的活力提高15～25％，并导致甘油产量提高
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实验：甘油发酵是在髙渗透压环境中进行的，因此可望通过热冲 击来提高发酵甘油的产量
正交条件A 冲击温度 （℃ ） 40，45，50
B 开始时机（h） 8，16，30
Hale Waihona Puke C 冲击时间（分） 15，30，60
结果发酵16小时，45℃冲击30分钟最佳，发酵96小时后甘油浓度 提高32.6％，
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例： 配制不同初始pH的培养基，摇瓶考察发酵情况
pH对产海藻酸裂解酶的影响
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例子：不同调pH方法的影响
分别在4种缓冲介质中，于pH 6．50一9．50测定天冬酰胺酶 酶活力．
1 甘氨酸介质pH 8.00时酶活力 最高；
2 硼酸在pH 8.50，酶反应最快 3 磷酸在pH 8.50，酶反应最快 4 Tris在pH 8.50，酶反应最快 酶活1＞2＞4＞3
第七章 发酵过程的控制
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主要的控制参数
1、pH值（酸碱度） 2、温度 3、溶解氧浓度 4、基质含量 5、空气流量 6、压力 7、搅拌转速 8、搅拌功率
9、黏度 10、浊度 11、料液流量 12、产物的浓度 13、氧化还原电位 14、废气中的氧含量 15、废气中的CO 2含量 16、菌丝形态 17、菌体浓度
Q发酵 = （M1C1 + M2C2）V； M1：发酵液质量 kg M2：发酵罐质量kg
C1 发酵液的比热容，kJ/kg ℃
V为温度上升速率℃/h
C2 发酵罐的比热容， kJ/kg ℃
③热力学方法：
H 0 H 0 f产 物 H 0 f反应物
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三、温度对微生物生长的影响
不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大 致可分为四类：
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二、发酵热的测量及计算
发酵热的测定可采用以下几种方法：
①利用热交换原理，测量一定时间内冷却水的流量和冷 却水进出口温度，根据
Q发酵 = qvC（t2 – t1）/V；
qv为冷却水体积流量，L/h；C为水的比热容，kJ/kg ℃； V为发酵液体积，m3
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②利用温度变化率：先使罐温恒定，再关闭自控装置，测量温度 随时间上升的速率，根据
（A）16h,45℃,30min
（B）12h,45℃,30min
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第二节 pH 值 的 控制
一、pH值对菌体生长和代谢产物合成的影响 菌种不同，对pH要求不同 菌种相同，pH不同，形成的产物不同 菌种生成和发酵的最适pH不同，形成的产物
不同
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pH对微生物生长繁殖和代谢产物形成影响的主要原因： 1、影响原生质膜的性质 2、影响酶的活性 3、影响营养物质和中间代谢产物的解离
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四、温度对发酵的影响
1、影响反应速度 2、温度影响酶系的组成及酶的特性
酶比活力（u/g）
6500 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000
30
60
90
120
150
时间（min）
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3、温度影响发酵的方向 四环素产生菌金色链霉菌同时产生金霉素和四环素，
当温度低于30 ℃时，这种菌合成金霉素能力较强；温 度提高，合成四环素的比例也提高，温度达到 35 ℃时， 金霉素的合成几乎停止，只产生四环素。 4、温度还影响基质溶解度
（3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降
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2、产物形成 某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有
机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗 生素呈碱性，使pH上升。
3、菌体自溶，pH上升，发酵后期，pH上升。
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三、发酵过程pH值的调节及控制 1、调整培养基的组分 2、在发酵过程中进行控制 ①添加CaCO3： ②氨水流加法 ③尿素流加法 3、通过补料调pH 4、当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH
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2、根据培养条件选择
温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。 通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，
溶氧浓度也可髙些。 培养基稀薄时，温度也该低些。因为温度高营养利用快，
会使菌过早自溶。
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3、根据菌生长情况
菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢， 维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富， 通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。
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二、影响pH值变化的因素
1、基质代谢
（1）糖代谢 特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使 pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一
（2）氮代谢 当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分 解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳 源利用pH上升。
总的来说，温度的选择根据菌种生长阶段及培养条 件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度
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例子：利用热冲击处理技术来提高甘油的产量 背景： （1）酵母在比常规发酵温度髙10～20℃的温度下经受
一段时间刺激后，胞内海藻糖的含量显著增加。 （2）Lewis发现热冲击能提高细胞对盐渗透压的耐受力 （3）Toshiro发现热冲击可使胞内3－磷酸甘油脱氢酶
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第一节 温 度 控 制
一、发酵热 伴随发酵的进行而产生的热量叫发酵热
1、生物热 微生物在生长繁殖过程中，本身产生的热
2、搅拌热 Q搅拌=P × 3061（kJ/h）
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3、蒸发热 Q蒸发=qm（H出-H进）， qm ：空气流量；I：气体热焓； 4、辐射热
Q发酵 = Q生物 + Q搅拌 - Q蒸发 - Q辐射
在发酵液中的溶解度也影响菌对某些基质的分解吸 收。因此对发酵过程中的温度要严格控制。
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五、最适温度的控制
1、根据菌种及生长阶段来选择 微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求
的温度范围也不同。 如黑曲霉生长温度为37℃， 谷氨酸产生菌棒状杆菌的生长温度为30～32 ℃ ， 青霉菌生长温度为30 ℃ 。
嗜冷菌适应于0～26℃生长，嗜温菌适应于15～43 ℃生长，嗜热 菌适应于37～65 ℃生长，嗜高温菌适应于65 ℃ 以上生长
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影响酶的活性、影响细胞内各种反应速度 最低生长温度、最高生长温度、最适生长温度 在最适范围内生长速度随温度升高而增加，生长
周期缩短 不同生长阶段的微生物对温度的反应不同