文档介绍：关于发酵过程的控制
第1页，讲稿共74张，创作于星期日
主要内容
微生物发酵类型
1
工艺控制参数
2
发酵过程代谢变化
3
菌体浓度的影响和控制
4
温度的影响及其典型的细菌生长曲线
a
b
c
d
死亡期
1、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。
特点：
2、细胞死亡速率大于增加速度。
3、此时也是细胞产生或释放对人类有用的抗生素等次生代谢产物的时期。
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（二） 补料分批培养
单细胞蛋白、氨基酸、抗生素、维生素、酶制剂、有机酸以及有机溶剂等的生产过程
1、基本概念
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，又称半连续培养或半连续发酵，是介于分批培养过程与连续培养过程之间的一种过渡培养方式。
操作方式
发酵工业应用
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3、不同补料方式对细胞生长影响
问题
2、补料分批培养的类型P92
看表P92回答问题
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表6-3 补料方法对细胞密度、生长速度及生产率的影响
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1、对大肠杆菌来说，何种补料方式对细胞生长最快？
2、何种补料方式对产物的形成最有利？
3、细胞生长速度最快是否也是最有利于产物的形成？
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4、补料分批培养的优点
料分批培养是介于分批培养和连续培养之间一种微生物细胞的培养方式，它兼有两种培养方式的优点，并在某种程度克服了它们所存在的缺点。表10-7为补料分批培养的一些优点。
与分批培养方式比较
与连续培养方式比较
1、可以解除培养过程中的底物抑制、产物的反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应；
2、对于耗氧过程，可以避免在分批培养过程中因一次性投糖过多造成的细胞大量生长、耗氧过多以至通风搅拌设备不能匹配的状况；在某种程度上可减少微生物细胞的生成量、提高目的产物的转化率；
3、微生物细胞可以被控制在一系列连续的过渡态阶段，可用来控制细胞的质量；并可重复某个时期细胞培养的过渡态，可用于理论研究。
1、不需要严格的无菌条件；
2、不会产生微生物菌种的老化和变异；
3、最终产物浓度较高，有利于产物的分离；
4使用范围广。
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（三）连续培养P93
1、基本概念
指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养液的液量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物培养方式。
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图10-6 典型的实验室连续培养系统示意图
2、操作方式
磁搅棒
连续培养又称连续发酵，它与封闭系统中的分批培养方式相反，是在开放的系统中进行的培养方式。图6-3为典型的实验室连续培养系统。
PH控制器
空气过滤器
灭菌的培养基储存器
加料和出料泵
空气出口
酸储存器
空气过滤器
压缩空气
流量计
样品
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3、连续培养的特点
在连续培养过程中，微生物细胞所处的环境条件，如营养物质的浓度、产物的浓度、PH值以及微生物细胞的浓度、比生长速度等可以自始至终基本保持不变，甚至还可以根据需要来调节微生物细胞的生长速度，因此连续培养的最大特点是微生物细胞的生长速度、产物的代谢均处于恒定状态，可达到稳定、高速增微生物细胞或产生大量代谢产物的目的。
连续培养过程的优缺点
连续培养方式的优点
连续培养方式的缺点
1、提供了一个微生物在恒定状态下高速生长的环境，便于进行微生物的代谢、生理、生化和遗传特性的研究；
2、在工业生产上可减少分批培养中每次清洗、装料、消毒、接种、放罐等操作时间，提高生产效率；
3、产物质量比较稳定；
4、所需的设备和投资较少，便于实现自动化。
1、在长时间的培养过程中，微生物菌种容易发生变异，发酵过程易染菌；
2、新加入的培养基与原有的培养基不易完全混合，影响培养和营养物质的利用。
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二、需氧发酵与厌氧发酵
依据发酵与氧的关系不同可以将发酵分为需氧发酵和厌氧发酵。在需氧发酵过程中要不断地向发酵液中通入无菌空气，以满足微生物对氧的需求；而在厌氧发酵过程中，则应隔绝空气使发酵在无分子氧的条件下进行。
提问
1、微生物的生长和培养方式可分为哪三种类型？
2、在分批培养中，