抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制課件

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2022/12/21抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2022/12/13抗生素工1發(fā)酵過程原理一、發(fā)酵的基本概念1、微生物發(fā)酵利用微生物體來制得產(chǎn)物的需氧或厭氧的任何過程。2、初級(jí)代謝產(chǎn)物關(guān)系到微生物新陳代謝過程中的能量代謝、細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的代謝產(chǎn)物。3、次級(jí)代謝產(chǎn)物微生物菌體在生長(zhǎng)期不能合成的、一般在菌體生長(zhǎng)靜止期中合成的與菌體成長(zhǎng)繁殖無明顯關(guān)系的產(chǎn)物。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵過程原理抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2抗生素產(chǎn)生菌在一定條件下吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成其自身菌體細(xì)胞，同時(shí)產(chǎn)生抗生素和其它代謝產(chǎn)物的過程，稱為抗生素發(fā)酵。發(fā)酵過程是由各種酶系統(tǒng)的作用而發(fā)生的一系列生化反應(yīng)，抗生素是這個(gè)過程的次級(jí)代謝產(chǎn)物。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制抗生素產(chǎn)生菌在一定條件下吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成其自身菌體細(xì)胞，同3發(fā)酵方法微生物發(fā)酵有三種方式：分批發(fā)酵（batchfermentation）補(bǔ)料分批發(fā)酵（fed-batchfermentation）連續(xù)發(fā)酵（continuousfermentation）工業(yè)上防止出現(xiàn)菌種衰退和雜菌污染等實(shí)際問題，大都采用分批發(fā)酵或補(bǔ)料分批發(fā)酵這兩種方式?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵方法微生物發(fā)酵有三種方式：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控41、分批式發(fā)酵①理論基礎(chǔ)把培養(yǎng)液一次性裝入發(fā)酵罐，滅菌后接入一定量的種子液，在最佳條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。是產(chǎn)生菌體經(jīng)過一定時(shí)間不同級(jí)數(shù)的種子培養(yǎng)，達(dá)到一定菌體量后，移種到發(fā)酵罐進(jìn)行純種和通氣攪拌培養(yǎng)，到規(guī)定時(shí)間即行結(jié)束的過程。②優(yōu)缺點(diǎn)：發(fā)酵周期短，產(chǎn)品質(zhì)量易控制，不易發(fā)生雜菌污染，對(duì)原料組成要求較粗放。發(fā)酵體系中開始時(shí)基質(zhì)濃度很高，到中后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度很低，這對(duì)發(fā)酵反應(yīng)不利。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1、分批式發(fā)酵抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制52、補(bǔ)料分批發(fā)酵①理論基礎(chǔ)在分批式操作的基礎(chǔ)上，開始時(shí)投入一定量的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，到發(fā)酵過程適當(dāng)時(shí)期，開始連續(xù)補(bǔ)加碳源或氮源或其他必需物質(zhì)，但不取出培養(yǎng)液，直到發(fā)酵終點(diǎn)，產(chǎn)率達(dá)最大化，停止補(bǔ)料，最后將發(fā)酵液一次全部放出。?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、補(bǔ)料分批發(fā)酵①理論基礎(chǔ)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制6②優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：在發(fā)酵過程中慢慢地加入培養(yǎng)基，使其在發(fā)酵液中保持適宜水平，同時(shí)又稀釋了生成的產(chǎn)物濃度，避免了高濃度產(chǎn)物和底物的抑制作用，也防止了后期養(yǎng)分不足而限制菌體生長(zhǎng)。缺點(diǎn)：受發(fā)酵罐操作容積的限制

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制②優(yōu)缺點(diǎn)：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制73、連續(xù)式發(fā)酵①理論基礎(chǔ)菌體與培養(yǎng)液一起裝入發(fā)酵罐，在菌體培養(yǎng)過程中不斷補(bǔ)充新培養(yǎng)基，同時(shí)取出包括培養(yǎng)液和菌體在內(nèi)的發(fā)酵液，發(fā)酵體積和菌體濃度等不變，使菌體處于恒定狀態(tài)的發(fā)酵條件，促進(jìn)菌體的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的積累?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3、連續(xù)式發(fā)酵①理論基礎(chǔ)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的8②優(yōu)缺點(diǎn)：連續(xù)培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)：能維持基質(zhì)濃度，可以提高設(shè)備的利用率和單位時(shí)間的產(chǎn)量，節(jié)省發(fā)酵罐的非生產(chǎn)時(shí)間，便于自動(dòng)控制。但由于培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，難以保證純種培養(yǎng)。并且菌種變異可能性較大，故在工業(yè)規(guī)模上很少采用?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制②優(yōu)缺點(diǎn)：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制9發(fā)酵過程控制微生物發(fā)酵的生產(chǎn)水平取決于：1）生產(chǎn)菌種本身的特性；2）合適的環(huán)境條件，使它的生產(chǎn)能力充分表達(dá)出來。這些環(huán)境條件包括培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度、pH、氧的需求等。為了掌握菌種在代謝過程中的代謝變化規(guī)律，需要監(jiān)測(cè)一些參數(shù)，這些參數(shù)包括菌體濃度、糖、N消耗及產(chǎn)物濃度，培養(yǎng)溫度、pH、溶氧等?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵過程控制微生物發(fā)酵的生產(chǎn)水平取決于：1）生產(chǎn)菌種本身的特10第一節(jié)發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)（一）物理參數(shù)（二）化學(xué)參數(shù)（三）生物參數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（一）物理參數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制11一、發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)（一）物理參數(shù)1．溫度（℃）發(fā)酵整個(gè)過程或不同階段中所維持的溫度。酶反應(yīng)速率、氧在培養(yǎng)液中的溶解度與傳遞速率、菌體生長(zhǎng)速率和產(chǎn)物合成速率2．壓力（Pa）發(fā)酵過程中發(fā)酵罐維持的壓力,一般維持在0.2×105~0.5×105Pa。保證純種的培養(yǎng),間接影響菌體代謝?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制一、發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)（一）物理參數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)123．?dāng)嚢柁D(zhuǎn)速（r／min）攪拌轉(zhuǎn)速是指攪拌器在發(fā)酵過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每1min的轉(zhuǎn)數(shù)來表示。它的大小與氧在發(fā)酵液中的傳遞速率與發(fā)酵液的均勻性有關(guān)。4．?dāng)嚢韫β剩╧w）指攪拌器攪拌時(shí)所消耗的功率，常指每1m3發(fā)酵液所消耗的功率（kw／m3）。它的大小與氧容量傳遞系數(shù)有關(guān)。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3．?dāng)嚢柁D(zhuǎn)速（r／min）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制135．空氣流量［V／（V·min），簡(jiǎn)稱VVM］每1min內(nèi)每單位體積發(fā)酵液通入空氣的體積，也是需氧發(fā)酵的控制參數(shù)。與氧的傳遞和其他控制參數(shù)有關(guān)。一般控制在0.5～1.0V／（V·min）范圍內(nèi)。6．粘度（Pa·s）粘度大小可以作為細(xì)胞生長(zhǎng)或細(xì)胞形態(tài)的一項(xiàng)標(biāo)志，也能反映發(fā)酵罐中菌絲分裂過程的情況。通常用表觀粘度表示之：它的大小可改變氧傳遞的阻力，又可表示相對(duì)菌體濃度?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制5．空氣流量［V／（V·min），簡(jiǎn)稱VVM］抗生素工藝學(xué)第147．濁度（％）濁度是能及時(shí)反映單細(xì)胞生長(zhǎng)狀況的參數(shù)，對(duì)某些產(chǎn)品的生產(chǎn)是極其重要的參數(shù)。8.料液流量（L／min）這是控制流體進(jìn)料的參數(shù)?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制7．濁度（％）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制15（二）化學(xué)參數(shù)1．pH（酸堿度）發(fā)酵液的pH是發(fā)酵過程中各種產(chǎn)酸和產(chǎn)堿的生化反應(yīng)的綜合結(jié)果。它是發(fā)酵工藝控制的重要參數(shù)之一。它的高低與菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成有著重要的關(guān)系?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（二）化學(xué)參數(shù)1．pH（酸堿度）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程162．基質(zhì)濃度（g或mg％）這是發(fā)酵液中糖、氮、磷等重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度。它們的變化對(duì)產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成有著重要的影響，也是提高代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的重要控制手段。在發(fā)酵過程中，必須定時(shí)測(cè)定糖（還原糖和總糖）、氮（氨基氮或氨氮）等基質(zhì)的濃度。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．基質(zhì)濃度（g或mg％）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制173．溶解氧濃度［10-6（ppm）或飽和度（％）］溶解氧是需氧菌發(fā)酵的必備條件。利用溶氧濃度的變化，可了解產(chǎn)生菌對(duì)氧利用的規(guī)律，反映發(fā)酵的異常情況，也可作為發(fā)醉中間控制的參數(shù)及設(shè)備供氧能力的指標(biāo)。溶氧濃度一般用絕對(duì)含量（10-6）來表示、有時(shí)也用在相同條件下，氧在培養(yǎng)液中飽和濃度表示?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3．溶解氧濃度［10-6（ppm）或飽和度（％）］抗生素工184．產(chǎn)物的濃度[μg（u）／ml]這是發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量高低或合成代謝正常與否的重要參數(shù)，也是決定發(fā)酵周期長(zhǎng)短的根據(jù)。5．廢氣中的氧濃度（Pa）廢氣中的氧含量與產(chǎn)生菌的攝氧率和供氧系數(shù)有關(guān)。從廢氣中的O2的含量可以算出產(chǎn)生菌的攝氧率和發(fā)酵罐的供氧能力?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制4．產(chǎn)物的濃度[μg（u）／ml]抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過196．廢氣中的CO2濃度（％）廢氣中的CO2就是產(chǎn)生菌呼吸放出的CO2。測(cè)定它可以算出產(chǎn)生菌的呼吸熵，從而了解產(chǎn)生菌的呼吸代謝規(guī)律。其他化學(xué)參數(shù)：DNA、RNA、生物合成的關(guān)鍵酶等?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制6．廢氣中的CO2濃度（％）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控20（三）生物參數(shù)1．菌絲形態(tài)絲狀菌發(fā)酵過程中菌絲形態(tài)的改變是生化代謝變化的反映。一般都以菌絲形態(tài)作為衡量種子質(zhì)量、區(qū)分發(fā)酵階段、控制發(fā)酵過程的代謝變化和決定發(fā)酵周期的依據(jù)之一?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（三）生物參數(shù)1．菌絲形態(tài)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控212．菌體濃度菌體濃度簡(jiǎn)稱菌濃，是控制微生物發(fā)酵的重要參數(shù)之一。大小和變化速度對(duì)菌體的生化反應(yīng)都有影響（表觀粘度、溶氧濃度）。在生產(chǎn)上，常常根據(jù)菌體濃度來決定適合的補(bǔ)料量和供氧量，以保證生產(chǎn)達(dá)到頂期的水平?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．菌體濃度抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制22（發(fā)酵液的菌體量和單位時(shí)間的菌濃、溶氧濃度、糖濃度、氮濃度和產(chǎn)物濃度等的變化值）計(jì)算

