第二章發(fā)酵產(chǎn)酶

1、第二章第二章 酶的生產(chǎn)酶的生產(chǎn)第一節(jié) 微生物酶的開(kāi)發(fā)一、應(yīng)用微生物開(kāi)發(fā)酶的優(yōu)點(diǎn)：一、應(yīng)用微生物開(kāi)發(fā)酶的優(yōu)點(diǎn)： (1)微生物生長(zhǎng)微生物生長(zhǎng)快快、周期短。生產(chǎn)能力、周期短。生產(chǎn)能力 大，大，能滿足市場(chǎng)需求。能滿足市場(chǎng)需求。 (2)微生物種類微生物種類多多，不同的環(huán)境下的微生物，不同的環(huán)境下的微生物以特殊的代謝方式分解利用不同的底物。為以特殊的代謝方式分解利用不同的底物。為酶品種的多樣性提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。酶品種的多樣性提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。(3)通過(guò)基因工程使動(dòng)植物細(xì)胞中的酶都能用通過(guò)基因工程使動(dòng)植物細(xì)胞中的酶都能用微生物細(xì)胞獲得。因此，有計(jì)劃地篩選菌種，微生物細(xì)胞獲得。因此，有計(jì)劃地篩選菌種，可以生產(chǎn)幾乎

2、任何一種酶?？梢陨a(chǎn)幾乎任何一種酶。二、微生物酶開(kāi)發(fā)的一般程序(一一) 樣品的采集樣品的采集 采樣的目的、采樣地點(diǎn)、采樣方法及采樣的數(shù)采樣的目的、采樣地點(diǎn)、采樣方法及采樣的數(shù)量。量。(二二) 菌種的分離菌種的分離 培養(yǎng)基的確定、培養(yǎng)條件的確定。培養(yǎng)基的確定、培養(yǎng)條件的確定。(三三) 菌種的初篩菌種的初篩 (1)用簡(jiǎn)單的定性反應(yīng)進(jìn)行初篩；用簡(jiǎn)單的定性反應(yīng)進(jìn)行初篩； (2) 最初分離階段給予特殊的培養(yǎng)基或培養(yǎng)條最初分離階段給予特殊的培養(yǎng)基或培養(yǎng)條 件，讓目的菌株大量繁殖。件，讓目的菌株大量繁殖。(四四) 菌種的復(fù)篩菌種的復(fù)篩 初篩之后，還要進(jìn)行復(fù)篩。復(fù)篩的目的是篩初篩之后，還要進(jìn)行復(fù)篩。復(fù)篩的目的

3、是篩選產(chǎn)酶量高、性能更符合生產(chǎn)要求的菌種。選產(chǎn)酶量高、性能更符合生產(chǎn)要求的菌種。 酶活的測(cè)定方法的建立對(duì)其很重要。酶活的測(cè)定方法的建立對(duì)其很重要。(五五) 對(duì)復(fù)篩獲得菌株的要求對(duì)復(fù)篩獲得菌株的要求 (1)不是致病菌；不是致病菌； (2)菌株不易變易和退化；菌株不易變易和退化； (3)不易感染噬菌體；不易感染噬菌體； (4)微生物產(chǎn)酶量高；微生物產(chǎn)酶量高； (5)酶的性質(zhì)符合應(yīng)用需要，最好是胞外酶；酶的性質(zhì)符合應(yīng)用需要，最好是胞外酶； (6) 便于分離和提取，得率高；便于分離和提取，得率高； (7)微生物培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求低。微生物培養(yǎng)營(yíng)養(yǎng)要求低。(六六) 最佳產(chǎn)酶條件的初步確定最佳產(chǎn)酶條件的初步確定

4、 (1)培養(yǎng)方式的確定；培養(yǎng)方式的確定； (2)最佳培養(yǎng)條件組合；最佳培養(yǎng)條件組合； (3) 產(chǎn)酶特性產(chǎn)酶特性(胞內(nèi)酶、胞外酶胞內(nèi)酶、胞外酶)； (4)微生物酶收集的時(shí)間順序；微生物酶收集的時(shí)間順序； (七七) 微生物產(chǎn)酶性能的進(jìn)一步提高微生物產(chǎn)酶性能的進(jìn)一步提高 (1)獲得高產(chǎn)菌種的突變體；獲得高產(chǎn)菌種的突變體； (2)利用代謝工程和代謝調(diào)節(jié)機(jī)理來(lái)提高酶產(chǎn)量；利用代謝工程和代謝調(diào)節(jié)機(jī)理來(lái)提高酶產(chǎn)量； (3)運(yùn)用基因工程技術(shù)將原有菌株中目的基因轉(zhuǎn)運(yùn)用基因工程技術(shù)將原有菌株中目的基因轉(zhuǎn)移到對(duì)生產(chǎn)環(huán)境更適應(yīng)的菌株內(nèi)，使其高效表移到對(duì)生產(chǎn)環(huán)境更適應(yīng)的菌株內(nèi)，使其高效表達(dá)；達(dá)； (八八) 微生物酶的提

5、取方法微生物酶的提取方法 (1)酶的粗提；酶的粗提； (2)酶的精制。酶的精制。 (九九) 微生物產(chǎn)酶菌種的保藏微生物產(chǎn)酶菌種的保藏 (1)斜面；斜面； (2)沙土管；沙土管； (3)冷凍。冷凍。 代謝流分析與控制 代謝工程是當(dāng)今國(guó)際生化工程界的新興交叉學(xué)科，它將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制、基因操作技術(shù)與發(fā)酵工程結(jié)合起來(lái)，研究生產(chǎn)過(guò)程中細(xì)胞代謝流的分布，利用代謝控制理論和網(wǎng)絡(luò)剛性理論尋找限制代謝流率的代謝瓶頸和代謝網(wǎng)絡(luò)中制約轉(zhuǎn)化率提高的酶反應(yīng)，為定向菌種選育和發(fā)酵控制提供思路。Glucose=G6PF6PGAPG3PPEPPyrAcCoADHAPRibu5PRib5PXyl5P1,6FDPSed7P

