02-15-009例题-发酵罐补料操作重点

发酵罐补料操作

例题

问题 答案解析 1．谷氨酸分批补料的作用？ 2．补料控制的方式？ 3. 谷氨酸发酵补糖的控制？ 1.答： 1、可以控制抑制性底物的浓度 高浓度营养物抑制微生物生长： ① 基质过浓使渗透压过高，细胞因脱水而死亡； ② 高浓度基质能使微生物细胞热致死(themal death)，如乙醇浓度达10％时，就可使酵母细胞热致死； ③ 有的是因某种或某些基质对代谢关键酶或细胞组分产生抑制作用，如高浓度苯酚(3％～5％)可凝固蛋白； ④ 高浓度基质还会改变菌体的生化代谢而影响生长等。 有的基质是合成产物必需的前体物质，浓度过高，就会影响菌体代谢或产生毒性，使产物产量降低。如苯乙酸、丙醇(或丙酸)分别是青霉素、红霉素的前体物质，浓度过大，就会产生毒性，使抗生素产量减少。 有的底物溶解度小，达不到应有的浓度而影响转化率。如甾类化合物转化中，因它们的溶解度小，使基质的浓度低，造成转化率不高。 采用FBC方式，可以控制适当的基质浓度，解除抑制作用，得到高浓度的产物。 2、解除或减弱分解代谢物的阻遏 有些合成酶受到迅速利用的碳源或氮源的阻遏，如葡萄糖阻抑纤维素酶、赤霉素、青霉素等多种酶或产物的合成。通过补料来基质葡萄糖的浓度，就可解除酶或其产物的阻遏，提高产物产量。 缓慢流加葡萄糖，纤维素酶的产量几乎增加200倍；将葡萄糖浓度控制在0.02％水平，赤霉素浓度可达905 mg／L；采用滴加葡萄糖的技术，可明显提高青霉素的发酵单位等。这都是利用发酵技术解

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决分解代谢物阻遏的实际应用。在植物细胞培养中，也采用该技术来提高产量。 3、可以使发酵过程最佳化 分批发酵动力学的研究，阐明了各个参数之间的相互关系。利用FBC技术，就可以使菌种保持在最大生产力的状态。 2.答： （1）间歇补料（分批补料） 间歇补料是指在发酵过程中，补充的物料分成若干次补料到发酵罐中。 （2）连续补料 在谷氨酸发酵过程中，补充的物料连续流加进入发酵罐中。 3. 答 （1）补糖量——加入与消耗平衡，维持稳定的糖浓度； 谷氨酸追加糖液发酵：在原工艺基础上，加大接种量到10%，增加生物素用量达5μg/L，减少初糖浓度（12%-7-8%）尽快获得大量的生产型菌体，当菌体处在生长对数期后进入产酸期，糖浓度在2%左右时，连续流加糖液，维持2%左右的糖浓度。 补糖开始时，不但CRR、OUR大幅度提高，连RQ也提高约10％，表明通过补糖不但提供了更多的碳源，而且随着体系内葡萄糖浓度提高，糖代谢相关酶活力也提高，产能增加。 （2）补糖时机 过早，刺激生长，加速糖利用； 过迟，所需能量跟不上。如谷氨酸发酵在对数生长期的末期补料。 判断：培养基条件，菌种，发酵状况（残糖，pH，菌形态等），在需要时加入；

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