发酵工程课件.ppt

微生物发酵工程微生物发酵的类型和方式1．动力学描述参数2．发酵类型79
细胞浓度随
培养时间呈
指数增长。
细胞浓度的
变化率与细
胞浓度成正
比。
对数生长期：
=µX
其中：细胞干重
时间
µ比生长速率
微生物的比生长速率µ与微生物的种类、培养温度、、培养基成分及限制性基质浓度等因素有关。12分批培养过程的生产率P:
生产率=产物浓度/发酵时间

生产率是评价发酵过程的成本和效率的综合指标。在分批培养时，计算时间还应包括放罐、清洗、装料和消毒的时间等非发酵过程所占用的时间。14连续发酵单级连续培养进入稳定状态后，细胞的比生长速率与稀释率相等。

连续培养的最大特点：微生物细胞的生长速率、产物
的代谢均处于恒定状态，可达
到稳定、高速培养微生物细胞
或生产大量的代谢产物的目
的。生产率得以提高。3．补料分批发酵
在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基，而不从发酵罐中间断地放出培养液的培养方法。
工业上利用分批补料培养以消除阻遏并保持通气条件。分批补料培养还可以防止培养基中某一组分的毒性。20
培养基：提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的，按一定比例配制的多种营养物质的混合物。一、培养基的类型和用途二.培养基的选择
适当
配比
典型培养基一.培养基的成分一.培养基的成分蔗糖花生饼粉，黄豆饼粉，
棉籽饼粉，酵母粉，
麦麸，鱼粉，蚕蛹粉，
玉米浆，蛋白胨，尿素，
废菌体和酒糟4．无机盐和微量元素辅酶的组
成成分硫己糖磷酸化
酶，柠檬酸
脱氢酶，羧
化酶等的激
活剂。

微生物生长不可缺少的微量有机物，称为生长因子。如氨基酸，嘌呤，嘧啶，维生素等。

作用：构成细胞的组成成分，促进生命活动的进行。1）生物素
作用：影响产生菌细胞膜的通透性，同时影响菌体的代谢途径。一般5μ。生
物
素
2）维生素B1：对某些菌种发酵有促进作
用。
3）天然原料：玉米浆，0.4-0.8%
麸皮水解液，1%
糖蜜，0.1-0.4%
酵母7．促进剂和抑制剂
在发酵过程中，加入抑制剂会抑制某些代谢途径的进行，同时刺激另一代谢途径，以至于可以改变微生物的代谢途径。8．水分微生物发酵工程微生物发酵的类型和方式一.培养基的成分一.培养基的成分严格控制营养物质的浓度和比例，不仅仅是为了维持正常的渗透压，节约原料，而且直接影响到菌体的繁殖和产物积累。1).不同碳源的利用速度
微生物对氮源的利用速度为：氨态氮硝态氮有机氮。
氨的过高过低都会对产物形成造成不良的影响。
氮源的利用速度与碳源的利用速度是很有关系的。
糖代谢的许多中间产物是氨基酸合成的前体。4).前体的控制
补料的物质碳源和能源+氮源+其他需要
细胞+产物2+H2O＋热量

组成微生物的元素包括Ｃ、Ｈ、Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｐ、Ｍｇ和Ｋ，这些元素都要在方程中予以平衡。培养基中还需要微量元素(Ｆｅ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｂ等)。对于无力合成的生长因子，要通过在培养基中加入适量的纯净物或含有该物质的混合物。
碳源具有生物合成的底物和能源的双重作用。在需氧的条件下对碳源的需要量可以通过菌体得率系数推算而得方法葡萄糖的理论收率：111%以酸为催化剂，在高温高压下，将淀粉转化为葡萄糖的方法。
优点：生产简单，方便，水解时间短，设备生产能力大。
缺点：要求特殊设备；易产生副反应；对原料要求高
原理：
淀粉各种糊精麦芽糖葡萄糖
影响水解反应速率的关键因素：
淀粉５’－羟甲基糠醛乙酰丙酸+蚁酸+有色物质等。２．工艺液化的方法
液化糖化灭酶过滤贮糖计量发酵
基因工程菌的稳定性是高水平发酵生产的基本条件。一、质粒不稳定性含低拷贝质
粒者产不含
质粒菌概率
大；比生长
速率关键基因工程菌的培养高密度培养影响高密度培养的因素影响高密度培养的因素如何达到高密度培养