发酵过程控制.ppt

在最佳浓度下，各离子对两种酶的影响程度如图2、3所示。对于酰基激酶，Co2+、Mn2+、Zn2+离子都有明显的激活作用；而Cu2+则几乎完全抑制了激酶。对于酰基CoA合成酶，Cu2+却有很强的激活作用；Co2+、Mn2+有较高的激活作用；而Zn2+的作用不明显。第96页,共99页，2024年2月25日，星期天摇瓶发酵根据酰基激酶和酰基CoA合成酶活性趋势曲线，分别在发酵0h和48h添加上述最佳浓度的离子，测定螺旋霉素的平均发酵效价（表2）。表2不同时间添加二价阳离子对螺旋霉素效价的影响?0h48h?ControlMn2+Co2+Mn2+Co2+Cu2+1#2571261228062498302429562#260633503224281434983822Average258929813015265632613389第97页,共99页，2024年2月25日，星期天代谢过程检测的新进展——转录谱基因芯片——微阵列检测RNA含量第98页,共99页，2024年2月25日，星期天感谢大家观看第99页,共99页，2024年2月25日，星期天logMrlogM1r1r1r1第64页,共99页，2024年2月25日，星期天培养基厚度H越小，其它条件相同时r越大。影响H的因素：培养基的厚度细菌生长到肉眼所需的时间T越大在其它条件相同时，r越大影响T的因素：菌体本身，及影响菌体生长的条件如：接种量，培养温度、及营养环境其它影响因素：上层铺得平整、菌液加入时的温度、钢圈的放置、滴液第65页,共99页，2024年2月25日，星期天在线检测必须用专门的传感器（也叫电极或探头）放入发酵系统，将发酵的一些信息传递出来，为发酵控制提供依据。一参数在线检测由于微生物培养过程是纯培养过程，无菌要求高，因此对传感器有特殊要求：插入罐内的传感器必须能经受高压蒸汽灭菌（材料、数据）传感器结构不能存在灭菌不透的死角，以防染菌（密封性好）传感器对测量参数要敏感，且能转换成电信号。（响应快、灵敏）传感器性能要稳定，受气泡影响小。第66页,共99页，2024年2月25日，星期天氨是酶反应中最常见的产物和反应物，氨离子可用氨气敏电极来测定。CO2电极（测溶液中的CO2）结构与氨电极类似。测量CO2时，气体透过电极膜，CO2和水反应，达到以下平衡：pH电极溶氧电极它们是基础电极，以它们为基础可以制作各种离子电极和酶电极CO2+H2OHCO3-+H+第67页,共99页，2024年2月25日，星期天什么因素导致pH下降？1、有机酸的积累有机酸积累pH下降补加氨水在正常代谢情况下，细胞通过EMP途径和TCA循环的过程是为细胞合成提供前体和能量的，按照细胞经济学的原则不会供过于求，即不会出现有机酸的积累若发酵后期有机酸积累会引起加入的[NH4+]积累，相应出现产苷速率下降。——代谢不正常第68页,共99页，2024年2月25日，星期天测定以下中间物发酵后期丙酮酸积累第69页,共99页，2024年2月25日，星期天2、氨基酸的积累在有机酸分析的基础上进一步通过HPLC测定发酵过程中不同时间发酵液中氨基酸，结果发现总氨基酸积累并且其积累晚于有机酸和[NH4+]积累。第70页,共99页，2024年2月25日，星期天氨基酸成分分析表明，初始发酵液中谷氨酸浓度比较高，其它氨基酸浓度都较低，随着发酵过程的进行谷氨酸很快被用于菌体合成，在8小时之前已经降到很低水平，并始终维持在低水平，而在48小时左右丙氨酸开始出现明显的积累，发酵液中积累量达到初始量的12.6倍之多，其它十余种氨基酸浓度则变化不大，并且在整个发酵过程中都维持在较低水平。因此，丙氨酸浓度变化可能是导致代谢流迁移所致。第71页,共99页，2024年2月25日，星期天3、分析原因发酵过程中积累的氨基酸主要是丙氨酸，而丙氨酸的合成可以直接由丙酮酸转化而来，因此可以推断由于EMP途径代谢流的增加造成了丙酮酸的积累，丙酮酸随后转化为丙氨酸丙氨酸本身又会对谷氨酸合成酶（GS）造成反馈抑制和阻遏，使产苷速率降低。第72页,共99页，2024年2月25日，星期天丙酮酸积累氨水补加增加[NH4+]积累抑制GS抑制TCA循环丙酮酸积累激活磷酸果糖激酶EMP流量增加恶性循环丙氨酸积累第73页,共99页，2024年2月25日，星期天（二）代谢流迁