厦门大学微生物工程复习大纲

第一章绪论初级代谢产物：是与菌体生长相伴随的产物，主要是构成细胞高分子物质（蛋白质、核酸、多糖、脂类、维生素）的单体物质，如氨基酸、核苷酸、有机酸等，一般不能过量积累，涉及合成代谢和分解代谢。次级代谢产物：以初级代谢产物或中心代谢物为原料进行合成,与生长不相伴随，在菌体生长的稳定期合成，具有特定的功能，抗生素、生物毒素、胞外多糖微生物转化:利用微生物细胞的一种或多种酶把一种化合物转变成结构相关的更有经济价值的产物的生化反应。与初级代谢和次级代谢的不同，与酶工程不同，微生物转化合成甾类激素，如可的松药物、抗生素的微生物转化。代谢工程:是指利用多基因重组技术有目的的对细胞代谢途径进行修饰、改造，改变细胞特性，并与细胞基因调控、代谢调控及生化工程相结合，为实现构建新的代谢途径生产特定目的产物而发展起来的一个新的学科领域。可以说是基因工程的高级阶段。微生物工程发展的四个阶段及其标志性事件，每一时期生产的主要产品：自然发酵时期：传统发酵技术（酿酒，酱油，醋，面包，酸奶，奶酪等）。纯培养技术的建立：标志性的科学事件:虎克（A.VanLeeuwenhoek）发明显微镜（1680）;巴斯德（L.Pasteur）发现发酵是由微生物引起的（1857）;科赫（R.Koch）建立了固体培养基对微生物分离纯化的技术（1882）。主要生产厌氧发酵产品:甘油、乳酸、丙酮丁醇；表面固体发酵生产少量的好氧产品：酵母菌体、柠檬酸等。深层培养技术的建立：以青霉素的液体深层需氧发酵技术的建立为标志（1943）,大规模发酵生产需氧发酵产品:维生素、抗生素、酶制剂、柠檬酸、甾类转化。人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术的建立：以60年代氨基酸、核苷酸微生物工业的建立为标志。用于氨基酸、核苷酸、有机酸和部分抗生素的生产。基因工程技术的建立（1973）及自动化控制技术的应用微生物工程的应用领域及其发展趋势。（一）应用领域的拓展食品：酒类，面包，奶酪，酸奶等工业：丙酮丁醇，乙醇，甘油医药：氨基酸，核苷酸，抗生素农业：苏云金芽孢杆菌，农用抗生素，兽用抗生素环境：废水处理，环境修复，重金属吸附能源：燃料酒精，沼气及氢能源的开发二）微生物资源的改造和开发对原有微生物资源的改造通过自然选育、诱变育种、原生质体融合、基因工程、代谢工程相结合的方法对原有微生物资源进行改造，以提高产量或改善微生物的某些特性.新型微生物资源的开发（1）新型活性物质产生菌株的筛选：抗肿瘤活性物质，抗菌活性物质。（2）极端环境微生物筛选基因工程菌的构建和应用三）发酵工艺的优化和控制的自动化新型发酵工艺研究开发对不同产品的发酵培养方法进行优化。固体发酵液体发酵：浅层培养，深层培养现代固体发酵新型反应器开发及相关配套技术的开发参数检测与控制自动化pH值、溶解氧、二氧化碳、压力、黏度、菌体浓度等参数的自动化检测和控制。生物传感器的开发：可以用于检测发酵过程中的重要原料和产物的消耗及产生情况（葡萄糖、乙醇、乳酸、氨基酸、丙酮酸、过氧化氢），如谷氨酸发酵产物的在线检测。四）开发新原料五）生物分离新技术1产品分离纯化新工艺开发：2新型分离技术的开发膜过滤，膜蒸馏，凝胶过滤，双水相萃取，超临界萃取，亲和层析，离子色第二章工业微生物菌种菌种衰退与复壮:生产上使用的菌种，在使用和保藏过程中，经常会逐渐向不利于生产的方向发生变化，这种变化称为衰退。