会成都培训基地”、“国家农产品保鲜工程技术研究中心西南技术服务（培训）中心”、“成都市果蔬保鲜与加工技术研究中心”等十多个研究开发、学术咨询、技术培训认证等机构设建在本院。
第五篇：传统发酵食品的风味研究
传统发酵食品的风味研究
食品原料经发酵后，可提高食品的保藏性、营养价值；发酵不仅可以丰富食品种类，还有保健功能。我国传统发酵食品工艺源远流长，曾经影响过日本、朝鲜等国家。
传统发酵食品
传统发酵食品指采用传统发酵工艺、利用天然微生物发酵而获得的食品。凡是利用微生物作用制成的食品，都可称为发酵食品。
经过发酵，原料中不溶性的高分子物质，被分解为可溶性低分子化合物。这不但提高了产品的生物有效性，而且因分解物之间相互组合，多级转化和微生物自溶，形成了种类繁多的呈味、生香物质，从而形成了色、香、味、形等诸项调和的特殊食品。
原料和微生物
⊙原料丰富：制作发酵食品的原料来源广泛。人们日常食用的谷类、豆类、蔬菜、乳、肉等食物都可作为原料；需要的微生物有酵母菌、霉菌、细菌等。
⊙中西不同：中国以多种微生物进行发酵，西方国家则用细菌、酵母菌的一种或几种。例如，我国的传统风干肠以多菌种混合发酵，微生物有乳酸菌、酵母和霉菌等。西方酿酒多采用单一酵母菌作发酵剂，如葡萄酒等。
风味特点
自然发酵菌类繁多，营养物质丰富，产品风味浓厚。
人们以传统发酵食品为基料，开发出多种再造食品和功能食品。在这方面，西方国家起步较早，通过加入风味、营养物质，生产出的食品种类丰富、花样繁多。
腐乳色泽鲜艳，质地细腻，香气浓郁。酱油除了咸味以外，还有令人愉快的芬芳香气。豆酱、酱香和酯香浓郁，咸淡适口。
日本的纳豆风味持久，秘诀在于：用稻草把浸泡和蒸煮过的大豆包起来，通过细菌发酵得到沁人的稻草香气。
我国传统发酵工艺较为成熟，食品风味独特，并具有一定的功能性，但生产需要进一步现代化，产品种类也有待增加。
营养功效
⊙营养保健：传统发酵食品有多种营养保健功能。例如，豆瓣酱、甜米酒等富含羧氨酸，可预防记忆力减退；发酵豆制品多含抗血栓成分，能有效预防动脉硬化；乳酸菌成分可刺激免疫系统，增强机体抵抗力，还具有调整肠道菌群平衡、增加胃肠动力等作用；豆类经发酵后，可增强人体对钙的吸收，有效预防骨质疏松。
⊙功能来源：当以一种或多种农副产品经生物生成发酵食品时，伴随着主要产物的生成，亦有成百上千种其它代谢物形成。它们平衡协调形成了发酵食品特有的品质结构与风味，也使发酵后的食物中含有某些功能因子，如多肽、氨基酸、多糖、低聚糖等。
一些发达国家的发酵技术革新较快。我们应在保持技术优势的同时，学习国外先进技术，进一步提高生产技术水平，使我国传统发酵食品走向世界。
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