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1、發(fā)酵工程http://211.84.144.22/jing/C76/zcr-1.htm南陽師范學院生命科學與技術(shù)學院新能源國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地企業(yè)-南陽天冠集團第一章發(fā)酵工程總論第二章發(fā)酵設(shè)備第三章發(fā)酵工業(yè)原料及其處理第四章發(fā)酵工業(yè)滅菌第五章發(fā)酵菌種的制備第六章發(fā)酵工業(yè)放大第七章微生物發(fā)酵機制第八章發(fā)酵動力學第九章發(fā)酵過程工藝控制第十章發(fā)酵染菌及防治第十一章發(fā)酵工業(yè)廢物、廢水處理和資源化技術(shù)第十二章展望發(fā)酵工程發(fā)酵工程知識點復習1.糖酵解（EMP）途徑有何意義和特點？2.糖酵解EMP途徑三個關(guān)鍵酶?3.簡述糖酵解EMP途徑的三個階段。4.
2、抗生素產(chǎn)生菌的主要代謝途徑有哪幾種方式？5.簡述抗生素產(chǎn)生菌的代謝調(diào)節(jié)機制。第八章發(fā)酵動力學1.發(fā)酵過程動力學描述和分類2.微生物反應(yīng)過程中的質(zhì)量和能量平衡3.微生物發(fā)酵動力學發(fā)酵工程生物反應(yīng)分為兩類發(fā)酵動力學發(fā)酵工程1)是使底物在酶(包括游離酶和固定化酶)的作用下進行反應(yīng)，如淀粉的液化、異構(gòu)糖的生產(chǎn)、無側(cè)鏈青霉素(6–APA)的制造等。2)是通過細胞的培養(yǎng)，利用細胞產(chǎn)生的酶系統(tǒng)，把培養(yǎng)基中的物質(zhì)通過復雜的生物化學反應(yīng)轉(zhuǎn)化成新的細胞及其代謝產(chǎn)物。發(fā)酵動力學研究內(nèi)容生物反應(yīng)動力學研究生物反應(yīng)的規(guī)律。重點研究細胞反應(yīng)動力學，即微生物發(fā)酵過程
3、中菌體生長、基質(zhì)消耗、產(chǎn)物生成的動態(tài)平衡及其內(nèi)在規(guī)律。發(fā)酵工程研究意義:發(fā)酵動力學發(fā)酵工程1.最佳發(fā)酵生產(chǎn)工藝條件的控制。2.設(shè)計合理的發(fā)酵過程，也必須以發(fā)酵動力學模型作為依據(jù)。3.為工廠的試驗比擬放大，為分批發(fā)酵過渡到連續(xù)發(fā)酵提供理論依據(jù)。1發(fā)酵過程的反應(yīng)描述及速度概念XS（底物）─→X（菌體）＋P（產(chǎn)物）發(fā)酵研究的內(nèi)容：發(fā)酵過程反應(yīng)的描述菌種的來源——找到一個好的菌種發(fā)酵過程的工藝控制——最大限度發(fā)揮菌種的潛力1.1菌體生長速率P178發(fā)酵過程動力學描述采用群體生物量的變化來表示。在液體培養(yǎng)基中的群體生長，其生長速率即單位體積(或面
4、積)、單位時間里微生物群體生長的菌體量。在表面上的群體生長，其生長速率以單位表面積來表示。菌體量一般指其干重。發(fā)酵工程比生長速率是菌體濃度除菌體的生長速率和菌體濃度除菌體的繁殖速率。在平衡條件下，比生長速率μ的定義式為：1dc(X)或dc(X)式中，t—時間，h；Vx—菌體生長速率，g／(L·h)菌體生長速率Vx與微生物的濃度c(X)成正比。比生長速率μ除受細胞自身遺傳信息支配外，還受環(huán)境因素的影響。c(X)dtμ=dtVX==μc(X)1.1菌體生長速率發(fā)酵工程典型微生物的生長速度OrganismGrowthrateU(h-1)Dou
5、bloingtime(h)E.coli20.35Yeast0.32.3發(fā)酵工程1.2基質(zhì)消耗速率以菌體得率系數(shù)為媒介，可確定基質(zhì)消耗速率與菌體生長速率的關(guān)系。基質(zhì)的消耗速率Vs可表示為：Vs＝Vx／Ｙx/s式中，Ｙx／s一菌體得率系數(shù)又稱細胞得率系數(shù)，g/moL。基質(zhì)的消耗速率常以單位菌體表示，稱為基質(zhì)的比消耗速率，以υ表示。υ＝Vsc(X)單位時間內(nèi)單位菌體消耗基質(zhì)或形成產(chǎn)物（菌體）的量稱為比速，是生物反應(yīng)中用于描述反應(yīng)速度的常用概念。1.3代謝產(chǎn)物的生成速率代謝產(chǎn)物有分泌于培養(yǎng)液中的，也有保留在細胞內(nèi)的，因此討論生成速率的數(shù)學模式有
6、必要區(qū)分這兩種情況。與生長速率和基質(zhì)消耗速率相同，當以體積為基準時，稱為代謝產(chǎn)物的生成速率，記為VP；當以單位質(zhì)量為基準時，稱為產(chǎn)物的比生成速率，記為Q，相關(guān)式為：Q＝Vp/c(X)c(X)c(P)c(S)ttt各比速率是分批發(fā)酵過程時間t的函數(shù)，與對數(shù)生長期相一致，即：比生長速率、產(chǎn)物生成速率及基質(zhì)比消耗速率μ=1/c（X）×dc（X）/dt=Dlnc（X）/dt圖1菌體生長擬合曲線圖2產(chǎn)物形成擬合曲線圖3底物消耗擬合曲線dX/dt=0.147(1–X/22.6)XdP/dt=0.0888X+0.0052dX/dt-dS/dt=0.0
7、052dX/dt+17.94dP/dt返回請點我呀宋文軍等.L2色氨酸產(chǎn)生菌分批發(fā)酵動力學模型.無錫輕工大學學報,2002,21(4)2發(fā)酵反應(yīng)動力學的研究內(nèi)容研究反應(yīng)速度及其影響因素并建立反應(yīng)速度與影響因素的關(guān)聯(lián)反應(yīng)動力學模型反應(yīng)器特性+反應(yīng)器的操作模型操作條件與反應(yīng)結(jié)果的關(guān)系，定量地控制反應(yīng)過程返回請點我呀已建立動力學模型的類型機制模型：根據(jù)反應(yīng)機制建立幾乎沒有現(xiàn)象模型（經(jīng)驗模型）：目前大多數(shù)模型能定量地描述發(fā)酵過程http://211.84.144.22/jing/C76/zcr-1.htm能反映主要因素的影響3微生物生長動力學的
8、基本概念3.1微生物在一個密閉系統(tǒng)中的生長情況時間菌體濃度延遲期指數(shù)生長期減速期靜止期衰亡期延遲期：指數(shù)生長期:倍增時間：td減速期:靜止期：;衰亡期:3.2、微生物的生長動力學、Monod方程微生物的生長
