生物工藝學(xué)李昆太

江西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)與工程學(xué)院生物工藝學(xué)李昆太第一章緒論第一部分課程簡(jiǎn)介

生花生產(chǎn)工藝學(xué)是一門利用生物代謝過(guò)程并借助于對(duì)代謝過(guò)程的控制來(lái)獲得生物產(chǎn)品的過(guò)程的共性為研究對(duì)象的學(xué)科。

第一章緒論第一部分課程簡(jiǎn)介授課教材：

生化生產(chǎn)工藝學(xué)科學(xué)出版社梅樂(lè)和等編著

參考教材：

新編生物工藝學(xué)化學(xué)工業(yè)出版社俞俊棠等編著

多尺度微生物過(guò)程優(yōu)化化工出版社張嗣良儲(chǔ)炬編著

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)酵調(diào)控學(xué)化工出版社儲(chǔ)炬李友榮編著

授課教材：

生化生產(chǎn)工藝學(xué)科學(xué)出版社梅樂(lè)和等編著生化生產(chǎn)的一般流程圖生化生產(chǎn)的一般流程圖微生物培養(yǎng)生物反應(yīng)器產(chǎn)品代謝（表達(dá)）產(chǎn)揚(yáng)生物轉(zhuǎn)化酶（生物催化劑）酶反應(yīng)（生物催化）分離制品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)包裝倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸…

原料：碳水化合物碳?xì)浠衔锷镔|(zhì)…醫(yī)藥、食品、化工品、酶制劑、能源、環(huán)境保護(hù)、…生產(chǎn)菌株生物反應(yīng)器過(guò)程微生物產(chǎn)品代謝（表達(dá)）產(chǎn)揚(yáng)生物轉(zhuǎn)化酶（生物催化劑）酶一條主線、兩個(gè)基礎(chǔ)一條主線：菌種→培養(yǎng)基→種子擴(kuò)培→發(fā)酵過(guò)程控制兩個(gè)基礎(chǔ)：生物學(xué)基礎(chǔ)、工程學(xué)基礎(chǔ)一條主線、兩個(gè)基礎(chǔ)一條主線：菌種→培養(yǎng)基→種子擴(kuò)培→發(fā)酵過(guò)程本課程所涉及學(xué)科普通微生物學(xué)微生物生理學(xué)微生物遺傳學(xué)基因工程本課程所涉及學(xué)科普通微生物學(xué)微生物生理學(xué)微生物遺傳學(xué)基因工程本課程所涉及學(xué)科發(fā)酵調(diào)控學(xué)化工原理參數(shù)檢測(cè)與控制生物化學(xué)化學(xué)本課程所涉及學(xué)科發(fā)酵調(diào)控學(xué)化工原理參數(shù)檢測(cè)與控制生物化學(xué)化學(xué)本課程所涉及學(xué)科分離工程小分子：AminoacidAntibiotics大分子：ProteinEnzyme本課程所涉及學(xué)科分離工程小分子：大分子：機(jī)械設(shè)備工程制圖物理：自動(dòng)控制工程數(shù)學(xué)本課程所涉及學(xué)科機(jī)械設(shè)備工程制圖物理：工程數(shù)學(xué)本課程所涉及學(xué)科第二部分本學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)

第二部分本學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)酵的發(fā)展歷史──生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的歷史發(fā)酵現(xiàn)象釀造食品工業(yè)（酒、醬、曲等）非食品工業(yè)（乳酸、乙醇等）抗生素（青霉素，淺盤培養(yǎng)）抗生素工業(yè)（深層液浸培養(yǎng)：無(wú)菌空氣和攪拌）代謝控制發(fā)酵（氨基酸、核酸）基因工程菌發(fā)酵（重組大腸桿菌、酵母）第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：非食品工業(yè)第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：青霉素→抗菌素發(fā)酵工業(yè)第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：切斷支路代謝:酶的活力調(diào)控,酶的合成調(diào)控，解除菌體自身的反饋調(diào)節(jié),突變株的應(yīng)用,前體、終產(chǎn)物、副產(chǎn)物等

