發(fā)酵工程知識講座(ppt65頁)-免費(fèi)閱讀
【正文】 發(fā)酵液成分復(fù)雜，提取難度增加，甚至產(chǎn)物發(fā)生降解。 （三） CO2濃度的控制方法 發(fā)酵液中 CO2濃度的影響因素： ◆ 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度； ◆ 發(fā)酵液流變學(xué)特性； ◆ 通氣攪拌程度； ◆ 罐壓大?。? ◆ 設(shè)備規(guī)模。 （二） 發(fā)酵過程中 pH的變化規(guī)律 ? 生長階段： pH相對于起始 pH有上升或下降的趨勢 ? 生產(chǎn)階段： pH趨于穩(wěn)定，維持在最適于產(chǎn)物合成的范圍 ? 自溶階段： pH又上升 （三） pH值對發(fā)酵的影響 ? pH值直接影響酶活性； ? pH影響生物合成的途徑； ? pH值影響菌體形態(tài)，如壁厚薄、長徑比； ? pH值改變使原生質(zhì)膜電荷發(fā)生改變，影響菌體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排出； ? pH值影響某些重要營養(yǎng)物質(zhì)和中間代謝產(chǎn)物的離解，從而影響微生物對這些物質(zhì)的利用。 （ 4）設(shè)備性能、工藝合理性指標(biāo) （四）溶解氧的控制 （ 1）溶解氧控制的一般原則 ? 生長階段： CL CCr ? 生產(chǎn)合成階段： CL ≈ Cm ?過高的溶氧水平反而對菌體代謝有不可逆的抑制作用 （ 2） 溶解氧控制作為發(fā)酵中間控制的手段之一 ? 控 制原理 ? 發(fā)酵過程中 ， 糖量 ↑→ CL↓ 糖量 ↓→ CL ↑ 補(bǔ)糖使 CL下降 ， 而 CL回升的快慢取決于供氧效率 。 對于好氣性雜菌，溶解氧會一反往常在較短時(shí)間內(nèi)跌到零附近，跌零后長時(shí)間不回升。 （一）影響需氧和供氧的因素 影響需氧量的因素 菌種特性 菌體濃度 菌齡 培養(yǎng)條件 代謝類型 培養(yǎng)基成分和濃度 影響供氧量的因素 攪拌轉(zhuǎn)速 通氣量 泡沫情況 微生物生長情況 設(shè)備結(jié)構(gòu)和參數(shù) 發(fā)酵液的理化特性 （二）發(fā)酵過程中溶氧變化規(guī)律 ? 批式發(fā)酵無 DO控制情況下，溶氧變化規(guī)律為 “ 波谷現(xiàn)象” 。 3） 最適發(fā)酵溫度 ， 與培養(yǎng)基成分和濃度等相關(guān) 。 ? 快速利用的氮源物質(zhì)： 如氨水、銨鹽促進(jìn)菌體生長。 ? 在發(fā)酵的前期，碳源物質(zhì)主要用于生長，消耗較快；在發(fā)酵后期，碳源物質(zhì)主要用于產(chǎn)物合成，消耗速度放緩。 ? 一般地，接種量為 10%左右。 微生物特殊機(jī)能的利用 ? 利用微生物消除環(huán)境污染 ? 利用微生物發(fā)酵保持生態(tài)平衡 ? 微生物濕法冶金 ? 利用基因工程菌株開拓發(fā)酵工程新領(lǐng)域。 一、發(fā)酵的特點(diǎn) 二、發(fā)酵生產(chǎn)類型 以微生物細(xì)胞為產(chǎn)物的發(fā)酵 以微生物代謝產(chǎn)物為產(chǎn)品的發(fā)酵 以微生物酶為產(chǎn)品的發(fā)酵 生物轉(zhuǎn)化或修飾化合物的發(fā)酵 微生物廢水處理和其他 生產(chǎn)微生物細(xì)胞物質(zhì) ? 定義： 是以獲得具有多種用途的微生物菌體細(xì)胞為目的的產(chǎn)品的發(fā)酵工業(yè)（酵母、藻類、單細(xì)胞蛋白、藥用真菌、生物殺蟲劑等）。 發(fā)酵工程概論 上游工程 下游工程 優(yōu)良菌株的選育保藏、發(fā)酵條件的確定（ pH、溫度、溶氧和營養(yǎng)）等 產(chǎn)品分離純化（固液分離、細(xì)胞破壁、蛋白質(zhì)純化）、噴霧干燥、產(chǎn)品檢驗(yàn)、包裝處理等 強(qiáng)調(diào)過程優(yōu)化與控制 發(fā)酵過程 發(fā)酵工程概論 發(fā) 酵 工 程 傳統(tǒng)發(fā)酵工程 現(xiàn)代發(fā)酵工程 利用微生物的生長和代謝活動來大量生產(chǎn)人們所需產(chǎn)品的過程 理論與工程技術(shù)體系。 發(fā)酵概念的發(fā)展 ? 利用微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來制備微生物菌體或代謝產(chǎn)物的過程統(tǒng)稱為發(fā)酵。 傳統(tǒng)生物發(fā)酵 現(xiàn)代生物發(fā)酵 ? 1900以前 天然發(fā)酵階段 ? 1900—1940 純培養(yǎng)技術(shù)的建立（巴斯德等，人為控制） ? 1940—1950 通氣攪拌純培養(yǎng)發(fā)酵技術(shù)的建立（青霉素液體深層培養(yǎng)） ? 1950—1960 誘變技術(shù)與代謝控制發(fā)酵技術(shù)的建立（賴氨酸發(fā)酵生產(chǎn)） ? 1960—1970 開拓發(fā)酵原料時(shí)期（石油發(fā)酵時(shí)期） ? 1970年以后 進(jìn)入基因工程菌發(fā)酵時(shí)期，以及細(xì)胞 大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的全面發(fā)展。 ? 分類： 胞內(nèi)酶 和胞外酶 ? 生物合成特點(diǎn)： 需要誘導(dǎo)作用，或遭受阻遏、抑制等調(diào)控作用的影響，在菌種選育、培養(yǎng)基配制以及發(fā)酵條件等方面需給予注意。 移種過晚：菌體生長活力減弱，轉(zhuǎn)入新培 養(yǎng)基調(diào)整期延長。 ? 由于微生物發(fā)酵經(jīng)過很多生物化學(xué)反應(yīng)步驟 ， 往往環(huán)境條件的微小變化 ， 就會對微生物的生產(chǎn)能力產(chǎn)生明顯影響 。 ? 解決的方法是采取 “中間補(bǔ)料 ” （二）、氮源濃度變化及控制 ?
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