（菌體的比生長(zhǎng)速率、氧比消耗速率、糖比消耗速率、氮比消耗速率和產(chǎn)物比生產(chǎn)速率）（控制產(chǎn)生菌的代謝、決定補(bǔ)料和供氧工藝條件）

研究發(fā)酵動(dòng)力學(xué)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（發(fā)酵液的菌體量和單位時(shí)間的菌濃、溶氧濃度、糖濃度、氮濃度和23第二節(jié)、發(fā)酵過程中的代謝變化1．菌體生長(zhǎng)階段（菌體生長(zhǎng)期或發(fā)酵前期）菌體進(jìn)行合成代謝：菌濃明顯增加、攝氧率不斷增大，溶氧濃度不斷下降。碳源、氮源進(jìn)行分解代謝：碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷被消耗，濃度明顯減少。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第二節(jié)、發(fā)酵過程中的代謝變化1．菌體生長(zhǎng)階段（菌體生長(zhǎng)期或發(fā)242．產(chǎn)物合成階段（產(chǎn)物分泌期或發(fā)酵中期）這個(gè)階段主要是合成抗生素。以碳源和氮源的分解代謝和產(chǎn)物的合成代謝為主，尚有合成菌體細(xì)胞物質(zhì)的代謝存在，但不是主要的。由于存在抗生素合成和菌體合成兩條代謝途徑，外界環(huán)境的變化很容易影響這個(gè)階段的代謝，碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度必須控制在一定的范圍內(nèi)，發(fā)酵條件也要嚴(yán)格控制，才能促使產(chǎn)物不斷地被合成。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．產(chǎn)物合成階段（產(chǎn)物分泌期或發(fā)酵中期）抗生素工藝學(xué)第六章253．菌體自溶階段（菌體自溶期或發(fā)酵后期）

菌體衰老，細(xì)胞開始自溶，氨氮含量增加，pH上升，產(chǎn)物合成能力衰退，生產(chǎn)速率下降。發(fā)酵到此期必須結(jié)束?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3．菌體自溶階段（菌體自溶期或發(fā)酵后期）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)26發(fā)酵過程的三個(gè)時(shí)期：1231.停滯期2.對(duì)數(shù)期3.穩(wěn)定期時(shí)間細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵過程的三個(gè)時(shí)期：1231.停滯期時(shí)間細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)抗生271）停滯期在剛開始接種后的一段時(shí)間，幾乎未見菌體濃度的增加。工業(yè)上要求盡可能縮短延滯期，這可通過使用適當(dāng)種齡的種子和接種量達(dá)到。2）對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期微生物在此期內(nèi)的比生長(zhǎng)速率最大，細(xì)胞數(shù)目呈指數(shù)生長(zhǎng)。3）穩(wěn)定期由于養(yǎng)分的消耗和微生物產(chǎn)物的分泌，生長(zhǎng)速率逐漸減速直至停止。生長(zhǎng)終止原因可能是由于某些必須養(yǎng)分的耗盡和自體毒性代謝物在培養(yǎng)基上積累的結(jié)果。在穩(wěn)定期，許多次級(jí)代謝產(chǎn)物在此期合成，因此也稱為生產(chǎn)期?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1）停滯期在剛開始接種后的一段時(shí)間，幾乎未見菌體濃度的增28第三節(jié)基質(zhì)的影響及其控制一、碳源濃度變化及其控制（一）碳源濃度的影響1、快速利用碳源（如葡萄糖）能較迅速地參與代謝，合成菌體和產(chǎn)生能量，并產(chǎn)生分解產(chǎn)物（如丙酮酸等），有利于菌體生長(zhǎng)。葡萄糖效應(yīng)（關(guān)鍵：控制濃度，使他們不致產(chǎn)生抑制抗生素合成的作用）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第三節(jié)基質(zhì)的影響及其控制一、碳源濃度變化及其控制抗生素29應(yīng)用：常以較低的濃度和慢速利用碳源一起組成基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的混合碳源，供菌體生長(zhǎng)用。也作為發(fā)酵過程中的中間補(bǔ)糖用?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制應(yīng)用：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制302.慢速利用碳源為菌體緩慢利用，有利于延長(zhǎng)代謝產(chǎn)物的合成，特別有利于延長(zhǎng)抗生索的分泌期。需要控制濃度，分批投料?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2.慢速利用碳源抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制31（二）碳源濃度的控制補(bǔ)糖的數(shù)量，應(yīng)使發(fā)酵液中所含的糖量能維持菌體的正常生理代謝，并能防止抗生素的生產(chǎn)能力衰退。一般控制法動(dòng)力學(xué)模型控制法抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（二）碳源濃度的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制321、一般控制法：“中間補(bǔ)糖”法。決定補(bǔ)糖的參考參數(shù)有：糖的消耗速率、pH變化、菌體濃度、菌絲形態(tài)、發(fā)酵液粘度、溶解氧濃度、消沫油使用情況、罐內(nèi)發(fā)酵液實(shí)際體積等。

開始補(bǔ)糖時(shí)間：根據(jù)代謝變化的情況來確定。補(bǔ)糖數(shù)量：以控制菌體濃度略增或不增為原則，使產(chǎn)生菌的代謝活動(dòng)有利于抗生素的合成。補(bǔ)糖方式：連續(xù)滴加補(bǔ)入、少量多次間歇補(bǔ)入、大量少次補(bǔ)入等。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1、一般控制法：“中間補(bǔ)糖”法?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程332、動(dòng)力學(xué)模型控制法：根據(jù)菌體比生長(zhǎng)速率、糖比消耗速率以及抗生素比生產(chǎn)速率等動(dòng)力學(xué)參數(shù)來控制加糖。需建立動(dòng)力學(xué)模型，在實(shí)際生產(chǎn)上應(yīng)用較少。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、動(dòng)力學(xué)模型控制法：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制34二、氮源濃度變化及其控制

1．補(bǔ)加有機(jī)氮源

根據(jù)產(chǎn)生菌的代謝情況，可在發(fā)酵過程中添加某些具有調(diào)節(jié)生長(zhǎng)代謝作用的有機(jī)氮源，如酵母粉、玉米漿、尿素等。2.補(bǔ)加無機(jī)氮源補(bǔ)加氨水或硫酸銨是工業(yè)上的常用方法。補(bǔ)充方式與補(bǔ)碳源類似，以達(dá)到最佳生產(chǎn)為目標(biāo)。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、氮源濃度變化及其控制1．補(bǔ)加有機(jī)氮源抗生素工藝學(xué)35三、磷酸鹽濃度的影響與控制

微生物生長(zhǎng)良好所允許的磷酸鹽濃度為0.32～300mmol，但對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物合成良好所允許的最高平均濃度僅為1.0mmol，提高到10mmol，就明顯地抑制其合成。磷酸鹽濃度的控制，一般是在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中采取適當(dāng)?shù)臐舛?。生長(zhǎng)亞適量的磷酸鹽濃度：對(duì)菌體生長(zhǎng)不是最適合但又不影響生長(zhǎng)的量?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制三、磷酸鹽濃度的影響與控制微生物生長(zhǎng)良好所允許的磷酸鹽濃度36四、前體的影響與控制為了抑制抗生素產(chǎn)生菌的生物合成方向及增加抗生素產(chǎn)量，在一些抗生素發(fā)酵過程中加入化學(xué)前體物質(zhì)。如為了提高芐青霉素的產(chǎn)量在青霉素發(fā)酵中加入苯乙酸等。發(fā)酵過程中加入的前體數(shù)量一次不宜太多，必須采用少量多次或者連續(xù)流加的方式加入?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制四、前體的影響與控制為了抑制抗生素產(chǎn)生菌的生物合成方向及增加37第四節(jié)溫度的影響與控制一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響1、影響各種酶反應(yīng)的速率和蛋白質(zhì)的性質(zhì)。（1）在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶反應(yīng)速率也增加，但有一個(gè)最適溫度，超過這個(gè)溫度，酶的催化活力就下降。溫度對(duì)菌體生長(zhǎng)的酶反應(yīng)和代謝產(chǎn)物合成的酶反應(yīng)的影響不同。如產(chǎn)黃青霉菌體的最適生長(zhǎng)溫度為30℃，青霉素合成的最適溫度為24.7℃。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第四節(jié)溫度的影響與控制一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響抗生素工藝學(xué)38（2）溫度還能改變菌種代謝產(chǎn)物的合成方向，影響多組分次級(jí)代謝產(chǎn)物的組分比例。如在高濃度Cl-和低濃度Cl-的培養(yǎng)基中利用金霉素鏈霉菌NRRLB-1287進(jìn)行四環(huán)素發(fā)酵，30℃以下時(shí)合成的金霉素增多，達(dá)35℃時(shí)就只產(chǎn)四環(huán)素，而金霉素合成幾乎停止。

