发酵工程技术概论课件

第七章发酵工程技术概述本章重点：优良菌种的选育发酵工艺的控制内容第一节概述第二节优良菌种的选育第三节发酵的基本过程第四节发酵方式第五节发酵工艺控制第六节发酵产物的提取第七节发酵设备第八节发酵工程产品的制造实例第九节基因工程在发酵中的应用第十节发酵工程的发展展望第一章概述发酵工程发酵已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。

FERMENTATIONProcessControlFermentationengineering上游工程UPSTREAMPROCESSES下游工程DOWNSTREAMPROCESSES发酵工程组成

从广义上讲，由三部分组成：

上游工程、发酵工程、下游工程UPSTREAMPROCESSES-genetics,cell…-inoculumdevelopmentmediaformulationsterilization-inoculationFERMENTATIONProcessControl上游工程FermentationengineeringDOWNSTREAMPROCESSES-productextraction,purification&assay-wastetreatmentbyproductrecoveryFERMENTATIONProcessControl下游工程Theratioofrecoverytofermentationcostsfor

L-asparaginase:3.0ethanol:0.16Fermentationengineering发酵工程主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术(1)有严格的无菌生长环境：包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；(2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；(3)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。(4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。(5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。微生物发酵技术

1857年法国化学家、微生物家巴斯德提出了著名的发酵理论：“一切发酵过程都是微生物作用的结果。”

巴斯德认为，酿酒是发酵，是微生物在起作用；酒变质也是发酵，是另一类微生物在作祟；随着科学技术的发展，可以用加热处理等方法来杀死有害的微生物，防止酒发生质变。

同时，也可以把发酵的微生物分离出来，通过人工培养，根据不同的要求去诱发各种类型的发酵，获得所需的发酵产品。

利用微生物的特点

发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌

利用微生物的特点：

(1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力(2)有极强的消化能力(3)有极强的繁殖能力UseofMicroorganismsPositive（益处）BiomassProductionConversionNegative（危害）PathogensSpoilage一、发酵的定义1、传统发酵2、生化和生理学意义的发酵3、工业上的发酵1、传统发酵

最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。2、生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。3、工业上的发酵

泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程包括：1.厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。2.通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。二、发酵工业1.定义：是指利用生物的生命活动产生的酶，无机或有机原料进行酶加工，获得产品的工业。适宜的微生物保证或控制微生物进行代谢的各种条件进行微生物发酵的设备精制成产品的方法的设备2.获得发酵产品的条件三、发酵工业的发展历史发酵工程发展的4个阶段（了解）人类利用微生物发酵制造所需产物有几千年的历史，但对其过程的原理、反应步骤、物质变化、调控机制等的认识主要在20世纪完成的。其发展大体可分为以下4个阶段：1.第一阶段：传统微生物阶段20世纪以前时期主要生产葡萄酒、酒、醋、酱、奶酪等。1675年荷兰人列文虎克发明显微镜，首次观察到微生物1857-1876年，巴斯德提出“一切发酵过程都是微生物作用的结果，发酵是没有空气的生命过程，微生物是引起化学变化的作用者。”——生物工程之父像牛顿开辟出经典力学一样，巴斯德开辟了微生物领域，他也是一位科学巨人巴斯德·路易斯（LouisPasteur），法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人

巴斯德·路易斯曲颈瓶实验巴氏消毒法酒精发酵,醋酸发酵的机理减毒疫苗在食品工业上的应用主要包括以下三方面。第一，生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等，使产品的产量和质量得到明显的提高。第二，生产各种食品的添加剂。第三，帮助解决粮食问题。

2.第二阶段：1900-1940——有机酸工业新的发酵产品不断问世，主要有酵母、甘油、乳酸、柠檬酸、丁醇和丙酮等。是第一个进行大规模工业生产的发酵过程，也是工业生产中首次采用大量纯培养技术的工艺。河南省郸城金丹乳酸实业有限公司3.第三阶段：1942-1952——抗生素工业世界上第一个抗生素产品是青霉素，第二个抗生素是链霉素。青霉素工业化成功推动了发酵工业的发展，主要标志有：深层发酵、生产大规模化、多种抗生素、氨基酸、核酸发酵成功，甾体的微生物转化。谷氨酸发酵的生产实例谷氨酸钠是味精的主要成分谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径在工厂里是怎样应用谷氨酸棒状杆菌来生产谷氨酸的？

