發(fā)酵過(guò)程的工藝控制.ppt

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1、發(fā)酵的中后期營(yíng)養(yǎng)物消耗造成微生物所需營(yíng)養(yǎng)缺乏，我們應(yīng)采取什么措施？增加基礎(chǔ)料的營(yíng)養(yǎng)成分含量一定階段補(bǔ)入必要的營(yíng)養(yǎng)成分哪個(gè)方法更合理？四、補(bǔ)料控制1，補(bǔ)料控制目的解除基質(zhì)過(guò)濃的抑制解除產(chǎn)物的反饋抑制解除葡萄糖分解代謝阻遏效應(yīng)補(bǔ)充微生物能源和碳源的需要。補(bǔ)充菌體所需要的氮源。補(bǔ)充微量元素或無(wú)機(jī)鹽。前體。2、補(bǔ)料的內(nèi)容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。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在中間補(bǔ)料控制時(shí)，必須選擇恰當(dāng)?shù)姆答伩刂茀?shù)和補(bǔ)料速率。3、補(bǔ)料的原則4、補(bǔ)料控制（1）補(bǔ)充微生物所需的能源和碳源碳源是微生物長(zhǎng)菌體時(shí)需要量最大的物質(zhì)，在發(fā)酵前期消耗很快

2、，到了產(chǎn)物合成階段菌體要維持活性必須補(bǔ)充碳源，以便延長(zhǎng)產(chǎn)物合成期。補(bǔ)什么?怎么補(bǔ)?例谷氨酸：在原工藝的基礎(chǔ)上，減少初糖濃度，增加生物素用量達(dá)5μg/l，加大接種量到10%左右，以利于菌體迅速繁殖，獲得生產(chǎn)需要的足夠量的菌體。當(dāng)進(jìn)入產(chǎn)酸期，糖耗達(dá)2%左右，連續(xù)補(bǔ)糖，維持2%左右的糖濃度，提高溫度36~370C，流加氨水或尿素，維持pH7.0~7.5，利用菌體所形成的酶系繼續(xù)進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)酸可達(dá)10%。后來(lái)補(bǔ)糖方法在抗生素發(fā)酵中普遍采用。補(bǔ)糖控制考慮：補(bǔ)糖時(shí)間、補(bǔ)糖量、補(bǔ)糖方式參考數(shù)據(jù)：糖耗速率、殘?zhí)菨舛?、pH變化、菌體濃度、菌絲形態(tài)、發(fā)酵液粘度、溶氧濃度

3、等指標(biāo)根據(jù)還原糖水平，如赤霉素還原糖降到0.6％就需要補(bǔ)糖，根據(jù)總糖水平，根據(jù)菌的酶系和pH變化的大小決定。注意：不同的發(fā)酵階段控制的殘?zhí)菨舛炔煌a(bǔ)糖時(shí)間控制很重要，過(guò)早會(huì)刺激菌體生長(zhǎng)，加速糖的消耗；補(bǔ)糖過(guò)遲會(huì)使菌體所需要的能量供應(yīng)跟不上，干擾菌的代謝。例：四環(huán)素補(bǔ)糖時(shí)間96h效價(jià)20h6000u/ml45h10000u/ml62h6000u/ml補(bǔ)糖時(shí)間說(shuō)明開(kāi)始補(bǔ)糖的時(shí)間必須根據(jù)代謝的變化情況來(lái)決定，根據(jù)基礎(chǔ)培養(yǎng)基的碳源種類(lèi)及用量、菌絲生長(zhǎng)情況、糖的消耗速率及殘留水平來(lái)綜合考慮，不能單純以時(shí)間為依據(jù)。補(bǔ)糖量的控制，以控制菌體濃度不增或略增為原則，使

4、產(chǎn)生菌的代謝活動(dòng)有利于產(chǎn)物合成。一般在補(bǔ)糖開(kāi)始階段控制還原糖在較高水平，以利于產(chǎn)物合成，但高濃度的還原糖不易維持過(guò)久，否則會(huì)導(dǎo)致菌體大量繁殖影響產(chǎn)物的合成。一般還原糖水平維持在0.8～1.5％之間較為合適。補(bǔ)糖量補(bǔ)料方式可分為：連續(xù)流加少量多次大量少次連續(xù)流加效果最好，可以避免因一次大量加入引起環(huán)境突然改變給菌體代謝帶來(lái)的影響。補(bǔ)料方式（2）補(bǔ)充微生物所需的各種氮源補(bǔ)氮是發(fā)酵控制的另一個(gè)重要項(xiàng)目，主要作用是調(diào)節(jié)pH和補(bǔ)充產(chǎn)生菌所需的氮源，從而控制代謝活動(dòng)。生產(chǎn)上補(bǔ)氮有兩種：補(bǔ)充有機(jī)氮源補(bǔ)充無(wú)機(jī)氮源通氨、補(bǔ)硫酸銨補(bǔ)充有機(jī)氮源添加某些具調(diào)節(jié)生長(zhǎng)代謝作用的

