第八章發(fā)酵過程控制第三節(jié)PH對發(fā)酵的影響及控制主講人:李文涵2021/04/14pH是表征微生物生長及產物合成的重要形狀參數之一，也是反映微生物代謝活動的綜合目的。又影響代謝的進展，所以是非常重要的參數。掌握發(fā)酵過程中PH的變化規(guī)律，以便在線適時監(jiān)控，使其不斷處于消費的最正確形狀程度。三、最適pH的選擇四、PH的調控戰(zhàn)略一、發(fā)酵過程中的pH變化及其緣由二、pH對發(fā)酵的影響1.在微生物細胞的生長階段:初期:接種后到孢子萌生,因碳氮源代謝程度比較低,pH普通可維持不變,或者由于添加了CaCO3而略有上升?？焖偕L期：pH值變化較大，因菌種及培育基不同而上升或下降。2.在消費階段，普通發(fā)酵液的pH值趨于穩(wěn)定，維持在適宜產物構成的pH范圍。3.在微生物細胞自溶階段,營養(yǎng)的耗盡，菌體蛋白酶的活潑，培育液中氨基氮添加，致使pH又上升。1.1發(fā)酵過程中pH值的變化普通規(guī)律一、發(fā)酵過程中的pH變化及其緣由1、基質代謝糖代謝特別是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補料的標志之一氮代謝當氨基酸中的-NH2被利用后pH會下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，當碳源缺乏時氮源當碳源利用pH上升。生理酸堿性物質被微生物利用后會導致環(huán)境pH下降〔上升〕的物質稱為生理酸性〔堿性〕物質。1.2引起發(fā)酵過程pH變化的緣由2、產物構成某些產物本身呈酸性或堿性，使發(fā)酵液pH變化。如有機酸類產生使pH下降，紅霉素、潔霉素、螺旋霉素等抗生素呈堿性，使pH上升。3、菌體自溶發(fā)酵后期，pH上升，可做為終止發(fā)酵的指示。

例：pH對林可霉素發(fā)酵的影響林可霉素發(fā)酵開場，葡萄糖轉化為有機酸類中間產物，發(fā)酵液pH下降，待有機酸被消費菌利用，pH上升。假設不及時補糖、(NH4)2SO4或酸，發(fā)酵液pH可迅速升到8.0以上，妨礙或抑制某些酶系，使林可霉素增長緩慢，甚至停頓。對照罐發(fā)酵66小時pH達7.93，以后維持在8.0以上至115小時，菌絲濃度降低，NH2-N升高，發(fā)酵不再繼續(xù)。發(fā)酵15小時左右，pH值可以從消后的6.5左右下降到5.3，調理這一段的pH值至7.0左右，以后自控pH，可提高發(fā)酵單位。

例：培育基初始pH值對漆酶分泌的影響pH在4～7范圍內產酶最高二、pH對發(fā)酵的影響1〕影響酶活性繼而影響微生物的生長繁衍。石油吃蠟酵母〔解脂假絲酵母和熱帶假絲酵母〕在pH3.5-5.0范圍內生長良好且不易染菌；高于5時，形狀變小，發(fā)酵液變黑，發(fā)酵過程中容易被細菌污染；pH低于3時，生長遭到嚴重的抑制，細胞極不齊整，且出現細胞自溶的情況。102〕影響原生質體膜的電荷pH值影響微生物細胞膜所帶電荷的改動，從而改動細胞膜的透性，影響微生物對營養(yǎng)物質的吸收及代謝物的排泄，因此影響新陳代謝的進展如產黃青霉細胞壁的厚度會隨pH的添加而減小。