產(chǎn)物合成動力學(xué)教學(xué)課件

產(chǎn)物合成動力學(xué)模型根據(jù)細(xì)胞生長與產(chǎn)物形成是否偶聯(lián)進行分類生長非偶聯(lián)」生長偶聯(lián)生長酃分鍋聯(lián)酒精發(fā)酵檸檬酸發(fā)酵抗生素發(fā)酵1.生長偶聯(lián)型產(chǎn)物生成速率的變化與細(xì)胞生長速率緊密聯(lián)系,合成的產(chǎn)物通常是分解代謝的直接產(chǎn)物。生長偶聯(lián)dpddx三=YpixdtYpIxaxa——生長偶聯(lián)產(chǎn)物形成系數(shù)Qr=xdt=au=Pxa■產(chǎn)物直接來源于產(chǎn)能的初級代謝(自身繁殖所必需的代謝),菌體生長與產(chǎn)物形成不分開。如:酵母菌酒精發(fā)酵2非生長偶聯(lián)型生長非dP_BXQp=B非生長偶聯(lián)型:細(xì)胞生長時,無產(chǎn)物,產(chǎn)物生成在菌體停止生長才開始,產(chǎn)物的形成速率只與細(xì)胞積累量有關(guān),與生長不偶聯(lián)?！鏊纬傻漠a(chǎn)物均是次級代謝產(chǎn)物。如:青霉素和鏈霉素的生產(chǎn),整個過程分為兩個時期,菌體積累旺盛時,抗生素的生成量極微;抗生素合成旺盛時菌體積累較弱。但往往不能截然分開。并非所有的次級代謝產(chǎn)物都是非生長偶聯(lián)型。非偶聯(lián)型發(fā)酵的生產(chǎn)速率只與已有的菌體生長非橘」量有關(guān),而比生產(chǎn)速率β為一常數(shù),與比生長速率μ沒有直接關(guān)系。因此,其產(chǎn)率和產(chǎn)物濃度高低取決于細(xì)胞生長期結(jié)束時Qp=B的生物量。3.生長部分偶聯(lián)(混合型)dPX+Bx生部分偶聯(lián)Qp=au+B如:乳酸、檸檬酸、谷氨酸等的發(fā)酵a——生長偶聯(lián)系數(shù)β——非生長偶聯(lián)系數(shù)該混合型模型復(fù)雜的形成是將常數(shù)α、β作為變數(shù),它們在分批發(fā)酵的四個時期分別具有特定的數(shù)值。甲醇產(chǎn)纖維素菌株的靜態(tài)發(fā)酵動力學(xué)研究夏露,朱艷彬,劉振鴻,李小維(東華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,上海201920)摘要:目的:為實現(xiàn)甲醇資源化產(chǎn)細(xì)菌纖維素發(fā)酵過程的優(yōu)化研究纖維素生產(chǎn)菌株一木醋桿菌(Gluconacetobacterxylinus)的靜態(tài)發(fā)酵動力學(xué)特性。方法:將木醋桿菌接入甲醇濃度分別為2.7%和4.5%的培養(yǎng)基中馴化,根據(jù)Logistic方程和Luedeking-Piret方程,研究周期為13d的靜態(tài)發(fā)酵動力學(xué)過程。結(jié)果:確定靜態(tài)發(fā)酵過程的菌體生長細(xì)菌纖維素合成、底物消耗的動力學(xué)參數(shù),得到動力學(xué)方程,擬合試驗值與模型值,得到甲醇模擬廢水培養(yǎng)基平均擬合誤差為16%,略高于基礎(chǔ)培養(yǎng)基的14%。結(jié)論:利用甲醇產(chǎn)纖維素的模型方程可預(yù)測菌濃、產(chǎn)物濃度及底物消耗規(guī)律,實現(xiàn)靜態(tài)發(fā)酵過程的優(yōu)化。關(guān)鍵詞:細(xì)菌纖維素;甲醇;動力學(xué)模型;發(fā)酵木醋桿菌發(fā)酵曲線0.14812pH;·殘?zhí)?◆纖維素;

①m10.12.100.1080.080.060.040.020.0081012time(d(a)基礎(chǔ)培養(yǎng)基(a)Baseculturemedium120.12圖10*殘?zhí)?甲醇·纖維素ODi0o80.08↑00640.0二E20.020.00681012time(d)(b)甲醇模擬廢水培養(yǎng)基1#100.12g+pH←殘?zhí)恰锛状肌だw維素;ODo0