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固体培养发酵，液体深层发酵和固定化细胞发酵各有何优缺点

Answer 1

固体培养发酵，液体深层发酵和固定化细胞发酵各有何优缺点, 固体培养和液体培养法各有哪些优缺点

固体培养优点是操作简单、装置投入少、生产成本低、对操作人员素质要求低、几乎不产生污水,缺点是生产效率低、劳动量大、不易自动化、发酵不均匀、过程粗放难以精细控制、占地面积大,适用于低附加值产品.
液体培养优点是可深层培养、生产效率高、容易自动化控制、可对过程进行多种手段精确调控,缺点是装置投入大、一般要严格灭菌、操作较复杂、对操作人员素质要求高、产生大量发酵污水,适用于高附加值、规模化生产.

固体发酵与液体发酵的优缺点

固体发酵
固体发酵的优点：
1. 培养基单纯，例如谷物类、小麦麸、小麦草、大宗谷物或农产品等均可被使用，发酵原料成本较经济。
2. 基质前处理较液体发酵少，例如简单加水使基质潮溼，或简单磨破基质增加接触面积即可，不需特殊机具，一般家庭即可进行步骤。
3. 因获得水分可减少杂菌污染，此种低灭菌步骤即可施行的发酵，适合低技术地区使用。
4. 能产生特殊产物，如红曲产生的红 *** 素是液体发酵的十倍，又Aspergillus在固体发酵所产生的glucosidase较液体发酵产生的酵素更具耐热性。
5. 固体发酵相当于使用相当高的培养基，且能用较小的反应器进行发酵，单位体积的产量较液体为高。
6. 下游的回收纯化过程及废弃物处理通常较简化或单纯，常是整个基质都被使用，如做为饲料新增物则不需要回收及纯化，无废弃物的问题。
7. 固体发酵可食品产生特殊风味，并提高营养价值，如天培可作为肉类的代用品，其胺基酸及脂肪酸易被人体消化吸收。
固体发酵的缺点：
1. 限于低溼状态下生长的微生物，故可能的流程及产物较受限，一般较适合于真菌。
2. 在较致密的环境下发酵，其代谢热的移除常造成问题，尤其是大量生产时，常限制其大规模的产能。
3. 固态下各项引数不易侦测，尤其是液体发酵的各种探针不适用于固体发酵，pH值、溼度、基质浓度不易调控，Biomass不易量测，每批次发酵条件不易一致，再现性差。
4. 不易以搅拌方式进行质量传递(masss transfer)，因此发酵期间，物质的新增无法达到均匀。
5. 由于不易侦测，从发酵工程的观点来看，许多工作都只是在定性或观察性质，故不易设计反应器，难以量化生产或设计合理化的发酵流程。
6. 固体发酵的培养时间较长，其产量及产能常低于液体发酵。
7. 萃取的产物常因黏度高不易大量浓缩。
真菌进行固体发酵的优势
1. 能在较低含水分下生长(适水活性在0.7-0.93-0.98)，而细菌兴酵母菌的适水活性则大于0.99。
2. 细菌一般在低pH下就不易生长，而一般真菌能在低pH下也能生长良好。而固态培养基的pH很难调控，故真菌的此项特点有利于固体发酵。
3. 固态基质常为大分子化合物，如淀粉、纤维素、半纤维素、果胶、木质素、蛋白质和脂质等，真菌常能分泌这类的胞外分解酵素而利用其周围的培养基质作为碳源及氮源。
4. 真菌若具有产孢特性，则易于存放及接种，人员不需要太多训练即能进行孢子接种工作。
5. 菌丝的生长模式优于单细胞的生长方式，菌丝顶端延伸并分枝产生新的菌丝端，能迅速覆盖固体基质表面而有效利用基质。
6. 菌丝有分隔者，能透过孔洞(septal pore)传送物质，遇危险则孔洞自动封住，以避免细胞质流失；若为无分隔者，其细胞质内物质的传送迅速而使菌落快速繁衍。
7. 菌丝的生长渗透到固体培养基的力量强，形成很高的机械压力，配合尖端分泌的水解酵素，使穿入固体基质容易。
液体发酵
优点
缩短了面团发酵时间，提高了生产效率；从原辅料处理到成品包装可实现全部自动化和连续化生产；提高了面包大的贮存期，延缓了老化速度；缩短了发酵时间。

固定化细胞发酵有哪些优点

一、固定化细胞的优点
1，与游离细胞相比
与游离细胞发酵相比，固定化细胞发酵具有以下优点：
（1）固定化细胞可以将微生物发酵改为连续酶反应
（2）可以获得更高的细胞浓度；
（3）细胞可以重复使用；
（4）在高稀释率时，不会产生洗脱现象；
（5）单位容积的产率高；
（6）提高遗传稳定性；
（7）细胞不会受到剪下效应的影响。
（8）发酵液中菌体含量少，有利与产品的分离纯化。
2，与固定化酶相比
与固定化酶相比，固定化细胞具有以下优点：
（1）免去了破碎细胞提取酶的手续
（2）酶在细胞内的稳定性较高，完整细胞固定化后酶活性损失少
（3）固定化细胞制备的成本比固定化酶低
（4）无需辅酶再生
二、固定化细胞的缺点
虽然固定化细胞具有上述许多优点，但也有不足之处，具体表现在：
1，仅能利用胞内酶；
2，细胞膜、细胞壁和载体都存在着扩散限制作用；
3，载体形成的孔隙大小影响高分子底物的通透性；
4，可能有副反应。

