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第六章 发酵过程控制-4

第六章 发酵过程控制-4
第六章 发酵过程控制-4

第六章发酵过程控制

第四节发酵过程泡沫的形成与控制

泡沫的定义:泡沫是气体在少量液体中的粗分散体,属于气液非均相体系,泡沫间被一层液膜隔开而彼此不相连通。是一种密度接近气体,而不接近液体的胶体体系。

泡沫的类型:

一种是存在于发酵液的液面上,气相所占比例特别大,并且泡沫与它下面的液体之间有能分辫的界线。例如:某些稀薄的前期发酵液或种子培养液中的泡沫。

另一种泡沫是出现在粘稠的菌丝发酵液当中。这种泡沫分散很细,而且很均匀,也较稳定。泡沫与液体间没有明显的波面界限,在鼓泡的发酵液中气体分散相占的比例由下而上地逐渐增加。

一、泡沫形成的原因

1、通气搅拌

产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。

如下图所示,通气强度大、搅拌强烈可使泡沫增多;在发酵前期由于培养基营养成分消耗少,培养基成分丰富,易起泡。

2、培养基配比与原料组成

在纯净的气体、纯净的液体之外,必须存在第三种物质—助泡剂,才能产生气泡。

助泡剂在气液界面处就会形成定向吸附层:与液体亲和性弱的一端朝着气泡内部,与液体亲和性强的一端伸向液相,这样的定向吸附层起到稳定泡沫的作用。见下图:

培养基营养丰富,多数富含蛋白质。蛋白质可以作为助泡剂,因此发酵培养基中通气后易产生稳定的泡沫。例如在50L罐中投料10L,成分为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等,搅拌200rpm,通气,泡沫生成量为培养基体积的2倍。

3、培养基的粘度

粘度很高的发酵液,产生的泡沫非常稳定。因为粘稠的液膜,有助于吸收外力的冲击,起到缓冲的作用,使泡沫能持久一些。体系的起泡程度是起泡难易和泡沫稳定性两个因素的综合效果:

泡沫产生速度小于泡沫破灭速度,则泡沫不断减少,最终呈不起泡状态;

泡沫产生速度等于泡沫破灭速度,则泡沫数量将维持在某一平衡状态;

泡沫产生速度高于泡沫破灭速度,泡沫量将不断增加;

4、菌种、种子质量

菌种质量好,生长速度快,可溶性氮源较快被利用,泡沫产生几率也就少。

5、灭菌质量

培养基灭菌质量不好,糖氮等营养成分破坏严重,抑制微生物生长,使细胞自溶,产生大量泡沫。

总结:发酵过程中泡沫的多寡与通气搅拌的剧烈程度和培养基的成分有关如蛋白、粘度、糖类、灭菌情况等。

发酵过程中起泡沫的方式:

在发酵过程中发酵液的性质随菌的代谢活动不断变化,是泡沫消长的重要因素。发酵过程中起泡沫的方式通常有5种情况:

(1)整个发酵过程中,泡沫保持恒定的水平;

(2)发酵早期,起泡后稳定地下降,以后保持恒定;

(3)发酵前期,泡沫稍微降低后又开始回升;

(4)发酵开始起泡能力低,以后上升;

(5)以上类型的综合方式。

二、起泡的危害

发酵过程产生泡沫有一定的好处,使气体分散增强、增加气液接触面积;但过多的泡沫是有害的。

1、降低生产能力

如下图所示,在发酵罐中,为了容纳泡沫,为防止溢出而降低装液量,降低了生产能力。

2、引起原料浪费

如果起泡现象严重,发酵罐上方容纳泡沫的空间不够,气泡会顺着排气管连续外溢,引起原料流失,造成浪费。

3、引起染菌

逃液使排气管中粘上培养基,就会长杂菌。随着时间延长,杂菌会长入发酵罐而造成染菌。

大量泡沫由罐顶进一步渗到轴封,轴封处的润滑油可起一定的消泡作用,从轴封处落下的泡沫往往引起杂菌污染。

4、影响细胞的呼吸

如果气泡稳定,不破碎,那么随着微生物的呼吸,气泡中充满二氧化碳,影响了细胞的呼吸。

三、泡沫的控制

泡沫的控制可以从以下两个方面入手:

