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简答题试分析下述酵母菌通风发酵过程中一些参数(溶氧、还原糖含量、氨氮、乙醇浓度、菌体湿重以及pH)随时间的变化曲线,请说明每个不同参数的变化规律并分析出现这种变化的原因。
  • 由图可见,随着发酵时间的延长以上参数的变化规律如下:
    (1)还原糖随着发酵时间的延长逐渐下降,到达28h时达到最低值,后来由于补料的操作,导致发酵液中的还原糖又升高了,由于菌体的继续消耗,导致还原糖又下降至较低的水平。
    (2)菌体的湿重随着发酵时间的延长是逐渐增加的,到达40h时达到最高值,后来再随着时间的继续延长,菌体湿重有所降低,原因是由于发酵的后期菌体自溶的缘故。
    (3)pH在发酵的前期是随着发酵时间的延长而逐渐减低的,到了后期以后是呈现升高的趋势,分析原因,发酵前期糖被降解产生有机酸导致pH的下降,而发酵后期由于菌体自溶产生氨氮,从而导致pH有所上升。
    (4)溶氧随着时间的延长是逐渐降低的,到了28h溶氧突然升高,后来又继续下降并保持在一个较低的水平,到了40h以后又继续升高一直到一个比较高的水平。分析原因:发酵前期,菌体生长比较旺盛,所以溶氧逐渐降低,直到还原糖很低时不够菌体消耗了,这时表现为菌体不耗氧,从而使溶氧急剧升高,这是由于进行了补料操作,菌体有了可以消耗的碳源,从而继续耗氧,是溶氧继续下降,到了发酵的未期,由于营养物质消耗完毕,从而表现为菌体不耗氧,表现为pH继续上升。
    (5)氨氮在发酵的前期是随着时间的延长而逐渐降低的,而到了发酵后期以后则是随着时间的延长而逐渐升高的。分析原因:前期氨氮的下降是由于菌体的代谢对氮源的利用,而后期的升高是由于菌体的衰亡而导致氨氮的升高。
    (6)乙醇浓度在发酵的前期一直维持比较低的水平,随着发酵时间的延长,到了20h以后逐渐升高,主要原因是菌体进入生长的旺盛期,此时供氧不足,而导致部分酵母菌走厌氧途径,从而导致副产物乙醇的积累。
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