如黃曲霉產(chǎn)生的多組分黃曲霉毒素，在20℃、25℃和30℃發(fā)酵所產(chǎn)生的黃曲霉毒素G1與B1比例分別為3：1、1：2和1：1。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（2）溫度還能改變菌種代謝產(chǎn)物的合成方向，影響多組分次級(jí)代謝392、影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)。發(fā)酵液的粘度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制40二、影響發(fā)酵溫度變化的因素產(chǎn)熱的因素：生物熱（Q生物）和攪拌熱（Q攪拌）；散熱的因素：蒸發(fā)熱（Q蒸發(fā)）、輻射熱（Q輻射）和顯熱（Q顯）。發(fā)酵熱：Q發(fā)酵[kJ／（m3．h）]Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌－Q蒸發(fā)－Q輻射－Q顯。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、影響發(fā)酵溫度變化的因素產(chǎn)熱的因素：生物熱（Q生物）和攪拌411．生物熱（Q生物）：產(chǎn)生菌在生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)生的熱能。生物熱的大小，隨菌種和培養(yǎng)基成分不同而變化。生物熱的大小還隨培養(yǎng)時(shí)間不同而不同?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1．生物熱（Q生物）：產(chǎn)生菌在生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)生的熱能?？?22．?dāng)嚢锜幔≦攪拌）：攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)引起的液體之間和液體與設(shè)備之間的摩擦所產(chǎn)生的熱量。3．蒸發(fā)熱（Q蒸發(fā)）：空氣進(jìn)入發(fā)酵罐與發(fā)酵液廣泛接觸后，引起水分蒸發(fā)所需的熱能。4．輻射熱（Q輻射）：由于罐外壁和大氣間的溫度差異而使發(fā)酵液中的部分熱能通過罐體向大氣輻射的熱量。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．?dāng)嚢锜幔≦攪拌）：攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)引起的液體之間和液體與設(shè)備之43三、溫度的控制1．最適溫度的選擇最適發(fā)酵溫度是既適合菌體的生長(zhǎng)、又適合代謝產(chǎn)物合成的溫度。最適生長(zhǎng)溫度與最適生產(chǎn)溫度往往是不一致的。理論上，整個(gè)發(fā)醉過程中不應(yīng)只選一個(gè)培養(yǎng)溫度，而應(yīng)該根據(jù)發(fā)酵的不同階段，選擇不同的培養(yǎng)溫度。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制三、溫度的控制1．最適溫度的選擇抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過44最適發(fā)酵溫度還隨菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和菌體生長(zhǎng)階段而改變。如，在較差的通氣條件下，由于氧的溶解度是隨溫度下降而升高，因此降低發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵是有利的，因?yàn)榈蜏乜梢蕴岣哐醯娜芙舛?、降低菌體生長(zhǎng)速率，減少氧的消耗，從而可彌補(bǔ)通氣條件差所帶來的不足。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制最適發(fā)酵溫度還隨菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和菌體生長(zhǎng)階段而改452、溫度的控制由于發(fā)酵過程中釋放大量發(fā)酵熱，需要冷卻情況較多。一般情況下，將冷卻水通入發(fā)酵罐的夾層或蛇形管中，進(jìn)行熱交換降溫。如果氣溫較高，冷卻水的溫度又高，可采用冷凍鹽水進(jìn)行循環(huán)式降溫?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、溫度的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制46第五節(jié)pH的影響與控制

一、發(fā)酵pH的影響在發(fā)酵過程中，pH變化決定于所用菌種的特性、培養(yǎng)基配比和發(fā)酵條件。pH的變化會(huì)引起各種酶活力的改變，影響菌對(duì)基質(zhì)的代謝速度，甚至改變菌的代謝途徑及細(xì)胞結(jié)構(gòu)?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第五節(jié)pH的影響與控制一、發(fā)酵pH的影響抗生素工藝學(xué)第47一、微生物細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝需要適合pH值不同微生物對(duì)pH值的要求不同，大多數(shù)細(xì)菌的最適pH值為6.5-7.5,霉菌的最適pH值為4.0-8.0,酵母菌的最適pH值為3.8-6.0,放線菌的最適pH值為6.5-8.0。發(fā)酵過程中控制一定的pH值，是保證微生物正常生長(zhǎng)的重要的條件之一，也是防止雜菌污染的一個(gè)重要措施。pH值不僅影響微生物的生長(zhǎng)，還會(huì)影響到代謝產(chǎn)物的形成?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制一、微生物細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝需要適合pH值抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵48并且微生物生長(zhǎng)的最適pH值和發(fā)酵產(chǎn)物形成的最適pH值往往不同。如青霉素產(chǎn)生菌生長(zhǎng)的最適pH值為6.5-7.2,而青霉素合成的最適pH值為6.2-6.3。鏈霉素產(chǎn)生菌生長(zhǎng)的最適pH值為6.3-6.9,而鏈霉素合成的最適pH值為6.7-7.3。因此，充分了解微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成的最適pH值，并根據(jù)不同微生物的特性，在發(fā)酵過程中有效地控制合適的pH值是非常重要的?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制并且微生物生長(zhǎng)的最適pH值和發(fā)酵產(chǎn)物形成的最適pH值往往不同49二、pH對(duì)微生物影響原因1、pH值會(huì)影響到微生物細(xì)胞原生質(zhì)膜的電荷，使細(xì)胞原生質(zhì)膜發(fā)生變化，引起原生質(zhì)膜對(duì)個(gè)別離子滲透性的改變，從而影響到微生物對(duì)培養(yǎng)基中一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用以及代謝產(chǎn)物的滲漏，進(jìn)而影響到微生物的生長(zhǎng)和新陳代謝的正常進(jìn)行。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、pH對(duì)微生物影響原因抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制502、pH值會(huì)直接影響到微生物細(xì)胞內(nèi)的酶活性，在合適的pH值下，微生物細(xì)胞中的酶才能發(fā)揮最大的活性。3、pH值會(huì)影響到培養(yǎng)基中某些重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和中間代謝產(chǎn)物的解離，從而影響微生物對(duì)這些物質(zhì)的吸收和利用?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、pH值會(huì)直接影響到微生物細(xì)胞內(nèi)的酶活性，在合適的pH值下51三、發(fā)酵過程中pH值的變化情況發(fā)酵過程中由于微生物細(xì)胞在一定的溫度及通氣條件下，隨著微生物對(duì)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用及某些物質(zhì)的積累，發(fā)酵液的pH值會(huì)發(fā)生一定的變化。一般在正常情況下，在適合微生物生長(zhǎng)及產(chǎn)物合成的情況下，微生物本身具有一定的調(diào)節(jié)pH值的能力，會(huì)使pH值處于比較適宜的狀態(tài)。因此發(fā)酵過程中pH值的變化是有一定規(guī)律的?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制三、發(fā)酵過程中pH值的變化情況抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控521、在微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)階段，相對(duì)于接種后的起始pH值來說，發(fā)酵液的pH值有上升或下降的趨勢(shì)。2、在生產(chǎn)階段，一般發(fā)酵液的pH值趨于穩(wěn)定，維持在最適產(chǎn)物形成的pH范圍。3、在微生物細(xì)胞的自溶階段，隨著培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的耗盡，微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白酶積累和活躍，微生物趨于自溶，引起培養(yǎng)液中的氨基氮等的增加，致使pH上升?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1、在微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)階段，相對(duì)于接種后的起始pH值來說，發(fā)53引起發(fā)酵液pH值下降的主要原因有：1）培養(yǎng)基中C/N比例不當(dāng)，C源過多，如葡萄糖過量或中間補(bǔ)糖過多或溶解氧不足，使糖的氧化不完全，培養(yǎng)液有機(jī)酸大量積累，使pH值下降；2）消泡油加得過多；3）生理酸性物質(zhì)的存在，使pH值下降。引起發(fā)酵液pH值上升的主要原因有：1）培養(yǎng)基中C/N比例不當(dāng)，氮源過多，氨基氮釋放會(huì)使pH值上升；2）生理堿性物質(zhì)的存在；3）中間補(bǔ)料液中氨水或尿素等堿性物質(zhì)加入過多。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制引起發(fā)酵液pH值下降的主要原因有：1）培養(yǎng)基中C/N比例不當(dāng)54二、發(fā)酵過程pH的控制

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、發(fā)酵過程pH的控制

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制55四、發(fā)酵過程中pH的控制1、調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的原始pH值，或加入緩沖溶液制成緩沖能力強(qiáng)、pH值變化不大的培養(yǎng)基，或使鹽類和碳源的配比平衡，如磷酸緩沖液。2、可在發(fā)酵過程中加入弱酸或弱堿進(jìn)行pH值的調(diào)節(jié)，進(jìn)而合理地控制發(fā)酵條件。無機(jī)酸堿調(diào)節(jié)pH最方便、省事，但也是最無奈的辦法。生理酸堿性物質(zhì)調(diào)節(jié)pH最困難，不易把握，但只要對(duì)癥，效果最佳?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制四、發(fā)酵過程中pH的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制563、如果僅用酸或堿調(diào)節(jié)pH值不能改善發(fā)酵情況時(shí)，進(jìn)行補(bǔ)料是一個(gè)較好的辦法，既調(diào)節(jié)了pH值，又可補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，也進(jìn)一步提高發(fā)酵產(chǎn)率。通過補(bǔ)料調(diào)節(jié)pH值來提高發(fā)酵產(chǎn)率的方法已在工業(yè)發(fā)酵過程中取得了明顯的效果。例如，在青霉素發(fā)酵中，根據(jù)產(chǎn)生菌的代謝需要用改變加糖率來控制pH，比固定加糖率而以酸或堿來調(diào)節(jié)pH可增產(chǎn)青霉素25％?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3、如果僅用酸或堿調(diào)節(jié)pH值不能改善發(fā)酵情況時(shí)，進(jìn)行補(bǔ)料是一574、生理酸性銨鹽作為氮源時(shí)，引起pH下降，可在培養(yǎng)液中加入CaCO3來調(diào)節(jié)pH值。但需要注意的是，CaCO3的加入量一般都很大，在操作上容易引起染菌。因此，此方法在發(fā)酵過程中應(yīng)用不是太廣。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制4、生理酸性銨鹽作為氮源時(shí)，引起pH下降，可在培養(yǎng)液中加入C585、在發(fā)酵過程中根據(jù)pH值的變化可用流加氨水的方法來調(diào)節(jié)，同時(shí)又把氨水作為氮源供給。由于氨水作用快，對(duì)發(fā)酵液的pH值波動(dòng)影響大，應(yīng)采用少量多次的流加方法進(jìn)行流加，以免造成p H值過高，抑制微生物的生長(zhǎng)。 6、以尿素作為氮源進(jìn)行流加調(diào)節(jié)pH值。尿素流加引起的pH值變化有一定的規(guī)律性，易于操作控制?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制5、在發(fā)酵過程中根據(jù)pH值的變化可用流加氨水的方法來調(diào)節(jié)，同59在抗生素生產(chǎn)的有氧發(fā)酵中,保證足量的溶解氧濃度是發(fā)酵控制的主要因素之一。因此必須不斷地向培養(yǎng)液供給足夠的氧，以滿足微生物生長(zhǎng)代謝的需求。氧在水中的溶解度很小，在25℃和1×105Pa時(shí)，空氣中的氧在水中溶解度僅0.25mol/m3左右,能維持微生物菌體15~20s的正常呼吸，隨之就會(huì)耗盡。第六節(jié)溶氧濃度的變化和控制

