发酵动力学实验.pptVIP

* 4、微生物的基质消耗动力学 假设发酵过程没有中间代谢产物积累，则含碳基质的质量平衡算式为： 消耗的含碳基质=维持代谢消耗量+菌体生长消耗量+产物合成消耗量 即： * 微分后： 式中：ms——维持系数，即单位菌体、单位时间内用 于菌体维持生命活动的基质量 ——单纯用于合成单位菌体所消耗的基质量 ——单纯用于合成单位产物所消耗的基质量 上式反映了基质消耗与菌体生长及产物生成之间的关系。因此，当生长动力学模型和产物生成动力学模型确定后，基质消耗动力学模型即可确定。 * 六、发酵动力学实验设计 1.实验材料 菌种：雅致放射毛霉AS3.2778 培养基：斜面培养基 种子培养基 发酵培养基（参考实验指导） 试剂：DNS试剂 2.实验步骤 菌种斜面培养：配制PDA培养基100ml，分装试管，灭菌后摆成斜面，将雅致放射毛霉接种于斜面上，25 ℃培养48h。 种子培养：斜面菌种在25℃恒温培养48h 后，转接于500mL 摇瓶，装液量为150 mL，160 r/min 25 ℃，摇床培养16h为种液。 * 发酵培养: 5 L 发酵罐中装入3.5 L 的发酵培养基，培养基在在121 ℃下灭菌30 min，温度降至30 ℃时，接入种液，接种量为4%．控制适宜的通气比、保持罐压为0.05 MPa、发酵温度30 ℃、搅拌速度160 r/min条件下发酵84h．每12 h 取样1 次进行菌体生长量、还原糖产量、蔗糖糖消耗测定．结果为3 次重复。 3.分析方法 菌体生物量的测定：采用比浊法，发酵液以蒸馏水稀释，5000 r/min 离心10 min，除去上清液，菌体沉淀用生理盐水洗2-3次再离心去上清液，用生理盐水重悬并进行适当稀释，测定其OD600nm。 * 还原糖的测定：（1）在碱性条件下，还原糖与3、5－二硝基水杨酸共热，3、5－二硝基水杨酸被还原为3－氨基－5－硝基水杨酸（棕红色物质），还原糖则被氧化成糖酸及其它物质。在一定范围内，还原糖的量与棕红色物质颜色深浅的程度呈一定的比例关系，可在722型分光光度计540nm波长测定棕红色物质的吸光度值。查标准曲线计算，可求出发酵液中还原糖的含量。 （2）取4支干燥试管,编号,按下表所示的量,精确加入待测液和试剂(ml): 管号 项目 空白 还原糖 0 1 2 3 样品量 0 2.0 2.0 2.0 蒸馏水 3.5 1.5 1.5 1.5 3、5－二硝基 水杨酸试剂 1.5 1.5 1.5 1.5 总体积 5.0 5.0 5.0 5.0 * 加完试剂后, 将各管摇匀，戴上小漏斗，在沸水浴中加热5分钟，立即用冷水冷却至室温，再向各管中加入蒸馏水 20.0ml，用橡皮塞塞住管口，颠倒混匀。切勿用力振摇，引入气泡。在540nm波长下，以0号管为空白，在分光光度计上测定出各管溶液的吸光度值。 （3）以管1、2、3的吸光度值的平均值在标准曲线上查出相应的还原糖毫克数，按下式计算样品中还原糖的百分含量： 还原糖％＝ * 蔗糖测定：蔗糖经6?mol/L盐酸水解转化为还原糖，再按还原糖测定。水解前后还原糖的差值为蔗糖含量。 根据实际情况选择模型方程，由所测得不同时间的菌体生长、基质消耗量和产物形成量画出动力学曲线和计算出动力学方程。 * F(x)=1-ax-a2x2-a3x3…… * * 发酵动力学研究的内容 研究发酵动力学的方法 发酵动力学研究步骤 发酵动力学研究的意义 发酵动力学模型 发酵动力学实验设计 发酵动力学实验 * 发酵动力学是研究各种发酵过程变量在活细胞作用下的变化规律，以及各种发酵条件对这些变量变化速度的影响。 以化学热力学（研究反应的方向）和化学动力学（研究反应的速度）为基础，对发酵过程中各种物质的变化进行描述。 一、发酵动力学研究的内容 * 研究内容 微生物生长动力学 基质消耗动力学 产物生成动力学 * 二、研究发酵动力学的方法 发酵动力学研究的前提 ①反应器内的搅拌系统能保证理想的混合； ②温度、pH等环境条件能够控制以保持稳定； ③细胞有固有的化学组成，不随发酵时间和某些发酵条件的变化而发生明显变化； ④各种描述发酵动态的变量对发酵条件变化的反应无明显滞后。 * 1.宏观处理法：把细胞看成一个均匀分布的物体，不管微观反应机制，只考虑各个宏观变量之间的关系，这样便得出结构模型和非结构模型 2.质量平衡法：根据质量守恒