6、E4PaKGIsocitSucCoASucMalOaaGluGlnNADPHCO2CO2NH4+ATPCO2CO2GluGln=細(xì)胞膜CO2PEPPyr細(xì)胞膜ValLacAla谷氨酸與谷氨酰胺產(chǎn)生代謝網(wǎng)絡(luò)圖谷氨酸脫氫酶既可利用NADH作為其輔酶，也可利用NADPH作為其輔酶。形成谷氨酸形成谷氨酸谷氨酸谷氨酰-5-磷酸谷氨酰胺ATPADPNH4+Pi + H+E:谷氨酰胺合成酶形成谷氨酰胺形成谷氨酰胺谷氨酸棒桿菌產(chǎn)生谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸、脯氨酸代代謝網(wǎng)絡(luò)圖謝網(wǎng)絡(luò)圖由由 -酮戌二酸合成脯氨酸酮戌二酸合成脯氨酸谷氨酸激酶谷氨酸脫氫酶谷氨酰-半醛自動(dòng)環(huán)化自動(dòng)環(huán)化二氫吡咯二氫吡咯-5-羧酸還原酶羧酸

7、還原酶由由 -酮戌二酸合成精氨酸酮戌二酸合成精氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸轉(zhuǎn)乙?；窷-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸激酶N-乙酰-谷氨酰磷酸還原N-乙酰谷氨酸半醛轉(zhuǎn)氨酶N-乙酰鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)乙?；给B(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨基甲酰酶精氨酸琥珀酸裂解酶生物酶技術(shù)專題生物酶技術(shù)專題( 2014最新版最新版) 固體培養(yǎng)法 好氧培養(yǎng) 搖瓶培養(yǎng) 液體培養(yǎng)法獲得單細(xì)胞 發(fā)酵罐（純培養(yǎng)） 厭氧培養(yǎng)（厭氧罐技術(shù)、滾管 技術(shù)、厭氧手套箱技術(shù)）一、微生物的培養(yǎng)方法第二節(jié) 微生物的培養(yǎng)一個(gè)微生物細(xì)胞一個(gè)微生物細(xì)胞合適的外界條件，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝。合適的外界條件，吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行代謝。如果同化作用的速度超過(guò)了異化作用如果同化作用的速度超過(guò)了異化作

8、用個(gè)體的生長(zhǎng)個(gè)體的生長(zhǎng)原生質(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾釉|(zhì)的總量（重量、體積、大?。┚筒粩嘣黾尤绻骷?xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤鲩L(zhǎng)時(shí)，則達(dá)到一定程度后就如果各細(xì)胞組分是按恰當(dāng)?shù)谋壤鲩L(zhǎng)時(shí)，則達(dá)到一定程度后就會(huì)發(fā)生繁殖，引起個(gè)體數(shù)目的增加。會(huì)發(fā)生繁殖，引起個(gè)體數(shù)目的增加。群體內(nèi)各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長(zhǎng)群體內(nèi)各個(gè)個(gè)體的進(jìn)一步生長(zhǎng)群體的生長(zhǎng)群體的生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)微生物細(xì)胞個(gè)體吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新微生物細(xì)胞個(gè)體吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝，原生質(zhì)與細(xì)胞組分的增加為個(gè)體生長(zhǎng)。陳代謝，原生質(zhì)與細(xì)胞組分的增加為個(gè)體生長(zhǎng)。群體生長(zhǎng)群體生長(zhǎng)群體中個(gè)體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?、群體中個(gè)體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?/p>

9、、體積、密度或濃度來(lái)衡量。體積、密度或濃度來(lái)衡量。（由于微生物的個(gè)體極（由于微生物的個(gè)體極小，所以常用群體生長(zhǎng)來(lái)反映個(gè)體生長(zhǎng)的狀況）小，所以常用群體生長(zhǎng)來(lái)反映個(gè)體生長(zhǎng)的狀況） 個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體繁殖個(gè)體繁殖 群體生長(zhǎng)群體生長(zhǎng) 群體生長(zhǎng)群體生長(zhǎng) = = 個(gè)體生長(zhǎng)個(gè)體生長(zhǎng) + + 個(gè)體繁殖個(gè)體繁殖純培養(yǎng)純培養(yǎng)(pure culture)微生物學(xué)中把從一個(gè)細(xì)胞或一群相同的細(xì)胞經(jīng)過(guò)培微生物學(xué)中把從一個(gè)細(xì)胞或一群相同的細(xì)胞經(jīng)過(guò)培養(yǎng)繁殖而得到的后代養(yǎng)繁殖而得到的后代,稱純培養(yǎng)。稱純培養(yǎng)。二、微生物的同步生長(zhǎng)及同步培養(yǎng)方法n同步培養(yǎng)法同步培養(yǎng)法：使培養(yǎng)基中所有微生物細(xì)胞：使培養(yǎng)基中所有微生物細(xì)胞處于相同的

10、生長(zhǎng)階段的培養(yǎng)方法。處于相同的生長(zhǎng)階段的培養(yǎng)方法。n同步生長(zhǎng)同步生長(zhǎng)：培養(yǎng)物中所有的微生物細(xì)胞都：培養(yǎng)物中所有的微生物細(xì)胞都處于同一生長(zhǎng)階段，并能同時(shí)分裂的生長(zhǎng)處于同一生長(zhǎng)階段，并能同時(shí)分裂的生長(zhǎng)方式。方式?；瘜W(xué)誘導(dǎo)物理誘導(dǎo)誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法過(guò)濾法區(qū)帶密度梯度離心法膜洗脫法篩選法篩選法同步培養(yǎng)法同步培養(yǎng)法獲得同步生長(zhǎng)的方法：獲得同步生長(zhǎng)的方法主要有兩類：獲得同步生長(zhǎng)的方法主要有兩類：環(huán)境條件誘導(dǎo)法：環(huán)境條件誘導(dǎo)法：抗生素、變換溫度、光線、培養(yǎng)基等。造成抗生素、變換溫度、光線、培養(yǎng)基等。造成與正常細(xì)胞周期不同的周期變化。與正常細(xì)胞周期不同的周期變化。機(jī)械篩選法：機(jī)械篩選法：選擇性過(guò)濾、梯度離心或膜洗脫

