第八章发酵过程 发酵过程即细胞的生物反应过程,是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应 过程。它不仅包括了以往“发酵”的全部领域,而且还包括固定化细胞的反应过程 生物法废水处理过程和细菌采矿等过程。微生物发酵的生产水平不仅取决于生产 菌种本身的性能,而且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出 来。为此我们必须通过各种研究方法了解有关生产菌种对环境条件的要求,如培 养基、培养温度、pH、氧的需求等,并深入地了解生产菌在合成产物过程中的 代谢调控机制以及可能的代谢途径,为设计合理的生产工艺提供理论基础。同时, 为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律,可以通过各种监测手段如取样测定 随时间变化的菌体浓度,糖、氮消耗及产物浓度,以及采用传感器测定发酵罐中 的培养温度pH、溶解氧等参数的情况,并予以有效地控制,使生产菌种处于产 物合成的优化环境之中。 第一节发酵过程的代谢变化规律 代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长,发酵参数(培养基,培养条件等) 和产物形成速率三者间的关系。 了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通气搅拌等环境条件下对 基质的利用、细胞的生长以及产物合成的代谢变化,有利于人们对生产的控制 代谢曲线:代谢变化是反映发酵过程中菌体的生长,发酵参数(培养基,培 养条件等)和产物形成速率三者间的关系。把它们随时间变化的过程绘制成图, 就成为所说的代谢曲线。发酵过程按进行过程有三种方式 (1)分批发酵( Batch fermentation) (2)补料分批发酵(Fed- batch fermentatio (3)连续发酵( Continuous fermentation) 盲体浓度 底物浓度 流加底物浓度 生长限制性底物浓度 (a)分批操作 b)半分批操作(淀加法 (c)连编操作 本节主要介绍分批发酵、补料分批发酵及连续发酵三种类型的操作方式下的 代谢特征。 分批发酵 1、分批发酵的定义 是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。在这一过程中,除了氧 气、消泡剂及控制pH的酸或碱外,不再加入任何其它物质。发酵过程中培养基 成分减少,微生物得到繁殖 2、分批发酵的特点 微生物所处的环境在发酵过程中不断变化,其物理,化学和生物参数都随时第八章 发酵过程 发酵过程即细胞的生物反应过程，是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应 过程。它不仅包括了以往“发酵”的全部领域，而且还包括固定化细胞的反应过程、 生物法废水处理过程和细菌采矿等过程。微生物发酵的生产水平不仅取决于生产 菌种本身的性能，而且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出 来。为此我们必须通过各种研究方法了解有关生产菌种对环境条件的要求，如培 养基、培养温度、pH、氧的需求等，并深入地了解生产菌在合成产物过程中的 代谢调控机制以及可能的代谢途径，为设计合理的生产工艺提供理论基础。同时， 为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律，可以通过各种监测手段如取样测定 随时间变化的菌体浓度，糖、氮消耗及产物浓度，以及采用传感器测定发酵罐中 的培养温度 pH、溶解氧等参数的情况，并予以有效地控制，使生产菌种处于产 物合成的优化环境之中。 第一节 发酵过程的代谢变化规律 代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培养条件等） 和产物形成速率三者间的关系。 了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通气搅拌等环境条件下对 基质的利用、细胞的生长以及产物合成的代谢变化，有利于人们对生产的控制。 代谢曲线：代谢变化是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培 养条件等）和产物形成速率三者间的关系。把它们随时间变化的过程绘制成图， 就成为所说的代谢曲线。发酵过程按进行过程有三种方式： （1）分批发酵(Batch fermentation) （2）补料分批发酵(Fed-batch fermentation) （3）连续发酵(Continuous fermentation) 本节主要介绍分批发酵、补料分批发酵及连续发酵三种类型的操作方式下的 代谢特征。 一、分批发酵 1、分批发酵的定义 是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。在这一过程中，除了氧 气、消泡剂及控制 pH 的酸或碱外，不再加入任何其它物质。发酵过程中培养基 成分减少，微生物得到繁殖。 2、分批发酵的特点 微生物所处的环境在发酵过程中不断变化，其物理，化学和生物参数都随时