pH低于6時，菌絲長度變短，直徑為2-3μm，pH大于7時，菌絲直徑為2-8μm膨脹菌絲增多，pH下降后，菌絲又恢復到正常形狀。3〕pH影響代謝產物的構成的數量和方向pH不同，往往引起菌體代謝過程不同，使代謝產物的質量和比例發(fā)生改動。如黑曲霉:在pH2-3時發(fā)酵產生檸檬酸，在pH近中性時，那么產生草酸。谷氨酸發(fā)酵:在中性和微堿性條件下積累谷氨酸，在酸性條件下那么容易構成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺4〕影響產物的穩(wěn)定性如噻納霉素的發(fā)酵中，pH值在6.7-7.5之間時，抗生素的產量相近，產品穩(wěn)定性未受影響，半衰期也無變化，但當pH大于7.5時，抗生素半衰期縮短，穩(wěn)定性下降，發(fā)酵產量也減少。5〕pH在微生物培育的不同階段有不同的影響生長合成pH對菌體生長影響比產物合成影響小例青霉素：菌體生長最適pH3.5~6.0,產物合成最適pH7.2~7.4四環(huán)素：菌體生長最適pH6.0~6.8，產物合成最適pH5.8~6.0XpH四環(huán)素各種微生物順應的pH范圍不同：細菌6.5-7.5;霉菌4.0-5.8;酶母菌3.8-6.0;放線菌6.5-8.0.微生物生長階段和產物合成階段的最適pH值往往也不一樣。這與菌種的特性有關，也取決于產物的化學性質。三、最適pH的選擇選擇最適發(fā)酵PH的準那么：獲得最大比消費速率和適宜的菌體量，以獲得最高產量。最適pH值是根據實驗結果來確定的。配制不同初始pH的培育基，搖瓶調查發(fā)酵情況pH對產海藻酸裂解酶的影響在各種類型的發(fā)酵過程中，實驗所得的最適pH值、菌體的比生長速率(μ)和產物比生成速率(Qp)等3個參數的相互關系有四種情況：①μ和Qp的最適pH值都在一個類似的較寬的適宜范圍內(a)，這種發(fā)酵過程易于控制；②Qp(或μ)的最適pH值范圍窄，而μ(或Qp)的范圍較寬(b)；③μ和Qp對pH值都很敏感，它們的最適pH值又是一樣的(c)，第二、第三種情況的發(fā)酵pH值應嚴厲控制；④μ和Qp有各自的最適pH值(d)，應分別嚴厲控制各自的最適pH值，才干優(yōu)化發(fā)酵過程。四、PH的調控戰(zhàn)略1、配制適宜的培育基，調理培育基初始PH至適宜范圍并使其有很好的緩沖才干。2、培育過程中參與非營養(yǎng)基質的酸堿調理劑，如CaCO3等防治PH過度下降。3、培育過程中參與基質性酸堿調理劑，如氨水等。4、加生理酸性或堿性鹽基質，經過代謝調理PH。5、將PH控制與代謝調理結合起來，經過補料來控制PH。應急措施：改動攪拌轉速或通氣量，以改動溶解氧濃度，控制有機酸的積累量及其代謝速度；改動溫度，以控制微生物代謝速度；改動罐壓及通氣量，降低CO2的溶解量；改動加油或加糖量等，調理有機酸的積累量；pH控制是一項非常細致的任務，不僅思索最正確pH值，而且要根據生長階段調查對pH的要求。在pH控制中還要采用適宜的調理方法?？