天然发酵工程

在发酵过程中，微生物只能利用溶解状态下的氧(有报道说处在气—液界面处的微生物也能直接利用气相中的氧)。氧是很难溶解的气体，在25℃、100MPa下，空气在水中的溶解氧为0.25mmol/L，相同条件下在发酵液中的溶解氧为0.2mmol/L，在谷氨酸发酵的操作灸件下，发酵液中氧的饱和浓度约为0.313mmol/L。在这种溶氧浓度下菌的正常呼吸只能维持20~30s。由于微生物不断消耗发酵液中的氧，而氧的溶解度又很低，故必须采取强化供氧。在发酵工业中，随着高产菌株的筛得，高浓度发酵、丰富培养基的采用对通气和搅拌的要求更高。在丰富培养基内，发酵旺盛期间，即使培养液完全被空气饱和，它所贮存的氧也是很少的，只能维持菌正常呼吸15~30s，之后菌的呼吸就受到抑制。这种随时都有室息可能的状态，是由于微生物在人工环境内比较集中，浓度大；另外在这种稠厚的培养液中氧的溶解度比在水中更小。这就决定了大多数的好气性发酵需要有适当的通气条件才能维持一定的生产水平。发酵过程中所遇到的泡沫，其分散相是无菌空气和代谢气体，连续相是发酵液。天然发酵工程

微生物发酵是一个复杂的过程，若想达到预期目标，就需要选择适宜的发酵方式。根据不同的标准，人们通常对微生物发酵的类型进行如下划分：根据在发酵过程中微生物对O2的需求不同，分为好氧发酵和厌氧发酵；根据培养基的物理性质不同，分为固体发酵、半固体发酵和液体发酵；根据发酵过程在培养基的发生位置不同，分为表面发酵和深层发酵；根据发酵工艺流程是否连续进行，分为分批发酵和连续发酵；根据菌种是否被固定在载体上，分为游离发酵和固定化发酵；根据菌种是否单一，分为单一纯种发酵和混合发酵。天然发酵工程酵母发酵物中含有丰富的活性成分：游离氨基 酸、小分子肽、维生素等。

这些微生物菌种具有以下特性：

乳酸菌产生有机酸，如乳酸、乙酸、丙酸、甲酸等抑制病原微生物。

芽孢杆菌产生抗某菌物质如抗某菌肽抑制病原微生物。

有益微生物粘附占位，竞争排除，防止病原微生物定植。

刺激免疫反应，增加免疫系统活力；

产生各种消化酶，如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、和糖苷酶，提高饲料利用率；

减少毒胺的产生。

乳酸菌：是一群在厌氧环境下能产生大量酶、双氧水、有机酸、细菌素等抑制病原菌克隆和定值，维持肠道微生态平衡和正常生理功能的革兰氏阳性细菌。

大量事实表明：一般多菌种混合发酵饲料效果远远好于单一菌种的发酵。单一菌种发酵的特点：乳酸菌，厌氧菌，发酵碳水化合物时产生大量乳酸，对G+G-菌都有很强的抑菌效果；芽孢杆菌，产生芽孢的好氧菌，耐受高温、高压和酸碱。生命力强，代谢可产生蛋白酶和B族维生素等，对饲料的降解消化吸收和动物的营养代谢起到促进作用；酵母菌，菌体中含有非常丰富的蛋白质、B族维生素、脂肪、糖、酶等多种营养成分，可提高动物的生产性能，减少应激。多菌种混合发酵的优势：利用菌种之间的协调互作关系，扩大对原料的适应性和防杂菌能力。一般的组合乳酸菌+芽孢杆菌；乳酸菌+芽孢杆菌+酵母菌；酵母菌+米曲霉菌等。生物催化剂：指传统发酵所利用的微生物外，还包括现在生物技术所利用的动植物细胞或细胞中的酶。

随着消费者对绿色、安全以及功效明显的化妆品需求的持续增长，化妆品产业历经了无数次变革和衍生，其主要竞争力逐步凝聚在安全和功效两方面。因此，安全且功效突出的化妆品原料及产品在市场中具有良好的前景。生物发酵技术的应用已经逐步进入化妆品领域，它在保湿、美白、舒缓等功效方面均有较好的应用。生物发酵技术是利用微生物独有的某些功能，采用现代的生物工程技术手段，通过工业大规模生产出产品或直接把微生物应用于产品终端。这已经成为化妆品领域的研发热点及应用方向，越来越多生物发酵技术的应用，明显改善了化妆品的安全性和功效性 。氮源可分为无机氮源和有机氮源两大类，不同种类和不同浓度的氮源都能影响产物合成的方向和产量。天然发酵工程

生物发酵技术的应用已经逐步进入化妆品领域，它在保湿、美白、舒缓等功效方面均有较好的应用。天然发酵工程

近年来，许多好气性发酵已发展到如此地步，以致氧的需求超过现有的发酵设备的氧传递的能力，其后果是氧传递率成为这种发酵生产的限制因素。愈来愈多的事实表明，氧的供应不足可能引起生产菌种的不可弥补的损失，或可能导致细胞代谢转向所不需的化台物的产生。由于菌体的新陈代谢与氧气呼吸有关，调节通风和搅拌，可影响发酵周期的长短和代谢产物生成的多少。而了解长菌阶段和代谢产物形成阶段的较合适需氧量，就可以分别合理地供氧，因此，溶解氧的控制是极其重要的。事实上，发酵液中氧的浓度并不需要达到饱和浓度，只要维持在氧的临界浓度以上即可。因此，应尽可能了解发酵过程中菌的临界氧浓度和达到比较高发酵产物的临界氧浓度，即菌的生长和发酵产物形成过程中的比较高需氧量，以便分别合理地供给足够氧气。通常搅拌可增加通气效果，且通气本身也具有搅拌作用，因此，发酵上常把通气和搅拌看作一个作业。天然发酵工程

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