有关酸奶发酵的研究论文

发酵工程论文

发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能，通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系，是建立在发酵工业基础上，与化学工程紧密结合的一门学科，现在是我为您整理的发酵工程论文，希望对您有所帮助。

从多年发酵工程课程的讲授以及国内大部分高校发酵工程课程的讲授内容来看，发酵工程授课案例主要涉及到抗生素、氨基酸、柠檬酸等好氧发酵工艺及发酵机制，以及酒精、酿造酒、乳酸等厌氧发酵机制及工艺，很少涉及到基因工程产品如EGF、EPO、重组人乙肝疫苗等的发酵机制和工艺。生物技术药物已广泛用于治疗癌症、艾滋病、贫血、发育不良、糖尿病、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传疾病[6]。目前我国从事生物技术药物产业研究与开发人数仅相当于美国的1/4，从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足，已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。这就要求我们编制、修订教学大纲时，在保留典型的传统菌的好氧发酵和厌氧发酵案例基础上，着重引入基因工程菌制药的发酵工艺，扩展学生的知识面，为他们将来到制药企业就业奠定良好基础。

1选取合适的教材

发酵工程优秀教材很多，像《微生物工程工艺原理》、《微生物工程》、《发酵工艺原理与技术》、《生物工艺学》、《现代工业发酵调控学》、《发酵工艺学》等，我们在前些年的教学过程中也选用了多个版本的《微生物工程》，结合我校生物技术专业学生的知识体系和培养方向，目前我们选用全国高等学校发酵工程专用教材、教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材华南理工大学姚汝华教授编写的《微生物工程工艺原理》，此书按照发酵工艺操作单元的先后顺序排布各章，脉络清晰，系统性好，该书在难易程度上很适合我们的学生，但是该书侧重于发酵机制的讲授，发酵工艺和设备没有涉及。因此，在前期教学积累的基础上，我们授课团队正在努力编写一本适合于我们自己的教材，增添发酵工艺及设备，以及基因工程产品的发酵工艺。同时为提高学习的广度和深度，为学生推荐了《发酵工艺原理》、《发酵设备》、《发酵工程实验技术》等参考书。

2开展发酵工程实验，提高学生综合素质

发酵工程是利用工业微生物的特定性状和功能，通过发酵过程来生产目的产物或将生物直接用于工业化生产的技术体系，是建立在发酵工业基础上，与化学工程紧密结合的一门学科，它是连接生命科学研究与应用的桥梁[7]。在基因工程和细胞工程的应用中，要想把定向改造的物种转化成产品，也需用到发酵工程技术。发酵工程实验开展的场所是发酵罐，这是发酵工业独有的特点，同时有一套严密的工艺流程让发酵原料通过菌种吸收转化成我们所需要的发酵产品，发酵周期长，步骤繁多。通过发酵工程实验课程的学习，培养学生实际动手操作能力，让学生亲自动手操作发酵罐，开展发酵罐空消和实消操作，以及常规发酵产品如酒精、柠檬酸、青霉素的发酵，使学生真正的达到学以致用，同时又锻炼了学生的自主性、创作性和责任心。师范院校的理科学生，普遍缺乏工艺概念，但他们又非常渴望了解真正的生产过程。我们针对发酵工程的主要内容，组织学生到啤酒厂、白酒厂、制药企业开展生产实习，使学生亲自到白酒、啤酒和药物的生产线上了解工艺流程，切切实实的把课堂上学到的理论知识与生产工艺联系起来，学生反映收获很大。总之，发酵工程实验集成度较高，牵涉到生物化学、微生物学、分析化学、有机化学、发酵工艺学、化学原理等学科的实验内容，有别于普通实验课程的是工厂生产实习，真正做到理论实践相结合，最终达到学以致用的培养目的。

3改进教学方法，切实提高学生创新能力

教学方法的改革，首先取决于教师本身的学术水平和综合素质的提高，教学方法改革服从人才素质培养，以大面积提高教学质量为目标，和教学内容的改革密不可分。生动、丰富的教材，有价值的有说服力的'理论，以培养学生学习和实践的态度、思维以及能力的开放式教学，无疑会激发学生的学习兴趣。从某种意义上说教学的目的是教会学生“学会学习”，“授人以鱼，不如授人以渔”。