菌种的复壮：将衰退的菌株恢复原有的生产性能。自然选育：依据多因素低剂量诱变效应、互变异构效应（自然突变）。这种选育方式简单、效率低，常与诱变育种交替使用，常用作菌种的复壮,以保持菌种的生产性能。诱变育种：利用物理、化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进突变率大幅度提高,利用简便、快速、高效的方法筛选目的突变株。物理诱变剂:紫外线、X射线、Y射线、激光、快中子化学诱变剂:与核酸碱基直接作用的诱变剂：烷化剂（EMS、NTG、NMU、EDS、氮芥）、亚硝酸、羟胺碱基类似物:5-BU、5-FU、8-NG、2-AP移码突变诱变剂：吖啶类诱变剂（原黄素、吖黄素、吖啶橙）出发菌株——纯化——细胞或孢子悬液的制备——致死曲线测定——活细胞计数——中间培养——突变株分离——初筛——复筛——生产测试——菌种保藏原牛质体融合及融合子筛选方法：利用人工方法（PEG融合或电击），使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合，并产生重组子（杂合双倍体或单倍重组子）的过程，重组子可能同时具有两个亲本的优点。原牛质体融合步骤（1）、选择亲本选择两个具有育种价值并带有选择性遗传标记的菌株作为亲本。（2）、制备原生质体经溶菌酶除去细胞壁，释放出原生质体，并置高渗液中维持其稳定。（3）、促融合聚乙二醇（Ca2+、Mg2+）、电击。（4）、原生质体再生再生培养基。（5）、检出融合子（6）、融合子筛选产生的融合子中可能有杂合双倍体和单倍重组体不同的类型，前者性能不稳定，要选出性能稳定的单倍重组体，反复筛选出生产性能良好的融合子融合子的检出方法：营养缺陷型标记、抗药性标记、双亲灭活、利用双亲对碳源利用不同、利用荧光染色法筛选融合子、生化指标（DNA含量、氨基酸含量、碱性磷酸酶同工酶谱）。主要发酵产品的生产菌种(柠檬酸：菌种：黑曲霉(Aspergillusniger)、解脂假丝酵母(Candidalipolytica)等。)酒精菌种:运动发酵单胞菌(Zymomonasmobilis)；嗜糖假单胞菌(PseudomenasSanccharophila)乳酸：同型乳酸发酵菌种：德氏乳杆菌(Lactobacillusdeloruckii)乳酸链球菌异型乳酸发酵菌种：短乳杆菌；肠膜明串珠菌谷氨酸:产氨短杆菌；谷氨酸棒杆菌青霉素：青霉菌丙酮和丁醇：丙酮丁醇梭壮芽孢杆菌淀粉酶，蛋白酶：枯草芽抱菌酵母发酵的三种类型：酵母厌氧发酵三种类型：酵母I型发酵:酵母在微酸、厌氧条件下将1分子葡萄糖转化为两分子酒精。酵母II型发酵：酵母在微酸、厌氧条件下加入亚硫酸氢钠发酵，可以将糖转化为甘油。加入亚硫酸氢钠，与乙醛起加成作用生成难溶的乙醛亚硫酸氢钠加成物酵母皿型发酵：当酵母在碱性条件(pH7.6)进行发酵，二分子乙醛起歧化反应，相互氧化还原，生成等量的乙醇和乙酸，过量的NADH用于还原磷酸二羟丙酮生成甘油。柠檬酸发酵控制要点1．