什么是固定化细胞发酵液

固定化细胞发酵是指用物理或化学的手段将游离细胞定位于限定的空间区域，并使其保持催化活性、反复使用的方法，通过固定化细胞产生的发酵液称为固定化细胞发酵液。离心后的上清不是，因为它不是通过固定化细胞发酵产生的。当然如果你能在整个发酵过程中是一直离心着培养产生的，那么也可以算是。但你说的这种情况肯定不是

固定化酵母细胞发酵产酒精与游离细胞发酵产酒精相比有何优势?

1、固定化酵母在发酵过程中初发酵时间比游离酵母初发酵时间短，发酵的速度比游离酵母发酵的速度快。2、在12天的发酵时间里，固定化酵母产酒精比游离酵母发酵产酒精的酒精度高近50%。3、固定化酵母发酵液的酸度变化比游离酵母的酸度变化小，发酵液的酸度比较稳定，对产酸杂菌的抵抗力更好。4、固定化酵母发酵比游离酵母发酵更彻底，时间更短。

固态发酵和液态发酵的优缺点, “固态发酵”和“液态发酵”的优缺点是什么？

一、固态发酵：

优点：

1. 水分活度低，基质水不溶性高，微生物易生长，酶活力高，酶系丰富；

2. 发酵过程粗放，不需严格无菌条件；

3. 装置构造简单、投资少、能耗低、易操作；

4. 后处理简便、污染少，基本无废水排放。

缺点：

1. 限于耐低水活性的微生物，选择少

2. 发酵速率慢，周期长

3. 天然原料成分复杂，有时变化，影响产量质量

4. 工艺引数难检测和控制

5. 产品少，操作消耗劳力多，强度大

二、液态发酵

优点：

1. 速度快

2. 成本低

3. 产量高

缺点：

由于产生酒精速度快，其他成分很少基本没有，需人为新增香精以补充其他成分。

固态发酵 是微生物在没有或基本没有游离水的固态基质上的发酵方式，固态基质中气、液、固三相并存，即多孔性的固态基质中含有水和水不溶性物质。

白酒和陈醋生产工艺就属于典型的固态发酵，将粮食中的糖转化成酒精，继而转化成醋。相对的液态发酵如味精生产过程中谷氨酸发酵，黄原胶生产发酵等。

液态发酵 就是酿酒的原料呈液态，水淹住了原料，所以叫液态发酵。

为什么固定化细胞的酒精发酵液更清澈

固定化细胞发酵技术有许多突出的优点:由于它大大增加了细胞浓度,增强了菌体对外部条件如温度和酸碱度的抵抗能力;缩短了发酵周期,提高反应器单位体积的生物转化速率;而且由于细胞被固定,减少了细胞流失,细胞可长时间反复使用,并有利于产物分离等。这为发酵的连续化和规模化提供了方便。
目前固定化细胞技术己经在食品工业、环境保护、能源开发等方面得到广泛的应用 。
酒精酵母细胞固定化大部分采用海藻酸钠、聚乙烯醇( PVA) 等包埋法,但存在成本较高、固定化过程较繁琐且对细胞有损伤,载体软化现象等缺点。
探索新的固定化载体和固定化方式,营造更适合细胞生长和代谢的环境是固定化技术发展的方向。各种天然材料,如水果块、麸皮、去木质素的纤维素残渣,都曾作为固定化载体被成功应用于酿酒和乳清发酵等食品相关工业。
利用甘蔗茎块中天然的细胞纤维间隙和纤维素自身对酵母的吸附作用,有利于酵母吸附并在其
内部生长的特点，制备固定化酵母，利用其发酵甘蔗汁生产酒精。

固定化酵母细胞发酵为什么要无氧

（1）微生物实验室培养的关键就在于防止杂菌污染，故整个过程中要严格进行无菌操作．
（2）酵母菌无氧呼吸产生酒精，制作葡萄酒时，酵母菌来自于附着在葡萄皮上的野生型酵母菌．
（3）酵母菌、醋酸菌、青霉菌、毛霉这四种微生物中，只有酵母菌是兼性厌氧性生物（既能进行有氧呼吸也能进行无氧呼吸），故要分离到较纯的酵母菌，可直接提供无氧环境进行分离．
（4）制备固定化酵母细胞，常用的包埋材料是海藻酸钠，使用方法如图③．
（5）凝胶色谱法是根据相对分子质量的大小来分离蛋白质，相对分子质量大的由于不能进入凝胶通道而移动速度快，最先分离出来，使用电泳法分酶，影响酶电泳速度的因素有带电多少、带电性质、电压的大小、分子的大小和形状等．
故答案为：（1）无菌
（2）附着在葡萄皮上的野生型酵母菌
（3）无氧
（4）海藻酸钠 ③
（5）相对分子质量的大小 大 带电多少、带电性质、电压的大小、分子的大小和形状等