发酵产程的控制.ppt

1、第十章,發酵產程的控制,發酵產程的控制,第一節發酵產程中的代謝變化參數 第二節溫度及其控制 第三節pH的影響及其控制 第四節發酵產程中的代謝與控制 第五節泡沫的影響及其控制 第六節發酵終點的判斷及不正常發酵的處理 第七節發酵技術的應用,第一節發酵產程中的代謝變化參數,一、物理參數 1.溫度 2.壓力 3.攪拌轉速 4.攪拌功率 5.空氣流量 6.溶解氧 7.表觀黏度,二、化學參數 1.基質濃度 2.pH 3.脫氧核糖核酸(DNA),三、生物參數 1.菌絲形態 2.菌體乾重 3.菌體比生長速率 4.氧比消耗速率 5.糖比消耗速率 6.氮比消耗速率,第二節溫度及其控制,一、發酵最適溫度的選擇,太,

2、月,表10-1幾種常見抗生素的生物合成適宜溫度,二、發酵熱與槽溫控制 1.生物熱（Q生物） 2.攪拌熱（Q攪拌） 3.蒸發熱（Q蒸發） 4.輻射熱（Q輻射） 5.發酵熱（Q發酵）,第三節pH的影響及其控制,1.pH值對發酵的影響,表10-2幾種主要抗生素發酵pH控制範圍,2.引起pH變化的因素 培養基的性質，產生菌的代謝及發酵技術的控制等 有機氮源和無機氮源的分解利用 發酵過程中凡能導致酸性物質的生成或釋放和鹼性物質的消耗，都會引起pH下降。反之，凡能造成鹼性物質的生成或釋放和酸性物質的利用，就能使pH上升。,3.發酵產程pH的調節 (1)根據菌種特性和培養基性質，選擇適當的培養基成分和配比

3、(2)加入適量的緩衝劑 有機酸作用： CaCO3+有機酸有機酸鈣+H2O+CO2 與無機酸作用： CaCO3+H2SO4CaSO4+H2O+CO2,(3)在發酵過程出現pH過高或過低的情況時，可以直接加入酸或鹼類物質加以調節，使之迅速恢復正常,第四節發酵產程中的代謝與控制,一、中間分析項目 1.抗生素效價 2.pH 3.糖含量 4.氨基氮和氨氮 5.磷 6.菌絲濃度和黏度,二、發酵基質濃度與中間饋料 (一)饋料內容 1.補充碳源和能源物質 2.補充氮源物質 3.補充無機鹽、微量元素前體和促進劑,二、發酵基質濃度與中間饋料 (二)饋料控制 1.饋糖 2.通氨及補氮 3.補充無機元素和促進劑、前體

4、,第五節泡沫的影響及其控制,一、泡沫的影響,圖10-1不同攪拌速度和通氣量對泡沫的影響,圖10-2不同濃度蛋白質原料的起泡作用,圖10-3不同濃度葡萄糖的起泡作用,圖10-4滅菌時間對泡沫穩定性的影響,圖10-5黴菌發酵產程中液體表面性質與泡沫的關係,（培養基：1.5%玉米粉、5%葡萄糖；接種量：6%）,二、泡沫的控制 (一)消除泡沫的方法 1.機械消沫 2.消沫劑消沫,(二)消沫劑的應用 1.消沫劑的選擇 (1)消沫劑必須是表面活性物質，且具有較低的表面張力。 (2)消沫劑對氣液界面的鋪展係數必須足夠大，以能迅速發揮它的消泡活性。這就要求消沫劑具有一定的親水性。,(二)消沫劑的應用 1.消沫

5、劑的選擇 (3)消沫劑在水中的溶解度極小，以保持其持久的消泡或抑泡性能。,(二)消沫劑的應用 2.消沫劑的種類和性能 (1)天然油脂 (2)高碳醇和酯類 (3)聚醚類 (4)矽酮類,(二)消沫劑的應用 3.消沫劑的增效作用 (1)加載體增效 (2)消沫劑併用增效 (3)消沫劑乳化增效,(二)消沫劑的應用 4.抗生素發酵使用消沫劑應注意的問題 (1)選用消沫劑時需對其適應性進行實驗測定。 (2)消沫劑的加入方法應以多次少量為宜。 (3)加入消沫劑的方式也很重要，最好能使消沫劑細密地擴散在整個泡沫表面上，這樣才能充分地發揮它的效力。,(二)消沫劑的應用 4.抗生素發酵使用消沫劑應注意的問題 (4)

6、貯存消沫劑的容器應採用耐腐蝕材料製成 (5)消沫劑的用量應事先透過搖瓶試驗確定其極限值。,(三)泡沫控制的方法 1.減少泡沫形成的機會 2.消除已形成的泡沫,第六節發酵終點的判斷及不正常發酵的處理,一、發酵週期與終點判斷 1.提高抗生素的生產率，降低成本 2.保證提煉質量 3.收槽前做好發酵控制,二、發酵不正常現象和處理 1.培養液轉稀 2.發酵液過濃 3.糖氮代謝緩慢 4.pH不正常,第七節發酵技術的應用,一、產品簡介 慶大黴素（Gentamycin艮他黴素）,名稱 R1R2R3R4R5 慶大黴素ANH2HOHOHH 慶大黴素BOHHNH2OHCH3 慶大黴素B1OHCH3NH2OHCH3 慶大黴素C1NH2CH3NHCH3HCH3 慶大黴素C1aNH2HNH2HCH3 慶大黴素C2NH2CH3NH2HCH3 慶大黴素XNH2HOHOHCH3,二、生產技術流程圖 沙土孢子 母斜面孢子 子斜面孢子搖瓶種子 一級種子槽培養 + 二級種子槽培養 發酵槽發酵 發酵液進入提取階段,三、發酵產程及控制 1.菌種部分 (1)沙土管及沙土孢子的設備 (2)斜面孢子的製備（表10-3）。 (3)接種培養 (4)搖瓶的製備 (5)搖瓶培養 (6)進槽孢懸液的製備及槽上接種,表10-3斜面培養基配比,三、發酵產程及控制 2.發酵部分 (1)培養基配比如表10-4所示。