發(fā)酵工程知識講座-在線瀏覽
2025-02-17 03:25本頁面
【正文】 氨 酸 亮 氨 酸脯 氨 酸精 氨 酸 （ C6N4)蛋 氨 酸 （ C5N5)天 門 冬 氨 酸 （ C4N )蘇 氨 酸 （ C9N )異 亮 氨 酸 （ C6N )賴 氨 酸 （ C6N2)A D P ( C7N2)色 氨 酸酪 氨 酸 （ C9N )( C1 1N2)苯 丙 氨 酸 （ C9N )組 氨 酸 （ C6N3)各 種 氨 基 酸 的 生 物 合 成 途 徑葡 萄 糖丙 糖丙 酮 酸乙 酸草 酰 乙 酸 檸 檬 酸α － 酮 戊 二 酸谷 氨 酸次 生 代 謝 產(chǎn) 物C O2( C 4 ) ( C 6 )( C 5 )氨 基 糖 苷 類 抗 生 素（ 糖 苷 部 分 ）次 生 代 謝 產(chǎn) 物絲 氨 酸甘 氨 酸（ C3N )( C2N )纈 氨 酸 （ C5N ) 次 生 代 謝 產(chǎn) 物生 物 甲 基 化甲 羥 戊 酸 （ C 4 ) I P P （ C 5 )萜 類 甾 體天 冬 氨 酸 （ C 4 N )次 生 代 謝 產(chǎn) 物丙 氨 酸（ C 3 N )丙 二 酸（ C 3 )脂 肪 酸聚 酮莽 草 酸（ C 7 )丁 糖戊 糖核 糖次 生 代 謝 產(chǎn) 物次 生 代 謝 產(chǎn) 物核 苷 類 抗 生 素初 生 代 謝 的 合 成 過 程從初生代謝 到次生代謝 微生物酶發(fā)酵 ? 產(chǎn)酶的特點： 產(chǎn)酶的微生物種類多，易于工業(yè)化生產(chǎn)，便于改善工藝提高產(chǎn)量。 微生物的轉(zhuǎn)化發(fā)酵 微生物轉(zhuǎn)化是利用微生物細(xì)胞的一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成更有經(jīng)濟(jì)價值的產(chǎn)物。 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。主要包括： 一、提供優(yōu)良的菌種 二、掌握好移種時機(jī)和接種量 三、發(fā)酵過程中的代謝變化及控制 四、基質(zhì)濃度變化及控制 五、溫度對發(fā)酵的影響及控制 六、溶解氧對發(fā)酵的影響及控制 七、 pH對發(fā)酵的影響及其控制 八、 CO2對發(fā)酵的影響及其控制 九、泡沫對發(fā)酵的影響及其控制 十、發(fā)酵終點的判斷及異常發(fā)酵情況的處理 發(fā)酵過程工藝控制 要想通過發(fā)酵工程獲得符合人們要求的產(chǎn)品，菌種的優(yōu)劣是影響發(fā)酵水平的先決條件。 移種過早：生長緩慢，發(fā)酵周期延長；給 于雜菌可乘之機(jī)。 接種時間：對數(shù)生長期，菌體量還未達(dá)最高峰。 ? 一般地，接種量為 10%左右。 ? 接種量過高，會使菌體生長過快，培養(yǎng)液粘度過高，造成供氧不足。 ? 最佳發(fā)酵工藝條件：如營養(yǎng)要求 、 培養(yǎng)溫度 、 pH條件 、 對氧的需求等的控制 ， 使生產(chǎn)菌種處于最佳的產(chǎn)物合成條件下 。 所以 ， 為了控制整個發(fā)酵過程， 必須了解微生物在發(fā)酵過程中的代謝變化規(guī)律， 通過檢測方法測定各種發(fā)酵參數(shù)隨時間變化的情況 ， 以便能夠控制發(fā)酵過程 ， 使生產(chǎn)菌種的生產(chǎn)能力得到充分發(fā)揮 。 ? 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。 ? 緩慢利用的碳源物質(zhì)：對延長產(chǎn)物的合成是有利的，尤其是次級代謝產(chǎn)物。 ? 如果采用豐富碳源的培養(yǎng)基，又會產(chǎn)生其它的問題： 如培養(yǎng)基濃度過高，影響通氣攪拌，過高的碳源濃度也抑制菌體的生長。 ? 發(fā)酵前期，氮源物質(zhì)隨菌體濃度的急劇增加而迅速減少；發(fā)酵中期，氮源（氨基氮）的下降速度比較緩慢；發(fā)酵后期，由于菌體自溶，氨基氮會回升。 ? 快速利用的氮源物質(zhì)： 如氨水、銨鹽促進(jìn)菌體生長。 ? 如果氮源物質(zhì)投料多，會造成菌體生長快，但菌體衰老也快。 五、溫度對發(fā)酵的影響及控制 溫度是影響有機(jī)體生長繁殖最重要的因素之一，因為任何生物化學(xué)的酶促反應(yīng)都是直接與溫度變化有關(guān)的，最終影響微生物的生長和產(chǎn)物形成。 最適溫度的選擇與發(fā)酵溫度的控制 選擇最適發(fā)酵溫度應(yīng)該考慮三個方面： 1） 微生物生長的最適溫度和產(chǎn)物合成的最適溫度 。 3） 最適發(fā)酵溫度 ， 與培養(yǎng)基成分和濃度等相關(guān) 。 目前許多發(fā)酵罐都采用自動化控制，但要常巡查，確保其正常運(yùn)行。 ? 氧難溶于水，在 25℃ ， 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氧在水中的溶解度為 mol/L， ? 臨界溶解氧濃度（ CCr）：滿足微生物呼吸的最低限度的溶解氧濃度。 ? 最適氧濃度（ Cm ） ： 溶氧濃度對產(chǎn)物合成有一個最適范圍 ， CL過高或過低，對合成都不利 。 （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” 。高位平衡通常發(fā)生在正常情況的前、后期。 ? 自然 “ 波谷現(xiàn)象 ” ，一般可以自適應(yīng)調(diào)節(jié)。
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