必威体育精装版发酵过程的代谢控制.ppt

说明 开始补糖的时间必须根据代谢的变化情况来决定，根据基础培养基的碳源种类及用量、菌丝生长情况、糖的消耗速率及残留水平来综合考虑，不能单纯以时间为依据。 补糖量的控制，以控制菌体浓度不增或略增为原则，使产生菌的代谢活动有利于产物合成。一般在补糖开始阶段控制还原糖在较高水平，以利于产物合成，但高浓度的还原糖不易维持过久，否则会导致菌体大量繁殖影响产物的合成。一般还原糖水平维持在0.8～1.5％之间较为合适。 补糖量 补料方式可分为：连续流加 少量多次 大量少次 连续流加效果最好，可以避免因一次大量加入引起环境突然改变给菌体代谢带来的影响。 补料方式 在培养过程中以恒定的流速加入葡萄糖 好处：解除了底物抑制、产物反馈抑制和葡萄糖阻遏效应，结果延长了菌体的生长周期，增加了菌体浓度和GSH产量，图2表示了恒速流加的实验结果 恒速流加培养 指数流加补料分批培养 理由：恒速流加过程，由于葡萄糖流加的速度始终恒定，在发酵的前期菌体浓度低，葡萄糖难以完全消耗，而在发酵的后期，菌体浓度很高，葡萄糖又不能满足菌体生长的需要，因此采用指数流加的方式有利于菌体的生长，图3表示了指数流加的实验结果。 恒—pH补料分批培养模式 根据培养基pH的变化流加40g/L的葡萄糖，当pH降低时，加入碱液调节pH，达到设定的数值，根据糖的消耗加入适量的葡萄糖，由于葡萄糖的分解使pH下降，当pH下降到一定程度之后，则又加入适量的碱液使pH升高，如此反复。发酵液中始终保持在较低的葡萄糖浓度。至60h流加结束，72h培养结束。 在发酵过程中，补充某些营养物料，满足产生菌的代谢活动和产物合成的需要。 中间补料 控制和引导产生菌在培养过程中，特别是中期的生化代谢活动向着有利于产物合成和分泌的方向发展。 补料原则 碳源、氮源、前体、无机盐或水 补糖控制考虑：补糖时间、补糖量、补糖方式 补糖时间控制很重要，过早会刺激菌体生长，加速糖的消耗；补糖过迟会使菌体所需要的能量供应跟不上，干扰菌的代谢。 补料内容 补糖量的控制，以控制菌体浓度不增或略增为原则，使产生菌的代谢活动有利于产物合成。 补料方式 连续流加、少量多次、 大量少次 连续流加效果最好，可以避免因一次大量加入引起环境突然改变给菌体代谢带来的影响。 2、补充微生物所需的各种氮源 补氮是发酵控制的另一个重要项目，主要作用是调节pH和补充产生菌所需的氮源，从而控制代谢活动。 补充有机氮源 补充无机氮源 通氨、补硫酸铵 生产上补氮有两种： （1）补充有机氮源 添加某些具调节生长代谢作用的有机氮源如尿素、酵母粉、蛋白胨、玉米浆，保持菌的活性，补充产物合成所需的氮源 有时与碳源一起配合补料，工厂称作补混合料 例：土霉素发酵前期补2~3次酵母粉，放罐单位比对照高1500u/ml。 青霉素发酵47小时开始加尿素，每6小时补加一次，结合补加乳糖，发酵单位可达40000u/ml以上。 赤霉素生产补加的氮源是花生粉，配16％的花生粉液体，当菌生长到粘度大于15cps时，说明氮源被消耗很多，就开始补加花生粉。对于含氮的产物的生产特别需要补氮。 补料依据：氨基氮的消耗、菌的浓度、pH 第五节CO2和呼吸商对发酵的影响及其控制 一、二氧化碳对发酵的影响 二、呼吸商与发酵的关系 三、 发酵过程中CO2释放率的变化 四、 CO2对发酵的影响 一、二氧化碳对发酵的影响 CO2是微生物的代谢产物，同时也是某些合成代谢的一种基质，它是细胞代谢的重要指示。 CO2的抑制作用：影响菌体生长、形态及产物合成大多数微生物适应低CO2浓度（0.02~0.04%体积分数）。当尾气CO2浓度高于4%时微生物的糖代谢与呼吸速率下降。 CO2对菌体生长及产物形成的影响 CO2↑, 基质分解速率↓，ATP ↓ ，中间产物↓或形态变异导致产量↓ 高浓度CO2抑制作用的独立性: 只要CO2在培养液中浓度过量，即使供氧充足（CLCCr），CO2的抑制作用不能解除，这种负作用在放大过程更明显。 CO2对细胞的作用机制： CO2 ——主要作用在细胞膜的脂肪酸核心部位 ——影响磷脂、亲水头部带电荷表面及细胞膜表面上的蛋白质 当细胞膜的脂质相中CO2浓度达到一临界值时，膜的流动性及表面电荷密度发生变化。 这将导致膜对许多基质的运输受阻，影响了细胞膜的运输效率，使细胞处于“麻醉”状态，生长受抑制，形态发生变化。 呼吸商与发酵的关系1. 定义 呼吸商（RQ）：指菌体呼吸过程中，CO2释放率和菌的耗 氧速率之比，RQ反映菌的