11、法。選擇性過(guò)濾、梯度離心或膜洗脫法。物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝。物理方法，隨機(jī)選擇，不影響細(xì)胞代謝。 硝酸纖維素膜 法原理：原理：一些細(xì)菌細(xì)胞會(huì)緊緊粘附于具不同電荷的硝酸纖一些細(xì)菌細(xì)胞會(huì)緊緊粘附于具不同電荷的硝酸纖維微孔濾膜上。維微孔濾膜上。步驟：步驟：菌懸液通過(guò)微孔濾膜，細(xì)胞吸附其上；菌懸液通過(guò)微孔濾膜，細(xì)胞吸附其上； 反置濾膜，以新鮮培養(yǎng)液通過(guò)濾膜，洗掉浮游細(xì)胞；反置濾膜，以新鮮培養(yǎng)液通過(guò)濾膜，洗掉浮游細(xì)胞； 除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來(lái)的新生細(xì)除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來(lái)的新生細(xì)胞，即為同步培養(yǎng)。胞，即為同步培養(yǎng)。 這種細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)程中，一般經(jīng)這種細(xì)胞在培養(yǎng)過(guò)

12、程中，一般經(jīng)2 3個(gè)分裂周期就會(huì)喪失其同步性。個(gè)分裂周期就會(huì)喪失其同步性。 三、微生物生長(zhǎng)繁殖的測(cè)定方法（一）測(cè)生長(zhǎng)量 測(cè)體積（離心） 1.直接法 離心法（單細(xì)胞微生物） 稱干重 過(guò)濾法（絲狀微生物） 比濁法（分光光度計(jì)）2.間接法 含氮量 生理指標(biāo)法 含碳量 DNA含量測(cè)定（二）計(jì)繁殖數(shù) 血球計(jì)數(shù)法 直接計(jì)數(shù)法 涂片計(jì)數(shù)法 涂布平板法 間接計(jì)數(shù)法 倒平板法四、微生物的群體生長(zhǎng)一）無(wú)分支單細(xì)胞微生物的群體生長(zhǎng)一）無(wú)分支單細(xì)胞微生物的群體生長(zhǎng)G = t/n 1.特征：指數(shù)生長(zhǎng)。特征：指數(shù)生長(zhǎng)。2.典型生長(zhǎng)曲線 （Growth curve） 延延滯滯期期對(duì)對(duì)數(shù)數(shù)期期穩(wěn)定期穩(wěn)定期衰亡期衰亡期時(shí)期的劃

13、分：按照生長(zhǎng)速率常數(shù)時(shí)期的劃分：按照生長(zhǎng)速率常數(shù)R（growth race constant）的不同）的不同又稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期又稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象：現(xiàn)象：活菌數(shù)沒(méi)增加，曲線平行于橫軸?；罹鷶?shù)沒(méi)增加，曲線平行于橫軸。2.特點(diǎn)：特點(diǎn)：生長(zhǎng)速率常數(shù)生長(zhǎng)速率常數(shù)R= 0細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)細(xì)胞形態(tài)變大或增長(zhǎng)細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)RNA特別是特別是rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強(qiáng)合成代謝活躍（核糖體、酶類、合成代謝活躍（核糖體、酶類、ATP合成加快），易產(chǎn)生誘合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶導(dǎo)酶對(duì)外界不良條件敏感，（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化對(duì)外界不良條件敏感，（如

14、氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學(xué)藥物）學(xué)藥物）3.原因：原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物延滯期（lag phase）認(rèn)識(shí)延遲期的特點(diǎn)及形成原因?qū)?shí)踐的指導(dǎo)意義：在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期，措施有：在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期，措施有：接種齡：采用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的接種齡：采用對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的健壯菌種健壯菌種；增加接種量；一般來(lái)說(shuō)，增加接種量；一般來(lái)說(shuō)， 接種量增大可縮短甚至消接種量增大可縮短甚至消除延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用除延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的的接種量接種量）；）； 調(diào)整培養(yǎng)基的成分，應(yīng)適當(dāng)豐富，且調(diào)整培養(yǎng)基

15、的成分，應(yīng)適當(dāng)豐富，且發(fā)酵培養(yǎng)基成發(fā)酵培養(yǎng)基成分分盡量與種子培養(yǎng)基的成分接近。盡量與種子培養(yǎng)基的成分接近。 對(duì)數(shù)期（logarithmic phase，指數(shù)期） 在生長(zhǎng)曲線中，緊接著延滯期的一段細(xì)胞數(shù)目以幾在生長(zhǎng)曲線中，緊接著延滯期的一段細(xì)胞數(shù)目以幾 何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的時(shí)期。何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)的時(shí)期。其對(duì)數(shù)與時(shí)間呈直線關(guān)系。其對(duì)數(shù)與時(shí)間呈直線關(guān)系。 指數(shù)期的特點(diǎn)：指數(shù)期的特點(diǎn)： 生長(zhǎng)速率常數(shù)生長(zhǎng)速率常數(shù)R最大，即最大，即代時(shí)最短代時(shí)最短; 細(xì)胞進(jìn)行細(xì)胞進(jìn)行平衡生長(zhǎng)平衡生長(zhǎng)，菌體大小、形態(tài)、生理特征菌體大小、形態(tài)、生理特征 等比較一致等比較一致; 酶系活躍，代謝最旺盛酶系活躍，代謝最旺盛; 細(xì)胞對(duì)理化因素較敏