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制在抗生素生產(chǎn)的有氧發(fā)酵中,保證足量的溶解氧濃度是發(fā)酵控制的主60在實(shí)驗(yàn)室中，通過搖瓶機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)搖瓶中的微生物供養(yǎng)，而中間實(shí)驗(yàn)規(guī)模和生產(chǎn)規(guī)模的培養(yǎng)裝置則需采用通入無菌空氣并同時(shí)進(jìn)行攪拌的方式對(duì)微生物供養(yǎng)。通氣和攪拌的目的就是提供微生物生長(zhǎng)和代謝所需的氧，并使微生物在培養(yǎng)液中處于懸浮狀態(tài)以及提高代謝產(chǎn)物的傳遞速度?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制在實(shí)驗(yàn)室中，通過搖瓶機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)對(duì)搖瓶中的微生物供養(yǎng)，而中間61一、發(fā)酵過程溶解氧濃度的變化對(duì)多數(shù)發(fā)酵來說，氧的不足會(huì)造成代謝異常，產(chǎn)量降低。溶解氧最易變?yōu)榘l(fā)酵中的主要矛盾。只有了解發(fā)酵過程中溶解氧濃度的變化，才能有效地控制發(fā)酵的進(jìn)行。如金霉素發(fā)酵，在生長(zhǎng)期中短時(shí)間停止通氣，就可能影響菌體在生產(chǎn)期的糖代謝途徑，由磷酸戊糖途徑轉(zhuǎn)向糖酵解途徑，使金霉素合成的產(chǎn)量減少。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制一、發(fā)酵過程溶解氧濃度的變化抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制621、臨界氧濃度臨界溶氧濃度：當(dāng)培養(yǎng)基中不存在其他限制性基質(zhì)時(shí)，不影響好氧性微生物生長(zhǎng)繁殖的最低溶解氧濃度稱為臨界氧濃度。而微生物發(fā)酵的最適氧濃度與臨界氧濃度是不同的。最適氧濃度：溶解氧濃度對(duì)生長(zhǎng)或產(chǎn)物合成的最適的濃度范圍。為了避免發(fā)酵處于限氧條件下，需要考查每一種發(fā)酵產(chǎn)物的臨界氧濃度和最適氧濃度，并使發(fā)酵保持在最適氧濃度范圍。這樣便可減少批次之間的波動(dòng)和更有效地利用空氣動(dòng)力。需氧發(fā)酵并不是溶氧愈大愈好。溶氧較高雖然有利菌體的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成，但當(dāng)溶氧水平太大,有時(shí)會(huì)抑制產(chǎn)物的形成?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1、臨界氧濃度抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制632、溶解氧濃度的變化規(guī)律在設(shè)備和工藝條件不變的情況下，發(fā)酵過程中溶解氧的變化有一定的規(guī)律。1）在發(fā)酵前期：由于產(chǎn)生菌大量繁殖，需氧量不斷大幅度增加，此時(shí)需氧超過供養(yǎng)，溶氧明顯下降，溶氧曲線出現(xiàn)一個(gè)低谷?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、溶解氧濃度的變化規(guī)律1）在發(fā)酵前期：由于產(chǎn)生菌大量繁殖，642）過了生長(zhǎng)階段，一般需氧量略有減少，溶氧隨之上升，次級(jí)代謝產(chǎn)物開始形成。發(fā)酵中后期，溶氧濃度明顯受工藝控制手段的影響，如補(bǔ)料的數(shù)量、時(shí)機(jī)和方式等。如，在補(bǔ)糖后，菌體的需氧量增加，引起溶氧下降，其下降幅度與菌齡、補(bǔ)糖量及補(bǔ)糖前的溶氧濃度都有關(guān)系。如工藝控制不合適，不斷地大量補(bǔ)糖，會(huì)使溶氧濃度低于臨界氧濃度，此時(shí)溶解氧就會(huì)成為生產(chǎn)的限制因素。3）在發(fā)酵后期，由于菌體衰老，呼吸減弱，溶氧濃度也會(huì)逐步上升，一旦菌體自溶，溶氧就會(huì)明顯地上升。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2）過了生長(zhǎng)階段，一般需氧量略有減少，溶氧隨之上升，次級(jí)代653、發(fā)酵異常時(shí)的溶氧變化發(fā)酵過程中若有染菌、污染噬菌體、菌體代謝異常、加油器失靈等異常情況出現(xiàn)，都可能引起溶氧濃度的異常變化。1）發(fā)酵液中污染好氣性雜菌，溶氧濃度會(huì)在短時(shí)間內(nèi)跌到零值附近，且長(zhǎng)時(shí)間不能回升，這比用無菌試驗(yàn)來反映雜菌情況要快4~8h。2）但不是一染菌溶氧就會(huì)有大幅度的下跌，要看所染雜菌的種類和數(shù)量，還要看雜菌和產(chǎn)生菌誰占優(yōu)勢(shì)。有時(shí)染菌也會(huì)出現(xiàn)溶氧反而升高的現(xiàn)象，這是因?yàn)樯a(chǎn)菌受到雜菌抑制，而雜菌本身又非十分好氣。這樣生產(chǎn)菌的呼吸大為減弱而使溶氧上升。這種情況在污染噬菌體的發(fā)酵液中更為靈敏，更早地發(fā)出預(yù)報(bào)?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3、發(fā)酵異常時(shí)的溶氧變化抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制663）補(bǔ)料或加油在供氧不良的罐內(nèi)也會(huì)引起溶氧迅速降低,若溶氧原來就較低就容易降至零。一般1~3h溶氧回升，這可與染菌時(shí)的溶氧變化相區(qū)別。4）某些設(shè)備故障也會(huì)引起溶氧的變化。例如自動(dòng)加油器失靈，大量漏油，會(huì)引起溶氧迅速下降?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3）補(bǔ)料或加油在供氧不良的罐內(nèi)也會(huì)引起溶氧迅速降低,若溶氧原67二、溶解氧濃度的控制要控制發(fā)酵液中的溶氧濃度，從供養(yǎng)與需氧兩方面著手。影響氧傳遞系數(shù)的一些因素1、攪拌攪拌的作用是把通入的氣體打碎，強(qiáng)化湍流程度，使空氣與發(fā)酵液充分混合，氣、液、固三相更好地接觸，增加了溶氧速率，使微生物懸浮混合均勻，促進(jìn)代謝產(chǎn)物的傳質(zhì)速率?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、溶解氧濃度的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制68它能從以下幾個(gè)方面改善溶氧速率：1）攪拌能把大的空氣泡打碎成為微小氣泡，增加了氧與液體的接觸面積，而且小氣泡的上升速度要比大氣泡的慢，相應(yīng)地氧與液體的接觸時(shí)間也就增長(zhǎng)；2）攪拌使液體作渦流運(yùn)動(dòng)，使氣泡不是直線上升而是作螺旋運(yùn)動(dòng)上升，延長(zhǎng)了氣泡的運(yùn)動(dòng)路線，增加了氣液的接觸時(shí)間；3）攪拌使發(fā)酵液呈湍流運(yùn)動(dòng)，從而減少氣泡周圍液膜的厚度，減少液膜阻力，因而增大了KLa值；4）攪拌使菌體分散，避免結(jié)團(tuán)，有利于固液傳遞中的接觸面積的增加，使推動(dòng)力均一，同時(shí)也減少了菌體表面液膜的厚度，有利于氧的傳遞?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制它能從以下幾個(gè)方面改善溶氧速率：1）攪拌能把大的空氣泡打碎成692、空氣的線速度當(dāng)增加通風(fēng)量時(shí)，空氣的線速度也就相應(yīng)地增大，從而增加了溶氧，氧傳遞系數(shù)Kla相應(yīng)地也增大。當(dāng)然過大的空氣線速度會(huì)使攪拌槳葉不能打散空氣，氣流形成大氣泡在軸的周圍逸出，使攪拌效率和溶氧速率都大大降低。3、空氣分布管空氣分布管的型式、噴口直徑及管口與罐底距離的相對(duì)位置對(duì)氧溶解速率有較打影響?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、空氣的線速度抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制704、培養(yǎng)液的性質(zhì)在發(fā)酵過程中，由于微生物的生命活動(dòng)，分解并利用培養(yǎng)液中的基質(zhì)，大量繁殖菌體，積累代謝產(chǎn)物等都引起培養(yǎng)液的性質(zhì)改變。5、表面活性劑培養(yǎng)液中消泡用的油脂等具有親水端和疏水端的表面活性物質(zhì)分布在氣液界面，增大了傳遞的阻力，使氧傳遞系數(shù)Kla降低。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制4、培養(yǎng)液的性質(zhì)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制71需氧的控制：在一定的供氧能力下能控制需氧量，既做到滿足生產(chǎn)菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成對(duì)氧的需要，又不超過設(shè)備的供氧能力，使生產(chǎn)菌在這一條件下發(fā)揮最大的生產(chǎn)能力?？刂妻k法：如控制補(bǔ)料速度、溫度的調(diào)節(jié)，中間補(bǔ)水，控制菌體濃度?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制需氧的控制：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制72第七節(jié)補(bǔ)料的作用及其控制一、補(bǔ)料分批培養(yǎng)作用補(bǔ)料分批培養(yǎng)對(duì)微生物發(fā)酵有下列幾作用：1、可以控制營(yíng)養(yǎng)物的濃度在許多發(fā)酵過程中，微生物的生長(zhǎng)是受到基質(zhì)濃度的影響。要想得到高密度的生物量，需要投入幾倍的基質(zhì)。補(bǔ)料可增加微生物的生長(zhǎng)和發(fā)酵過程。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第七節(jié)補(bǔ)料的作用及其控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制732、可以解除或減弱分解代謝產(chǎn)物阻遏在微生物合成初級(jí)或次級(jí)代謝產(chǎn)物中，有些合成酶受到易利用碳源或氮源的阻遏，特別是葡萄糖，它能夠阻抑多種酶或產(chǎn)物的合成，如青霉素、赤霉素等。這種阻遏作用不是葡萄糖的直接作用，而是由葡萄糖的分解代謝產(chǎn)物引起的。通過補(bǔ)料來限制基質(zhì)的濃度，就可解除酶或其代謝產(chǎn)物合成受阻，提高產(chǎn)量。3、可以使發(fā)酵過程最佳化利用補(bǔ)料分批培養(yǎng)技術(shù)，可以使菌種保持在最大生產(chǎn)力的狀態(tài)?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、可以解除或減弱分解代謝產(chǎn)物阻遏抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程74二、補(bǔ)料分批培養(yǎng)的補(bǔ)料方式和控制補(bǔ)料方式：連續(xù)流加、不連續(xù)流加、多周期流加。每次流加方式：快速流加、恒速流加、指數(shù)速率流加、變速流加。三、補(bǔ)料內(nèi)容1、基礎(chǔ)培養(yǎng)基2、碳源補(bǔ)糖（葡萄糖）3、氮源補(bǔ)充有機(jī)氮源、通氨、尿素4、微量元素5、補(bǔ)水抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、補(bǔ)料分批培養(yǎng)的補(bǔ)料方式和控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的75四、流加補(bǔ)料的內(nèi)容和原則原則：控制微生物的中間代謝，使之向著有利于產(chǎn)物積累的方向發(fā)展。為此，要根據(jù)微生物的生長(zhǎng)代謝、生物合成規(guī)律，利用流加補(bǔ)料的措施給予生產(chǎn)菌適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，讓它能在生物合成階段有足夠而又不過多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供其維持正常代謝和合成產(chǎn)物的需要?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制四、流加補(bǔ)料的內(nèi)容和原則抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制76第八節(jié)泡沫的影響與控制一、泡沫的性質(zhì)及對(duì)發(fā)酵的影響泡沫的性質(zhì)：發(fā)酵液液面上的泡沫，氣相所占的比例特別大，與液體有較明顯的界限，如發(fā)酵前期的泡沫；發(fā)酵液中的泡沫，又稱流態(tài)泡沫，分散在發(fā)酵液中，比較穩(wěn)定，與液體之間無明顯的界限。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第八節(jié)泡沫的影響與控制一、泡沫的性質(zhì)及對(duì)發(fā)酵的影響抗生素工77泡沫對(duì)發(fā)酵的影響：起泡：發(fā)酵罐的裝料系數(shù)減小，氧傳遞系數(shù)減小等。泡沫過多：造成大量逃液，發(fā)酵液從排氣管路或軸封逃出而增加染菌機(jī)會(huì)等。嚴(yán)重時(shí)：通氣攪拌也無法進(jìn)行，菌體呼吸受到阻礙，導(dǎo)致代謝異?；蚓w自溶。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制泡沫對(duì)發(fā)酵的影響：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制78二、影響泡沫消長(zhǎng)的因素（一）與通氣攪拌的劇烈程度，特別是高速的攪拌及大空氣流量有關(guān)（二）與培養(yǎng)基配比及原材料組成有關(guān)（三）與菌種、種子質(zhì)量、菌絲階段和接種量有關(guān)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、影響泡沫消長(zhǎng)的因素（一）與通氣攪拌的劇烈程度，特別是高速79三、泡沫的消除（一）機(jī)械消沫靠機(jī)械引起的強(qiáng)烈振動(dòng)或壓力的變化促使氣泡破裂。