4.第四阶段从DNA双螺旋结构模型的提出到质粒的不断发现，生物工程的新飞跃已具备了一切条件。分子生物学和基因工程、细胞工程的发展为微生物工程的发展创造了条件。重组DNA和细胞融合技术能打破物种之间的屏障，获得“杂交”分子的新产物，而且通过活化微生物的某些沉默基因，也可获得一些新结构的活性物质。三、发酵工程的研究内容主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术(1)有严格的无菌生长环境：包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；(2)在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；(3)种子培养和生产培养的不同的工艺技术。(4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。(5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。发酵工业的生产水平取决于三个要素：生产菌种、发酵工艺和发酵设备。思考题填空1.在发酵工程发展过程中，——发明了显微镜，——被称为“生物工程之父”。2.世界上第二个抗生素是——。3.发酵工业的生产水平取决于三个要素：——、——、——。第二节优良菌种的选育发酵工业的生产水平的决定因素之一是生产菌种，故发酵工程产品开发的关键之一是筛选新的有用的物质的生产菌种。菌种的来源：根据资料直接向有科研单位、高等院校、工厂或菌种保藏部门索取或购买；从大自然中分离筛选新的微生物菌种。从自然界筛选目的提高生产能力提高产品质量开发新产品解决生产实际问题防止菌种退化菌株选育、分子改造菌种选育方法有：自然选育、诱变选育、杂交育种等，还包括控制杂交育种、原生质体融合、基因工程育种等。一、菌种选育的物质基础DNA是微生物遗传的物质基础，基因是遗传物质的基本功能单位，每个基因包含几百对以上的核苷酸，只要其中一对发生交换或突变就会导致遗传性状的改变。决定遗传性状的DNA主要集中在染色体上，只有少许游离在外DNA分子结构的改变是诱变育种的工作根据，染色体搭配的变化交换是杂交育种的根据。对DNA子结构和它复制过程的了解将更有利于充实诱变育种的理论根据二、自然育种※定义：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程。自然状态下，碱基对发生自然突变的机率为10-8～10-9，一种是我们生产上所不希望看到的，表现为菌株的衰退和生产质量的下降，这种突变成为负突变。另一种是我们生产上希望看到的，对生产有利，这种突变成为正突变。问题：高产菌株是正突变还是负突变？自然选育虽然突变率很低，但却是工厂保证稳产高产的重要措施。回复突变：高产菌株在传代的过程中，由于自然突变导致高产性状的丢失，生产性能下降，这种情况我们称为回复突变自然选育操作步骤：

一般习惯上将自然选育称为菌种的分离纯化。单细胞(孢子)悬液的制备平板分离挑选单菌落(注意形态的观察)发酵试验三、诱变育种※定义：用各种物理、化学的因素人工诱发基因突变筛选高产菌种的过程。1.诱变机制：由诱变而导致微生物DNA的微细结构发生的变化，主要分为微小损伤突变:碱基的置换、码组移动突变染色体畸变:易位、倒位、缺失、重复染色体组突变:细胞内染色体组的改变△2.诱变剂及其作用方式诱变剂：能诱发基因突变并使突变率提高到超过自发突变水平的物理化学因子。可分为三大类：物理诱变剂：UV、X射线、γ射线等

