第八章发酵工程第二讲
③ 半连续发酵
在补料—分批发酵的基础上，间歇放出部分发酵液送到 产物提纯工段，被称为半连续发酵。
由于有害代谢产物的不断积累，产物合成最终难免受到 阻遏。放掉部分发酵液再补加适当料液不仅补充养分和 前体，而且代谢有害产物被稀释，从而有利于产物继续 合成。
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③ 半连续发酵
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1、种子扩大培养
作为种子的准则是： ① 菌种细胞的生长活力强，移种至发酵罐后能迅速生长，
迟缓期短； ② 生理性状稳定； ③ 菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求； ④ 无杂菌污染； ⑤ 保持稳定生产能力。
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1、种子扩大培养
种子制备的工艺流程如下： 砂土（冷冻干燥管）管孢子→斜面→摇瓶液体（菌丝体） 或茄型瓶斜面或固体→种子罐→发酵罐.
① 分批发酵
优点 操作简单，周期短，染菌机会少，生产过程 和产品质量容易掌握 缺点 产率低
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② 补料—分批发酵
在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不 足而导致的发酵过早结束的缺点。 在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以 发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。在 工厂的实际生产中采用这种方法很多。
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第二节：下游加工过程
1、发酵液的预处理、固液分离和细胞破碎 2、初步纯化 3、高度纯化 4、成品加工和发酵废液排放
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第二节：下游加工过程
一般说来，下游加工过程可分为4 个阶段： ① 培养液的预处理和固液分离； ② 初步纯化（提取）； ③ 高度纯化（精制）； ④ 成品加工。
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3、发酵过程控制
发酵过程控制：除了满足生产菌种的营养需要之外，还要为 生产菌创造一个最适宜的环境，使人们所需要的代谢活动得 以最充分的表达。
① 温度：各种酶催化反应中，温度是保证酶活性的重要条件。 温度对细胞的酶结果与组成有较大的影响，它关系到代谢 途径和代谢产物的生物合成。最适合于菌体生长的温度未 必最适合于微生物的生物合成；反之亦然，要特别注意发 酵过程中的菌体生长与代谢产物积累两个阶段的最适温度 的控制。
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3、发酵过程控制
③ 通气与搅拌：通气程度对微生物生长繁殖影响很大。微生 物在发酵中能利用的氧必须溶解于培养基中的溶解氧（DO）。
临界氧浓度：不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。如酵母 在在20度时的临界氧浓度为0.0037纳摩尔/L。 生物合成最适氧浓度：指溶氧浓度对生物合成 的最适 宜范 围，低了固然不好，但过高未必有利，不仅造成浪费 ，甚 至可能改变代谢途径。
④ 连续发酵
连续培养是在发酵过程中，一边流加新鲜的料液，一般以相 同的流速放料，维持发酵液原来的体积。在稳定条件下可通 过补料速率来控制比生长速率不变。流入罐内的料液使得基 质浓度上升、菌体浓度变稀，细胞生长将导致菌体浓度变浓、 基质浓度下降。连续发酵达到稳态时，放出发酵液中的细胞 量等于生成细胞量。
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3、发酵过程控制
② pH：pH环境影响微生物的正常生长、代谢途径和产物的 性质。微生物在其生命活动中，会改变外界环境的pH。 在微生物的培养过程中，及时调节合适的pH很有必要。 pH值过低时，可加NaOH、Na2CO3、氮源等等或提高 通气量；pH值过高时，加 H2SO4、HCl、碳源等或降低 通气量。
第八章 发酵工程
第八章发酵工程第二讲
第八章 发酵工程---第二讲
第一节：发酵工艺 第二节：下游加工过程 第三节：生化反应器
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第一节：发酵工艺
1、种子扩大培养 2、发酵方式 3、发酵过程控制
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1、种子扩大培养
种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休 眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇 瓶及种子罐逐渐扩大培养而获得一定是数量和质量的纯种 的过程。
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② 补料—分批发酵
优点 在这样一种系统中可以维持低的基质浓度， 避免快速利用碳源的阻遏效应；减缓代谢有害物的 不利影响；可以通过补料控制达到最佳的生长和产 物合成条件；还可以利用计算机控制合理的补料速 率，稳定最佳生产工艺。
缺点 由于没有物料取出，产物的积累最终导 致比生产速率的下降。由于有物料的加入增加了 染菌机会
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① 分批发酵
分批发酵应根据产物的不同，掌握不同的工艺重点。 ⑴ 细胞本身: 应采用能维持最高生长产量的培养条件； ⑵ 初级代谢产物: 延长与产物生产相关联的对数生长期； ⑶ 次级代谢产物: 可缩短对数生长期，延长生产期，或降低
对数期的生长速率，从而使次级代谢产物更早形成。
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半连续发酵也有她的不足： ⑴ 放掉发酵液的同时也丢失了未利用养分和处于生产旺盛期的
菌体； ⑵ 定期补充和放出使发酵液稀释，送去提炼的发酵液体积更大。 ⑶ 发酵物合成； ⑷ 一些经代谢产生的前体可能丢失； ⑸ 有利于非生产菌突变株的生长。
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④ 连续发酵
多级连续培养可以在每个罐中控制不同的反应条件，以满足 微生物各个阶段生长的不同要求。培养液中的营养成分也能 较充分地利用。最后流出的发酵液中，细胞和产物的浓度较 高。
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④ 连续发酵
有效延长对初期到稳定期的阶段的持续时间，使微生物的 生长速率、代谢活动始终处于恒定状态，发酵产量高、质 量稳定，从而提高发酵设备利用率。这主要是因为连续培 养持续的时间长，发生杂菌污染的机会多，菌种不稳定的 话，长期连续培养会引起菌种退化 。
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2、发酵方式
微生物发酵可以分为： ① 分批 ② 补料—分批 ③ 半连续 ④ 连续
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① 分批发酵
又称间歇式发酵罐，是一种准封闭式系统，种子接种到培 养基后除了气体流通外发酵液始终留在生物反应器内。
分批发酵过程可细分为6期 Ⅰ: 停滞期： Ⅱ：加速期： Ⅲ：对数期： Ⅳ：减速期： Ⅴ：静止期： Ⅵ：死亡期：