①调整培养基中的成分,或改变某些物理化学参数,或者改变发酵工艺;

②采用机械消沫或消沫剂消沫;

工业上通常采用机械消沫或消沫剂消沫。

1、机械消沫

利用机械强烈振动或压力变化而使泡沫破裂,起消沫作用。有罐内消沫和罐外消沫两种方法。机械消泡装置主要有以下几种:

一是耙式消泡器。安装于罐内顶部、高出液面的位置,固定在搅拌轴上,随搅拌轴转动,不断将泡沫打破。如下图。

二是半封闭式涡轮消泡器,它是由前者发展改进而来,泡沫可直接被涡轮打碎或被涡轮抛出撞击到罐壁而破碎。如下图。

机械消泡的优点:节省原料,不需引进外界物质(如消泡剂),减少染菌机会,不会增加下游工段的负担。

机械消泡的缺点:消沫效果不理想,不能从根本上消除泡沫成因,仅可作为消沫的辅助方法。

2、消泡剂破除泡沫

破泡剂:加到已形成的泡沫中,使泡沫破灭的添加剂。如低级醇、天然油脂。一般来说,这类消泡剂随着时间的延续,迅速降低效率,并且当温度上升时,因溶解度增加,消泡效率会下降。

抑泡剂:发泡前预先添加而阻止起泡的添加剂。如聚醚及有机硅等属于抑泡剂。

3、常用消泡剂的种类和性能

(1)天然油脂

天然油脂是最早用的消泡剂,来源容易,价格低,使用简单,没有明显副作用,如豆油、菜油、鱼油等。主要成分是高级脂肪酸酯和高级一元醇酯,还有高级醇、高级烃等。但油脂易变质,使酸值增高,对发酵有毒性。有些油是发酵产物的前体,会影响产物的合成。如豆油是红霉素的前体,鱼油是螺旋霉素的前体。

近年来出于对环境保护的考虑,研发了两类新的天然消泡剂。

A:酒糟榨出液由酒糟中压榨出大约40%液体,在500C真空蒸馏,浓缩19倍,得到可用于麦芽汁发酵过程的消泡剂。效果很好,没有副作用。酒糟榨出液中存在C8~C18的脂肪酸,尤其是卵磷脂等物,这些物质的协同作用下的消泡作用比这些物质单独消泡作用强得多。

B:啤酒花油研究发现向啤酒添加1~5ppm啤酒花油是减轻气泡的有效措施。啤酒花油含有消泡活性的物质有:石竹烯、荷兰芹萜烯等。

(2)聚醚类消泡剂

聚醚类消泡剂种类很多,是以甘油为起始剂,由环氧丙烷,或环氧乙烷与环氧丙烷的混合物进行加成聚合而制成的。只在甘油分子上加成聚合环氧丙烷的产物叫聚氧丙烯甘油,定名为GP型消泡剂;用于链霉素发酵,代替天然油,效果很好。

在GP型消泡剂的聚丙二醇链节末端再加成环氧乙烷,成为链端是亲水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油,也叫GPE型消泡剂(泡敌)。按照环氧乙烷加成量为10%,20%……50%,分别称为GPE10,GPE20,……GPE50。这类消泡剂称为“泡敌”。用于四环素发酵效果很好,相当于豆油的10~20倍。

(3)高碳醇

高碳醇是强疏水弱亲水的线型分子,在水体系里是有效的消泡剂。C7~C9的醇是最有效的消泡剂。C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm,含量为