近代轉(zhuǎn)折點(diǎn)：基因、動(dòng)物、海洋發(fā)酵的發(fā)展歷史第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：非食品工業(yè)

發(fā)酵現(xiàn)象的早期認(rèn)識(shí)1680年制成顯微鏡───微生物的存在1857年巴斯德證明了酒精是由活的酵母發(fā)酵引起的1897年畢希納發(fā)現(xiàn)磨碎的酵母仍使糖發(fā)酵形成酒精───酶發(fā)酵現(xiàn)象的早期認(rèn)識(shí)1680年制成顯微鏡─發(fā)酵工程的早期階段

人們的對(duì)發(fā)酵技術(shù)的認(rèn)識(shí)起始于19世紀(jì)末，主要來(lái)自于厭氧發(fā)酵，如利用酵母菌、乳酸菌生產(chǎn)酒精、乳酸和各種發(fā)酵食品。20世紀(jì)初期，1916年英國(guó)采用梭狀芽孢桿菌生產(chǎn)丙酮丁醇，德國(guó)采用亞硫酸鹽法生產(chǎn)甘油（第一次世界大戰(zhàn)）──由食品工業(yè)向非食品工業(yè)發(fā)展。好氧發(fā)酵技術(shù)：速釀法從乙醇生產(chǎn)醋酸，通氣法大量繁殖酵母，用米曲霉的麩曲代替麥芽糖作糖化劑生產(chǎn)酒靖，用微小毛霉生產(chǎn)干酪。1933年等人發(fā)明了搖瓶培養(yǎng)法代替了傳統(tǒng)的靜置培養(yǎng)法。生長(zhǎng)均勻，增殖時(shí)間短。發(fā)酵工程的早期階段人們的對(duì)發(fā)酵技術(shù)的認(rèn)識(shí)起始于1

發(fā)酵工程的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)二十世紀(jì)四十年代初，第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)，青霉素的發(fā)現(xiàn)，迅速形成工業(yè)大規(guī)摸生產(chǎn)。1928年由Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素1941年美國(guó)和英國(guó)合作對(duì)青霉素進(jìn)行生產(chǎn)研究

表面培養(yǎng)：1升扁瓶或錐形瓶，內(nèi)裝200mL麥麩培養(yǎng)基───40u/ml1943年沉浸培養(yǎng)：

5m3───200u/ml當(dāng)今：100m3-200m3───5-7萬(wàn)u/ml鏈霉素、金霉素、新霉索、紅霉素發(fā)酵工程的重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)二十世紀(jì)四十年主要的技術(shù)進(jìn)展：通氣攪拌解決了液體深層培養(yǎng)時(shí)的供氧問(wèn)題?？闺s菌污染的純種培養(yǎng)技術(shù)：無(wú)菌空氣、培養(yǎng)基滅菌、無(wú)污染接種、大型發(fā)酵罐的密封與抗污染設(shè)計(jì)制造。意義：抗生素工業(yè)的發(fā)展建立了一套完整的好氧發(fā)酵技術(shù)，大型攪拌發(fā)酵罐培養(yǎng)方法推動(dòng)了整個(gè)發(fā)酵工業(yè)的深入發(fā)展為現(xiàn)代發(fā)酵工程奠定了基礎(chǔ)第1章生物工藝學(xué)緒論課件大型發(fā)酵罐攪拌裝置大型發(fā)酵罐攪拌裝置發(fā)酵車間的空氣過(guò)濾器發(fā)酵車間的空氣過(guò)濾器現(xiàn)代生物技術(shù)──分子生物學(xué)

與發(fā)酵工程氨基酸發(fā)酵工業(yè)──谷氨酸、賴氨酸核酸發(fā)酵工業(yè)──肌苷酸、鳥苷酸微生物變異株通過(guò)代謝調(diào)節(jié)──代謝控制發(fā)酵技術(shù)

