發(fā)酵工藝控制 分批發(fā)酵代謝類型及代謝過程

點擊此處添加小標題7.發(fā)酵工藝控制7.2分批發(fā)酵的代謝類型及代謝變化7.2.1分批發(fā)酵的代謝類型按照菌體生長，碳源利用和產(chǎn)物生成的變化，分批發(fā)酵可分為：1、生長關(guān)聯(lián)型2、部分生長關(guān)聯(lián)型3、非生長關(guān)聯(lián)型7.2.1分批發(fā)酵的代謝類型1、生長關(guān)聯(lián)型產(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。例如單細胞蛋白和葡萄糖酸的發(fā)酵7.2.1分批發(fā)酵的代謝類型2、部分生長關(guān)聯(lián)型；產(chǎn)物也來源于能量代謝所消耗的基質(zhì)，但產(chǎn)物的形成在與初級代謝分開的次級代謝中，出現(xiàn)兩個峰，菌體生長進入穩(wěn)定期，出現(xiàn)產(chǎn)物形成高峰。例如，檸檬酸和某些氨基酸的發(fā)酵。7.2.1分批發(fā)酵的代謝類型3、非生長關(guān)聯(lián)型產(chǎn)物是在基質(zhì)消耗和菌體生長之后，菌體利用中間代謝反應(yīng)來形成的，即產(chǎn)物的形成和初級代謝是分開的。如抗生素發(fā)酵。從上述分批發(fā)酵類型可以分析：如果生產(chǎn)的產(chǎn)品是生長關(guān)聯(lián)型（如菌體與初級代謝產(chǎn)物），則宜采用有利于細胞生長的培養(yǎng)條件，延長與產(chǎn)物合成有關(guān)的對數(shù)生長期；如果產(chǎn)品是非生長關(guān)聯(lián)型（如次級代謝產(chǎn)物），則宜縮短對數(shù)生長期，并迅速獲得足夠量的菌體細胞后延長平衡期，以提高產(chǎn)量。7.2.2發(fā)酵過程的代謝變化1、初級代謝的代謝變化生長過程仍顯示停滯期（1、2）、對數(shù)期（3、4）、穩(wěn)定期（5）和衰亡期（6）等生長史的特征工業(yè)發(fā)酵中往往要接入處于對數(shù)期(特別是中期)的菌體，以盡量縮短停滯期。7.2.2發(fā)酵過程的代謝變化2、次級代謝的代謝變化次級代謝產(chǎn)物的發(fā)酵屬于菌體的生長與產(chǎn)物非偶聯(lián)的類型，菌體生長繁殖階段(又稱生長期)與產(chǎn)物生成階段(又稱生產(chǎn)期)是分開的。7.2.2發(fā)酵過程的代謝變化菌體生長階段產(chǎn)物生成階段菌體自溶階段接種后，菌體開始生長，直達到菌體的臨界濃度。菌體DNA含量達到定值，即不進行繁殖，細胞數(shù)量恒定，但多元醇、脂類等細胞內(nèi)含物仍在積累，使菌體干重增加，此時開始合成產(chǎn)物，此刻的菌體濃度稱為臨界濃度?；|(zhì)被消耗，濃度下降；菌濃升高；攝氧率升高，DO下降產(chǎn)物數(shù)量逐漸增多，直至達到高峰，生產(chǎn)速率也達到最大，直至產(chǎn)物合成能力衰減。這階段一般稱為產(chǎn)物生產(chǎn)期或發(fā)酵中期?；|(zhì)不斷被消耗；產(chǎn)物增多對外界環(huán)境敏感，要嚴格控制：基質(zhì)過多，不合成產(chǎn)物；基質(zhì)過少，菌體衰老，產(chǎn)量下降菌體衰老，細