16、感。細(xì)胞對(duì)理化因素較敏感。指數(shù)期中的的三個(gè)重要參數(shù)n繁殖代數(shù)（繁殖代數(shù)（n） 指數(shù)生長(zhǎng)方式：指數(shù)生長(zhǎng)方式： 1、 2、4、8 2n 設(shè)接種時(shí)細(xì)胞數(shù)為設(shè)接種時(shí)細(xì)胞數(shù)為x1, 時(shí)間為時(shí)間為t1, 到時(shí)間到時(shí)間t2后，繁殖后，繁殖n代，細(xì)胞數(shù)為代，細(xì)胞數(shù)為x2，它們之間的相互關(guān)系為：它們之間的相互關(guān)系為： x2 = x12n以對(duì)數(shù)表示：以對(duì)數(shù)表示： x2 = x1 + n2 n = = 3.322( x2 - x1 ) x2 - x12x2x1t2t1培養(yǎng)時(shí)間培養(yǎng)時(shí)間Lg 細(xì)胞數(shù)細(xì)胞數(shù)/mlt2 - t13.322(lgx2-lgx1)生長(zhǎng)速率常數(shù)生長(zhǎng)速率常數(shù)R=t2 - t13.322(lgx2-

17、lgx1)代時(shí)代時(shí)G= 繁殖代數(shù)繁殖代數(shù) n=3.322(lgx2-lgx1)代時(shí)代時(shí)在不同種微生物中的變化很大，多數(shù)微生物的代在不同種微生物中的變化很大，多數(shù)微生物的代時(shí)為時(shí)為13h，然而有些快速生長(zhǎng)的微生物的代時(shí)還不到，然而有些快速生長(zhǎng)的微生物的代時(shí)還不到10min,而另一些微生物的代時(shí)卻可長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)或幾天；而另一些微生物的代時(shí)卻可長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)或幾天； 另外，同一種微生物，在不同的生長(zhǎng)條件下其代時(shí)的另外，同一種微生物，在不同的生長(zhǎng)條件下其代時(shí)的長(zhǎng)短也不同；但是，在一定條件下，每一種微生物的代長(zhǎng)短也不同；但是，在一定條件下，每一種微生物的代時(shí)是恒定的，因此它是微生物菌種的一個(gè)重要特征。時(shí)是恒定

18、的，因此它是微生物菌種的一個(gè)重要特征。影響指數(shù)期微生物代時(shí)長(zhǎng)短的因素（1）菌種：不同菌種其代時(shí)差別極大。）菌種：不同菌種其代時(shí)差別極大。 （2）營(yíng)養(yǎng)成分：同一種微生物，在營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上）營(yíng)養(yǎng)成分：同一種微生物，在營(yíng)養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上 生長(zhǎng)時(shí)，其代時(shí)較短，反之則長(zhǎng)。生長(zhǎng)時(shí)，其代時(shí)較短，反之則長(zhǎng)。 （3）營(yíng)養(yǎng)物濃度：既影響微生物的生長(zhǎng)速率，又影響它）營(yíng)養(yǎng)物濃度：既影響微生物的生長(zhǎng)速率，又影響它 的生長(zhǎng)總量。的生長(zhǎng)總量。 （濃度（濃度0.12.0mg/mL影響生長(zhǎng)速影響生長(zhǎng)速 率，濃度率，濃度2.08.0mg/mL時(shí)影響最終產(chǎn)量）時(shí)影響最終產(chǎn)量） （4）培養(yǎng)溫度：溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)速率明顯的影響。

19、）培養(yǎng)溫度：溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)速率明顯的影響。 營(yíng)養(yǎng)物濃度與對(duì)數(shù)期生長(zhǎng)速率和產(chǎn)量：影響微影響微生物的生長(zhǎng)速率和生物的生長(zhǎng)速率和總生長(zhǎng)量。總生長(zhǎng)量。：凡是處于較低濃度凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生范圍內(nèi)，可影響生長(zhǎng)速率和菌體產(chǎn)量長(zhǎng)速率和菌體產(chǎn)量的營(yíng)養(yǎng)物就稱生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物就稱生長(zhǎng)限制因子。限制因子。8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收只最大收獲量受影響獲量受影響生長(zhǎng)速度和最大生長(zhǎng)速度和最大收獲量受影響收獲量受影響時(shí)間時(shí)間細(xì)胞數(shù)或菌體量細(xì)胞數(shù)或菌體量應(yīng)用意義：應(yīng)用意義：指數(shù)期的微生物具有整個(gè)群體的生理

20、特性一致、細(xì)指數(shù)期的微生物具有整個(gè)群體的生理特性一致、細(xì)胞各成分平衡增長(zhǎng)和生長(zhǎng)速率恒定等優(yōu)點(diǎn)，是：胞各成分平衡增長(zhǎng)和生長(zhǎng)速率恒定等優(yōu)點(diǎn)，是：（1 1）用作代謝、生理等研究的良好材料；）用作代謝、生理等研究的良好材料；（2 2）是增殖噬菌體的最適宿主；）是增殖噬菌體的最適宿主；（3 3）是發(fā)酵工業(yè)中用種子的最佳材料。）是發(fā)酵工業(yè)中用種子的最佳材料。（4 4）進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等進(jìn)行染色、形態(tài)觀察等的良好材料的良好材料。穩(wěn)定期（stationary phase，恒定期、最高生長(zhǎng)期）特點(diǎn)：特點(diǎn)：（1）R=0，即處于新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)，即處于新繁殖的細(xì)胞數(shù)與衰亡的細(xì)胞數(shù)相等，或正生長(zhǎng)與負(fù)生長(zhǎng)