化学诱变剂：亚硝酸胍、氮芥等

生物诱变剂：噬菌体3.诱变和筛选首先要制定明确的筛选目标，其次是制定合理的步骤，再次是建立正确快速的测定方法和摸索培养最适条件。诱变剂处理过程中几个有关的问题化学诱变剂使用过程的安全性；诱变剂量的选择；诱变剂的选择；出发菌株的选择。筛选的方法：随机筛选：形态：理性化筛选：从产物形成的生理生化途径着手，进行有的放矢的筛选。如结构类似物抗性、营养缺陷型等，筛选而产生的这些特性，称为遗传标记。四、原始质体融合用脱壁酶除去细胞壁，制成原生质体，再用聚乙二醇（PEG）促进原生质体发生融合，从而获得异核体活重组子的技术。原生质体融合于1978年第三届国际工业微生物遗传学讨论会上提出，是基因重组的一种重要方法原生质体育种技术主要有原生质体融合、原生质体转化技术，原生质体诱变育种等。1.步骤（1）标记菌株的筛选和稳定性验证。（2）原生质体制备。（3）等量原生质体加聚乙二醇促进融合。（4）涂布于再生培养基，再生出菌落。（5）选择性培养基上划线生长，分离验证，挑取融合子进一步试验、保藏。（6）生产性能筛选。2.影响因素（1）菌龄：一般采用对数前期的菌体进行酶解。（2）培养基组分：限制性培养基上比在完全培养基上原生质体形成效果好。（3）PEG：必须物质，其分子量和浓度影响融合效果。（4）外界因素：思考题一、名词解释自然育种诱变育种诱变剂原生质体融合二、填空1.有诱变而导致微生物DNA的微细结构发生变化，主要分为——、——和——。2.诱变剂有很多中，可分为——、——和——三大类。3.原生质体融合育种一般选用——作为助融剂。三、选择原生质体融合时，菌龄对原生质体的形成影响很大，一般采用——的菌体进行酶解，原生质体形成率较高。A.延迟期B.对数前期C.对数后期D.稳定期第三节发酵的基本过程发酵的基本过程为：菌种种子制备发酵发酵液预处理提取精制(1)用作培养菌种、扩大生产的发酵罐、培养基的配制(2)培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(3)将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发酵罐中(4)将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物(5)将产物抽提并进行精制，以得到合格的产品(6)回收或处理发酵过程中产生的废物和废水菌种筛选摇瓶试验发酵罐试验一、菌种菌种：已有的优良生产菌种和选育的新菌种方法：一般都是由保存于冷冻管及砂土管或冰箱中的斜面菌种开始，在正式使用前要先转接到新鲜斜面培养基上活化后，再用于种子扩大培养。注意：生产菌种应不断纯化，淘汰变异菌落，防止衰退。二、种子的制备目的：使菌种繁殖，以获得足够数量的菌体，以便接种到发酵罐中。方法：摇瓶培养：在锥形瓶内装入一定量的液体培养基，灭菌后接入菌种，摇床上恒温培养。种子罐发酵：相当于小型发酵罐，灭菌接种后在一定的空气流量、罐温、罐压下进行培养。三、发酵目的：使微生物产生大量的目的产物——关键阶段。发酵方式可分为固体发酵和液体发酵两种。固体发酵：适合于传统发酵工艺及乡镇企业用来生产比较简单的产品。液体深层发酵：适合于大规模工业化生产。影响发酵的因素很多，如温度、pH、通风、搅拌、罐压力等等，必须适当地控制影响发酵的各种条件，掌握发酵的动态，并进行杂菌的检查和产物测定，使整个发酵过程顺利进行。圆盘床式固体发酵罐四、产物提取发酵完成后得到的发酵液是一种混合物，其中除了含有表达的产物外，还有残余的培养基、微生物代谢产生的各种杂质和微生物菌体等。提取包括：发酵液的预处理和过滤提取精制获得的产物都要按照有关部门制定的国家标准进行质量检验和性能测定，符合要求后才为合格产品。思考题填空1.种子制备的目的是：——————，发酵的目的是：——————。2.发酵水平的高低与菌种的性能质量有直接关系，菌种的——、——、——是决定发酵水平的内在因素。3.从发酵液中提取产物主要包括三个方面：——、——、——。第五节发酵工艺控制（※）