罐內(nèi)消沫法：在攪拌軸上方裝消沫槳，通過消沫槳轉(zhuǎn)動(dòng)打碎泡沫。罐外消沫法：將泡沫引出罐外，通過噴嘴的加速作用或利用離心力來消除泡沫。優(yōu)點(diǎn)：不需加入外界物料，可節(jié)省原料，減少污染雜菌的機(jī)會(huì)。缺點(diǎn)：消沫效果不理想，僅可作為輔助的消沫方法。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制三、泡沫的消除（一）機(jī)械消沫抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制80（二）消沫劑消沫（化學(xué)消沫）消沫機(jī)理：（1）當(dāng)泡沫的表層存在著極性的表面活性物質(zhì)而形成雙電層時(shí)，加入另一種具有相反電荷的表面活性劑，以降低其機(jī)械強(qiáng)度，進(jìn)而促使泡沫破裂。（2）當(dāng)泡沫的液膜具有較大的表面粘度時(shí)，可加入某些分子內(nèi)聚力較小的物質(zhì)，以降低液膜的表面粘度，從而促使液膜的液體流失而使泡沫破裂?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（二）消沫劑消沫（化學(xué)消沫）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制81理想的消沫劑，應(yīng)具備下列條件：（1）必須是表面活性物質(zhì)，且具有較低的表面張力。（2）在氣—液界面上具有足夠大的鋪展系數(shù)，才能迅速發(fā)揮消泡作用。（一定的親水性）（3）在水中溶解度極小，以保持其具有持久的消泡或抑泡性能。（4）無毒、能耐高溫滅菌、對(duì)設(shè)備無腐蝕性、不干擾其他參數(shù)的測(cè)定、不妨礙氧的傳遞、對(duì)發(fā)酵、提煉及抗生素的質(zhì)量和產(chǎn)量無影響。（5）成本低、來源廣?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制理想的消沫劑，應(yīng)具備下列條件：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控82常用的消沫劑，主要有天然油脂類，高碳醇、脂肪酸和酯類，聚醚類，硅酮類4大類。（1）天然油脂類：玉米油、米糠油、豆油、松子油、菜子油、魚油、豬油等。優(yōu)點(diǎn)：來源比較豐富，價(jià)格比較低廉，在發(fā)酵中不僅用于消沫，還可以作為供產(chǎn)生菌利用的碳源和中間控制的手段。缺點(diǎn)：分子中無親水基，在發(fā)泡介質(zhì)中難鋪展，消泡活性差。并且油的成本和折糧單耗都比較高且用量大，已逐漸被合成消沫劑取代。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制常用的消沫劑，主要有天然油脂類，高碳醇、脂肪酸和酯類，聚醚類83（2）高碳醇和酯類：十八醇、聚乙二醇、苯乙酸酯類（苯乙酸乙酯、苯乙酸丁酯、苯乙酸月桂醇酯）、苯乙醇、苯乙醇油酸酯等。多適用于絲狀真菌發(fā)酵?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（2）高碳醇和酯類：十八醇、聚乙二醇、苯乙酸酯類（苯乙酸乙酯84（3）聚醚類。

優(yōu)點(diǎn)：性能穩(wěn)定、使用簡(jiǎn)便、易控制、用量少、成本低。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（3）聚醚類?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制85聚氧丙烯甘油：親水性差，在發(fā)沫介質(zhì)中溶解度小。抑泡性能優(yōu)于消泡性能。適用于稀薄發(fā)酵液，添加于培養(yǎng)基中。聚氧乙烯氧丙烯甘油：親水性好，在發(fā)沫介質(zhì)中易鋪展，消沫能力強(qiáng)。相應(yīng)的溶解度大，消沫活性持續(xù)時(shí)間短。適用于粘稠發(fā)酵液的消沫?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制聚氧丙烯甘油：親水性差，在發(fā)沫介質(zhì)中溶解度小。抑泡性能優(yōu)于消86（4）硅酮類：聚二甲基硅氧烷及其衍生物。適用于微堿性細(xì)菌發(fā)酵?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（4）硅酮類：聚二甲基硅氧烷及其衍生物。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)87消沫劑消沫優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：效果好，較機(jī)械消沫作用迅速，尤其是化學(xué)合成消沫劑用量少。缺點(diǎn)：消沫劑使用不當(dāng)時(shí)對(duì)菌的生長(zhǎng)代謝有干擾；發(fā)酵過程中經(jīng)常添加消沫劑增加原材料單耗；設(shè)備不嚴(yán)密時(shí)增加染菌機(jī)會(huì)；殘留的消沫劑可能造成提煉上的麻煩?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制消沫劑消沫優(yōu)缺點(diǎn)：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制88消沫劑的增效：（1）加載體增效，即用載體（如礦物油、植物油等）將消沫劑溶解分散，達(dá)到增效的目的。（2）消沫劑的并用增效，取各個(gè)消沫劑的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行互補(bǔ)，達(dá)到增效。（3）乳化消沫劑增效?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制消沫劑的增效：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制89四、泡沫控制

1、減少泡沫形成的機(jī)會(huì)。調(diào)整培養(yǎng)基中的成分；改變某些物理化學(xué)參數(shù)；改變發(fā)酵工藝。2、消除已形成的泡沫。機(jī)械消沫；消沫劑消沫?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制四、泡沫控制

1、減少泡沫形成的機(jī)會(huì)?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵90第九節(jié)發(fā)酵終點(diǎn)判斷與發(fā)酵異常處理一、微生物發(fā)酵終點(diǎn)的判斷既要追求高生產(chǎn)力，又要顧及產(chǎn)品的成本，必須把兩者結(jié)合起來，既要有高產(chǎn)量，又要是低成本。二、確定合理放罐時(shí)間考慮因素1、經(jīng)濟(jì)因素發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)能力是實(shí)際發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵準(zhǔn)備時(shí)間的綜合反應(yīng)。實(shí)際發(fā)酵時(shí)間，以最低的成本來獲得最大生產(chǎn)能力的時(shí)間為最適發(fā)酵時(shí)間。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第九節(jié)發(fā)酵終點(diǎn)判斷與發(fā)酵異常處理一、微生物發(fā)酵終點(diǎn)的判斷抗91如果發(fā)酵時(shí)生產(chǎn)速率很高，就要盡可能延長(zhǎng)抗生素的分泌期，提高抗生素單位產(chǎn)量。但是在生產(chǎn)速率較小或停止的情況下，如果繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間，使平均生產(chǎn)能力下降，而動(dòng)力消耗、管理費(fèi)用支出、設(shè)備消耗等費(fèi)用仍在增加，因而產(chǎn)物成本增加，就應(yīng)該即時(shí)放罐。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制如果發(fā)酵時(shí)生產(chǎn)速率很高，就要盡可能延長(zhǎng)抗生素的分泌期，提高抗922、產(chǎn)品質(zhì)量因素發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)后提取工序與產(chǎn)品質(zhì)量有很大關(guān)系。如果發(fā)酵時(shí)間太短，有過多的尚未代謝的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)殘留在發(fā)酵液中。給提取帶來不利影響。但是如果發(fā)酵時(shí)間太長(zhǎng)，菌體會(huì)自溶，釋放菌體蛋白或酶，發(fā)酵液變粘稠，增加過濾工序的難度，使不穩(wěn)定產(chǎn)物降解。所有這些影響，都會(huì)使抗生素產(chǎn)量下降，產(chǎn)物雜質(zhì)含量增加?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、產(chǎn)品質(zhì)量因素抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制933、特殊因素對(duì)老品種來說，放罐時(shí)間都已掌握，在正常情況下可根據(jù)作業(yè)計(jì)劃，按時(shí)放罐。但在異常情況下，如染菌、代謝異常，就應(yīng)根據(jù)不同情況及時(shí)處理。發(fā)酵終點(diǎn)的判斷，要綜合這些因素來確定?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3、特殊因素抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制94二、發(fā)酵異常處理