20~50%的水乳液,即成为消泡剂。

(4)硅酮类

最常用的是聚二甲基硅氧烷,也称二甲基硅油。它表面能低,表面张力也较低,与一般油的亲和性也很小。挥发性低并具有化学惰性,比较稳定且毒性小。

第六章 发酵过程控制-4

第六章发酵过程控制 第四节发酵过程泡沫的形成与控制 泡沫的定义:泡沫是气体在少量液体中的粗分散体,属于气液非均相体系,泡沫间被一层液膜隔开而彼此不相连通。是一种密度接近气体,而不接近液体的胶体体系。 泡沫的类型: 一种是存在于发酵液的液面上,气相所占比例特别大,并且泡沫与它下面的液体之间有能分辫的界线。例如:某些稀薄的前期发酵液或种子培养液中的泡沫。 另一种泡沫是出现在粘稠的菌丝发酵液当中。这种泡沫分散很细,而且很均匀,也较稳定。泡沫与液体间没有明显的波面界限,在鼓泡的发酵液中气体分散相占的比例由下而上地逐渐增加。 一、泡沫形成的原因 1、通气搅拌 产生泡沫的首要条件是气体和液体发生接触。而且只有气体与液体连续、充分地接触才会产生过量的泡沫。 如下图所示,通气强度大、搅拌强烈可使泡沫增多;在发酵前期由于培养基营养成分消耗少,培养基成分丰富,易起泡。 2、培养基配比与原料组成 在纯净的气体、纯净的液体之外,必须存在第三种物质—助泡剂,才能产生气泡。

助泡剂在气液界面处就会形成定向吸附层:与液体亲和性弱的一端朝着气泡内部,与液体亲和性强的一端伸向液相,这样的定向吸附层起到稳定泡沫的作用。见下图: 培养基营养丰富,多数富含蛋白质。蛋白质可以作为助泡剂,因此发酵培养基中通气后易产生稳定的泡沫。例如在50L罐中投料10L,成分为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等,搅拌200rpm,通气,泡沫生成量为培养基体积的2倍。 3、培养基的粘度 粘度很高的发酵液,产生的泡沫非常稳定。因为粘稠的液膜,有助于吸收外力的冲击,起到缓冲的作用,使泡沫能持久一些。体系的起泡程度是起泡难易和泡沫稳定性两个因素的综合效果: 泡沫产生速度小于泡沫破灭速度,则泡沫不断减少,最终呈不起泡状态; 泡沫产生速度等于泡沫破灭速度,则泡沫数量将维持在某一平衡状态; 泡沫产生速度高于泡沫破灭速度,泡沫量将不断增加; 4、菌种、种子质量 菌种质量好,生长速度快,可溶性氮源较快被利用,泡沫产生几率也就少。 5、灭菌质量 培养基灭菌质量不好,糖氮等营养成分破坏严重,抑制微生物生长,使细胞自溶,产生大量泡沫。 总结:发酵过程中泡沫的多寡与通气搅拌的剧烈程度和培养基的成分有关如蛋白、粘度、糖类、灭菌情况等。 发酵过程中起泡沫的方式: 在发酵过程中发酵液的性质随菌的代谢活动不断变化,是泡沫消长的重要因素。发酵过程中起泡沫的方式通常有5种情况: (1)整个发酵过程中,泡沫保持恒定的水平; (2)发酵早期,起泡后稳定地下降,以后保持恒定;