代谢关键酶及调节因素：6-磷酸果糖激酶(抑制：ATP、柠檬酸；活化：AMP、NH4+、无机磷)控制方法：缺锰培养基(抑制蛋白合成，增加NH4+浓度、抑制HMP途径，减少ATP生成)丙酮酸羧化酶：催化生成草酰乙酸，丙酮酸羧化酶组成型菌种选育顺乌头酸合成酶：Fe2+增强该酶活性(添加黄血盐)；顺乌头酸合成酶缺失突变，2．发酵生产中常采用的高产措施菌种选育：顺乌头酸水合酶缺陷或丙酮酸羧化酶组成型突变株。发酵工艺条件控制：添加黄血盐、氧的供给。应用缺锰培养基3，生产工艺生产方法：深层液体通气法、表面发酵法、固体发酵法。生产原料：糖蜜或淀粉类农副产品（原料的预处理）。培养条件:温度、pH、糖浓度、通气与搅拌提取工艺的改进:传统钙盐法提取缺陷：工艺复杂、收率低、能耗大、废水多。新工艺：萃取法、液膜法、电渗析、离子交换等。促进谷氨酸分泌的方法:细胞壁及细胞膜通透性调控：青霉素应用、表面活性剂及高级醇应用。供氧：供氧不足（乳酸、琥珀酸）供氧过量（供氢体缺少，还原受阻）最适应供氧（二级风量、搅拌速度）。温度：菌体繁殖阶段、谷氨酸合成阶段、谷氨酸脱氢酶作用最适温度。pH值：发酵前期、发酵中后期、谷氨酸脱氢酶、氨基转移酶作用最适pH值。NH+4浓度：流加尿素或氨水（补充氮源、调节pH），NH+4过量产生谷氨酰胺，NH+4缺少产物为d-酮戊二酸，NH+4适量可大量积累谷氨酸。磷酸盐浓度：高浓度磷酸盐、转入缬氨酸发酵。生物素浓度：亚适量（牛物素缺陷型）,生物素过量（乳酸或琥珀酸）。常用育种方法及其特点：自然选育特点：简单、效率低，常与诱变育种交替使用。2，诱变育种特点：方法简单、快速、效果显著，是主要的育种方法之一，利用物理、化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进突变率大幅度提高，利用简便、快速、高效的方法筛选目的突变株。杂交育种人为利用真核微生物的有性生殖或准性生殖，或原核生物的接合、F因子的转导、转化等过程，促使两个具有不同遗传性状的菌株发生基因重组，使得不同菌株的优良性状集中在重组体中。重组体对诱变剂敏感性提高。一般程序选择原始亲本诱变筛选直接亲本直接亲本亲和力鉴定杂交分离到基本培养基或选择性培养基筛选重组体重组体分析鉴定直接亲本应具有适当的遗传标记：如颜色、营养缺陷标记或抗药性原生质体融合技术原理：利用人工方法（PEG融合或电击），使遗传性状不同的两个细胞的原生质体发生融合，并产生重组子（杂合双倍体或单倍重组子）的过程，重组子可能同时具有两个亲本的优点。重组频率大（放线菌10-1、丝状真菌10-3~10-2、酵母菌10-6~10-5）；亲本选择范围大；遗传物质传递充分、完善。分子育种（1）代谢调控育种：代谢网络分析：已有代谢途径、基因组数据、基因差异表达技术、基因芯片技术、转录组技术、代谢组分析、同位素示踪技术、基因敲除提高代谢途径中关键酶活性插入新基因或增加基因拷贝；酶结构改造（定点突变等）；通过顺式作用原件及反式作用原件调控基因表达（诱导性酶组成型酶、解除阻遏）阻断副产物的合成：失活突变（基因敲除、RNA干扰（RNAi））；（2）转基因微生物（异源表达系统）：大肠杆菌、酿酒酵母、毕赤酵母、枯草芽孢杆菌、丝状真菌引起菌种衰退的原因，如何防治？：菌种衰退的现象：菌落和细胞形态的改变；生长缓慢、产孢子能力下降；抵抗力、抗不良环境能力减弱：代谢产物生产能力下降引起菌种衰退的原因（1）菌种遗传特性的改变：异核现象导致微生物菌种变异：自发突变导致菌种遗传特性改变：突变所产生菌种的回复突变以及杂交重组体产生分离子。