生化工程 第七章 分批发酵动力学.ppt

《生化工程 第七章 分批发酵动力学.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生化工程 第七章 分批发酵动力学.ppt（67页珍藏版）》请在一课资料网上搜索。

1、 XS（底物）（底物） X（菌体）（菌体） P（产物）（产物）发酵过程反应的描述第三，第三，细胞的组成细胞的组成也是复杂的，它含有蛋白也是复杂的，它含有蛋白质，脂肪、碳水化合物、核酸、维生素等，质，脂肪、碳水化合物、核酸、维生素等，而且这些成分的含量大小随着环境条件的变而且这些成分的含量大小随着环境条件的变化而变化。如果是在考虑细胞组成变化的基化而变化。如果是在考虑细胞组成变化的基础上建立的模型，则称为础上建立的模型，则称为结构模型结构模型，该模型，该模型能从机理上描述细胞的动态行为。如果把菌能从机理上描述细胞的动态行为。如果把菌体视为单组分，则环境的变化对菌体组成的体视为单组分，则环境的变化

2、对菌体组成的影响可被忽略，在此基础上建立的模型称为影响可被忽略，在此基础上建立的模型称为非结构模型非结构模型。细胞群体，确定论非结构模型，均衡生长模型，均一化细胞群体，确定论非结构模型，均衡生长模型，均一化单位：单位：g/(L . h)单位：单位：h-1q 微生物的生长速度： f(s,p,T,pH,)q 在一定条件下(基质限制)： f(S)Monod研究了基质浓度与生长速度的关系Monod方程(1949)00.20.40.60.811.202004006008001000SVVmVm/2Km00.20.40.60.811.202004006008001000SVVmVm/2KmKsmaxsSK

3、SmaxsSvvKS米氏方程:00 . 20 . 40 . 60 . 811 . 202 0 04 0 06 0 08 0 01 0 0 0SVVmVm/2KmmaxsSKS：菌体的生长比速率：菌体的生长比速率 S：限制性基质浓度：限制性基质浓度 Ks：半饱和常数：半饱和常数max: 最大比生长速率最大比生长速率单一限制性基质单一限制性基质：就：就是指在培养微生物的是指在培养微生物的营养物中，对微生物营养物中，对微生物的生长起到限制作用的生长起到限制作用的营养物。的营养物。KsKsMonod方程的参数求解(双倒数法)：将Monod方程取倒数可得：111smmSKsmmSKS或： 这样通过测定不

4、同限制性基质浓度下，微生物的比生长速率，就可以通过回归分析计算出Monod方程的两个参数。maxsKSS 将数据整理：S/ 100 137.5 192.5 231.8 311.3 S 6 33 64 153 2211/ 有基质抑制和产物抑制的比生长速率有基质抑制和产物抑制的比生长速率 I 仅有产物抑制时的比生长速率；仅有产物抑制时的比生长速率； 0 无产物抑制的比生长速率；无产物抑制的比生长速率；KIP 产物抑制常数；产物抑制常数； n 产物抑制幂指数产物抑制幂指数图9.4一、基本概念SS1 菌体菌体S2 产物产物S3 维持维持 XS（底物）（底物） X（菌体）（菌体） P（产物）（产物）+维

5、持维持维持消耗维持消耗(m) ：指维持细胞最低活性指维持细胞最低活性所需消耗的能量，一所需消耗的能量，一般来讲，单位重量的般来讲，单位重量的细胞在单位时间内用细胞在单位时间内用于维持消耗所需的基于维持消耗所需的基质的量是一个常数质的量是一个常数。次级代谢产物：还有一类产物，对细胞的代谢功能还有一类产物，对细胞的代谢功能没有明显的影响，一般是在稳定期形成，如抗生素没有明显的影响，一般是在稳定期形成，如抗生素等，这一类化合物称为次级代谢产物。等，这一类化合物称为次级代谢产物。初级代谢产物：微生物合成的主要供给细胞生长的微生物合成的主要供给细胞生长的一类物质。如氨基酸、核苷酸等等，这些物质称为一类物质。如氨基酸、核苷酸等等，这些物质称为初级代谢产物。初级代谢产物。二、Gaden对发酵的三分类一类发酵一类发酵 产物的形成和菌体的生长相偶联产物的形成和菌体的生长相偶联xp二类发酵二类发酵 产物的形成和菌体的生长部分偶联产物的形成和菌体的生长部分偶联xp三类发酵三类发酵 产物的形成和菌体的生长非偶联产物的形成和菌体的生长非偶联xp