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發(fā)表于 2010-6-18 17:51:31
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3.限制發(fā)酵豆粕工藝成熟的原因是發(fā)酵過(guò)程控制的缺失
按照工業(yè)發(fā)酵技術(shù)的基本觀點(diǎn),離開(kāi)過(guò)程控制,發(fā)酵工藝就不可能進(jìn)行,也就談不上可重復(fù)性和穩(wěn)定性。成熟的發(fā)酵技術(shù)特點(diǎn)就是嚴(yán)格的過(guò)程控制。而過(guò)程控制的實(shí)現(xiàn),需要對(duì)過(guò)程參數(shù)進(jìn)行選取和有效監(jiān)測(cè)。這些被選定和監(jiān)測(cè)的參數(shù),表現(xiàn)的是微生物群體代謝所體現(xiàn)出的宏觀變化。一般性地被稱(chēng)作發(fā)酵生理參數(shù),以有別于生化參數(shù)等細(xì)胞水平和亞細(xì)胞水平的代謝指標(biāo)。
對(duì)于生理參數(shù)的選取和大量測(cè)定,是實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制的前提。一般常見(jiàn)的生理參數(shù)為:pH值,生物量(用菌濃,濕菌體含量,干菌體含量,涂布菌落,細(xì)胞量,OD值等來(lái)表示。),糖含量,氨基氮含量,可溶性磷含量,目標(biāo)產(chǎn)物含量,溶氧,尾氣中氧,二氧化碳含量,發(fā)酵過(guò)程熱量的產(chǎn)生速率(一般通過(guò)降溫水流量標(biāo)示),等等。其中,最常用的為pH值,生物量,糖,氮,磷含量和目標(biāo)產(chǎn)物含量。真正的數(shù)據(jù)分析,以實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制,就是以來(lái)對(duì)這幾個(gè)參數(shù)的分析與綜合進(jìn)行的。
但是,雖然各種檢測(cè)手段,如,HPLC,GC,電泳,分管光度法,甚至酶聯(lián)免疫吸附法等監(jiān)測(cè)技術(shù)頻繁應(yīng)用于豆粕發(fā)酵,但豆粕發(fā)酵的過(guò)程控制還是接近于沒(méi)有。原因是這一系列的檢測(cè)方法,只不過(guò)是在發(fā)酵結(jié)束后的成品監(jiān)測(cè)中被應(yīng)用,以證明發(fā)酵的效果和必要性的。而并不方便應(yīng)用在過(guò)程監(jiān)測(cè)中。
發(fā)酵豆粕,甚至整個(gè)固體發(fā)酵工藝,相對(duì)于液體深層發(fā)酵,在發(fā)酵過(guò)程控制方面,主要存在以下三個(gè)差異:
1, 沒(méi)有成熟選定的,行業(yè)內(nèi)技術(shù)人員統(tǒng)一認(rèn)可的生理參數(shù),甚至根本沒(méi)有任何形式的生理參數(shù)及檢測(cè)和監(jiān)測(cè)方法。
2, 因?yàn)闆](méi)有生理參數(shù),也就沒(méi)有對(duì)生理參數(shù)曲線分析水平的過(guò)程控制,也就不能真正實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的可重復(fù)性。
3, 行業(yè)中缺乏對(duì)生理參數(shù)分析,以實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程穩(wěn)定的習(xí)慣和意識(shí)。
造成這些差異的原因可以在兩個(gè)方面進(jìn)行分析。首先,發(fā)酵豆粕工藝基本脫胎自食品發(fā)酵的固體發(fā)酵工藝,而食品固體發(fā)酵技術(shù),過(guò)程控制和經(jīng)典發(fā)酵不同,是基于經(jīng)驗(yàn)而不是基于生理參數(shù)的。但食品發(fā)酵工藝經(jīng)歷了數(shù)百年經(jīng)驗(yàn)積累,由于成本壓力,發(fā)酵豆粕技術(shù)只繼承了食品工藝的大致過(guò)程,而沒(méi)法真正延續(xù)食品發(fā)酵的控制模式,這就使得豆粕發(fā)酵技術(shù)具有某種程度的先天不足。其次,固體發(fā)酵工藝相對(duì)液體發(fā)酵工藝,所面對(duì)的物料理化性質(zhì)不同。在液體發(fā)酵中,所有生理參數(shù)是在水溶液里測(cè)定的,但在固體發(fā)酵中,所面對(duì)的物料是固體的。這就為生理參數(shù)的選取和測(cè)定方法的建立提供了阻力。另一方面,由于在液體發(fā)酵中的劇烈攪拌,已經(jīng)使得任何一點(diǎn)取樣都具有整體意義,而對(duì)于固體物料,每一點(diǎn)僅僅代表了當(dāng)前點(diǎn)的狀況。這就使得單點(diǎn)監(jiān)測(cè)值沒(méi)有代表意義。
沒(méi)有參數(shù)的發(fā)酵過(guò)程是不可能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的。必須克服或部分克服以上困難,提供可靠的生理參數(shù)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)發(fā)酵豆粕工藝的穩(wěn)定性。 |
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