（2）菌种生理状况的改变：培养条件可以对菌种的生理状况产生影响，培养条件不当，可引起菌种衰退。防止菌种衰退的方法A、尽可能满足其营养条件、培养条件，避免有害因素影响；B、尽量减少转代次数；C、采用幼龄菌种；D、采用合适的菌种保藏方法；E、采用合适细胞类型进行传代；F、适时对菌种进行复壮。菌种的复壮：将衰退的菌株恢复原有的生产性能。复壮方法：在合适的培养条件下，进行纯种分离并测试生产性能，淘汰已衰退的个体，保留生产性能优良的个体。微生物菌种保藏的原理和一般原则：原理：人工创造条件使菌体的代谢活动处于休眠状态，减少菌种变异，达到长期保存的目的原则：使优良菌种保持生产性能的稳定，不污染杂菌，不死亡。常见菌种保藏方法要点及其特点（斜面、穿刺、沙土管、真空冷冻干燥、液氮、低温）：斜面冰箱保藏法：适于使用菌株的短期保藏：石蜡油封存法：中长期保藏：穿刺保藏法：短期保藏：沙土管保藏法：适于孢子的大量、长期保藏：真空冷冻干燥保藏法:永久保藏：超低温保藏法（液氮保藏、超低温冷冻保藏）：长期保藏。第三章培养基及原料处理生长因子：概念：微生物正常生长代谢必不可少却又不能利用简单原料自行合成的有机物狭义生长因子：维生素广义生长因子：维生素、氨基酸、碱基、脂肪酸、甾醇等生长因子的提供形式：玉米浆、麸皮水解液、糖蜜、酵母膏前体：某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身结构没有多大变化，但产物的产量因前体的加入有较大的提高。玉米浆中的苯乙酸可提高青霉素G的产量发酵促进剂：指那些既不是营养物又不是前体，但却能提高产量的添加剂。甲硫氨酸、亮氨酸（头抱菌素C,诱导相关酶的产生）酵母甘露聚糖：诱导a甘露糖苷酶产生（甘露糖链霉素链霉素）表面活性剂:改善发酵液条件,促使固体物分散,强化传质和传氧的作用,增加细胞对底物和产物的通透性.（胞外酶）黄血盐（柠檬酸）发酵抑制剂：能抑制某些代谢途径的进行，同时会使另外一些代谢途径活跃的添加剂亚硫酸氢钠：抑制乙醇代谢，促进甘油生物合成用淀粉制备水解糖有哪几种方法.各有什么特点：工业生产中将淀粉水解为葡萄糖的过程，称为淀粉的糖化，产品为淀粉水解糖。淀粉水解的一般步骤:糊化、液化、糖化淀粉原料的处理方法：酸法、双酶法、酸酶结合法（酶酸法、酸酶法）、曲法酸法水解:淀粉水解成葡萄糖的反应过程中同时发生：水解反应、复合反应、分解反应：其中水解反应是主要的。优点：工艺简单、水解时间短、生产效率高、需要设备少。缺点：要求设备耐高压、对淀粉原料要求严格（不能用粗淀粉）、副反应降低转化率（DE值90%双酶法淀粉的液化和糖化过程都是用酶进行催化。特点:反应条件温和、副产物少、转化率高、原料浓度高、产品质量高。但时间长、设备要求多酸酶法:先将淀粉酸水解成糊精或低聚糖，再用糖化酶水解为葡萄糖。原料:玉米、小麦（颗粒坚实,酶法液化不彻底）特点:速度快，酸用量少，料浓度高，产品质量高。酶酸法：将淀粉乳用a-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工艺。颗粒大小不一的淀粉原料（如碎米淀粉）,酸法水解不均匀,出糖率很低,故先用酶液化。特点:可采用粗淀粉原料，生产时间短。