3.1案例教学

发酵工程是一门实验实践极强的学科，知识的归纳和总结是建立于具体的发酵机制和工艺案例的基础上。在授课过程中，典型的案例不仅使课堂生动形象，而且使学生容易理解和记忆，触类旁通，达到知识迁移的目的。例如在讲青霉素的发酵这部分内容时，通过详细讲解青霉素的发现，引出伟大的科学家弗莱明，进而讲解青霉素发酵的发酵机制、过程控制、提取及纯化相关内容，学生被激起兴趣，学起来也容易接受。学习之后，可以引导学生进行讨论，如抗生素的种类、我们生小病的时候用到了哪些抗生素、抗生素对能治疗那些疾病、滥用抗生素有何危害等等问题，使学生从思想上真正理解“抗生素是一把双刃剑”，从而在以后的生活中学以致用，进而影响身边的人及下一代合理利用抗生素，为社会进步做出贡献。

3.2启发、讨论式教学

讲课的过程中首先讲授难点、重点，善于提出问题，让学生跟着老师的思路走，随着一个又一个的问题启发学生思考、归纳、总结。比如在讲授发酵过程的控制这部分内容开始时，引入酸奶的发酵。酸奶在生活中很普遍，同学们也不陌生，有的同学家做过酸奶，因此对酸奶的发酵还有一点常识，接受起来更容易一些。首先提出问题，酸奶发酵的原料和菌种从哪里来？酸奶发酵是好氧发酵还是厌氧发酵？发酵多长时间合适，夏天和冬天发酵时间一样吗？通过这些问题，启发学生思考讨论，最终引出酸奶的发酵工艺及注意事项，随后在实验课时让每位同学亲自动手做一款自己喜欢的酸奶，巩固和吸收理论学习。

3.3比较归纳教学法

比较式教学法通过对不同知识点的对比分析，找到其相同和不同处，在比较的过程中对知识点归纳概括，有助于从本质上理解和记忆知识。比如在讲授培养基的制备过程中，让学生比较种子培养基与发酵培养基的相同点和不同点，说出两种培养基C/N比有何不同及不同的原因是什么。又比如在讲培养基的灭菌时，在讲述了分批灭菌和三种常见的连续灭菌流程连消塔——喷淋冷却流程、喷射加热——真空冷却流程、薄板热交换器连续灭菌流程之后，让学生对分批灭菌和连续灭菌进行对比总结，学生就容易理清楚，弄懂复杂的内容。

4优化考试模式，重在平时学习的思考与探讨

在发酵工程实验及理论教学考核方法中，一是包括到课情况。在开课之前详细向学生讲述发酵工程课程在生物技术专业的应用及其重要性，课程的讲授和考核方式，通过到课率来约束学生学习及实验的自觉性。二是考核内容和考核方式多样化，加强课堂考核、作业考核，平时考核与期末考核成绩的比例由原来的3∶7加大到6∶4，综合反映发酵工程课程实践性强的特色。三是实践教学实施“以考促训，以赛促练”，强化技能培养，规定技能考试不过关，不允许参加理论考试。四是在教学中注重因材施教和个性化培养。

5小结

当前生物技术飞速发展，发酵新产品不断涌出，它要求我们的发酵工程专业课教师在讲授传统知识的同时，不断学习发酵工程方面的前沿知识，及时根据发酵工程产品市场更新教学内容，同时在授课的过程中灵活采用各种教学方法，甚至有必要到工厂车间实习实训。从当前经济发展和高校改革趋势来看，生物技术专业不但在地方师范院校有很大的发展空间，而且也将是今后一些师范院校向综合型大学转型的必要环节。发酵工程课程作为生物技术专业的核心课程，是微生物学、生物化学、数学、计算机技术的应用，同时又是分子生物学、细胞工程、基因工程技术的深入开展，而生化工程、生物工业下游技术、微生物遗传育种技术又是发酵工程课程的深入和补充，因此发酵工程课程在生物技术专业承上启下，是一门非常重要的专业必修课程。所以，在当前转型发展大形势下，发酵工程课程教学改革势在必行，必须以培养学生观察问题、分析问题和解决问题的能力为目标，在开展理论教学基础上，切实开展实验教学和生产实习，最终培养出满足企业、市场和科研需要的优秀毕业生。