21、相等的動(dòng)態(tài)平衡之中。相等，或正生長(zhǎng)與負(fù)生長(zhǎng)相等的動(dòng)態(tài)平衡之中。培養(yǎng)培養(yǎng)物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。物中的細(xì)胞數(shù)目達(dá)到最高值。（2）菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高點(diǎn)；）菌體產(chǎn)量達(dá)到了最高點(diǎn)；（3）菌體產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出有規(guī)律的比例關(guān)系）菌體產(chǎn)量與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗間呈現(xiàn)出有規(guī)律的比例關(guān)系（可用生長(zhǎng)產(chǎn)量常數(shù)（可用生長(zhǎng)產(chǎn)量常數(shù)Y生長(zhǎng)得率來(lái)表示：表示微生物對(duì)生長(zhǎng)得率來(lái)表示：表示微生物對(duì)基質(zhì)利用效率的高低基質(zhì)利用效率的高低 。Y=菌體干重菌體干重/ 消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度 根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要量根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需要量意義：消耗每意義：消耗每g或或mol營(yíng)養(yǎng)物

22、質(zhì)所產(chǎn)生的菌體干重（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)所產(chǎn)生的菌體干重（g）。）。（4）細(xì)胞內(nèi)開(kāi)始積聚糖原、異染顆粒和脂肪等內(nèi)含物；）細(xì)胞內(nèi)開(kāi)始積聚糖原、異染顆粒和脂肪等內(nèi)含物；（5）芽孢桿菌一般在這時(shí)開(kāi)始形成芽孢；）芽孢桿菌一般在這時(shí)開(kāi)始形成芽孢；（6）通過(guò)復(fù)雜的次生代謝途徑合成抗生素等對(duì)人類有用的各）通過(guò)復(fù)雜的次生代謝途徑合成抗生素等對(duì)人類有用的各種次生代謝物（穩(wěn)定期產(chǎn)物）。種次生代謝物（穩(wěn)定期產(chǎn)物）。Y=x x0C0 C=x x0C0穩(wěn)定期到來(lái)的原因（1）營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)是限制因子耗盡；）營(yíng)養(yǎng)物尤其是生長(zhǎng)是限制因子耗盡；（2）營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)；）營(yíng)養(yǎng)物的比例失調(diào)；（3）酸、醇、毒素或）酸、醇、毒素或H2O2等有害

23、代謝產(chǎn)物的累積；等有害代謝產(chǎn)物的累積；（4）pH、氧化還原勢(shì)等物理化學(xué)條件越來(lái)越不適宜；等、氧化還原勢(shì)等物理化學(xué)條件越來(lái)越不適宜；等等等.生產(chǎn)實(shí)踐的重要指導(dǎo)意義（1 1）對(duì)以生產(chǎn)菌體或菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物的最佳）對(duì)以生產(chǎn)菌體或菌體生長(zhǎng)相平行的代謝產(chǎn)物的最佳收獲期；收獲期；（2 2）是對(duì)維生素、堿基、氨基酸等物質(zhì)進(jìn)行生物測(cè)定的）是對(duì)維生素、堿基、氨基酸等物質(zhì)進(jìn)行生物測(cè)定的最佳測(cè)定時(shí)期；最佳測(cè)定時(shí)期；（3 3）通過(guò)對(duì)穩(wěn)定期到來(lái)原因的研究，促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)原）通過(guò)對(duì)穩(wěn)定期到來(lái)原因的研究，促進(jìn)了連續(xù)培養(yǎng)原理的提出和工藝、技術(shù)的創(chuàng)建。理的提出和工藝、技術(shù)的創(chuàng)建。衰亡期（decline phase）1、

24、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：（1）細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過(guò)新增殖的細(xì)胞數(shù)，群體中細(xì)胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過(guò)新增殖的細(xì)胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負(fù)生長(zhǎng)負(fù)生長(zhǎng)” （ R0 ） ；（2）細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯，細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形；細(xì)胞內(nèi)顆粒更明顯，細(xì)胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形；（3）因菌體本身產(chǎn)生的因菌體本身產(chǎn)生的水解水解酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長(zhǎng)曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢(shì)。自溶等，發(fā)生自溶的菌生長(zhǎng)曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢(shì)。（4）有的微生物合成或釋放對(duì)人類有益的抗生素等次生代謝）有的微生物合成或釋放對(duì)人類

25、有益的抗生素等次生代謝（5）芽孢桿菌在此期釋放芽孢；等等。）芽孢桿菌在此期釋放芽孢；等等。 衰亡期比其他各時(shí)期時(shí)間衰亡期比其他各時(shí)期時(shí)間長(zhǎng)，它的長(zhǎng)短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。長(zhǎng)，它的長(zhǎng)短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。2、產(chǎn)生原因：、產(chǎn)生原因：生長(zhǎng)條件的進(jìn)一步惡化，使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大生長(zhǎng)條件的進(jìn)一步惡化，使細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過(guò)合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡大超過(guò)合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡不立即繁殖不立即繁殖繁殖速度繁殖速度最快最快出生率等于死出生率等于死亡率亡率, ,活菌數(shù)活菌數(shù)最大最大, ,代謝產(chǎn)代謝產(chǎn)物大量積累物大量積累死亡超過(guò)死亡超過(guò)繁殖繁殖適應(yīng)新環(huán)境適應(yīng)新環(huán)境條件適宜條件適宜生存條生存條件