5．曲法：大曲小曲麸曲小趴大飢彼曲生产特点出较小由光曲£A自集审养R#atsom为主］兼有毛博和秫毋有宙甌飢制ASK米楣郴申药材応M锻理豆7-lSd25-4M2〜3d於泌25^38tSO：圆黔形尸长方'蹄正方揭fttn蛊礼曲驷曲帝发酵培养基中的各类成分分别有哪些，各自有什么特点：㈠能源自养菌：光能自养：光；化能自养：氢、硫、氨、亚硝酸盐、亚铁盐异养菌：碳水化合物等有机物；石油天然气和石油化工产品（如烃类）。（二）碳源功能：提供能量、构成菌体、代谢产物的物质基础常用碳源及其特点及用途碳酸气或碳酸盐：无机碳源、主要用于藻类培养糖类：葡萄糖：一种速效碳源，大量应用会产生葡萄糖效应。糖蜜：蔗糖工业副产物，含蔗糖和转化糖，除碳源外，还可提供生长因子、矿物元素、氮、磷等。乳糖：慢速利用碳源；淀粉和糊精：常用的慢速利用碳源，用于制作水解糖纤维素：菇类培养、纤维素酒精生产；快速利用的碳源一般指葡萄糖和转化糖（果葡糖浆），快速利用碳源有利于菌株生长。其余碳源为慢速利用碳源，有利于产物积累。（三）氮源功能：用于构成菌体细胞物质（氨基酸、蛋白质、核酸等）和含氮代谢物。快速利用氮源：铵盐、氨基酸、蛋白水解液、玉米浆。快速利用氮源利于菌体生长。慢速利用氮源：硝酸盐、蛋白原料。慢速利用氮源利于产物合成。（四）无机盐大量元素：P、S、K、Mg、Ca、Na、Fe微量元素:Cu、Zn、Mn、Mo、Co各元素的作用和提供形式：硫酸镁、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、氯化钙、氯化钠、碳酸钙（五）生长因子（六）水自由水和结合水：自由水能被微生物利用，结合水则不能。水活度（aw）：可以定义为在一定温度和压力下，溶液的蒸汽压（P）和纯水的蒸汽压（P0）之比.Aw=P/P0微生物生长所要求的aw值一般为0.6-0.99。每一种微生物生长都有最适aw值。（七）发酵促进剂和抑制剂促进剂的效果与菌种、菌龄及培养基组成有关大曲、小曲、麸曲及其特点：大曲是以大麦、小麦及豌豆等为原料，经粉碎、混合、踩曲等过程后，经自然发酵而成。大曲含有多种微生物和酶，兼具糖化和发酵功能。大曲一般分为高温曲和中温曲。小曲一般以大米为原料，经粉碎、拌料、成型后进行自然发酵培养或以根霉和酵母的纯种发酵培养。小曲也兼具糖化和发酵功能。自然发酵的小曲中主要微生物为根霉、毛霉和酵母，纯种发酵的小曲中主要含有根霉和酵母。麸曲是以麦麸皮为原料，以根霉或曲霉为菌种进行纯种发酵而成的糖化剂培养基优化方法：方法:单因子试验、多因子试验（均匀设计、正交设计、响应曲面设计（中心复合设计和Box-Behnken设计））单因子试验:最适合碳源、氮源、生长因子、微量元素等培养基原料的选择及其用量范围的确定多因子试验:单因子试验没考虑各因素水平之间的相互作用,为考察各因子水平交互作用的影响,还必须进行多因子试验.(1)因素水平全面搭配法(2)正交实验均匀设计响应曲面设计(Mintab)正交设计试验在单因子实验的基础上，确定各试验因素的最佳水平。确定因素水平编码表设计正交试验设计表均匀设计均匀设计试验法的优点在于能从尽可能少的试验次数中揭示出因素与指标间的规律。当所研究的因素和水平数目较多时,均匀设计试验法比其它试验设计方法所需的试验次数更少。