发酵工艺过程，不同于化学反应过程，它既涉及生物细胞的生长、生理和繁殖等生命过程，又涉及生物细胞分泌的各种酶所催化的生化反应过程。为了使发酵生产能够得到最佳效果，可测定与环境条件和内在代谢变化有关的各个参数，以了解产生菌对环境条件的要求和代谢变化规律，并根据各个参数的变化情况，结合代谢调控理论，来有效的控制发酵。一、培养基的影响及其控制定义：用于维持细胞生长的营养物质基质。不同微生物对营养要求有很大的差异，培养基的成分和配比合适与否，对产生菌的生长发育、发酵单位的增长，有相当大的影响，同时还影响提取工艺及产品质量。培养基主要包括以下几个方面：1.碳源作用：构成微生物细胞和各种代谢产物碳架的营养物质；降解产生能量，供给微生物生命活动所需的能量。种类：葡萄糖优点：吸收快，利用快，能迅速参加代谢合成菌体和产生能量缺点：有些品种产生分解产物阻遏效应。碳源种类的影响及控制迅速利用的碳源缓慢利用的碳源种类：淀粉、乳糖、蔗糖、麦芽糖、玉米油优点：不易产生分解产物阻遏效应。有利于延长次级代谢产物的分泌期缺点：溶解度低，发酵液粘度大。

发酵工业中常采用含迅速利用的碳源和缓慢利用的碳源的混合碳源。

迅速利用的碳源满足菌体生长的消耗，缓慢利用的碳源，满足产物合成，可延长合成期，提高产量，并可解除葡萄糖效应。

2.氮源

作用：构成菌体细胞物质，也是细胞合成代谢产物的成分。种类：氨水、铵盐和玉米浆优点：易被菌体利用，明显促进菌体生长缺点：对于有些品种高浓度的铵离子抑制产物合成迅速利用的氮源缓慢利用的氮源种类：黄豆饼粉、花生饼粉、和棉子饼粉优点：利用缓慢，有利于延长次级代谢产物的分泌期。防止早衰。缺点：溶解度低，发酵液粘度大。

发酵工业中常采用含迅速利用的氮源和缓慢利用的氮源的混合氮源。迅速利用的氮源促进菌体生长繁殖，缓慢利用的碳源，满足产物合成，可延长合成期，延缓自溶期。氮源种类的控制：3.无机盐和微量元素作用：构成菌体原生质体的成分（如P、S)；作为酶的组成部分和维持酶的活性(如：Mg、Zn、Fe、Ca、P）；调节细胞的渗透压（NaCl、KCl）；参与产物的合成（P、S）4.水作用：构成菌体细胞的主要成分，一切营养物质传递的介质。二、温度的影响及其控制1.温度的影响（1）影响微生物各种酶催化反应的速度和蛋白质的性质；微生物可生长的温度范围较广，总体说在-10—95℃。在生物学范围内温度每升高10℃，生长速度通常就加快一倍；温度每升高10℃酶反应速度增加2—3倍；（2）影响发酵液的物理性质如粘度，基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率，基质的分解和吸收速率，进而影响产物合成。故温度对菌体的生长和合成代谢的影响是及其复杂的，须综合考察它对发酵的影响。2.影响发酵温度的因素发酵液的温度变化受生物热、搅拌热、蒸发热、辐射热和显热的影响，用公式表示为：Q发酵＝Q生物+Q搅拌－Q蒸发－Q辐射－Q显（1）生物热生物热是菌体在生长繁殖过程中产生的热能，来自菌体的分解代谢，生物热的大小域菌种、培养基成分和菌体的呼吸强度有关。培养基愈丰富，生物热愈大；细胞数量愈多，生物热愈大；呼吸强度愈高，生物热愈大。（2）搅拌热搅拌器转动引起的液体之间和液体与设备之间的摩擦所产生的热量。（3）蒸发热、显热和辐射热空气进入发酵罐，与发酵液充分混合，引起水分蒸所需的热能为蒸发热水分蒸发、进气和废气排出因温度差异所带走的部分热能为显热（４）辐射热发酵罐外壁与大气间的温度差异使发酵罐中的部分热能通过罐体向大气辐射的热能为辐射热。辐射热取决于罐内温度与外界气温的差值，差值越大，散热越多。3.温度的选择与控制（1）最适温度的选择最适发酵温度使既适合菌体生长，有适合代谢产物合成的温度。最适菌体生长温度和最适产物合成的温度往往不一致。如乳酸链霉菌发酵生产乳酸，最适菌体生长温度为34℃，最适产物合成温度为30℃；青霉素发酵，产黄青霉最适菌体生长温度为30℃，最适产物合成温度为24.7℃；最适发酵温度随菌种、基质成分、培养条件和菌体生长阶段而异；理论上讲，发酵过程可以设置不同的发酵温度时段，包括菌体生长发酵温度和产物合成发酵温度等。生产上，由于发酵液体积大，少则几十立方米，多则上百上千立方米，升降温度时间长，难度大，通常采用一个发酵温度。（2）温度的控制发酵罐在发酵过程中一般不需加热，选用微生物能承受稍高一些的温度进行生长和繁殖，这对生产有很大的好处，即可减少污染杂菌的机会和夏季培养所需降温的辅助设备，因此培养耐高温的菌种有一定的现实意义。生产中，温度的控制是采用冷却水通入发酵罐的蛇管或夹套中，热交换保持恒温发酵的。三、溶氧的影响和控制