偨Y小結發(fā)酵過程pH會發(fā)生變化變化緣由基質代謝產物構成菌體自溶對發(fā)酵的影響pHpH影響酶的活性pH值影響微生物細胞膜所帶電荷的改動pH值影響培育基某些成分和中間代謝物的解離pH影響代謝方向pH在微生物培育的不同階段有不同的影響pH的控制方式根底培育基調理pH在根底料中參與維持pH的物質經過補料調理pH當補料與調pH發(fā)生矛盾時，加酸堿調pH發(fā)酵的不同階段采取不同的pH值選擇適宜的pH調理劑思索題7.12發(fā)酵過程中pH會不會發(fā)生變化為什么？7.13pH對發(fā)酵的影響表如今哪些方面？7.14為了確定發(fā)酵的最正確pH,我們該如何實驗？7.15發(fā)酵過程的pH控制可以采取哪些措施？泡沫對發(fā)酵的影響及控制泡沫由于培育基中有蛋白類外表活性劑存在，在通氣條件下，培育液中就出現了泡沫。泡沫是氣體被分散在少量液體中的膠體體系，氣液之間被一層液膜隔開，彼此不相連通。兩種類型：機械性泡沫和流態(tài)泡沫基質中的有機氮源(黃豆餅粉等)的種類與濃度是影響起泡的主要緣由本節(jié)內容：泡沫對發(fā)酵的影響發(fā)酵過程中泡沫的變化泡沫的控制一、泡沫的構成及其對發(fā)酵的影響在大多數微生物發(fā)酵過程中，通氣、攪拌以及代謝氣體的逸出，再加上培育基中糖、蛋白質、代謝物等外表活性劑的存在，培育液中就構成了泡沫。泡沫的多少與攪拌、通風、培育基性質有關。蛋白質原料如蛋白胨、玉米漿、黃豆粉、酵母粉等是主要的發(fā)泡劑。糊精含量多也引起泡沫的構成。當發(fā)酵感染雜菌和噬菌體時，泡沫異常多。少量泡沫的作用：一定數量的泡沫是正常景象，可以添加氣液接觸面積，導致氧傳送速率添加；大量的泡沫引起許多負作用：發(fā)酵罐的裝料系數減少、氧傳送系統(tǒng)減??；添加了菌群的非均一性；呵斥大量逃液，添加染菌時機；嚴重時通氣攪拌無法進展，菌體呼吸遭到妨礙，導致代謝異?；蚓w自溶；消泡劑的添加將給提取工序帶來困難。二、泡沫的變化通氣和攪拌：隨通氣和攪拌添加而添加，攪拌比通氣影響大；培育基原料性質：蛋白胨、玉米漿、花生餅粉、黃豆餅粉、酵母粉等蛋白質原料是主要發(fā)泡物質；培育基滅菌方法：溫度過高，構成蛋白黑色素，泡沫增多；細胞代謝活動：初期，高粘度、低張力，泡多；中期，粘度降、張力升，泡少；后期，自溶，泡上升。發(fā)酵過程泡沫的變化通氣與攪拌的強度培育基的配比及原資料組成培育基的破壞程度接種量的大小培育液本身性質的變化培育基滅菌的方法和操作染菌三、影響泡沫穩(wěn)定的要素不同攪拌速度和通氣量對泡沫影響不同濃度蛋白質原科的起泡作用滅菌時間對泡沫穩(wěn)定性的影響四、泡沫的消除調整培育基中的成分〔如少加或緩加易起泡的原料〕或改動某些物理化學參數〔如pH值、溫度、通氣和攪拌〕或者改動發(fā)酵工藝〔如采用分次投料〕來控制，以減少泡沫構成的時機。采用菌種選育的方法，挑選不產生流態(tài)泡沫的菌種，來消除起泡的內在要素。采用機械消泡或消泡劑來消除已構成的泡沫。1.機械消泡物理消泡方法，利用機械劇烈振動或壓力變化而使泡沫破裂。優(yōu)點：節(jié)省原料，減少染菌時機。缺陷：消泡效果不理想，僅可作為消泡的輔助方法。罐內消泡——靠罐內消泡槳轉動打碎泡沫。罐外消泡——將泡沫引出罐外，經過噴嘴的加速作用或離心力來消除泡沫2.消泡劑消泡A.消泡劑的作用：降低泡沫液膜的機械強度；降低液膜的外表黏度；兼有兩者的作用，到達破裂泡沫的目的。B.