26、件開(kāi)始惡開(kāi)始惡化化生存條件生存條件極度惡化極度惡化代謝活躍代謝活躍, ,體體積增長(zhǎng)較快積增長(zhǎng)較快個(gè)體形態(tài)和個(gè)體形態(tài)和 生理特性穩(wěn)定生理特性穩(wěn)定有些種有些種類類出現(xiàn)芽出現(xiàn)芽孢孢出現(xiàn)畸變出現(xiàn)畸變與菌種和培與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)養(yǎng)條件有關(guān)生產(chǎn)用菌種生產(chǎn)用菌種科研材料科研材料改善和控改善和控制條件制條件, ,延延長(zhǎng)穩(wěn)定期長(zhǎng)穩(wěn)定期細(xì)胞裂解細(xì)胞裂解釋放產(chǎn)物釋放產(chǎn)物微生物群體生長(zhǎng)的規(guī)律n生長(zhǎng)曲線代表在新的適應(yīng)環(huán)境中生長(zhǎng)、分裂直至生長(zhǎng)曲線代表在新的適應(yīng)環(huán)境中生長(zhǎng)、分裂直至衰老、死亡全過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。分為遲緩期、衰老、死亡全過(guò)程的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律。分為遲緩期、對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和死亡期四個(gè)主要的時(shí)期。對(duì)數(shù)期、穩(wěn)定期和

27、死亡期四個(gè)主要的時(shí)期。n生長(zhǎng)曲線的不同時(shí)期反映的是群體而不是單個(gè)細(xì)生長(zhǎng)曲線的不同時(shí)期反映的是群體而不是單個(gè)細(xì)胞的生長(zhǎng)規(guī)律胞的生長(zhǎng)規(guī)律。n認(rèn)識(shí)和掌握微生物的生長(zhǎng)曲線有重要的實(shí)踐意義。認(rèn)識(shí)和掌握微生物的生長(zhǎng)曲線有重要的實(shí)踐意義。如設(shè)法縮短遲緩期、延長(zhǎng)對(duì)數(shù)期以及在穩(wěn)定期收如設(shè)法縮短遲緩期、延長(zhǎng)對(duì)數(shù)期以及在穩(wěn)定期收集菌體。集菌體。二）絲狀微生物的群體生長(zhǎng)絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種，在液體培養(yǎng)基中振子接種，在液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng)，菌絲體通過(guò)斷裂繁殖不養(yǎng)，菌絲體通過(guò)斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)。形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)。以菌絲干重作為衡量生長(zhǎng)的以菌絲干

28、重作為衡量生長(zhǎng)的指標(biāo)，即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，指標(biāo)，即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制生長(zhǎng)曲線。生長(zhǎng)曲線。培養(yǎng)時(shí)間與菌絲體干重的立培養(yǎng)時(shí)間與菌絲體干重的立方根成直線關(guān)系。方根成直線關(guān)系。可分為三個(gè)階段：可分為三個(gè)階段：1、停滯期（生長(zhǎng)延滯期）、停滯期（生長(zhǎng)延滯期）2、迅速生長(zhǎng)期（快速生長(zhǎng)期）、迅速生長(zhǎng)期（快速生長(zhǎng)期）3、衰亡期（生長(zhǎng)衰退期）、衰亡期（生長(zhǎng)衰退期）1、生長(zhǎng)停滯期、生長(zhǎng)停滯期: 造成生長(zhǎng)停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的造成生長(zhǎng)停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài)，另一種是生長(zhǎng)已經(jīng)開(kāi)始，但還無(wú)法測(cè)定。停滯狀態(tài)，另一種是生長(zhǎng)已經(jīng)開(kāi)始，但還無(wú)法測(cè)定。2、迅速生長(zhǎng)

29、期、迅速生長(zhǎng)期:菌絲體干重迅速增加，其立方根與時(shí)間呈直菌絲體干重迅速增加，其立方根與時(shí)間呈直線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級(jí)數(shù)增加，沒(méi)有對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。生線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級(jí)數(shù)增加，沒(méi)有對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。生長(zhǎng)主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長(zhǎng)和出現(xiàn)分支、斷裂等，此時(shí)期長(zhǎng)主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長(zhǎng)和出現(xiàn)分支、斷裂等，此時(shí)期的菌體呼吸強(qiáng)度達(dá)到高峰，有的開(kāi)始積累代謝產(chǎn)物。的菌體呼吸強(qiáng)度達(dá)到高峰，有的開(kāi)始積累代謝產(chǎn)物。3、衰退期、衰退期:菌絲體干重下降，到一定時(shí)期不再變化。大多數(shù)菌絲體干重下降，到一定時(shí)期不再變化。大多數(shù)次級(jí)代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。有次級(jí)代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。有

30、些菌絲體還會(huì)發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。些菌絲體還會(huì)發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。絲狀微生物的群體生長(zhǎng)五、微生物的連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture）分批培養(yǎng)分批培養(yǎng)（batch culture） ：將微生物置于一定容積的定量：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補(bǔ)充和更換，最后一次性收獲。后一次性收獲。連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture） ：在微生物培養(yǎng)的過(guò)程中，：在微生物培養(yǎng)的過(guò)程中，不斷地供給新鮮的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的不斷地供給新鮮的營(yíng)養(yǎng)物

31、質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長(zhǎng)時(shí)間地處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，以利于發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長(zhǎng)時(shí)間地處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)：由于對(duì)典型生長(zhǎng)曲線中穩(wěn)定期到來(lái)原因：由于對(duì)典型生長(zhǎng)曲線中穩(wěn)定期到來(lái)原因的認(rèn)識(shí)，采取相應(yīng)有效措施推遲其來(lái)臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的的認(rèn)識(shí)，采取相應(yīng)有效措施推遲其來(lái)臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長(zhǎng)達(dá)到對(duì)數(shù)期后期時(shí)，一方當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長(zhǎng)達(dá)到對(duì)數(shù)期后期時(shí)，一方面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方