1．發(fā)酵液較稀：補(bǔ)天然豐富氮源2．發(fā)酵液過濃：補(bǔ)水進(jìn)行稀釋。

3．糖耗過慢：補(bǔ)P，補(bǔ)N源，升溫，補(bǔ)種等。

4．pH異常：補(bǔ)生理酸堿性物質(zhì)。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、發(fā)酵異常處理

1．發(fā)酵液較稀：補(bǔ)天然豐富氮源抗生素工95演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew2022/12/21抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制演講完畢，謝謝聽講!再見，seeyouagain3rew96抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2022/12/21抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2022/12/13抗生素工97發(fā)酵過程原理一、發(fā)酵的基本概念1、微生物發(fā)酵利用微生物體來制得產(chǎn)物的需氧或厭氧的任何過程。2、初級(jí)代謝產(chǎn)物關(guān)系到微生物新陳代謝過程中的能量代謝、細(xì)胞生長(zhǎng)和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的代謝產(chǎn)物。3、次級(jí)代謝產(chǎn)物微生物菌體在生長(zhǎng)期不能合成的、一般在菌體生長(zhǎng)靜止期中合成的與菌體成長(zhǎng)繁殖無明顯關(guān)系的產(chǎn)物。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵過程原理抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制98抗生素產(chǎn)生菌在一定條件下吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成其自身菌體細(xì)胞，同時(shí)產(chǎn)生抗生素和其它代謝產(chǎn)物的過程，稱為抗生素發(fā)酵。發(fā)酵過程是由各種酶系統(tǒng)的作用而發(fā)生的一系列生化反應(yīng)，抗生素是這個(gè)過程的次級(jí)代謝產(chǎn)物?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制抗生素產(chǎn)生菌在一定條件下吸取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，合成其自身菌體細(xì)胞，同99發(fā)酵方法微生物發(fā)酵有三種方式：分批發(fā)酵（batchfermentation）補(bǔ)料分批發(fā)酵（fed-batchfermentation）連續(xù)發(fā)酵（continuousfermentation）工業(yè)上防止出現(xiàn)菌種衰退和雜菌污染等實(shí)際問題，大都采用分批發(fā)酵或補(bǔ)料分批發(fā)酵這兩種方式。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵方法微生物發(fā)酵有三種方式：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控1001、分批式發(fā)酵①理論基礎(chǔ)把培養(yǎng)液一次性裝入發(fā)酵罐，滅菌后接入一定量的種子液，在最佳條件下進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。是產(chǎn)生菌體經(jīng)過一定時(shí)間不同級(jí)數(shù)的種子培養(yǎng)，達(dá)到一定菌體量后，移種到發(fā)酵罐進(jìn)行純種和通氣攪拌培養(yǎng)，到規(guī)定時(shí)間即行結(jié)束的過程。②優(yōu)缺點(diǎn)：發(fā)酵周期短，產(chǎn)品質(zhì)量易控制，不易發(fā)生雜菌污染，對(duì)原料組成要求較粗放。發(fā)酵體系中開始時(shí)基質(zhì)濃度很高，到中后期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度很低，這對(duì)發(fā)酵反應(yīng)不利。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1、分批式發(fā)酵抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1012、補(bǔ)料分批發(fā)酵①理論基礎(chǔ)在分批式操作的基礎(chǔ)上，開始時(shí)投入一定量的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，到發(fā)酵過程適當(dāng)時(shí)期，開始連續(xù)補(bǔ)加碳源或氮源或其他必需物質(zhì)，但不取出培養(yǎng)液，直到發(fā)酵終點(diǎn)，產(chǎn)率達(dá)最大化，停止補(bǔ)料，最后將發(fā)酵液一次全部放出。?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、補(bǔ)料分批發(fā)酵①理論基礎(chǔ)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制102②優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：在發(fā)酵過程中慢慢地加入培養(yǎng)基，使其在發(fā)酵液中保持適宜水平，同時(shí)又稀釋了生成的產(chǎn)物濃度，避免了高濃度產(chǎn)物和底物的抑制作用，也防止了后期養(yǎng)分不足而限制菌體生長(zhǎng)。缺點(diǎn)：受發(fā)酵罐操作容積的限制

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制②優(yōu)缺點(diǎn)：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1033、連續(xù)式發(fā)酵①理論基礎(chǔ)菌體與培養(yǎng)液一起裝入發(fā)酵罐，在菌體培養(yǎng)過程中不斷補(bǔ)充新培養(yǎng)基，同時(shí)取出包括培養(yǎng)液和菌體在內(nèi)的發(fā)酵液，發(fā)酵體積和菌體濃度等不變，使菌體處于恒定狀態(tài)的發(fā)酵條件，促進(jìn)菌體的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的積累?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3、連續(xù)式發(fā)酵①理論基礎(chǔ)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的104②優(yōu)缺點(diǎn)：連續(xù)培養(yǎng)優(yōu)點(diǎn)：能維持基質(zhì)濃度，可以提高設(shè)備的利用率和單位時(shí)間的產(chǎn)量，節(jié)省發(fā)酵罐的非生產(chǎn)時(shí)間，便于自動(dòng)控制。但由于培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，難以保證純種培養(yǎng)。并且菌種變異可能性較大，故在工業(yè)規(guī)模上很少采用?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制②優(yōu)缺點(diǎn)：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制105發(fā)酵過程控制微生物發(fā)酵的生產(chǎn)水平取決于：1）生產(chǎn)菌種本身的特性；2）合適的環(huán)境條件，使它的生產(chǎn)能力充分表達(dá)出來。這些環(huán)境條件包括培養(yǎng)基、培養(yǎng)溫度、pH、氧的需求等。為了掌握菌種在代謝過程中的代謝變化規(guī)律，需要監(jiān)測(cè)一些參數(shù)，這些參數(shù)包括菌體濃度、糖、N消耗及產(chǎn)物濃度，培養(yǎng)溫度、pH、溶氧等?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵過程控制微生物發(fā)酵的生產(chǎn)水平取決于：1）生產(chǎn)菌種本身的特106第一節(jié)發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)（一）物理參數(shù)（二）化學(xué)參數(shù)（三）生物參數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（一）物理參數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制107一、發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)（一）物理參數(shù)1．溫度（℃）發(fā)酵整個(gè)過程或不同階段中所維持的溫度。酶反應(yīng)速率、氧在培養(yǎng)液中的溶解度與傳遞速率、菌體生長(zhǎng)速率和產(chǎn)物合成速率2．壓力（Pa）發(fā)酵過程中發(fā)酵罐維持的壓力,一般維持在0.2×105~0.5×105Pa。保證純種的培養(yǎng),間接影響菌體代謝。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制一、發(fā)酵過程的主要控制參數(shù)（一）物理參數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)1083．?dāng)嚢柁D(zhuǎn)速（r／min）攪拌轉(zhuǎn)速是指攪拌器在發(fā)酵過程中的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，通常以每1min的轉(zhuǎn)數(shù)來表示。它的大小與氧在發(fā)酵液中的傳遞速率與發(fā)酵液的均勻性有關(guān)。4．?dāng)嚢韫β剩╧w）指攪拌器攪拌時(shí)所消耗的功率，常指每1m3發(fā)酵液所消耗的功率（kw／m3）。它的大小與氧容量傳遞系數(shù)有關(guān)。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3．?dāng)嚢柁D(zhuǎn)速（r／min）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1095．空氣流量［V／（V·min），簡(jiǎn)稱VVM］每1min內(nèi)每單位體積發(fā)酵液通入空氣的體積，也是需氧發(fā)酵的控制參數(shù)。與氧的傳遞和其他控制參數(shù)有關(guān)。一般控制在0.5～1.0V／（V·min）范圍內(nèi)。6．粘度（Pa·s）粘度大小可以作為細(xì)胞生長(zhǎng)或細(xì)胞形態(tài)的一項(xiàng)標(biāo)志，也能反映發(fā)酵罐中菌絲分裂過程的情況。通常用表觀粘度表示之：它的大小可改變氧傳遞的阻力，又可表示相對(duì)菌體濃度。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制5．空氣流量［V／（V·min），簡(jiǎn)稱VVM］抗生素工藝學(xué)第1107．濁度（％）濁度是能及時(shí)反映單細(xì)胞生長(zhǎng)狀況的參數(shù)，對(duì)某些產(chǎn)品的生產(chǎn)是極其重要的參數(shù)。8.料液流量（L／min）這是控制流體進(jìn)料的參數(shù)。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制7．濁度（％）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制111（二）化學(xué)參數(shù)1．pH（酸堿度）發(fā)酵液的pH是發(fā)酵過程中各種產(chǎn)酸和產(chǎn)堿的生化反應(yīng)的綜合結(jié)果。它是發(fā)酵工藝控制的重要參數(shù)之一。它的高低與菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成有著重要的關(guān)系。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（二）化學(xué)參數(shù)1．pH（酸堿度）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程1122．基質(zhì)濃度（g或mg％）這是發(fā)酵液中糖、氮、磷等重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度。它們的變化對(duì)產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成有著重要的影響，也是提高代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的重要控制手段。在發(fā)酵過程中，必須定時(shí)測(cè)定糖（還原糖和總糖）、氮（氨基氮或氨氮）等基質(zhì)的濃度。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．基質(zhì)濃度（g或mg％）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1133．溶解氧濃度［10-6（ppm）或飽和度（％）］溶解氧是需氧菌發(fā)酵的必備條件。利用溶氧濃度的變化，可了解產(chǎn)生菌對(duì)氧利用的規(guī)律，反映發(fā)酵的異常情況，也可作為發(fā)醉中間控制的參數(shù)及設(shè)備供氧能力的指標(biāo)。溶氧濃度一般用絕對(duì)含量（10-6）來表示、有時(shí)也用在相同條件下，氧在培養(yǎng)液中飽和濃度表示?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3．溶解氧濃度［10-6（ppm）或飽和度（％）］抗生素工1144．產(chǎn)物的濃度[μg（u）／ml]這是發(fā)酵產(chǎn)物產(chǎn)量高低或合成代謝正常與否的重要參數(shù)，也是決定發(fā)酵周期長(zhǎng)短的根據(jù)。5．廢氣中的氧濃度（Pa）廢氣中的氧含量與產(chǎn)生菌的攝氧率和供氧系數(shù)有關(guān)。從廢氣中的O2的含量可以算出產(chǎn)生菌的攝氧率和發(fā)酵罐的供氧能力?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制4．產(chǎn)物的濃度[μg（u）／ml]抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過1156．廢氣中的CO2濃度（％）廢氣中的CO2就是產(chǎn)生菌呼吸放出的CO2。測(cè)定它可以算出產(chǎn)生菌的呼吸熵，從而了解產(chǎn)生菌的呼吸代謝規(guī)律。其他化學(xué)參數(shù)：DNA、RNA、生物合成的關(guān)鍵酶等。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制6．廢氣中的CO2濃度（％）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控116（三）生物參數(shù)1．菌絲形態(tài)絲狀菌發(fā)酵過程中菌絲形態(tài)的改變是生化代謝變化的反映。一般都以菌絲形態(tài)作為衡量種子質(zhì)量、區(qū)分發(fā)酵階段、控制發(fā)酵過程的代謝變化和決定發(fā)酵周期的依據(jù)之一?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（三）生物參數(shù)1．菌絲形態(tài)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控1172．菌體濃度菌體濃度簡(jiǎn)稱菌濃，是控制微生物發(fā)酵的重要參數(shù)之一。大小和變化速度對(duì)菌體的生化反應(yīng)都有影響（表觀粘度、溶氧濃度）。在生產(chǎn)上，常常根據(jù)菌體濃度來決定適合的補(bǔ)料量和供氧量，以保證生產(chǎn)達(dá)到頂期的水平?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．菌體濃度抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制118（發(fā)酵液的菌體量和單位時(shí)間的菌濃、溶氧濃度、糖濃度、氮濃度和產(chǎn)物濃度等的變化值）計(jì)算

