第五章微生物生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)(參考版)
2025-08-04 13:14本頁(yè)面
【正文】 本章小節(jié) ? 了解 微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究的基本內(nèi)容及其基本概念 ? 掌握 Monod方程，及其參數(shù)的求解 。 微量生長(zhǎng)因子有成為代謝控制因子的情況 ， 影響目的產(chǎn)物產(chǎn)量的情況也較多 。 在應(yīng)用微生物反應(yīng)的工業(yè)中 ， 常用酵母浸出液 、 玉米漿作為生長(zhǎng)因子的來(lái)源 。 ? 除碳源 、 氮源 、 無(wú)機(jī)鹽外 ， 一部分微生物如果沒(méi)有生長(zhǎng)因子的微量因子 ， 往往不生長(zhǎng) 。7H2O 、CaCl2 其次 ， P、 S、Mg、 K是微生物發(fā)育生長(zhǎng)必需的無(wú)機(jī)元素 ， 其需要量較多 。 ? 氮源 ， 是蛋白質(zhì)合成的素材 ， 即各種氨基酸的生物合成不可缺少的物質(zhì) 。 ? 能源，這里主要指能利用光的光能菌和依賴(lài)化學(xué)能的化能菌。這些物質(zhì)稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)源或營(yíng)養(yǎng)物。 而得到最大菌體濃度的培養(yǎng)條件不一定能得到最高產(chǎn)量的目的代謝產(chǎn)物；溫度對(duì)生長(zhǎng)與代謝產(chǎn)物生成的影響也不一定是并行的；生長(zhǎng)的最適 pH與代謝產(chǎn)物生成速度的最適 pH值一般是不相同的等等 。 對(duì)微生物生長(zhǎng)最合適的環(huán)境條件未必是微生物反應(yīng)的最適條件 。 （ 7） 光線(xiàn) 紅色或綠色細(xì)菌及綠藻類(lèi)的生長(zhǎng)需要光，而一般的微生物在明亮處的生長(zhǎng)不如暗處好，日光甚至是有害的。但是，嗜高滲菌、嗜鹽菌和嗜糖菌例外，在 30％以上濃度的食鹽中仍有生長(zhǎng)的霉菌存在，在 70％濃度的蔗糖中也有生長(zhǎng)的酵母生存。 平衡相對(duì)濕度 （ ERH）可用以表示固體所具有的水蒸汽壓 ， 并作為衡量水分可能利用程度的標(biāo)準(zhǔn) 。 （ 4） 濕度 液體培養(yǎng)時(shí) ， 由于周?chē)渴撬?， 濕度不成問(wèn)題 。 因?yàn)樵谝欢ǖ?pH下 ，溶解氧水溶液的 Eh與 DO的對(duì)數(shù)成比例 。 微生物的生長(zhǎng)隨溶解氧濃度的變化而變化 。 但是 ， 乳酸菌 、 醋酸菌等產(chǎn)酸菌例外 ， 他們對(duì)低 pH有抗性 。由于菌的種類(lèi)不同，因而各有自己的生長(zhǎng)最適 pH值。 通常這個(gè)溫度只比最適溫度高幾度 （ 3－ 5℃ ） 。 在高溫下生長(zhǎng)急劇降低 ， 這是由于蛋白質(zhì)及細(xì)胞構(gòu)造的熱變性所引起的 。 由于菌的種類(lèi)不同 ，分別有發(fā)育的最低溫度 、 最適溫度 、 最高溫度 。 從直線(xiàn)的斜率 可求出－ Ea。 （ 1） 溫度 ? 為了定量表示微生物生長(zhǎng)與溫度的關(guān)系，常用比生長(zhǎng)速率 μ 與絕對(duì)溫度 T倒數(shù)的關(guān)系來(lái)表示。其反應(yīng)方程式為： Kp為經(jīng)驗(yàn)常數(shù) PKKSKsSpp???? m a x?? 兩種或兩種以上的底物同時(shí)用于生長(zhǎng)時(shí) ，則可考慮用 Monod式的形式表示各種底物與比生長(zhǎng)速率的關(guān)系： 222111m a x SKSSKSSS ???? ??帶有兩個(gè)生長(zhǎng)期 兩種碳源（ S1和 S2）的二次生長(zhǎng) S1 S2 X 環(huán)境對(duì)生長(zhǎng)的影響 微生物的發(fā)育 、 生長(zhǎng)及代謝等物理學(xué)性質(zhì)受到各種環(huán)境條件的促進(jìn)或阻礙的影響很大 。這種效應(yīng)稱(chēng)為基質(zhì)抑制作用（高滲透壓作用）。 此公式對(duì)污水處理很重要。 （ 3）其他幾種生長(zhǎng)速率方程式 ? Tessier方程式（ 1942年） ?????? ???? )e x p (1m a xSKSXdtdX ??????? ???? )e x p (11m a xSKSdtdXX????????????? 32 )(!31)(!2!)(1)e x p (SSSS KSK
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