32、面以溢流方式面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中的微生物就能長(zhǎng)期流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，其中的微生物就能長(zhǎng)期保持對(duì)數(shù)期的平衡生長(zhǎng)狀態(tài)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率。保持對(duì)數(shù)期的平衡生長(zhǎng)狀態(tài)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率。單批培養(yǎng)單批培養(yǎng) 恒濁法恒濁法恒化法恒化法 單批培養(yǎng)單批培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)時(shí)間時(shí)間連續(xù)流入連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)液新鮮培養(yǎng)液lg細(xì)胞數(shù)（個(gè)細(xì)胞數(shù)（個(gè)/ml）連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng) （一）連續(xù)培養(yǎng)原理連續(xù)連續(xù)培養(yǎng)培養(yǎng)器器按控制方式分按控制方式分按培養(yǎng)器的級(jí)數(shù)分按培養(yǎng)器的級(jí)數(shù)分按細(xì)胞狀態(tài)分按細(xì)胞狀態(tài)分按用途分按用途分內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器內(nèi)控制（

33、控制菌體密度）：恒濁器外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長(zhǎng)速率）：恒化器生長(zhǎng)速率）：恒化器單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐（二）連續(xù)培養(yǎng)器（三）連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)1、恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)概念概念：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持微生物：以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率的條件下達(dá)到連續(xù)培養(yǎng)。始終在低于其最高生長(zhǎng)速率的條件下達(dá)到連續(xù)培養(yǎng)。原理：原理：通過(guò)控制

34、某一種營(yíng)養(yǎng)物濃度通過(guò)控制某一種營(yíng)養(yǎng)物濃度（如碳、氮源、生（如碳、氮源、生長(zhǎng)因子等）長(zhǎng)因子等） ，使其始終成為生長(zhǎng)限制因子，而達(dá)到控，使其始終成為生長(zhǎng)限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率條件下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。高生長(zhǎng)速率條件下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖。特點(diǎn)：特點(diǎn)：維持營(yíng)養(yǎng)成分的維持營(yíng)養(yǎng)成分的亞適量亞適量，控制微生物生長(zhǎng)速率。，控制微生物生長(zhǎng)速率。菌體生長(zhǎng)速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于菌體生長(zhǎng)速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。最高菌體產(chǎn)量。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究恒化器（Chemo

35、stat 或bactogen）概念：概念：根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)密度，借光電控制系統(tǒng)來(lái)生長(zhǎng)密度，借光電控制系統(tǒng)來(lái)控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體控制培養(yǎng)液流速，以取得菌體高密度、生長(zhǎng)速度恒定的微生高密度、生長(zhǎng)速度恒定的微生物細(xì)胞。物細(xì)胞。原理原理：通過(guò)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流：通過(guò)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來(lái)來(lái)維持菌液濃度不變維持菌液濃度不變,即濁度不即濁度不變變。當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)。當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則基的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。減慢培養(yǎng)基的流速。特點(diǎn)：特點(diǎn)：基質(zhì)過(guò)量，微生物始終基質(zhì)過(guò)量，微生物

36、始終以最高速率進(jìn)行生長(zhǎng)，以最高速率進(jìn)行生長(zhǎng)，并可在并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。；但工藝復(fù)雜，煩瑣。2、恒濁培養(yǎng)使用范圍：使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長(zhǎng)相平行體、生產(chǎn)與菌體生長(zhǎng)相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。乙醇等。裝置裝置控制對(duì)象控制對(duì)象培養(yǎng)基培養(yǎng)基培養(yǎng)基流培養(yǎng)基流速速生長(zhǎng)生長(zhǎng)速率速率產(chǎn)物產(chǎn)物應(yīng)用范應(yīng)用范圍圍恒濁器恒濁器菌體密度菌體密度（內(nèi)控制（內(nèi)控制）無(wú)限制生無(wú)限制生長(zhǎng)因子長(zhǎng)因子不恒定不恒定最高最高大量菌體或大量菌體或與菌體形成與菌體形成相平行的產(chǎn)相平行的產(chǎn)物物生產(chǎn)為生產(chǎn)為主主恒化器

37、恒化器培養(yǎng)基流培養(yǎng)基流速（外控速（外控制）制）有限制生有限制生長(zhǎng)因子長(zhǎng)因子恒定恒定低于低于最高最高不同生長(zhǎng)速不同生長(zhǎng)速率的菌體率的菌體實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室為主為主恒濁器與恒化器的比較（四）連續(xù)發(fā)酵（continuous fermentation）將連續(xù)培養(yǎng)用于發(fā)酵，即為連續(xù)發(fā)酵。相對(duì)于單批發(fā)酵而言。將連續(xù)培養(yǎng)用于發(fā)酵，即為連續(xù)發(fā)酵。相對(duì)于單批發(fā)酵而言。SCPSCP的生產(chǎn)、乙醇、乳酸、丙酮和丁醇的發(fā)酵、石油脫蠟、污水處理等的生產(chǎn)、乙醇、乳酸、丙酮和丁醇的發(fā)酵、石油脫蠟、污水處理等應(yīng)用。應(yīng)用。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 高效，簡(jiǎn)化了操作裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作；高效，簡(jiǎn)化了操作裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐

38、等單元操作； 自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動(dòng)控制；自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動(dòng)控制； 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定； 節(jié)約大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均節(jié)約大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。衡合理。缺點(diǎn)：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營(yíng)養(yǎng)物利用率低于單批缺點(diǎn)：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營(yíng)養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。培養(yǎng)。連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月 1 1年年。第三節(jié) 酶發(fā)酵動(dòng)力學(xué)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)：研究微生物生長(zhǎng)、產(chǎn)物合成、底物消耗發(fā)酵動(dòng)力學(xué)：研究微生物生長(zhǎng)、產(chǎn)物合成、底物消耗之間之間