二、研究背景 随着人们生活水平的不断提高，酸奶作为一种营养保健食品受到了越来越多的人的青睐。面对市场上种类繁多的乳酸制品，既追求营养又讲求口味的我们对酸奶知道多少呢？为了深入了解酸奶 ，我们化学研究性小组对酸奶的由来、制作、营养价值，进行了一次研究。 三、研究主要内容与分析 （一）、酸奶的起源 酸奶源于保加利亚。很久以前，以游牧为主的色雷斯人常常背着灌满羊奶的皮囊随畜群在大草原上游荡。由于气温、体温及其他原因的作用，皮囊中的奶常变馊而成渣状。取少量变馊的奶倒入煮过的鲜奶中，一段时间后，鲜奶就变成了色雷斯人很喜欢的带有酸味的饮品。这即是最早的酸奶。 20世纪初，俄国科学家伊·缅奇尼科夫在研究人类长寿问题时，到保加利亚去作调查，发现每千名死者中有4名是百岁以上去世的。这些高龄人生前都爱喝酸奶。他断定喝酸奶是使人长寿的一个重要原因。经进一步研究，伊·缅奇尼科夫在酸奶中发现了一种能有效消灭大肠内腐败细菌的杆菌，并命名为“保加利亚乳酸杆菌”。伊·缅奇尼科夫对酸奶的研究成果使西班牙商人伊萨克·卡拉所受到启发，开始生产酸奶。第二次世界大战爆发后，伊萨克·卡拉索在美国建立了一家酸奶厂，很快酸奶便风靡世界。 （二）、制作酸奶使用菌种 型 号 菌种(中文名) 学 名 第一型(发泡型) Type I, Foamy Kefir Cultures 乳酸链球菌 凝乳链球菌 乳酪乳酸杆菌 高加索乳酸杆菌 嗜酸乳酸杆菌 积福圆酵母菌 脆性糖化酵母菌 Streptococcus lactis S. cremori Lactobacillus casei L. caucasicus L. acidophilus Torulopsis kefir Saccharomyces fragilis 2 第二型(乳酸型) Type II, Lactic Kefir Cultures 乳酸链球菌 凝乳链球菌 双乙醯乳酸杆菌 凝乳念珠球菌 植物乳酸杆菌 乳酪乳酸杆菌 嗜酸乳酸杆菌 佛罗伦糖化酵母菌 Streptococcus lactis S. cremori S. diacetylactis Leuconostoc cremoris Lactobacillus plantarum L. casei L.acidophilus Saccharomyces florentinus （三）、酸奶的制作方法 酸奶一般是由牛奶做成的。牛奶是一种复杂的胶体混合物，是不透明的液体。奶里含有蛋白质、乳糖、钙质等物质。当在消毒的奶中加入发酵剂——乳酸菌时，乳酸菌就会在适宜的温度（30℃～40℃）中，大量生长繁殖，将牛奶中的乳糖分解成乳酸。因为乳酸中通报马奶中酷蛋白钙离子被夺走，这样一来，酷蛋白化合物就变得不稳定了，随着乳酸的酸度不断地增加，牛奶的性质逐渐发生了变化，当乳酸的PH值为4.6时，酷蛋白就开始沉淀，凝结成酸牛奶。但这时的酸牛奶还很嫩，主要是产酸，这叫做前酵。这时可放入4℃～6℃的冷库中，由于奶的温度和酸度一时还降不下来，酸牛奶还在继续发酵，这叫做后发酵，主要是产芳香味。当后发酵完成后，便是我们饮用的酸牛奶了。 为了进一步了解酸奶的制作过程，我们实验组进行了酸奶的自制实验，方法如下： 1、取250毫升到1000升牛奶（约1—4袋市售鲜奶），也可以用奶粉调制牛奶。加热煮开，加糖。（也可不加糖）。冷却至40℃左右。（与体温相似，不烫手为合适）。倒入合适的干净的容器中或酸奶器中。 2、从冰箱取出1 袋发酵剂放在室温下15分钟至1小时，使其与室温平衡，（与煮奶同时进行，可以节省时间）撕开小袋，将发酵剂倒入牛奶中搅匀（注意：不要剧烈搅拌和不要搅出大量气泡）。放置40℃左右下发酵4-6小时。在发酵时不要摇动、震动和搅拌。以牛奶刚好凝固并出现少量乳清为发酵完成。喜欢吃酸一点的酸奶可以适当延长发酵时间。 3、将发酵好的酸奶取出，放入冰箱数小时或过夜。使乳酸菌停止生长并继续产生风味物质，使酸奶更醇厚、凝固的更完全。 