切斷支路代謝轉(zhuǎn)折點(diǎn):酶的活力調(diào)控，酶的合成調(diào)控(反饋控制和反饋?zhàn)瓒?→解除菌體自身的反饋調(diào)節(jié)，特殊調(diào)節(jié)控制的利用，突變株的應(yīng)用，前體、終產(chǎn)物、副產(chǎn)物等現(xiàn)代生物技術(shù)──分子生物學(xué)

與發(fā)酵工程氨基酸發(fā)酵工業(yè)──谷氨20世紀(jì)70年代

細(xì)胞融合技術(shù)、基因操作技術(shù)等生物技術(shù)發(fā)展，打破了生物種間障礙，能定向地制造出新的有用的微生物：增加微生物體內(nèi)控制代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的基因拷貝數(shù)，可以大幅度地提高目標(biāo)產(chǎn)物的產(chǎn)量將動(dòng)、植物或某些微生物特有產(chǎn)物的控制基因植入細(xì)胞中，快速經(jīng)濟(jì)地大量生產(chǎn)這些產(chǎn)物將具有不同性能的多種質(zhì)粒植入，使新菌株在清除污染或以非糧食物質(zhì)為原料進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)或環(huán)境保護(hù)20世紀(jì)70年代細(xì)胞融合技術(shù)、基因操作技術(shù)等生動(dòng)物細(xì)胞反應(yīng)器動(dòng)物細(xì)胞反應(yīng)器

動(dòng)物反應(yīng)器利用動(dòng)物生產(chǎn)藥用蛋白及其它高附加值產(chǎn)品。完善以轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、體細(xì)胞克隆和基因工程等技術(shù)為核心的新型高效動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器技術(shù)平臺(tái)。動(dòng)物反應(yīng)器

植物反應(yīng)器高效植物生物反應(yīng)器技術(shù)體系的建立與創(chuàng)新性研究；利用植物生產(chǎn)藥用蛋白、生物農(nóng)藥、功能食品及其它高附加值產(chǎn)品。植物反應(yīng)器目前動(dòng)植物生物反應(yīng)器的主要研究和應(yīng)用動(dòng)向?yàn)椋恨D(zhuǎn)基因方法改良動(dòng)植物產(chǎn)品品質(zhì)、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物用于人類遺傳疾病研究、生物藥和器官移植、生產(chǎn)國(guó)防產(chǎn)品等。

目前動(dòng)植物生物反應(yīng)器的主要研究和應(yīng)用動(dòng)向?yàn)椋恨D(zhuǎn)基因方法人類基因組測(cè)序完成的后向功能基因組學(xué)轉(zhuǎn)變──功能基因及其表達(dá)產(chǎn)物的獲得。大規(guī)模、全方位的蛋白質(zhì)研究是勢(shì)在必行人類基因組測(cè)序完成的后向功能基因組學(xué)轉(zhuǎn)變──功能基因及其大規(guī)?；驕y(cè)序大規(guī)?；驕y(cè)序高通量蛋白生產(chǎn)高通量蛋白生產(chǎn)細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)──微生物、動(dòng)植物細(xì)胞、藻類細(xì)胞等細(xì)胞代謝產(chǎn)物、生物轉(zhuǎn)化、酶、基因表達(dá)產(chǎn)物和基因質(zhì)粒等占生物技術(shù)產(chǎn)品的40%以上，達(dá)1500億美元。

細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)──微生物、動(dòng)植物細(xì)胞、世界生物醫(yī)藥產(chǎn)品的發(fā)展勢(shì)態(tài)以年均30％的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)至2019年生物技術(shù)藥物的銷售額將達(dá)1500億美元，占醫(yī)藥的市場(chǎng)的25%。以基因工程為主要內(nèi)容的現(xiàn)代生物醫(yī)藥工程以及用現(xiàn)代化技術(shù)改造傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。培養(yǎng)的細(xì)胞不僅只是微生物，還有動(dòng)物細(xì)胞、植物細(xì)胞和藻類細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)。在人類今后發(fā)現(xiàn)的一切具有生物活性的物質(zhì)都可以借助于細(xì)胞培養(yǎng)方法得到。世界生物醫(yī)藥產(chǎn)品的發(fā)展勢(shì)態(tài)以年均30％的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)至20哺乳類動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)品