例如，一个3因素、6水平的试验，正交设计需要做36次试验(水平的平方数)，而采用均匀设计仅需做6次试验(水平数)。均匀设计数据处理:回归分析、软件DPS第四章热阻，实消，连消；不同灭菌方法的灭绝原理及应用领域；灭菌时间的计算；分批灭菌流程及其注意事项；分批灭菌及连续灭菌特点；简要说明无菌空气制备流程中各步骤的作用；染菌原因分析。第五章微生物菌种制备的一般流程；菌种制备一般流程：菌丝进罐法:砂土孢子（冷冻干燥孢子）——斜面孢子——摇瓶液体培养种子罐培养——发酵罐发酵孢子进罐法:砂土孢子（冷冻干燥孢子）——斜面孢子——茄子瓶斜面——种子罐培养——发酵罐发酵孢子进罐法：在固体培养基上繁殖成大量孢子,将孢子直接接入种子罐扩大培养.适用于产孢子能力强且孢子发芽、生长繁殖快菌种（霉菌、细菌）.优点:一次性培养、减少批次差异缺点:砂土管或冷冻管的用量大摇瓶菌丝进罐法：将固体培养基上繁殖的孢子接入摇瓶液体培养基中,使其生长繁殖成菌丝,再将摇瓶菌丝接入种子罐扩大培养.适用于产孢子能力不强（细菌、酵母）及孢子发芽缓慢的菌种（放线菌）.优点:缩短生长时间，节约冷冻管；缺点:批次差异大影响微生物孢子及种子质量的因素。1.孢子质量的影响因素及控制孢子质量与培养基、培养温度、湿度、培养时间、接种量等有关。培养基的影响：培养基原料产地、品种及加工方法和用量对孢子质量都有一定的影响；水质的影响；氮源的影响:单一氮源。培养温度和湿度一般在最适温度下培养孢子质量好，培养温度太高孢子成熟早、易老化，接入发酵罐后会出现菌丝对糖、氮利用缓慢，发酵产量降低。温度稍低有利于孢子的形成。培养室和空气湿度影响培养基内水分蒸发，影响孢子的形成。培养时间和冷藏时间丝状菌在斜面培养基上的生长发育过程可分为孢子发芽和基质菌丝生长阶段，气生菌丝生长阶段，孢子形成阶段，孢子成熟阶段，孢子衰老和菌丝自溶阶段。一般选择抱子成熟阶段终止培养。未成熟的抱子经不起冷藏。冷藏时间宜短不宜长。接种量接种量直接影响培养基中抱子的个体数量，进而影响菌体的生理状况。影响种子质量的因素及控制:种子质量的优劣，主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。影响种子质量的因素：培养基培养基原料的质量控制；营养成分丰富有利于抱子发芽和菌丝生长；N源和维生素丰富；成分尽可能接近发酵培养基，以适应发酵的需要；浓度稀薄；pH稳定培养条件：通氧的影响；温度：最适生长温度下培养；pH:培养基保持适当pH,缓冲液和生理缓冲剂；泡沫：种龄：选择对数生长期移种（适应环境能力强，生长繁殖快，缩短调整期）年轻种子接入发酵罐，前期生长缓慢、泡沫多、发酵周期延长，因菌体量过少而菌丝结团，引起异常发酵，老龄种生产能力衰退。土霉素生产一级种相差3h菌体的代谢会有明显差异。最适种龄：细菌7~24h，霉菌16~50h，放线菌21~64h。接种量：发酵罐的接种量大小与菌种特性、种子质量和发酵条件有关。霉菌10%，抗生素发酵7%~15%，细菌1.5%~2%，制霉素发酵0.1%~1%。接种量过小：生长缓慢、产生菌丝团，异常发酵接种量过大：生长过快，营养基质缺乏或营养不足生产上常采用大接种量和丰富培养基作为高产措施第六章比牛长速率（A）:每小时单位质量的菌体所增加的菌体量称为菌体比生长速率,lnXt-lnX0=Ut；生长得率：消耗每单位数量的基质所得到的菌体，称为基质的生长得率。基质比消耗速率：单位时间内单位菌体对基质的消耗量菌体增加旳量二丛-消耗基质的量产物比形成速率：单位时间内单位菌体生成的产物量

