发酵工程发酵过程控制资料.ppt

* 最适pH值是根据实验结果来确定的。 将发酵培养基调节成不同的出发pH值，进行发酵，在发酵过程中，定时测定和调节pH值，以分别维持出发pH值，或者利用缓冲液来配制培养基来维持。 到时观察菌体的生长情况，以菌体生长达到最高值的pH值为菌体生长的合适pH值。 用同样的方法，可测得产物合成的合适pH值。 同一产品的合适pH值，与所用的菌种、培养基组成和培养条件有关。 在确定合适发酵pH值时，不定期要考虑培养温度的影响，若温度提供或降低，合适pH值也可能发生变动。 * 在发酵过程中，培养液的性质随微生物的代谢活动而不断变化，影响了泡沫的消长，图指出了霉菌发酵过程中的液体表面性质与泡沫寿命的关系。由此可见，发酵初期泡沫的高稳定性与高的表观粘度和低表面张力有关。随着霉菌产生的蛋白酶／淀粉酶的增多及其对碳、氮源的利用，造成泡沫稳定的蛋白质分解，培养液粘度降低，促进表面张力提高，泡沫减少。另外，菌体也有稳定泡沫的作用。在发酵后期菌体自溶，可溶性蛋白质浓度增加，又促使泡沫上升。 * Factors affecting antifoam requirements - Medium and cells The characteristics of the fermentation medium and the nature play an important role in determining foam formation. Media rich in proteins will tend to foam more readily than simple media. For example, the use of whey powder and corn steep liquor, two common nitrogen sources will contribute significantly to rate of foam formation and the antifoam requirement. Many cells also produce detergent-like molecules. These molecules can be nucleic acids and proteins released upon the death of the cells or proteins and lipid compounds produced during the growth of the cells. * （3）高碳醇 C7~C9的醇是最有效的消泡剂。 C12~C22的高碳醇借助适当的乳化剂配制成粒度为4~9μm，含量为20~50%的水乳液，即是水体系的消泡剂。 还有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素发酵中具有消泡作用，后者还可作为前体。 （4）硅酮类 最常用的是聚二甲基硅氧烷，也称二甲基硅油。 它挥发性低并具有化学惰性，比较稳定且毒性小。 纯粹的聚二甲基硅氧烷，不经分散或乳化处理难以作为消泡剂。 乳化剂有甘油单硬脂酸酯，聚氧乙烯山梨糖醇单硬脂酸酯（Tween60）、聚氧乙烯山梨糖醇单油酸酯（Tween80）、山梨糖醇单硬脂酸酯（Span60）、山梨糖醇三硬脂酸酯（Span65）。 消沫剂的使用方法： a) 机械分散、或借助分散剂 b) 与载体一起使用 c) 多种消沫剂并用 d) 利用乳化剂增强消沫剂的消沫作用 值得注意的是：消泡剂有选择性。消泡剂用多了有毒性，而且还影响通气和气体分散，因此要少量地加。 泡沫形成原因 气液接触 气体从外部进入 气体从内部产生 含助泡剂 起泡速度高于破泡速度 小结 发酵过程泡沫产生的原因 机械搅拌带入气体 呼吸产生气体 培养基中含有助泡剂 发酵过程泡沫产生的原因 通气搅拌 培养基配比与原料组成 菌种、种子质量和接种量 灭菌质量 发酵过程起泡的利弊 有利之处：气体分散、增加气液接触面积 有害之处 降低生产能力 引起原料浪费 影响菌的呼吸 引起染菌 常用的消泡剂 天然油脂 聚醚类消泡剂 高碳醇 硅酮类 消泡方法 物理消泡 化学消泡 第七节 高密度发酵及过程控制 1. 高密度发酵 2.高密度发酵策略 3.高密度发酵技术 4.高密度发酵存在的问题 一、 高密度发酵 代谢产物的合成是靠菌体作为生产者来完成的。 高细胞密度发酵就是为了适应这一要求而得到广泛的重视。 关键点：高密度、高表达 菌密度的测定：光密度（OD值或A值）在波长600～660 高密度发酵：在发酵过程中保持较高的细胞密度，同时细胞或菌体的生产能力保持在较佳的状态。 高细胞密度发酵成功的实例