作為生物工業(yè)理想的消泡劑，應具備以下條件應該在氣－液界面上具有足夠大的鋪展系數，才干迅速發(fā)揚消泡作用，這就要求消泡劑有一定的親水性；應該在低濃度時具有消泡活性；應該具有耐久的消泡或抑泡性能，以防止構成新的泡沫；應該對微生物、人類和動物無毒性；應該對產物的提取不產生影響；不會在運用、運輸中引起任何危害；來源方便，本錢低；應該對氧傳送不產生影響；能耐高溫滅菌。C.常用的消泡劑有4大類：天然油脂類脂肪酸和酯類聚醚類硅酮類以天然油脂類和聚醚類在生物發(fā)酵中最為常用。豆油、玉米油、棉籽油、菜籽油和豬油等。油不僅用作消泡劑，還可作為碳源和發(fā)酵控制的手段。在發(fā)酵中，要控制油的質量、新穎程度，并要進展發(fā)酵實驗檢驗。聚醚類消泡劑種類很多，它們是氧化丙稀或氧化丙稀和環(huán)氧乙烷與甘油聚合而成的聚合物。聚氧丙稀甘油〔GP型〕——氧化丙稀和甘油聚合；親水性差，在發(fā)泡介質中的溶解度小，所以用于稀薄發(fā)酵液中要比用于粘稠發(fā)酵液中的效果好；抑泡性能比消泡性能好，適宜用于根底培育基中，以抑制泡沫的產生。聚氧乙烯氧丙稀甘油〔GPE型，泡敵〕——氧化丙稀、環(huán)氧乙烷與甘油聚合；親水性好，在發(fā)泡介質中易鋪展，消泡才干強，作用快，溶解度大，消泡活性維持時間短，用于粘稠發(fā)酵液的效果比用于稀薄的好。D.運用消泡劑時的增效方法：加載體增效，即用惰性載體〔如礦物油、植物油等〕使消泡劑溶解分散，到達增效的目的；消泡劑并用增效，取各種消泡劑的優(yōu)點進展互補，到達增效；乳化消泡劑增效，用乳化劑〔或分散劑〕將消泡劑制成乳劑，以提高分散才干，加強消泡效能，普通只適用于親水性差的消泡劑。GP和GPE1:1混合運用于土霉素發(fā)酵，結果比單獨運用GP的效能提高2倍。用吐溫-80制成的乳劑，用于慶大霉素發(fā)酵，效能提高1～2倍。在消費過程中，消泡的效果除了與消泡劑的種類、性質、分子量大小、消泡劑親油親水基團等親密相關外，還與消泡劑運用時參與方法、運用濃度、溫度等有很大關系，應結合消費實踐加以留意和處理。泡沫的檢測和控制最簡單的檢測是定時在發(fā)酵罐視孔上察看泡沫產生情況，發(fā)現泡沫繼續(xù)上升時，開啟消泡劑貯罐的閥門，流加少量消泡劑，使泡沫消逝即可。也可在罐內頂部裝液位儀與控制儀表連結，用以控制消泡貯率閥門的開啟。當泡沫上升接觸探頭頂端時產生的信號，經過控制安裝，指令翻開泵開關或閥門，自動參與消泡劑，泡沫消逝，信號也隨之消逝，閥門封鎖。高密度發(fā)酵及過程控制1.高密度發(fā)酵2.高密度發(fā)酵戰(zhàn)略3.高密度發(fā)酵技術4.高密度發(fā)酵存在的問題1.高密度發(fā)酵代謝產物的合成是靠菌體作為消費者來完成的。高細胞密度發(fā)酵就是為了順應這一要求而得到廣泛的注重。高密度發(fā)酵：在發(fā)酵過程中堅持較高的細胞密度，同時細胞或菌體的消費才干堅持在較佳的形狀。