5、有機(jī)氮源如尿素、酵母粉、蛋白胨、玉米漿，保持菌的活性，補(bǔ)充產(chǎn)物合成所需的氮源。有時(shí)與碳源一起配合補(bǔ)料，工廠稱(chēng)作補(bǔ)混合料。例：土霉素發(fā)酵前期補(bǔ)2~3次酵母粉，放罐單位比對(duì)照高1500u/ml。青霉素發(fā)酵47小時(shí)開(kāi)始加尿素，每6小時(shí)補(bǔ)加一次，結(jié)合補(bǔ)加乳糖，發(fā)酵單位可達(dá)40000u/ml以上。赤霉素生產(chǎn)補(bǔ)加的氮源是花生粉，配16％的花生粉液體，當(dāng)菌生長(zhǎng)到粘度大于15秒時(shí)，說(shuō)明氮源被消耗很多，就開(kāi)始補(bǔ)加花生粉。對(duì)于含氮的產(chǎn)物的生產(chǎn)特別需要補(bǔ)氮。補(bǔ)料依據(jù)：氨基氮的消耗、菌的濃度、pH補(bǔ)無(wú)機(jī)氮源通氨通氨是某些抗生素提高產(chǎn)量的有效措施，它的作用是補(bǔ)充無(wú)機(jī)氮源和調(diào)節(jié)

6、pH。通氨一般使用壓縮氨氣或氨水（20%），采用少量間歇添加或自動(dòng)流加，由空氣管道流入與發(fā)酵液均勻混合。氨濃度控制通過(guò)測(cè)定氨的比消耗速率，菌的比生長(zhǎng)速率，產(chǎn)物比合成速率，pH值來(lái)控制補(bǔ)加速率。例：林可霉素原來(lái)基礎(chǔ)培養(yǎng)基中(NH4)2SO4為0.6％，18小時(shí)后減少到7mg/100ml，發(fā)酵后期缺少氮源。改進(jìn)工藝：將基礎(chǔ)培養(yǎng)基中(NH4)2SO4減少為0.5％，14.6小時(shí)開(kāi)始補(bǔ)加30％(NH4)2SO4溶液，根據(jù)培養(yǎng)液的pH和NH2-N濃度控制補(bǔ)加量。正常情況下NH2-N保持在10mg/100ml以下，平均補(bǔ)加(NH4)2SO41.5%,提高了發(fā)酵單

7、位。補(bǔ)硫酸銨補(bǔ)氮控制：補(bǔ)氮時(shí)間、補(bǔ)氮量、補(bǔ)氮方式根據(jù)氮消耗速率、菌濃度、發(fā)酵液粘度、pH決定補(bǔ)料的時(shí)間和補(bǔ)料的量。補(bǔ)充黃豆餅粉、酵母粉一般采取分批補(bǔ)料，而無(wú)機(jī)氮源和尿素一般采取流加方式，因?yàn)檫@些氮源對(duì)pH的影響大，而且過(guò)多的氨離子會(huì)對(duì)菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用。當(dāng)同時(shí)需要補(bǔ)充碳源和氮源時(shí)可以混合起來(lái)一起加入。補(bǔ)入碳源還是氮源以及它們的量要根據(jù)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)及細(xì)胞組成來(lái)決定。有的發(fā)酵氮源很低時(shí)也不需補(bǔ)氮源，是因?yàn)楫a(chǎn)物分子中幾乎不含氮。補(bǔ)料濃度的確定可以以搖瓶的基質(zhì)殘留濃度為依據(jù)進(jìn)行試驗(yàn)。（3）補(bǔ)前體和無(wú)機(jī)鹽在發(fā)酵過(guò)程中添加前體可以顯著增加產(chǎn)量及控制發(fā)酵方向。

8、苯乙酸對(duì)青霉素產(chǎn)量和類(lèi)型的影響苯乙酸添苯乙酸青霉素青霉素類(lèi)型加速度%總量%產(chǎn)量XGFFH0055013.63