产物增加的竜v^pf（里）_空产物增加的竜淙二忌入亠亙丿二消耗基质的虽产物得率：消耗每单位数量的基质所得到的产物，称为基质的产物得率稀释率D：稀释率D=F/V,是连续培养装置运转中一个主要参数，表示单位容积培养液（V）中不断流入的新鲜培养液的速率（F）,其单位为1/h。当u=D时,细胞浓度恒定，连续培养处于稳态，临界稀释率:De二卩max（无抑制剂，无限制性基质）。洗出：Dc=卩maxSO/KS+SO最适稀释率:生长得率或产物得率最高时的稀释率。稀释率对生长得率的影响：稀释率很低时,生长得率有所下降；稀释率较高时，细胞得率较高。稀释率很高而接近最大比生长速率时，细胞得率降低。屈1O-Z1祥网屯用寸時养牺浓庫f芒：tRRSWrtCH倍叩H屈1O-Z1祥网屯用寸時养牺浓庫f芒：tRRSWrtCH倍叩H寸网n和比较分批发酵，补料分批发酵及连续发酵的优缺点；分批发酵优缺点：优点：操作简单，周期短，产品质量容易控制，不容易染菌。缺点：具有基质抑制及分解产物抑制现象；基质浓度过咼会使细胞过快生长，对发酵液中pH、溶解氧、黏度等参数产生不利影响；周期短（l~2d）、产率低（主要由于养分耗竭而无法维持）。补料分批发酵优缺点：优点：与分批发酵相比：解除底物抑制和葡萄糖分解产物阻遏；延长次级代谢产物生产时间。可以控制微生物生长速度，按设备的通气能力去维持适当的发酵条件，减缓代谢物的不利影响。与连续发酵相比：降低染菌风险，不需要严格的无菌条件；不会产生菌体老化和变异问题;最终产物浓度较高，有利于产物分离。缺点：由于没有物料的取出，产物的积累最终导致比生产速率下降;由于物料的加入增加了染菌的机会。连续发酵优缺点优点：设备利用效率高、易于自动化控制、生产稳定、产品质量稳定。缺点：菌株衰退、杂菌污染、产品浓度较低。请指出Monod方程所描述的过程及适用条件.并说明方程中各参数的意义：比生长速率与限制性基质浓度的关系无抑制剂存在是微生物生长动力学：Monod方程1dxS■假设条件：只有一种基质是限制性基质；细胞生长为一常数且是培养液中的唯一变量。Monod方程中励比生II速率(h-乐如为最大比生长速率(卍)，S为限制性基质浓度(g/L)；Ks为饱和常数(g/L),其值等于比生长速率为最大比生长速率一半时的限制性基质发酵分类（garden分类法）及各类特点：按照产物形成与底物利用的关系，可以将发酵分为三种类型（Gaden分类法）：I型发酵（生长联系型）：产物是直接由碳源代谢而来的初级代谢产物，产物生产速度的变化与微生物对碳源利用速度的变化相平行，产物生产和糖的利用有直接的化学计量关系，产物形成与微生物的生长相偶联。菌体生长，碳源消耗，产物生成速度都有一个高峰，三个高峰几乎同时出现。如酒精发酵，谷氨酸发酵。生长比迷率（克/克•水时）—碳源利用率（克/克*小时）产切形成比速率（克/克•小时）II型发酵（部分生长联系型）：又称中间发酵型•产物不是碳源的直接氧化产物，而是菌体内生物氧化过程的主流产物，碳源既供微生物的生长又供产物合成，源利用率较高，糖的消耗主要在微生物的旺盛生长阶段和产物最大形