（菌體的比生長(zhǎng)速率、氧比消耗速率、糖比消耗速率、氮比消耗速率和產(chǎn)物比生產(chǎn)速率）（控制產(chǎn)生菌的代謝、決定補(bǔ)料和供氧工藝條件）

研究發(fā)酵動(dòng)力學(xué)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（發(fā)酵液的菌體量和單位時(shí)間的菌濃、溶氧濃度、糖濃度、氮濃度和119第二節(jié)、發(fā)酵過程中的代謝變化1．菌體生長(zhǎng)階段（菌體生長(zhǎng)期或發(fā)酵前期）菌體進(jìn)行合成代謝：菌濃明顯增加、攝氧率不斷增大，溶氧濃度不斷下降。碳源、氮源進(jìn)行分解代謝：碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷被消耗，濃度明顯減少?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第二節(jié)、發(fā)酵過程中的代謝變化1．菌體生長(zhǎng)階段（菌體生長(zhǎng)期或發(fā)1202．產(chǎn)物合成階段（產(chǎn)物分泌期或發(fā)酵中期）這個(gè)階段主要是合成抗生素。以碳源和氮源的分解代謝和產(chǎn)物的合成代謝為主，尚有合成菌體細(xì)胞物質(zhì)的代謝存在，但不是主要的。由于存在抗生素合成和菌體合成兩條代謝途徑，外界環(huán)境的變化很容易影響這個(gè)階段的代謝，碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度必須控制在一定的范圍內(nèi)，發(fā)酵條件也要嚴(yán)格控制，才能促使產(chǎn)物不斷地被合成。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．產(chǎn)物合成階段（產(chǎn)物分泌期或發(fā)酵中期）抗生素工藝學(xué)第六章1213．菌體自溶階段（菌體自溶期或發(fā)酵后期）

菌體衰老，細(xì)胞開始自溶，氨氮含量增加，pH上升，產(chǎn)物合成能力衰退，生產(chǎn)速率下降。發(fā)酵到此期必須結(jié)束?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制3．菌體自溶階段（菌體自溶期或發(fā)酵后期）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)122發(fā)酵過程的三個(gè)時(shí)期：1231.停滯期2.對(duì)數(shù)期3.穩(wěn)定期時(shí)間細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制發(fā)酵過程的三個(gè)時(shí)期：1231.停滯期時(shí)間細(xì)胞數(shù)目的對(duì)數(shù)抗生1231）停滯期在剛開始接種后的一段時(shí)間，幾乎未見菌體濃度的增加。工業(yè)上要求盡可能縮短延滯期，這可通過使用適當(dāng)種齡的種子和接種量達(dá)到。2）對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期微生物在此期內(nèi)的比生長(zhǎng)速率最大，細(xì)胞數(shù)目呈指數(shù)生長(zhǎng)。3）穩(wěn)定期由于養(yǎng)分的消耗和微生物產(chǎn)物的分泌，生長(zhǎng)速率逐漸減速直至停止。生長(zhǎng)終止原因可能是由于某些必須養(yǎng)分的耗盡和自體毒性代謝物在培養(yǎng)基上積累的結(jié)果。在穩(wěn)定期，許多次級(jí)代謝產(chǎn)物在此期合成，因此也稱為生產(chǎn)期?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1）停滯期在剛開始接種后的一段時(shí)間，幾乎未見菌體濃度的增124第三節(jié)基質(zhì)的影響及其控制一、碳源濃度變化及其控制（一）碳源濃度的影響1、快速利用碳源（如葡萄糖）能較迅速地參與代謝，合成菌體和產(chǎn)生能量，并產(chǎn)生分解產(chǎn)物（如丙酮酸等），有利于菌體生長(zhǎng)。葡萄糖效應(yīng)（關(guān)鍵：控制濃度，使他們不致產(chǎn)生抑制抗生素合成的作用）抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第三節(jié)基質(zhì)的影響及其控制一、碳源濃度變化及其控制抗生素125應(yīng)用：常以較低的濃度和慢速利用碳源一起組成基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的混合碳源，供菌體生長(zhǎng)用。也作為發(fā)酵過程中的中間補(bǔ)糖用?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制應(yīng)用：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1262.慢速利用碳源為菌體緩慢利用，有利于延長(zhǎng)代謝產(chǎn)物的合成，特別有利于延長(zhǎng)抗生索的分泌期。需要控制濃度，分批投料?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2.慢速利用碳源抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制127（二）碳源濃度的控制補(bǔ)糖的數(shù)量，應(yīng)使發(fā)酵液中所含的糖量能維持菌體的正常生理代謝，并能防止抗生素的生產(chǎn)能力衰退。一般控制法動(dòng)力學(xué)模型控制法抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（二）碳源濃度的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1281、一般控制法：“中間補(bǔ)糖”法。決定補(bǔ)糖的參考參數(shù)有：糖的消耗速率、pH變化、菌體濃度、菌絲形態(tài)、發(fā)酵液粘度、溶解氧濃度、消沫油使用情況、罐內(nèi)發(fā)酵液實(shí)際體積等。

開始補(bǔ)糖時(shí)間：根據(jù)代謝變化的情況來確定。補(bǔ)糖數(shù)量：以控制菌體濃度略增或不增為原則，使產(chǎn)生菌的代謝活動(dòng)有利于抗生素的合成。補(bǔ)糖方式：連續(xù)滴加補(bǔ)入、少量多次間歇補(bǔ)入、大量少次補(bǔ)入等?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1、一般控制法：“中間補(bǔ)糖”法?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程1292、動(dòng)力學(xué)模型控制法：根據(jù)菌體比生長(zhǎng)速率、糖比消耗速率以及抗生素比生產(chǎn)速率等動(dòng)力學(xué)參數(shù)來控制加糖。需建立動(dòng)力學(xué)模型，在實(shí)際生產(chǎn)上應(yīng)用較少?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、動(dòng)力學(xué)模型控制法：抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制130二、氮源濃度變化及其控制

1．補(bǔ)加有機(jī)氮源

根據(jù)產(chǎn)生菌的代謝情況，可在發(fā)酵過程中添加某些具有調(diào)節(jié)生長(zhǎng)代謝作用的有機(jī)氮源，如酵母粉、玉米漿、尿素等。2.補(bǔ)加無機(jī)氮源補(bǔ)加氨水或硫酸銨是工業(yè)上的常用方法。補(bǔ)充方式與補(bǔ)碳源類似，以達(dá)到最佳生產(chǎn)為目標(biāo)。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、氮源濃度變化及其控制1．補(bǔ)加有機(jī)氮源抗生素工藝學(xué)131三、磷酸鹽濃度的影響與控制