第六章 发酵过程作业参考答案

第六章 发酵过程作业参考答案 1、简述补料分批发酵的定义及优缺点、分类。(20分) 答:补料分批发酵又称半连续发酵或培养,是指在分批培养过程中,间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。(4分)补料分批发酵与传统分批发酵相比,其优点在于使发酵系统中维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点:1)可以除去快速利用碳源的阻遏效应,并维持适当的菌体浓度,使不致于加剧供氧的矛盾。2)避免培养基积累有毒代谢物。3)与连续发酵相比,补料分批发酵不需要严格的无菌条件,也不会产生菌种老化和变异等问题,其应用范围十分广泛,包括抗生素、氨基酸、酶蛋白、核苷酸、有机酸、及高聚物等、4)在发酵的不同时间不断补加一定的养料,可以延长微生物对数期的持续时间,增加生物量的积累和静止期代谢产物的积累。(8分)补料分批发酵可以分为两种类型:a: 单一补料分批发酵:在开始时投入一定量的基础培养基,到发酵过程的适当时期,开始连续补加碳源和(或)氮源和(或)其他必须基质,直到发酵液体积达到发酵罐最大工作容积后停止补料,将发酵液一次全部放出。这种操作方式称为单一补料分批发酵,由于受发酵罐工作容积的限制,发酵周期只能控制在较短的范围内。(4分)b 重复补料分批发酵:重复补料分批发酵是在单一补料分批发酵的基础上,每隔一定时间按一定比例放出一部分发酵液,使发酵液体积始终不超过发酵罐的最大工作容积,从而可以延长发酵周期,直至发酵产率明现下降,才最终将发酵液全部放出.这种操作方式既保留了单一补料分批发酵的优点,又避免了它的缺点。(4分) 2、通过哪些手段可提高发酵过程的溶氧量并分析比较各种措施的效果。(30分) 答:(1) 提高KL a KL a 与其中的主要影响因素的函数关系可以使用下式表示: 对于牛顿型流体发酵液, KL a 的关联式可简单表示为: (2分) ①搅拌效率对KL a 的影响:一般情况下,高转速可有效地提高 KL a ,但太大或搅拌器的类型不当也会损伤菌丝,或产生漩涡,反而降低混合效果。对于高粘度的流体,转速、器型的影响会更明显。 ②气体流速对KL a 的影响:由上式得知:提高WS ,即提高通气量Q ,也可以有效的提高KL a 。研究表明,当通气量Q 较低时,随着通气量Q 的增加,WS 空气表观线速度也会增加。但Q 过大时,搅拌器不能有效地将空气气泡充分分散,而在大量气体中空转,形成所谓的“过载”现象 。会导致Pw/V 会随着Q 的增加而下降,即单位体积发酵液所拥有的搅拌功率会下降。 ③设备参数的影响:式中的α、β与发酵罐的大小、形状、搅拌器的类型等因素有关。Bartholomew 研究指出,9L 的发酵罐的α为0.95;0.5m3的发酵罐,α变为0.67;而27~57m3的发酵罐的α变为0.5。搅拌器的类型不同,α、β值的大小也不相同,对于α值,弯叶>平叶>箭叶;对),,,,,,,(g D W N d f K L s L a σρη=βαs w L W V P K K a )(=

(整理)发酵重点1-8.

1、发酵工程的基本定义? 发酵工程:是利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系,是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。发酵工程也称作微生物工程,该技术体系主要包括菌株选育与保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备,同时也包括微生物生理功能的工业化利用。 2、提出研发一个发酵新产品的可能路线 发酵生产工艺流程 除某些转化过程外,典型的发酵工艺过程大致可以划分为以下6个基本过程 ①用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制; ②培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌; ③扩大培养有活性的适量纯种,以一定比例将菌种接入发酵罐中; ④控制最适的发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物; ⑤将产物提取并精制,以得到合格的产品; 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。 3、发酵工业的特点 ①常温常压下进行的生物化学反应,条件较温和 ②较廉价的原料生产较高价值的产品 ③通过生物体的自适应调节来完成,反应专一性强,可以得到较为单一的代谢产物 ④可以产生比较复杂的高分子化合物 ⑤不受地理、气候、季节等自然条件的限制,可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品

1、为什么需要进行微生物菌种改良? ①提高目标产物的产量 生产效率和效益! ②提高目标产物的纯度,减少副产物 可有效降低产物分离成本。 ③改良菌种性状,改善发酵过程 改变和扩大菌种所利用的原料范围、提高菌种生长速率、保持菌株生产性状稳定、提高斜面孢子产量、改善对氧的摄取条件并降低需氧量及能耗、增强耐不良环境的能力(如耐高温、耐酸碱、耐自身所积累的过量代谢产物)、改善细胞透性以提高产物的分泌能力等。 ④改变生物合成途径,以获得高产的新产品 2、你认为菌种筛选过程中最关键的环节是什么? 筛选方法 (1)平皿快速检测法 肉眼可观察的变化。显色法、变色圈法、透明圈法、生长圈法和抑制圈法… (2)形态变异的利用 (3)高通量筛选(high throughput screening) 3、如果尽量保持菌种不发生退化? (1)控制传代次数 基因的变化往往发生在复制和繁殖过程中,繁殖越颇繁,复制的次数越多,基因发生变化的机会也就越多。因此应该尽量避免不必要的接种和传代,把传代次数控制在最低水平,以降低突变机率。一般情况下,斜面每移植一代,霉菌、放线菌、芽孢杆菌在低温下可保藏半年左右,酵母可保藏3个月左右,无芽孢细菌可保藏1个月左右。为此,生产菌种每移植一代,最好同时移植较多的斜面,以供一段时间生产之需,这样移植次数就可减少。 (2)选择合适的培养条件 培养条件对菌种衰退有一定的影响,选择一个适合原种生长的条件可以防止菌种衰退。另外,生产上应避免使用陈旧的斜面菌种。 (3)利用不同类型的细胞进行传代 在放线菌和霉菌中,由于它们的菌丝细胞常含有许多核,甚至是异核体,因此用菌丝接种时就会出现衰退和不纯的子代。而孢子一般是单核的,利用孢子来接种,可以达到防止衰退的目的。但是这也必须注意到微生物细胞本身的特点。对构巢曲霉来说,利用它的分生孢子传代易发生衰退而用它的子囊孢子移种则不易退化。 (4)选择合适的保藏方法 采用有效的菌种保藏方法也可以防止菌种的衰退。由于菌种衰退的情况不同,对有些衰退原因还不甚了解,因此要切实解决具体问题,需根据实际情况,通过实验正确地加以运用。 第三章 1、为什么需要进行微生物培养基的优化? ①必须提供合成微生物细胞和发酵产物的基本成分。 ②有利于减少培养基原料的单耗,即提高单位营养物质的转化率。 ③有利于提高产物的浓度,以提高单位容积发酵罐的生产能力。 ④有利于提高产物的合成速度,缩短发酵周期。