大部分工业微生物需要在有氧环境中生长，培养这类微生物需采取通气发酵，适量的氧可维持其呼吸代谢和代谢产物的合成。1.溶氧的影响溶氧是需氧发酵控制的重要参数之一，氧的溶解度很小，氧的溶解度仅为6.4mg/L，只能保证氧化8.3mg葡萄糖。微生物对氧的需要不同，是由于依赖获得能量的代谢方面的差异。好气性菌主要是有氧呼吸或氧化代谢，厌气菌为厌气发酵(分子间呼吸)，兼性厌气菌则两者兼而有之。溶氧大小对菌体生长和产物的性质和产量产生不同影响；例如，谷氨酸发酵时，通气不足会积累大量乳酸和琥珀酸；不同微生物或同一微生物的不同生长阶段对通风量的要求也不相同。例如，天氡酰胺酶发酵，前期为好气培养，后期为厌氧培养，产酶能力会大大提高。故需氧发酵并不是溶氧越大越好。溶氧高虽然有利于菌体生长和产物合成，但溶氧过大反而抑制产物的形成，须由实验确定最适溶氧浓度。临界溶解氧：满足微生物呼吸的发酵液中最低溶氧浓度。

2.发酵过程的溶氧变化发酵前期（生长期），菌体繁殖迅速，菌体摄氧率增加，醪液粘度上升，需氧量增加，溶氧下降。发酵中期（静止期），需氧量在有所减少，菌体和发酵液粘度均达到峰值；溶氧在较低水平维持一段时间后，开始上升，菌体进入次生代谢物合成期；发酵后期，产物大量合成，呼吸强度比较稳定，溶氧增加，若此时补糖，可降低溶氧，否则，菌体衰老，菌体进入自溶阶段。发酵过程中有时会发生溶氧异常情况（异常下降或升高）异常下降原因可能有：污染好氧菌；或菌体向好氧代谢途径迁移，或供氧设备发生故障等。异常上升原因可能有：污染噬菌体，菌体完全北裂解；或菌体向厌氧代谢途径迁移3.溶氧的控制溶氧浓度的控制可从供氧和需氧两方面着手，其中供氧时主要的：需氧方面：需氧量手菌体浓度，基质浓度和种类，培养条件有关。供氧方面：提高氧的传递推动力和液相体积氧的传递系数KLa速率；生产中常采用加大通气速率，或提高搅拌转速，或适当增加罐压；通气可以供给大量的氧：通气量与菌种、培养基性质、培养阶段有关。通气量的多少，最好按氧溶解的多少来决定。只有氧溶解的速度大于菌体的吸氧量时，菌体才能正常地生长和合成酶。因此随着菌体繁殖，呼吸增强，必须按菌体的吸氧量加大通气量，以增加溶解氧的量。搅拌则能使新鲜氧气更好地与培养液混合，保证氧的最大限度溶解，并且搅拌有利于热交换，使培养液的温度一致，还有利于营养物质和代谢物的分散。此外，挡板则有助于搅拌，发酵液为湍流状态，使其效果更好。在工业上可采用调节温度（降低培养温度可提高溶氧浓度）、液化培养基、中间补水、添加表面活性剂等工艺措施，来改善溶氧水平。四、pH的影响及控制１.pH的影响培养基中的pH值与微生物生命活动有着密切关系，各种微生物有其可以生长的和最适生长和最适生产的pH范围。一般微生物的最适生长pH范围为：细菌：pH7.0—8.0放线菌：pH7.5—8.5酵母菌：pH3.8—6.0霉菌：pH4.0—5.8藻类：pH6.0—7.0原生动物：pH6.0—8.0pH对发酵液或代谢产物产生影响，会影响产物的稳定性。发酵过程中，控制发酵液的pH值是控制生产的指标之一，pH值过高、过低都会影响微生物的生长繁殖以及代谢产物的积累。控制pH值不但可以保证微生物良好的生长，而且可以防止杂菌的污染。在发酵工业中，维持适宜的pH已成为生产成败的关键因素之一。2.pH的变化发酵过程中，pH的变化与菌种、培养基的成分和培养条件有关。微生物通过其活动也能改变环境的pH值，菌体本身具有调节周围pH的能力。例子：地中海诺卡氏发酵利福霉素SV时，起始pH为6.8及7.5时，最终pH均达7.5，产率正常；起始pH为6.0时，最终pH为4.5，产率为0；一般来说，高碳源培养基倾向于向酸性pH转移，高氮源培养基倾向于向碱性pH转移，这都跟碳氮比直接有关。