微生物生長(zhǎng)良好所允許的磷酸鹽濃度為0.32～300mmol，但對(duì)次級(jí)代謝產(chǎn)物合成良好所允許的最高平均濃度僅為1.0mmol，提高到10mmol，就明顯地抑制其合成。磷酸鹽濃度的控制，一般是在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中采取適當(dāng)?shù)臐舛?。生長(zhǎng)亞適量的磷酸鹽濃度：對(duì)菌體生長(zhǎng)不是最適合但又不影響生長(zhǎng)的量?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制三、磷酸鹽濃度的影響與控制微生物生長(zhǎng)良好所允許的磷酸鹽濃度132四、前體的影響與控制為了抑制抗生素產(chǎn)生菌的生物合成方向及增加抗生素產(chǎn)量，在一些抗生素發(fā)酵過程中加入化學(xué)前體物質(zhì)。如為了提高芐青霉素的產(chǎn)量在青霉素發(fā)酵中加入苯乙酸等。發(fā)酵過程中加入的前體數(shù)量一次不宜太多，必須采用少量多次或者連續(xù)流加的方式加入?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制四、前體的影響與控制為了抑制抗生素產(chǎn)生菌的生物合成方向及增加133第四節(jié)溫度的影響與控制一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響1、影響各種酶反應(yīng)的速率和蛋白質(zhì)的性質(zhì)。（1）在一定范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，酶反應(yīng)速率也增加，但有一個(gè)最適溫度，超過這個(gè)溫度，酶的催化活力就下降。溫度對(duì)菌體生長(zhǎng)的酶反應(yīng)和代謝產(chǎn)物合成的酶反應(yīng)的影響不同。如產(chǎn)黃青霉菌體的最適生長(zhǎng)溫度為30℃，青霉素合成的最適溫度為24.7℃。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第四節(jié)溫度的影響與控制一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響抗生素工藝學(xué)134（2）溫度還能改變菌種代謝產(chǎn)物的合成方向，影響多組分次級(jí)代謝產(chǎn)物的組分比例。如在高濃度Cl-和低濃度Cl-的培養(yǎng)基中利用金霉素鏈霉菌NRRLB-1287進(jìn)行四環(huán)素發(fā)酵，30℃以下時(shí)合成的金霉素增多，達(dá)35℃時(shí)就只產(chǎn)四環(huán)素，而金霉素合成幾乎停止。

如黃曲霉產(chǎn)生的多組分黃曲霉毒素，在20℃、25℃和30℃發(fā)酵所產(chǎn)生的黃曲霉毒素G1與B1比例分別為3：1、1：2和1：1?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制（2）溫度還能改變菌種代謝產(chǎn)物的合成方向，影響多組分次級(jí)代謝1352、影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)。發(fā)酵液的粘度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、影響發(fā)酵液的物理性質(zhì)?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制136二、影響發(fā)酵溫度變化的因素產(chǎn)熱的因素：生物熱（Q生物）和攪拌熱（Q攪拌）；散熱的因素：蒸發(fā)熱（Q蒸發(fā)）、輻射熱（Q輻射）和顯熱（Q顯）。發(fā)酵熱：Q發(fā)酵[kJ／（m3．h）]Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌－Q蒸發(fā)－Q輻射－Q顯?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、影響發(fā)酵溫度變化的因素產(chǎn)熱的因素：生物熱（Q生物）和攪拌1371．生物熱（Q生物）：產(chǎn)生菌在生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)生的熱能。生物熱的大小，隨菌種和培養(yǎng)基成分不同而變化。生物熱的大小還隨培養(yǎng)時(shí)間不同而不同?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1．生物熱（Q生物）：產(chǎn)生菌在生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)生的熱能?？?382．?dāng)嚢锜幔≦攪拌）：攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)引起的液體之間和液體與設(shè)備之間的摩擦所產(chǎn)生的熱量。3．蒸發(fā)熱（Q蒸發(fā)）：空氣進(jìn)入發(fā)酵罐與發(fā)酵液廣泛接觸后，引起水分蒸發(fā)所需的熱能。4．輻射熱（Q輻射）：由于罐外壁和大氣間的溫度差異而使發(fā)酵液中的部分熱能通過罐體向大氣輻射的熱量。

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2．?dāng)嚢锜幔≦攪拌）：攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)引起的液體之間和液體與設(shè)備之139三、溫度的控制1．最適溫度的選擇最適發(fā)酵溫度是既適合菌體的生長(zhǎng)、又適合代謝產(chǎn)物合成的溫度。最適生長(zhǎng)溫度與最適生產(chǎn)溫度往往是不一致的。理論上，整個(gè)發(fā)醉過程中不應(yīng)只選一個(gè)培養(yǎng)溫度，而應(yīng)該根據(jù)發(fā)酵的不同階段，選擇不同的培養(yǎng)溫度?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制三、溫度的控制1．最適溫度的選擇抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過140最適發(fā)酵溫度還隨菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和菌體生長(zhǎng)階段而改變。如，在較差的通氣條件下，由于氧的溶解度是隨溫度下降而升高，因此降低發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵是有利的，因?yàn)榈蜏乜梢蕴岣哐醯娜芙舛?、降低菌體生長(zhǎng)速率，減少氧的消耗，從而可彌補(bǔ)通氣條件差所帶來的不足?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制最適發(fā)酵溫度還隨菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和菌體生長(zhǎng)階段而改1412、溫度的控制由于發(fā)酵過程中釋放大量發(fā)酵熱，需要冷卻情況較多。一般情況下，將冷卻水通入發(fā)酵罐的夾層或蛇形管中，進(jìn)行熱交換降溫。如果氣溫較高，冷卻水的溫度又高，可采用冷凍鹽水進(jìn)行循環(huán)式降溫?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、溫度的控制抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制142第五節(jié)pH的影響與控制

一、發(fā)酵pH的影響在發(fā)酵過程中，pH變化決定于所用菌種的特性、培養(yǎng)基配比和發(fā)酵條件。pH的變化會(huì)引起各種酶活力的改變，影響菌對(duì)基質(zhì)的代謝速度，甚至改變菌的代謝途徑及細(xì)胞結(jié)構(gòu)。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制第五節(jié)pH的影響與控制一、發(fā)酵pH的影響抗生素工藝學(xué)第143一、微生物細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝需要適合pH值不同微生物對(duì)pH值的要求不同，大多數(shù)細(xì)菌的最適pH值為6.5-7.5,霉菌的最適pH值為4.0-8.0,酵母菌的最適pH值為3.8-6.0,放線菌的最適pH值為6.5-8.0。發(fā)酵過程中控制一定的pH值，是保證微生物正常生長(zhǎng)的重要的條件之一，也是防止雜菌污染的一個(gè)重要措施。pH值不僅影響微生物的生長(zhǎng)，還會(huì)影響到代謝產(chǎn)物的形成?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制一、微生物細(xì)胞生長(zhǎng)和代謝需要適合pH值抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵144并且微生物生長(zhǎng)的最適pH值和發(fā)酵產(chǎn)物形成的最適pH值往往不同。如青霉素產(chǎn)生菌生長(zhǎng)的最適pH值為6.5-7.2,而青霉素合成的最適pH值為6.2-6.3。鏈霉素產(chǎn)生菌生長(zhǎng)的最適pH值為6.3-6.9,而鏈霉素合成的最適pH值為6.7-7.3。因此，充分了解微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成的最適pH值，并根據(jù)不同微生物的特性，在發(fā)酵過程中有效地控制合適的pH值是非常重要的?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制并且微生物生長(zhǎng)的最適pH值和發(fā)酵產(chǎn)物形成的最適pH值往往不同145二、pH對(duì)微生物影響原因1、pH值會(huì)影響到微生物細(xì)胞原生質(zhì)膜的電荷，使細(xì)胞原生質(zhì)膜發(fā)生變化，引起原生質(zhì)膜對(duì)個(gè)別離子滲透性的改變，從而影響到微生物對(duì)培養(yǎng)基中一些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用以及代謝產(chǎn)物的滲漏，進(jìn)而影響到微生物的生長(zhǎng)和新陳代謝的正常進(jìn)行?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、pH對(duì)微生物影響原因抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1462、pH值會(huì)直接影響到微生物細(xì)胞內(nèi)的酶活性，在合適的pH值下，微生物細(xì)胞中的酶才能發(fā)揮最大的活性。3、pH值會(huì)影響到培養(yǎng)基中某些重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和中間代謝產(chǎn)物的解離，從而影響微生物對(duì)這些物質(zhì)的吸收和利用?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制2、pH值會(huì)直接影響到微生物細(xì)胞內(nèi)的酶活性，在合適的pH值下147三、發(fā)酵過程中pH值的變化情況發(fā)酵過程中由于微生物細(xì)胞在一定的溫度及通氣條件下，隨著微生物對(duì)培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用及某些物質(zhì)的積累，發(fā)酵液的pH值會(huì)發(fā)生一定的變化。一般在正常情況下，在適合微生物生長(zhǎng)及產(chǎn)物合成的情況下，微生物本身具有一定的調(diào)節(jié)pH值的能力，會(huì)使pH值處于比較適宜的狀態(tài)。因此發(fā)酵過程中pH值的變化是有一定規(guī)律的。抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制三、發(fā)酵過程中pH值的變化情況抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控1481、在微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)階段，相對(duì)于接種后的起始pH值來說，發(fā)酵液的pH值有上升或下降的趨勢(shì)。2、在生產(chǎn)階段，一般發(fā)酵液的pH值趨于穩(wěn)定，維持在最適產(chǎn)物形成的pH范圍。3、在微生物細(xì)胞的自溶階段，隨著培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的耗盡，微生物細(xì)胞內(nèi)蛋白酶積累和活躍，微生物趨于自溶，引起培養(yǎng)液中的氨基氮等的增加，致使pH上升?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制1、在微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)階段，相對(duì)于接種后的起始pH值來說，發(fā)149引起發(fā)酵液pH值下降的主要原因有：1）培養(yǎng)基中C/N比例不當(dāng)，C源過多，如葡萄糖過量或中間補(bǔ)糖過多或溶解氧不足，使糖的氧化不完全，培養(yǎng)液有機(jī)酸大量積累，使pH值下降；2）消泡油加得過多；3）生理酸性物質(zhì)的存在，使pH值下降。引起發(fā)酵液pH值上升的主要原因有：1）培養(yǎng)基中C/N比例不當(dāng)，氮源過多，氨基氮釋放會(huì)使pH值上升；2）生理堿性物質(zhì)的存在；3）中間補(bǔ)料液中氨水或尿素等堿性物質(zhì)加入過多?？股毓に噷W(xué)第六章發(fā)酵過程的控制引起發(fā)酵液pH值下降的主要原因有：1）培養(yǎng)基中C/N比例不當(dāng)150二、發(fā)酵過程pH的控制

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制二、發(fā)酵過程pH的控制

抗生素工藝學(xué)第六章發(fā)酵過程的控制151四、發(fā)酵過程中pH的