发酵工程与设备课件.pptx

?菌种的扩大培养;定义：菌种的扩大培养就是把保藏的菌种，即砂土管，冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化，再经过扁瓶或药瓶和种子罐，逐级扩大培养后达到一定的数量和质量的纯种培养过程。这些纯种的培养物称为种子。;种子必须具备的条件;种子制备过程

;;;;实验室种子制备;生产车间种子制备;种子罐级数的确定;

接种种龄和接种量

;种子质量的控制措施;灭菌;1.使生物反应的基质或产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降。

2.杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取更加困难，造成得率降低，产品质量下降。

3.有些杂菌会分解产物，使生产失败。

4.杂菌大量繁殖后，会改变反应液的pH值，使反应异常。

5.如果发生噬菌体污染，生产菌细胞将被裂解，使生产失败。;灭菌：用物理或化学的方法杀灭或去除物料或设备中所有生命物质的过程。;1、高空采风、两次冷却、

两次分油水、适当加热流程;1、高空采风、两次冷却、两次分油水、

适当加热流程

;2、冷热空气直接混合式空气除菌流程;其他几种空气除菌流程;高效前置过滤除菌流程

;假设

空气中微粒在滤层中为均匀递减，即每一纤维薄层除去同样百分率的杂菌。

b.空气中的微粒与纤维表面接触后即被吸附。

c.过滤器的过滤效率与空气中的微粒浓度无关。

d.过滤介质每根纤维的空气流态，不因其它邻近纤维的存在而受影响。

;

第四章酶催化反应动力学;

第一节??酶催化反应的基本特征

;酶催化反应和化学催化反应的转换数大小的比较;

酶活力表示方法

酶的分子活力：在最适宜条件下，每1mol酶在单位时间内所能催化底物的最大量（mol）

酶的催化中心活力：在单位时间内，每一个酶的催化中心所催化底物的量（mol）

酶活力：在特定条件下，每1min能催化1mol底物转化为产物时所需要的酶量，称为一个酶单位，或称为国际单位，用U表示。酶活力还可用比活力表示。比活力系指每1mg酶所具有的酶单位数，用U/mg表示。;

平衡假设

与底物浓度[S]相比，酶的浓度[E]很小，因而可忽略由于生成中间复合物ES而消耗的底物??

不考虑这个逆反应的存在。若要忽略该反应的存在，则必须是产物P为零，换言之，该方程适用于反应的初始状态。

认为基元反应的反应速率最慢，为该反应速率的控制步骤，而这一反应速率最快，并很快达到平衡状态。;

绝对专一性：一种酶只能催化一种化合物进行一种反应

相对专一性：一种酶能够催化一类具有相同化学键或基团的物质进行某种类型的反应

反应专一性：一种酶只能催化某化合物在热力学上可能进行的许多反应中的一种反应

底物专一性：一种酶只能催化一种底物

立体专一性：一种酶只能作用于所有立体异构体中的一种

;第二节简单的酶催化反应动力学;一、Michaelis-Menten方程;;

二、Briggs－Haldane方程

G．E．Briggs和B．J．Haldane对上述第3点假设进行了修正，提出了“拟稳态”假设。

由于反应体系中底物浓度要比酶的浓度高得多，中间复合物分解时所得到的酶又立即与底物相结合，从而使反应体系中复合物浓度维持不变，即中间复合物的浓度不再随时间而变化，这就是“拟稳态”假设。这是从反应机理推导动力学方程又一重要假设。;;;三、动力学特征与参数求解

;1.当Cs《Km，即底物浓度比Km值小得很多时，该曲线近似为一直线。这表示反应速率与底物浓度近似成正比的关系，此时酶催化反应可近似看作为一级反应：

式中Cs0——底物的初始浓度，Mol／L;2.当Cs》Km时，该曲线近似为一水平线，表示当底物浓度继续增加时，反应速率变化不大。此时酶催化反应可视为零级反应，反应速率将不随底物浓度的变化而变化。这是因为当Km值很小时，绝大多数酶呈复合物状态，反应体系内游离的酶很少，因而即使提高底物的浓度，也不能提高其反应速率。

;3.当Cs与Km的数量关系处于上述两者之间的范围时，则符合M-M方程所表示的关系式。;参数求解：;;;（4）积分法;第三节有抑制的酶催化反应动力学

?在酶催化反应中，由于某些外源化合物的存在而使反应速率下降，这种物质称为抑制剂。

抑制作用分为可逆抑制与不可逆抑制两大类。

如果某种抑制可用诸如透析等物理方法把抑制剂去掉而恢复酶的活性，则此类抑制称为可逆抑制，此时酶与抑制剂的结合存在着解离平衡的关系。

如果抑制剂与酶的基因成共价结合，则此时不能用物理方法去掉抑制剂。此类抑制可使酶永久性地失活。例如重金属离子Hg2+”、Pb2+”等对木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶的抑制都是不可逆抑制。

;一、竞争性抑制动力学

若在反应体