近年來(lái)，應(yīng)用哺乳動(dòng)物工程細(xì)胞系統(tǒng)生產(chǎn)藥用蛋白顯示了越來(lái)越重要的地位，包括疫苗、干擾素、激素、生長(zhǎng)因子和單克隆抗體等，是開發(fā)生物技術(shù)產(chǎn)品的重要環(huán)節(jié)，出現(xiàn)了以干細(xì)胞技術(shù)為核心的現(xiàn)代再生醫(yī)學(xué)，顯露出今人鼓舞的技術(shù)進(jìn)展?？贵w藥物居所有醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品之首2019年前美國(guó)市場(chǎng)上僅有OKT3一種治療單抗2019年：14種2019年：20種2019年以后：十幾種進(jìn)入臨床后期實(shí)驗(yàn)，90億美元哺乳類動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)品近年來(lái)，應(yīng)用哺乳動(dòng)物工程細(xì)胞系我國(guó)生物醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展勢(shì)態(tài)每年將有大量的基因工程醫(yī)藥產(chǎn)品（基因工程藥物、抗體、基因治療等）投入生產(chǎn)，提供小試、中試工藝優(yōu)化與放大研究技術(shù)，各種生物反應(yīng)器裝備技術(shù)，直到提供各種符合GMP標(biāo)準(zhǔn)的工程設(shè)計(jì)依據(jù)。以抗生素為代表的傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)品在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍是我國(guó)生物醫(yī)藥的主要產(chǎn)品。每年我國(guó)新投入的生物醫(yī)藥產(chǎn)品工程達(dá)上百億元，這些工程最大發(fā)酵罐裝備可達(dá)數(shù)百M(fèi)3，急需合理的高效節(jié)能的工程裝備和設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目以工程技術(shù)為背景，開展從生物技術(shù)到多學(xué)科工程技術(shù)交叉研究，從菌種細(xì)胞構(gòu)建到工藝、裝備、工程設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化研究。對(duì)目前國(guó)內(nèi)正在組織生產(chǎn)的大中型生物醫(yī)藥企業(yè)有近300家，總產(chǎn)值達(dá)1500億元以上，對(duì)如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有過(guò)程高技術(shù)改造將是另一個(gè)具有巨大需求的技術(shù)。我國(guó)生物醫(yī)藥行業(yè)的發(fā)展勢(shì)態(tài)每年將有大量的基因工程醫(yī)藥產(chǎn)品（基我國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)的基本情況雖然起步較晚，但逐步縮短了與先進(jìn)國(guó)家的差距，已經(jīng)步入國(guó)際先進(jìn)國(guó)家行列，具備了一定的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力。我國(guó)在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的差距是全面的，在生物醫(yī)藥中下游技術(shù)方面差距尤為嚴(yán)重。我國(guó)中試環(huán)節(jié)薄弱，導(dǎo)致生物制藥產(chǎn)業(yè)的“上游”與“下游”銜接不良，相互脫節(jié)，科研成果轉(zhuǎn)化率不高，生物工程的產(chǎn)業(yè)化水平低，生物制藥產(chǎn)業(yè)化水平明顯落后與國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)的基本情況雖然起步較晚，但逐步縮短了與先進(jìn)國(guó)發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)化發(fā)展目前，全球發(fā)酵產(chǎn)品的年銷售額在1000億美元左右，并以每年約7％～8％的速率增長(zhǎng)。我國(guó)發(fā)酵行業(yè)生產(chǎn)企業(yè)有5000多家，主要發(fā)酵產(chǎn)品的年產(chǎn)值高達(dá)1300億元。發(fā)酵工程技術(shù)給人類社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展帶來(lái)了巨大的潛力。涉及到解決人類所面臨的食品與營(yíng)養(yǎng)、健康與環(huán)境、資源與能源等重大問(wèn)題