发酵第六章

1 发酵过程 第六章2 定义 发酵过程即细胞的生物反应过程,是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应过程。它不仅包括了以往“发酵”的全部领域,而且还包括固定化细胞的反应过程、生物法废水处理过程和细菌采矿等过程。 3 为什么要研究发酵过程 微生物发酵的生产水平不仅取决于生产菌种本身的性能,而且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出来。为此我们必须通过各种研究方法了解有关生产菌种对环境条件的要求,如培养基、培养温度、pH、氧的需求等,并深入地了解生产菌在合成产物过程中的代谢调控机制以及可能的代谢途径,为设计合理的生产工艺提供理论基础。同时,为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律,可以通过各种监测手段如取样测定随时间变化的菌体浓度,糖、氮消耗及产物浓度,以及采用传感器测定发酵罐中的培养温度pH、溶解氧等参数的情况,并予以有效地控制,使生产菌种处于产物合成的优化环境之中。 4 本章讲述的内容 ?第一节发酵过程的代谢变化规律?第二节发酵工艺的控制 ?第三节发酵过程的主要控制参数

5 第一节发酵过程的代谢变化规律 ?代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长,发酵参数(培养基,培养条件等)和产物形成速率三者间的关系。 ?了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通气搅拌等环境条件下对基质的利用、细胞的生长以及产物合成的代谢变化,有利于人们对生产的控制。 6 代谢曲线 代谢变化是反映发酵过程中菌体的生长,发酵参数(培养基,培养条件等)和产物形成速率三者间的关系。把它们随时间变化的过程绘制成图,就成为所说的代谢曲线。 7 ■发酵过程按进行过程有三种方式: 9分批发酵(Batch fermentation) 9补料分批发酵(Fed-batch fermentation)9连续发酵(Continuous fermentation) 这节介绍分批发酵、补料分批发酵及连续发酵三种类型的操作方式下的代谢特征。 8 1、分批发酵的定义 ?是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。在这一过程中,除了氧气、消泡剂及控制pH的酸或碱外,不再加入任何其它物质。发酵过程中培养基成分减少,微生物得到繁殖 。 一、分批发酵

发酵过程的工艺控制

第十章发酵过程的工艺控制 ●知识要点和教学要求 (1)、理解微生物发酵的动力学 (2)、掌握补料分批培养 (3)、掌握连续培养 (4)、掌握发酵工艺控制最优化 (5)、掌握温度对发酵过程的影响及其控制 (6)、掌握PH值对发酵过程的影响和控制 (7)、掌握泡沫对发酵过程的影响和控制 ●能力培养要求 通过本章节的学习,学生能理解微生物发酵的分类及温度、PH值、泡沫等对发酵过程的影响和控制。 ●教案内容 10.1 微生物发酵的动力学 一般来说,微生物学的生长和培养方式可以分为分批培养、连续培养和补料分批培养等三种类型。 1. 分批培养 分批培养又称分批发酵,是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后,接入少量的微生物菌种进行培养,使微生物生长繁殖,在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。 在分批培养过程中,随着微生长细胞和底物、代谢物的浓度等的不断变化,微生物垢生长可分为停滞期、对数生长期、稳定期和死亡期等四个阶段,图10-1为典型的细胞菌生长曲线。 2. 停滞期 停滞期是微生物细胞适应新环境的过程。