3.发酵pH的确定和控制（1）根据实验确定最佳发酵pH，单因素测试法，正交试验。（2）pH的控制，可考虑培养基成分的生理酸性盐和生理碱性盐的缓冲作用；生产中常用补加酸碱来控制，如氨水，尿素，硫酸铵等。补充：泡沫的影响和控制（了解）1.泡沫的影响泡沫是发酵液中具有表面活性蛋白类表面活性剂物质，在通气条件下形成的。泡沫是一种胶体体系；面上泡沫，分布在醪液上面，气液界面明显，气相比例大；面下泡沫，又称流态泡沫，分布在发酵液中，气液界面不明显，体系稳定；泡沫的负面影响：减少发酵罐工作体积，引起发酵液逃液；降低溶氧，减少氧传递系数；引起污染，严重时会导致倒罐；2.泡沫的控制（1）调整培养基成分避免或减少一起泡沫的培养基成分；改善发酵工艺，采用分批补料方法发酵；改变发酵的部分物理化学参数，如温度，pH值，通气和搅拌（2）机械消泡增加消泡装置，内消法和外消法，（3）消沫剂消泡法消泡剂是抑制底表面张力的表面活性剂，天然油脂类：豆油，玉米油，棉籽油，菜子油，猪油等；聚醚类：GP型聚合物（氧化丙烯和甘油聚合物，）；GPE型聚合物（氧化丙烯、环氧乙烷和甘油聚合物，亲水性，泡敌）；硅酮类：高碳醇、脂肪酸和酯类发酵终点的判断（了解）生产能力（或称生产率、产率）是指单位时间内单位罐体积发酵液的产物积累量而言。

式中，生产率单位一般为g／(L·h)或kg／(m3·h)，产物浓度单位为g／L或kg／m3，发酵时间单位为h。生产过程不能只单纯追求高生产率，而不顾及产品的成本，必须把二者结合起来，既要有高产量，又要降低成本。要确定一个合理的放罐时间，需要考虑下列几个因素：一、经济因素二、产品质量因素三、特殊因素另外，放罐时间对下游工序有很大影响思考题一、选择1.下列选项中属于速效碳源的是——。A.淀粉B.乳糖C.油脂D.葡萄糖2.下列选项中属于迟效氮源的是——。A.氨基酸B.黄豆饼粉C.玉米浆D.氨水3.生物热是菌体在生长繁殖过程中产生的热能，一般来说，培养基愈丰富，生物热——；细胞数量愈多，生物热——；A.愈大，愈小B.愈大，愈大C.愈小，愈大D.愈小，愈大二、问答1.发酵过程温度升高的原因及其对微生物生长和产物合成的影响有哪些？发酵温度如何进行管理？2.生产中为什么要对pH值进行控制？如何进行控制？3.临界溶氧浓度的概念。供氧与微生物代谢有何关系？如何控制溶氧？

树立质量法制观念、提高全员质量意识。7月-237月-23Wednesday,July26,2023人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。04:07:1004:07:1004:077/26/20234:07:10AM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦绷。7月-2304:07:1004:07Jul-2326-Jul-23加强交通建设管理，确保工程建设质量。04:07:1004:07:1004:07