發(fā)酵工程產(chǎn)業(yè)化發(fā)展目前，全球發(fā)酵產(chǎn)品的年銷售額在1000億美人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的危機(jī)隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)、資源結(jié)構(gòu)、環(huán)境狀態(tài)已不能支撐現(xiàn)有的發(fā)展模式。特別重要的是隨著煤、石油等能源的耗竭以及環(huán)境保護(hù)的急需，如果沒(méi)有基于科技進(jìn)步的大力開發(fā)，能源和資源將難以支撐人類社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展的目標(biāo)。

傳統(tǒng)的粗放型經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式必定走到盡頭必需走資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的道路人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的危機(jī)隨著人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，當(dāng)基于碳?xì)浠衔锏慕?jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谔妓衔锏慕?jīng)濟(jì)

將工業(yè)革命世紀(jì)轉(zhuǎn)變到生物技術(shù)世紀(jì)只有工業(yè)微生物才能將來(lái)源于太陽(yáng)能的可再生資源碳水化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代社會(huì)所需要的化工原料和能源。這種能源結(jié)構(gòu)和資源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變直接關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，社會(huì)的穩(wěn)定、和國(guó)家安全?；谔?xì)浠衔锏慕?jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谔妓衔锏慕?jīng)濟(jì)

將工業(yè)革命世Figure

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Idealizedbiorefineryconcept.

(ImagecourtesyofOakRidgeNationalLaboratory,OakRidge,TN,USA.)Figure

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Idealizedbiorefinery第三部分本課程的內(nèi)容培養(yǎng)基優(yōu)化淀粉制糖工藝氧的供需與傳遞發(fā)酵染菌及其防治發(fā)酵過(guò)程的工藝控制動(dòng)植物細(xì)胞的大規(guī)模培養(yǎng)第三部分本課程的內(nèi)容培養(yǎng)基優(yōu)化核心問(wèn)題與最終目的——

工業(yè)微生物發(fā)酵過(guò)程的放大與優(yōu)化

關(guān)鍵理論指導(dǎo)：微生物的生理代謝調(diào)控

常見實(shí)際措施：提高菌種的生產(chǎn)潛能；

工藝的優(yōu)化及過(guò)程放大核心問(wèn)題與最終目的——

工業(yè)微生物發(fā)酵過(guò)程的放大與優(yōu)化

現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用

數(shù)學(xué)模型靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)識(shí)別自適應(yīng)控制專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)各種混沌現(xiàn)象的研究現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用數(shù)學(xué)模型靜態(tài)和動(dòng)態(tài)優(yōu)化系統(tǒng)識(shí)別自發(fā)酵過(guò)程放大技術(shù)的應(yīng)用幾何相似流體運(yùn)動(dòng)學(xué)相似流體動(dòng)力學(xué)相似因次分析法經(jīng)驗(yàn)法則法數(shù)學(xué)模擬法時(shí)間常數(shù)法發(fā)酵過(guò)程放大技術(shù)的應(yīng)用幾何相似因次分析法