实际上,接种物的生理状态和浓度是停滞期长短的关键。如果接种物处于对数生长期,那么就很有可能不存在停滞期,微生物细胞立即开始生长。反过来,如果接种物本身已经停止生长,那么微生物细胞就需要有更长的停滞期,以适应新的环境。 3. 对数生长期 处于对数生长期的微生物细胞的生长速度大大加快,单位时间内细胞的数目或重量的增加维持恒定,并达到最大值。其生长速度可用数学方程表示: 式中,x---细胞浓度(g/l);t---培养时间(hr);---细胞的比生长速度(1/h)。如果当t=0时,细胞的浓度为x0(g/l),上式积分后就为:于是,用微生物细胞浓度的自然对数对时间作图,就可得到一条直线,该直线的斜率就等于。 微生物的生长有时也可用“倍增时间”(td)来表示,“倍增时间”(td)定义为微生物细胞浓度增加一倍所需要的时间,即: 3. 稳定期 由于细胞的溶解作用,一些新的营养物质,诸如细胞内的一些糖类、蛋白质等被释放出来,又作为细胞的营养物质,从而使存活的细胞继续缓慢地生长,出现通常所称的二次或隐性生长。 4. 死亡期 当发酵过程处惊天动地死亡期时,微生物细胞内所储存的能量已经基本耗尽,细胞开始在自身所含的酶的作用下死亡。 5. 微生物分批培养生长速度的动力学方程

发酵工艺控制

发酵工艺控制 2.1概述 一. 发酵体系的主要特征 1. 细胞内部结构和代谢反应的复杂性 2. 细胞所处环境的复杂性 3. 过程系统状态的时变性及参数的多样性和复杂性 影响因素多,有的因素未知,主要影响因素变化。 发酵水平主要取决于:生产菌种的特性;对工艺条件的控制(适合程度) 必须了解:菌体的生理代谢规律工艺条件对发酵过程的影响及其控制发酵过程的有关变化规律 常规发酵的工艺控制参数:温度、pH、搅拌转速与功率、空气流量、罐压、液位、补料速率及补料量等。 二. 发酵过程的参数检测 1.直接状态参数 指能直接反映发酵过程中微生物生理代谢状况的参数 包括:pH、DO、溶解CO2、尾气O2、尾气CO2 、黏度、基质和产物浓度、菌体浓度(OD、DCW、湿重)等 参数的检测 在线检测各种传感器:pH电极、DO电极、温度电极、液位电极、泡沫电极尾气分析仪:测尾气O2和CO2含量 离线检测分光光度计、pH 计、温度计、气相色谱(GC)、液相色谱(HPLC)、色质连用(GC-MS)等 2.间接状态参数 指利用直接状态参数计算求得的参数 包括:比生长速率μ、摄氧率OUR、CO2释放率CER、呼吸商RQ、氧的得率系数YX/O 、氧体积传质系数KLa、基质比消耗速率QS、产物比生成速率Qp等 综合各种状态参数,获得代谢过程的各种信息,从而对发酵过程做出相应的调整和控制,以获得最经济的发酵生产。 三. 发酵过程的代谢调控和优化 1. 代谢调控 以代谢(流)的调节最重要 调节酶的合成量,称为“粗调”调节酶的催化活性,称为“细调” 工艺控制和过程优化的实质,就是利用各种方法和手段,使细胞的外部和内部环境最适合基质和能量流向产物合成的生物途径,以获得最大的产量。 2. 发酵过程优化的一般步骤 确定反映发酵过程的各种理化参数及其检测方法 研究这些参数的变化对发酵过程的影响及其机制,获得最佳的范围和最适的水平 建立数学模型定量描述个参数间随时间的变化关系,为过程优化控制提供依据 通过计算机实施在线自动检测和控制,验证各种控制模型的可行性及其适用范围,实现发酵过程的最优控制 2.2基质浓度对发酵的影响及其控制 先进的培养基组成是充分支持高产、稳产和经济的发酵过程的关键因素之一。 一. 基质种类 一般包括:碳源、氮源和无机盐 前体

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