高細胞密度發(fā)酵勝利的實例菌種特征基礎培養(yǎng)基發(fā)酵罐類型培養(yǎng)方法細胞干重（g/L）培養(yǎng)時間（h）產率(g/L)/d大腸桿菌需氧、葡萄糖過量、形成乙醇葡萄糖礦物鹽或甘油礦物鹽攪拌罐葡萄糖（甘油）非限制指數補料140～15030～4090～100枯草桿菌嗜溫菌含葡萄糖的完全培養(yǎng)基攪拌罐補料分批培養(yǎng)，以葡萄糖調節(jié)pH18530160畢氏酵母嗜溫菌葡萄糖礦物鹽攪拌罐補料分批培養(yǎng)，補甲醇10050～120120～150釀酒酵母嗜溫菌含葡萄糖的完全培養(yǎng)基攪拌罐連續(xù)培養(yǎng)，流加葡萄糖2108050～1502.高密度發(fā)酵戰(zhàn)略運用最低合成培育基以便進展準確的培育基設計和計算生長得率。優(yōu)化細胞生長速率，使得碳源能被充分利用和獲得較高的產率，用營養(yǎng)流加來限制菌的生長速率還能控制培育物對氧的需求和產熱速率?？捎锰荚醋鳛橄拗菩誀I養(yǎng)，且采用補料分零售酵來實現高密度發(fā)酵。3.高密度發(fā)酵技術用于高密度發(fā)酵的生物反響器類型：攪拌罐，透析膜反響器，氣升式反響器，氣旋式反響器在工業(yè)化消費中，通常采用的是攪拌罐與補料工藝來進展高細胞密度發(fā)酵。重組大腸桿菌高密度發(fā)酵勝利的關鍵技術是補料戰(zhàn)略，限制性基質〔葡萄糖〕的流加方式有3種：恒速流加補料、變速流加補料和指數流加補料。4.高密度發(fā)酵存在的問題水溶液中的固體與氣體物質的溶解度，基質對生長的限制或抑制造用，基質與產物的不穩(wěn)定性和揮發(fā)性，產物或副產物的積累到達抑制生長的程度，高濃度的CO2與熱的釋放速率，高的氧需求以及培育基的粘度不斷添加等。一泡沫構成的緣由1、氣液接觸第六節(jié)發(fā)酵過程泡沫的構成與控制2、含助泡劑3、起泡速度高于破泡速度二、發(fā)酵過程泡沫產生的緣由〔1〕由外界引進的氣流被機械地分散構成〔2〕由發(fā)酵過程產生的氣體聚結生成的發(fā)酵泡沫〔3〕發(fā)酵液中糖、蛋白質和代謝物等的存在起到穩(wěn)定泡沫的作用三、泡沫消長的影響要素：〔1〕通氣攪拌的劇烈程度〔2〕培育基配比與原料組成〔3〕菌種、種子質量和接種量四、發(fā)酵過程中泡沫的危害1、降低裝料系數、消費才干2、呵斥大量逃液，導致產物損失3、影響菌的呼吸、添加了菌群的非均一性4、引起染菌5、消泡劑的參與給提取工序帶來困難五、發(fā)酵過程中泡沫的控制機械消沫化學消沫〔消沫劑消沫〕化學消泡化學消沫劑是外表活性劑。普通好的消沫劑應同時具備降低液膜的機械強度和外表粘度這兩種性能。常用消泡劑的種類〔1〕天然油脂最早運用，來源容易，價錢低，運用簡單，普通來說沒有明顯副作用。豆油、菜油、魚油等但油脂如保藏不好，易蛻變，使酸值增高，對發(fā)酵有毒性。此外，有些油是發(fā)酵產物的前體，如豆油是紅霉素的前體，魚油是螺旋霉素的前體?！?〕聚醚類消泡劑聚醚類消泡劑種類很多。我國常用的主要是甘油三羥基聚醚。六十年代發(fā)明此類消泡劑，美國道康寧化學公司首先投產。它是以甘油為起始劑，由環(huán)氧丙烷，或環(huán)氧乙烷與環(huán)氧丙烷的混合物進展加成聚合而制成的。只在甘油分子上加成聚合環(huán)氧丙烷的產物叫聚氧丙烯甘油定名為GP型消泡劑；用于鏈霉素發(fā)酵，替代天然油，參與根底料，效果很好。在GP型消泡劑的聚丙二醇鏈節(jié)末端再加成環(huán)氧乙烷，成為鏈端是親水基的聚氧乙烯氧丙烯甘油，也叫GPE型消泡劑〔泡敵〕。