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在已提供高產(chǎn)菌株的基礎(chǔ)上，如何把這些高產(chǎn)菌種在培養(yǎng)過(guò)程中進(jìn)一步考察它的生理生化特性，穩(wěn)定或改進(jìn)微生物反應(yīng)工藝過(guò)程，這里要求對(duì)生物物性的動(dòng)態(tài)有詳盡的了解，對(duì)生化反應(yīng)做定量的和動(dòng)力學(xué)方面的考察▲發(fā)酵過(guò)程是以微生物反應(yīng)為核心的，有很多過(guò)程環(huán)節(jié)參與的綜合結(jié)果，整個(gè)過(guò)程貫穿著以"速率"為內(nèi)容的基礎(chǔ)研究——與化學(xué)工程相結(jié)合形成了生化工程▲在已提供高產(chǎn)菌株的基礎(chǔ)上，如何把這些高產(chǎn)菌種在培養(yǎng)過(guò)動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)器工程▲本征動(dòng)力學(xué)：即沒(méi)有在生物反應(yīng)器中各種形式的傳遞過(guò)程等工程因素影響時(shí)的微生物反應(yīng)的固有反應(yīng)速率。───形成了經(jīng)典的以動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)的工程學(xué)概念▲生物反應(yīng)工程：它涉及二方面的內(nèi)容，即宏觀微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和生物反應(yīng)器工程。其中反應(yīng)器工程是指包括影響微生物反應(yīng)宏觀動(dòng)力學(xué)的生物反應(yīng)器形式、結(jié)構(gòu)、操作方式、物料混和傳遞過(guò)程特性等▲宏觀動(dòng)力學(xué)：但是實(shí)際發(fā)酵過(guò)程是在生物反應(yīng)器中進(jìn)行，因此，從實(shí)用意義出發(fā)，人們重視一定反應(yīng)器內(nèi)檢測(cè)到的反應(yīng)速率即總反應(yīng)速率及其影響因素，這就是宏觀動(dòng)力學(xué)研究。動(dòng)力學(xué)與反應(yīng)器工程▲本征動(dòng)力學(xué)：即沒(méi)有在生物反應(yīng)器中各種形

微生物生長(zhǎng)和反應(yīng)過(guò)程研究必須從基質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，胞內(nèi)反應(yīng)，代謝產(chǎn)物的胞內(nèi)外分泌等全過(guò)程進(jìn)行分析。───形成了經(jīng)典的以化學(xué)計(jì)量學(xué)和熱力學(xué)研究為基礎(chǔ)的發(fā)酵工程生物學(xué)從工程學(xué)角度研究對(duì)生長(zhǎng)反應(yīng)的影響。研究各類微生物代謝平衡的理論、方法和實(shí)際有效的實(shí)驗(yàn)量化數(shù)據(jù)。例如胞內(nèi)反應(yīng)中分解代謝、合成代謝和大分子物質(zhì)合成之間的物質(zhì)和能量的關(guān)系。要經(jīng)過(guò)1000多步胞內(nèi)反應(yīng)才能轉(zhuǎn)化為代謝產(chǎn)物和細(xì)胞成分，我們不可能對(duì)這些反應(yīng)進(jìn)行一一定量的計(jì)算微生物生長(zhǎng)和反應(yīng)過(guò)程研究必須從基質(zhì)進(jìn)入細(xì)對(duì)過(guò)程參數(shù)變化提供的信息缺乏理解維持最佳工藝控制點(diǎn)的過(guò)程操作思想，過(guò)于簡(jiǎn)化的動(dòng)力學(xué)分析缺乏以細(xì)胞代謝流分析與控制為核心的研究?jī)?nèi)容在生物技術(shù)沒(méi)有深入研究之前───以胞外過(guò)程研究為主：

混和、傳遞動(dòng)量、質(zhì)量、熱量理論方法的局限性對(duì)過(guò)程參數(shù)變化提供的信息缺乏理解缺乏以細(xì)胞代謝流分析與控制為仍舊局限于尋求培養(yǎng)基配方和最佳的溫度、pH、DO等缺乏微觀的實(shí)時(shí)的代謝調(diào)控代謝調(diào)控研究代謝工程研究發(fā)酵過(guò)程酶學(xué)研究的困難過(guò)程數(shù)據(jù)采集和處理的困難發(fā)酵工藝優(yōu)化研究的基本思路發(fā)酵罐單一生理調(diào)控制，缺乏全局性的概念仍舊局限于尋求培養(yǎng)基配方和最佳的溫度、pH、DO等代謝調(diào)控研第四部分生化生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)一、特點(diǎn)生化生產(chǎn)過(guò)程是利用生物體的生命活動(dòng)來(lái)獲得產(chǎn)品的，與化學(xué)過(guò)程相比，他們具有如下特點(diǎn)：1.生產(chǎn)過(guò)程在常溫下進(jìn)行，一般操作條件比較溫和。2.生產(chǎn)所用的原料比較簡(jiǎn)單。3.生產(chǎn)過(guò)程中的反應(yīng)以生命體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行，