4、从冰箱中取出后搅拌一下即可食用。在食用前可按个人的口味添加糖，也可加入果汁和果料。不能吃糖的人可加甜味剂或不加。怕冷的人可将酸奶放至室温后食用。 注意：发酵用的器具都应是干净的。并且用开水煮过或烫过。在操作是一定要注意卫生。以防止制作酸奶不洁。 在制作的过程中或多或少的会遇到许多的问题，我们为此列举了一些在制作的过程中常见的可能发生的问题和解决的办法： 1.牛奶不凝固 a.加入发酵剂时牛奶太烫，将菌种烫死。解决办法：下次将牛奶放凉。 b.牛奶或奶粉中含有抗菌素等抑菌物质，将菌种抑制。解决办法：更换牛奶或奶粉。 c.菌种因保存不当已经失活或过期。解决办法：更换发酵剂 2.牛奶凝固不完全 a.发酵时间不够。解决办法：延长发酵时间。 b.发酵时受到震动。解决办法：放在一个安静和稳定的地方发酵。 3.牛奶凝固后出水(乳清)过多 a. 牛奶太稀。解决办法：添加占原牛奶约2%的奶粉。 3 b.发酵时间太长。解决办法：注意发酵时间。 注意：1、当菌种选择不当或菌种单一，发酵温度不适合，发酵时间不够等原因致使酸奶的风味与香味不足。 2、菌种不纯或制作设备管道等被气菌污染，造成酸奶有气泡，口感发辣，如果被酵母菌污染则有馊味。 发酵时间与温度对酸奶也有很大的影响。我们对在不同的发酵时间与温度情况下制得的酸奶进行了实验，结果如下： 酸奶的营养含量是人们最注重的。我国新酸奶成分标准: 项目 纯酸奶 调味酸奶 果料酸奶 脂肪含量 全脂 部分 脱脂 ≤ 3.1 1.0-2.0 0.5 2.5 0.8-1.6 0.4 2.5 0.8-1.6 0.4 蛋白质含量 全脂、部分脱脂及脱脂 ≥ 2.9 2.3 2.3 非脂乳固体含量 全脂、部分脱脂 8.1 6.5 6.5 通过对酸奶的研究和相关资料的查寻了解到饮用酸奶具有以下优点： （1） 酸奶的营养价值颇高，比鲜奶更易于消化吸收，这是因为发酵乳中有活力强的乳酸菌，能增强消化．促进食欲．加强肠的蠕动和机体的物质代谢．因此经常饮用酸奶可以起到食疗兼收的作用、大大有利于增强人体的健康。 （2）饮用酸奶可克服乳糖不适应症。有一部分人对鲜奶中的乳糖有过敏症，进食鲜奶后发生腹泻、腹呜、消化不良症。新鲜的酸奶中存在乳糖酶活性，促进乳糖的分解，防止乳糖不耐症。因此，乳糖酶不充足的人，可以安心食用。 （3）酸奶可以降低胆固醇。酸奶中含有3－3羟一3甲基戊二酸和乳酸。常饮酸奶，可明显降低胆固醇，从而可预防老年人心血管疾病。 （4）酸奶对便秘和细菌性腹泻有预防作用。酸奶中产生的有机酸可增加肠蠕动，刺激胃液分泌，并抑制肠内有害病菌。 （5）酸奶能抑制癌。癌的发生主要是细胞的突变，即异常增殖。如何防止增殖就是对癌症预防的方法，许多动物试验证明，酸奶具有抑制癌细胞增殖作用，对治癌有一定的效果。 （6）酸奶具有美容作用。常饮酸奶能够润肤、明目、固齿、健发。其原囚是酸奶中含有丰富的钙，更易于消化吸收，利用率高。有益于牙齿，骨骼；酸奶中还有多种维生素，其中维生素A 和维生素B2都有益于眼睛；酸奶中丰富的氨基酸有益于头发；同时，由于酸奶能够改善消化功能，防止便秘，抑制有害物质如酚吲哚及胺类化合物在肠道内产生和积累，因而能防止细胞老化，使皮肤白晰而健美。 四、小结 发酵温度(℃) 培养时间及酸度(°T) 后酸化24h凝乳状态 2.5h 3.0h 3.5h 4.0h 8h 9h 30 80 89 凝乳质地良好,无乳清析出 40 74 78 87 凝乳质地良好,无乳清析出 42 78 87 凝乳质地良好,无乳清析出 45 80 89 凝乳质地较软,乳清析出较多 50 67 89 凝乳质地较软,乳清析出较严重。 4 以上调查研究报告，只是我们五位同学在课余时间内所做的一点粗浅的研究，这是我们进入高中阶段在综合实践活动课上的第一次尝试，其中有很多不足之处，希望老师和同学们给予指正。在此要感谢老师对我们精心指导和大力帮助，也对曾经帮助过我们的同学、老师、领导和社会上的热心人表示由衷的感谢！