GP型的消泡劑親水性差，在發(fā)泡介質中的溶解度小，所以宜運用在稀薄的發(fā)酵液中。GPE型消泡劑親水性較好，在發(fā)泡介質中易鋪展，消泡才干強，但溶解度也較大，消泡活性維持時間短，因此用在粘稠發(fā)酵液中效果較好?！?〕高碳醇C7~C9的醇是最有效的消泡劑。C12~C22的高碳醇借助適當的乳化劑配制成粒度為4~9μm，含量為20~50%的水乳液，即是水體系的消泡劑。還有些成酯，如苯乙醇油酸酯、苯乙酸月桂醇酯等在青霉素發(fā)酵中具有消泡作用，后者還可作為前體?！?〕硅酮類最常用的是聚二甲基硅氧烷，也稱二甲基硅油。它揮發(fā)性低并具有化學惰性，比較穩(wěn)定且毒性小。純粹的聚二甲基硅氧烷，不經分散或乳化處置難以作為消泡劑。乳化劑有甘油單硬脂酸酯，聚氧乙烯山梨糖醇單硬脂酸酯〔Tween60〕、聚氧乙烯山梨糖醇單油酸酯〔Tween80〕、山梨糖醇單硬脂酸酯〔Span60〕、山梨糖醇三硬脂酸酯〔Span65〕。消沫劑的運用方法：a)機械分散、或借助分散劑b)與載體一同運用c)多種消沫劑并用d)利用乳化劑加強消沫劑的消沫作用值得留意的是：消泡劑有選擇性。消泡劑用多了有毒性，而且還影響通氣和氣體分散，因此要少量地加。泡沫構成緣由氣液接觸氣體從外部進入氣體從內部產生含助泡劑起泡速度高于破泡速度小結發(fā)酵過程泡沫產生的緣由機械攪拌帶入氣體呼吸產生氣體培育基中含有助泡劑發(fā)酵過程泡沫產生的緣由通氣攪拌培育基配比與原料組成菌種、種子質量和接種量滅菌質量發(fā)酵過程起泡的利弊有利之處：氣體分散、添加氣液接觸面積有害之處降低消費才干引起原料浪費影響菌的呼吸引起染菌常用的消泡劑天然油脂聚醚類消泡劑高碳醇硅酮類消泡方法物理消泡化學消泡第七節(jié)高密度發(fā)酵及過程控制1.高密度發(fā)酵2.高密度發(fā)酵戰(zhàn)略3.高密度發(fā)酵技術4.高密度發(fā)酵存在的問題一、高密度發(fā)酵代謝產物的合成是靠菌體作為消費者來完成的。高細胞密度發(fā)酵就是為了順應這一要求而得到廣泛的注重。關鍵點：高密度、高表達菌密度的測定：光密度〔OD值或A值〕在波長600～660高密度發(fā)酵：在發(fā)酵過程中堅持較高的細胞密度，同時細胞或菌體的消費才干堅持在較佳的形狀。高細胞密度發(fā)酵勝利的實例菌種特征基礎培養(yǎng)基發(fā)酵罐類型培養(yǎng)方法細胞干重（g/L）培養(yǎng)時間（h）產率(g/L)/d大腸桿菌需氧、葡萄糖過量、形成乙醇葡萄糖礦物鹽或甘油礦物鹽攪拌罐葡萄糖（甘油）非限制指數補料140～15030～4090～100枯草桿菌嗜溫菌含葡萄糖的完全培養(yǎng)基攪拌罐補料分批培養(yǎng)，以葡萄糖調節(jié)pH18530160畢氏酵母嗜溫菌葡萄糖礦物鹽攪拌罐補料分批培養(yǎng)，補甲醇10050～120120～150釀酒酵母嗜溫菌含葡萄糖的完全培養(yǎng)基攪拌罐連續(xù)培養(yǎng)，流加葡萄糖2108050～150二、高密度發(fā)酵戰(zhàn)略運用最低合成培育基以便進展準確的培育基設計和計算生長得率?？捎锰荚醋鳛橄拗菩誀I養(yǎng)，且采用補料分零售酵來實現高密度發(fā)酵。