生物發(fā)酵工程是生物工程的一個重要組成部分,微生物利用碳水化合物發(fā)酵生產各種工業(yè)溶劑和化工原料。乙醇、丁醇-異丙醇、2,3-丁二醇和甘油發(fā)酵是微生物進行溶劑發(fā)酵的幾種形式。發(fā)酵一般泛指利用微生物制造工業(yè)原料或產品的過程。由微生物(細菌、酵母等)、有機物(主要是碳水化合物)、培養(yǎng)基等在一定的溫度和pH等條件下進行。發(fā)酵技術指的是人們利用微生物的發(fā)酵作用,運用一些技術手段控制發(fā)酵的過程,從而進行大規(guī)模生產發(fā)酵產品的技術。發(fā)酵的概念來源于釀酒的過程,而發(fā)酵初來源于拉丁語的“發(fā)泡”。早在幾千年前,我們祖先就已經開始使用發(fā)酵技術進行釀酒、調味品的調制,積累了豐富的發(fā)酵經驗。初,發(fā)酵技術主要用于一些家庭作坊進行手工制作產品,產品的質量和數(shù)量都不盡如人意,后來,隨著社會的不斷發(fā)展和工業(yè)化的不斷深入,實現(xiàn)了工業(yè)化的規(guī)模生產。發(fā)酵技術主要是通過使用微生物進行發(fā)酵,制作出獨特風味的食品,包括酸奶、酒類以及調味品、腐乳臘腸、而在不同種類的食品發(fā)酵中,其原理和應用也是不盡相同。 氮源可分為無機氮源和有機氮源兩大類,不同種類和不同濃度的氮源都能影響產物合成的方向和產量。甘肅化妝品級發(fā)酵液
隨著微生態(tài)護膚的概念與發(fā)酵技術越來越受認可,不少國際品牌也陸續(xù)推出生物發(fā)酵護膚品,如科顏氏高保濕面霜、蘭蔻小黑瓶等。2019年,歐萊雅集團宣稱,微生態(tài)護膚將是集團未來的研究重點。
同時,根據英敏特調研顯示,亞太地區(qū)是發(fā)酵成分使用比較活躍的地區(qū),在全球范圍中,申請的發(fā)酵成分正在逐年攀升。國內品牌也開始入局以發(fā)酵技術為主的微生態(tài)護膚,膜法世家、百雀羚、珀萊雅等各自推出了相關產品。
除了品牌之外,產業(yè)鏈內的上游供應商也在大力推進發(fā)酵技術往前發(fā)展,比如上海全麗生物科技,在發(fā)酵工藝領域研究了10多年,有微生態(tài)植物發(fā)酵平臺。 寧夏植物發(fā)酵生物發(fā)酵技術是通過工業(yè)大規(guī)模生產出產品或直接把微生物應用于產品終端。
發(fā)酵作用的原理
依照衛(wèi)蘭氏的呼吸原理,生物呼吸作用中初期的反應就是特定的脫氫酶把呼吸基質的氫離子移去。
燃燒成水的作用也就是糖分經呼吸作用所放出能量的主要來源。這些氫原子也能轉移給其他物質(也就是受氫物) 而與之結合。 這些氫原子也能轉移給其他物質(也就是受氫物)而與之結合。 此種不必與氧結合的呼吸作用完全不需要氧,也就是通常所稱的發(fā)酵作用。 發(fā)酵作用產生的能量不及有氧呼吸產生的多,但是已經足夠提供營發(fā)酵作用者所需要的能量。
微生物發(fā)酵法是通過微生物的發(fā)酵生產目標產物的方法,具有工藝條件溫和、生產安全、設備通用性高等特點,對某些食品營養(yǎng)強化劑,采用微生物發(fā)酵法具有產品效率高、單位能耗低、對環(huán)境的污染小等優(yōu)勢。作為營養(yǎng)素生產主流路徑之一,微生物發(fā)酵法契合綠色、健康的趨勢,發(fā)展前景廣闊。微生物發(fā)酵法對技術要求較高,大致主要分為菌種選育、發(fā)酵培養(yǎng)、分離提取(破壁萃取)、純化、精制、改性等關鍵步驟。其中菌種選育技術是產品提取的前提和基礎,在產品提取過程中發(fā)揮了關鍵的作用;而發(fā)酵培養(yǎng)則是產品生產的關鍵環(huán)節(jié),直接決定了產品的產量。菌體濃度(cell concentration)是指單位體積中菌體的含量。
人們利用微生物的發(fā)酵作用,運用一些仿生學等技術手段控制發(fā)酵工程,大規(guī)模生產發(fā)酵產品的技術,稱之為發(fā)酵技術。分為液體發(fā)酵和固體發(fā)酵兩大類,目前產業(yè)規(guī)模和科學研究固體發(fā)酵飼料原料是生物發(fā)酵飼料領域里的熱點內容。
發(fā)酵必備的條件——適宜的微生物菌種;保證或控制微生物進行代謝的各種條件;微生物發(fā)酵的設備;收集菌體或代謝產物或發(fā)酵產品的方法和設備。
菌種品質好壞,組合是否科學合理決定這生物發(fā)酵飼料的品質。(發(fā)酵劑選擇適合的復合發(fā)酵菌種進行發(fā)酵,有利于營養(yǎng)價值均衡提高,發(fā)酵菌種的活性高低、菌種配比是發(fā)酵劑的關鍵技術,也是發(fā)酵飼料質量保證的關鍵。)主要的發(fā)酵菌株有:細菌如乳酸菌28種、芽孢桿菌5種;酵母2種和真某菌如曲霉2種。 微生物發(fā)酵過程根據發(fā)酵條件要求分為好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵。甘肅化妝品級發(fā)酵液
厭氧發(fā)酵一般適用于微生物作用于有機化合物的分解代謝,反應時放出氣體同時產生熱量。甘肅化妝品級發(fā)酵液
厭氧發(fā)酵三階段理論:
這三個階段當中有機物的水解和發(fā)酵為總反應的限速階段。一般來說,碳水化合物的降解較快,其次是蛋白質、脂肪,較慢的是纖維素和木質素。聯(lián)合厭氧發(fā)酵的這幾種原料當中糞便是反應較快的物質幾乎看不到酸化過程,剩余污泥次之,因為剩余污泥經過了污水處理的過程,這就相當于給了它一個預處理過程,接下來是生活垃圾當中分離出來的有機物,反應較慢的是廚余物。這就要求我們聯(lián)合的過程當中尋找一個契合點讓各種物料都完成水解和酸化的步驟,一同進入產甲烷階段,終會完成甲烷發(fā)酵。為了解決這以問題我們進行了兩相厭氧發(fā)酵,將產酸和產甲烷的過程分離,讓難降解的有機物在產酸階段停留的時間較長一些以便跟上反應較快的糞便和剩余污泥。我們廠生活垃圾經過分選、餐廚垃圾經過前處理后混合進入水解池,攪拌加溫到35℃水解時間為10天左右然后和糞便、剩余污泥混合一同進入甲烷發(fā)酵罐進行甲烷發(fā)酵。 甘肅化妝品級發(fā)酵液
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