《发酵参数及控制》PPT课件

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1、发酵工艺参数控制微生物的培养方式发酵条件的影响及控制http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc1、分批培养2、补料分批培养3、半连续培养4、连续培养微生物培养方式http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc1、分批发酵简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。微生物培养方式单位时间内单位菌体消耗基质或形成产物（菌体）的量称为比速，是生物反应中用于描述反应速度的常用概念菌体的生长比速：http://biotech.

2、ecust.edu.cn/jpkc/fjgc分批培养中微生物的典型生长曲线延迟期衰亡期延迟期：指数生长期:减速期:静止期：时间菌体浓度指数生长期减速期静止期衰亡期:1、分批发酵http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc一些微生物的典型μmax值微生物μmax/h-1微生物μmax/h-1产黄青霉0.12甲烷甲单孢菌0.53构巢曲霉0.36贝内克氏菌4.24微生物的世代时间http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc微生物生长分为：迟滞期、对数生长期、稳定期和死亡期在迟滞期，菌体没有分裂只有生长，因为当菌种接种入

3、一个新的环境，细胞内的核酸、酶等稀释，这时细胞不能分裂，细胞个体增大。当接种的是饥饿或老龄的微生物细胞，或新鲜培养基营养不丰富时，迟滞期将延长。当细胞内的与细胞分裂相关的物质浓度达到一定程度，细胞开始分裂，这时细胞生长很快，比生长速率达到最大值，几近常数，细胞活力很强，生长速率大小取决于培养基的营养和环境。这个时期称为对数生长期。1、分批培养http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc随着细胞生长，培养液中的营养物减少，废物积累，导致细胞生长速率下降，进入减速期，细胞生长速率继续下降，并等于死亡速率时，便进入稳定期，次级代谢物在此期大量合成，

4、菌体形态发生较大变化，如分化、形成空胞等。在稳定期开始以后的不同时期内出现，此时养分耗竭，并受溶菌酶的作用或有害物质的影响，细胞破裂死亡，细胞死亡速率大于生成速率，进入死亡期对于初级代谢产物，在对数生长期初期就开始合成并积累，而次级代谢产物则在对数生长期后期和稳定期大量合成。http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc分批培养的优缺点优点操作简单，周期短，染菌机会少，生产过程和产品质量容易掌握缺点存在基质抑制的问题，产率低，且不适于测定动力学数据。1、分批培养http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc2、补料分

5、批培养在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在工厂的实际生产中采用这种方法很多。微生物培养方式http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc补料分批培养的优缺点优点可以维持低的基质浓度，避免快速利用碳源的阻遏效应；可以通过补料控制达到最佳的生长和产物合成条件；还可以利用计算机控制合理的补料速率，稳定最佳生产工艺。缺点由于没有物料取出，产物的积累最终导致比生产速率的下降。由于有物料的加入增加了染菌机会http://biotec

6、h.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc3、半连续培养在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放），称为半连续培养。某些品种采取这种方式，如四环素发酵优点放掉部分发酵液，再补入部分料液，使代谢有害物得以稀释有利于产物合成，提高了总产量。缺点丢失了未利用的养分和处于生产旺盛期的菌体，代谢产生的前体也可能被丢失，提炼的发酵液的总体积更大微生物的培养方式http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc4、连续培养发酵过程中一边补入新鲜料液一边放出等量的发酵液，使发酵罐内的体积维持恒定。达到稳态后，整个过程中菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度

7、都是恒定的。微生物的培养方式http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc连续培养的优缺点优点可以使发酵过程最优化。发酵周期长，能得到高的产量。缺点菌种不稳定的话，长期连续培养会引起菌种退化，降低产量。长时间补料染菌机会大大增加。微生物的培养方式http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc发酵条件影响及控制1、基质浓度2、灭菌情况3、种子质量4、温度5、pH值6、溶解氧http://biotech.ecust.edu.cn/jpkc/fjgc1、基质浓度发酵培养基对发酵