優(yōu)化細胞生長速率，使得碳源能被充分利用和獲得較高的產率，用營養(yǎng)流加來限制菌的生長速率還能控制培育物對氧的需求和產熱速率。三、高密度發(fā)酵技術用于高密度發(fā)酵的生物反響器類型：攪拌罐，透析膜反響器，氣升式反響器在工業(yè)化消費中，通常采用的是攪拌罐與補料工藝來進展高細胞密度發(fā)酵。重組大腸桿菌高密度發(fā)酵勝利的關鍵技術是補料戰(zhàn)略?？刂苹|濃度流加恒pH流加恒溶氧流加控制比生長速率的葡萄糖流加實現高密度培育，最常用和最有效的方法就是分批補料流加培育法。如今常用的是反響補料培育。1、控制基質濃度流加用專門的電極維持基質濃度〔如葡萄糖、乙酸、氨等〕。以葡萄糖為例，用葡萄糖電極檢測發(fā)酵液中的葡萄糖含量，葡萄糖電極經過反響系統(tǒng)與補糖單元相連。當葡萄糖濃度在設定值之上，糖閥封鎖；當葡萄糖濃度由于菌體耗費低于設定值時，糖閥開啟，葡萄糖以一定速率參與。這樣，發(fā)酵液中的葡萄糖濃度一直堅持恒定，可防止葡萄糖的抑制效應，到達很高的細胞濃度。2、恒pH流加大腸桿菌在LB培育基上生長，pH會上升。這是由于菌體分解LB培育基中的胰蛋白胨，呵斥氨積累的緣由。因此用葡萄糖替代酸液進展恒pH流加。實驗經過pH反響控制系統(tǒng)流加葡萄糖，使pH恒定，結果推遲了比生長速率的降低時間，細胞密度是無流加的2倍。3、恒溶氧流加當培育液的氧飽和百分數高于控制點，糖閥開啟，以一定速率補糖。當讀數下降到控制點以下，糖閥封鎖，需氧就會隨之減少，氧的飽和百分數逐漸上升，從而到達供需平衡。用復膜氧電極來控制補糖。Konstantinov等進一步開展了這種方法，用DO-state法間歇流加葡萄糖，經過控制溶氧、攪拌轉速及糖流加速率，使乙酸維持在低濃度，從而獲得高密度和高表達.4、控制比生長速率的葡萄糖流加菌體的比生長速率與代謝產物的表達親密相關。比生長速率太大，超越某一值，易產生乙酸，這一比生長速率值稱為菌體的乙酸產生臨界比生長速率。經過調查得出最優(yōu)比生長速率，控制溶氧、轉速、補糖來控制比生長速率。四.高密度發(fā)酵存在的問題水溶液中的固體與氣體物質的溶解度，基質對生長的限制或抑制造用，基質與產物的不穩(wěn)定性和揮發(fā)性，產物或副產物的積累到達抑制生長的程度，高濃度的CO2與熱的釋放速率，高的氧需求以及培育基的粘度不斷添加等。第八節(jié)發(fā)酵終點的判別〔一〕評價發(fā)酵過程的幾個重要目的消費強度：單位體積的發(fā)酵液單位時間內消費產物的量?！瞜g/m3.h)得率：對基質的利用率。(kg/kg)總產量：發(fā)酵液中產物的濃度。Kg/m3它們直接關系到發(fā)酵的本錢，以及影響到提取部分的收率和本錢〔二〕發(fā)酵終點的判別目的獲得最正確的消費率降低本錢：最正確補料周期節(jié)約動力耗費有利于提煉：過濾、提取、精制廢品的質量1、發(fā)酵過程產物構成規(guī)律發(fā)酵時間產物合成速率菌體生長從年輕到衰老，消費才干變化隨著產物濃度提高，產物合成速率下降2、發(fā)酵終了判別規(guī)范消費速率消費總量＝消費速率×發(fā)酵液體積隨著發(fā)酵的進展消費率由上升到平緩，最后下降。消費速率下降明顯表示菌