39、動(dòng)態(tài)定量關(guān)系，定量描述動(dòng)態(tài)定量關(guān)系，定量描述微生物微生物生長(zhǎng)和產(chǎn)物生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成形成過(guò)程。過(guò)程。主要研究：主要研究：1 1、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)特征、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)特征：微生物生長(zhǎng)速率、發(fā)酵產(chǎn)：微生物生長(zhǎng)速率、發(fā)酵產(chǎn)物合成速率、底物消耗速率及轉(zhuǎn)換率、效率等；物合成速率、底物消耗速率及轉(zhuǎn)換率、效率等；2 2、影響發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)的各種理化因子、影響發(fā)酵動(dòng)力學(xué)參數(shù)的各種理化因子；3 3、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)模型、發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)模型 研究發(fā)酵過(guò)程中細(xì)胞生長(zhǎng)速度研究發(fā)酵過(guò)程中細(xì)胞生長(zhǎng)速度, ,產(chǎn)物生成速度及產(chǎn)物生成速度及環(huán)境因素對(duì)這些速度的影響環(huán)境因素對(duì)這些速度的影響. .酶發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究意義酶發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究意

40、義: :了解酶生物合成模式、規(guī)律了解酶生物合成模式、規(guī)律發(fā)酵工藝條件優(yōu)化控制，確定發(fā)酵工藝條件優(yōu)化控制，確定最優(yōu)發(fā)酵參數(shù)最優(yōu)發(fā)酵參數(shù)，如：基質(zhì)濃度、溫度、如：基質(zhì)濃度、溫度、PHPH、溶氧等、溶氧等提高酶產(chǎn)量，效率和轉(zhuǎn)化率提高酶產(chǎn)量，效率和轉(zhuǎn)化率. .一、酶生物合成的模式細(xì)胞生長(zhǎng)一般經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)一般經(jīng)4 4個(gè)階段個(gè)階段, ,如圖如圖: :細(xì)胞生長(zhǎng)曲線細(xì)胞生長(zhǎng)曲線根據(jù)酶的合成與細(xì)胞生長(zhǎng)之間的關(guān)系，可將根據(jù)酶的合成與細(xì)胞生長(zhǎng)之間的關(guān)系，可將酶的生物合成分酶的生物合成分3種模式種模式n生長(zhǎng)偶聯(lián)型： 同步合成型 中期合成型n部分生長(zhǎng)偶聯(lián)型：延期合成型n非生長(zhǎng)偶聯(lián)型：滯后合成型酶生物合成的四種類型酶生物合

41、成的四種類型比較酶產(chǎn)生與細(xì)胞比較酶產(chǎn)生與細(xì)胞生長(zhǎng)的關(guān)系生長(zhǎng)的關(guān)系, ,可把可把酶生物合成模式分酶生物合成模式分成成4 4種類型種類型: :酶生物合成的四種類型（1 1）同步合成型：）同步合成型： 酶的合成與細(xì)胞的生長(zhǎng)同步進(jìn)行酶的合成與細(xì)胞的生長(zhǎng)同步進(jìn)行（2 2）延續(xù)合成型：）延續(xù)合成型： 酶的合成伴隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)而開(kāi)始，生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期酶的合成伴隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)而開(kāi)始，生長(zhǎng)進(jìn)入平衡期后，酶又延續(xù)合成一段時(shí)間后，酶又延續(xù)合成一段時(shí)間（3 3）中期合成型）中期合成型 酶的合成在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間后才開(kāi)始，進(jìn)入平衡期酶的合成在細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間后才開(kāi)始，進(jìn)入平衡期后，酶的合成隨之停止。后，酶的合成隨之停止。

42、 (4) (4) 滯后合成型滯后合成型 當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入平衡期后，才開(kāi)始并大量積累酶當(dāng)細(xì)胞進(jìn)入平衡期后，才開(kāi)始并大量積累酶（1 1）酶的生物合成）酶的生物合成可以誘可以誘 導(dǎo)，不受分解代謝物導(dǎo)，不受分解代謝物 阻遏和反應(yīng)產(chǎn)物阻遏阻遏和反應(yīng)產(chǎn)物阻遏；（2 2）當(dāng)除去誘導(dǎo)物或細(xì)胞）當(dāng)除去誘導(dǎo)物或細(xì)胞進(jìn)入平衡期后，酶的合成立進(jìn)入平衡期后，酶的合成立即停止；即停止；（3 3）酶所對(duì)應(yīng)的）酶所對(duì)應(yīng)的mRNAmRNA很不很不穩(wěn)定。穩(wěn)定。同步合成型的特點(diǎn)同步合成型的特點(diǎn)在單寧（Tannins ）或沒(méi)食子酸的誘導(dǎo)（1 1）酶的合成可以誘導(dǎo)，不受分解代謝物或產(chǎn)物的阻遏；）酶的合成可以誘導(dǎo)，不受分解代謝物或產(chǎn)物的阻遏；

43、（2 2）酶所對(duì)應(yīng)的）酶所對(duì)應(yīng)的mRNAmRNA相當(dāng)穩(wěn)定，在生長(zhǎng)平衡期后仍可繼續(xù)較長(zhǎng)相當(dāng)穩(wěn)定，在生長(zhǎng)平衡期后仍可繼續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間用于酶的合成。時(shí)間用于酶的合成。延續(xù)合成型的特點(diǎn)延續(xù)合成型的特點(diǎn)中期合成的特點(diǎn)中期合成的特點(diǎn)（1 1）酶的合成受）酶的合成受到反饋?zhàn)瓒艋蚍纸獾椒答佔(zhàn)瓒艋蚍纸獯x物代謝物阻遏阻遏；（2 2）所對(duì)應(yīng)的）所對(duì)應(yīng)的mRNAmRNA不穩(wěn)定。不穩(wěn)定。（1 1）在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期不）在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期不合成酶（可能是受到合成酶（可能是受到分解代謝物阻遏的影分解代謝物阻遏的影響）；響）；（2 2）所對(duì)應(yīng)的）所對(duì)應(yīng)的mRNAmRNA穩(wěn)穩(wěn)定性高。定性高。滯后期合成型的特點(diǎn)滯后期合成型的特點(diǎn)（1 1）mR

44、NAmRNA的穩(wěn)定性；的穩(wěn)定性；（2 2）培養(yǎng)基中阻遏物存在與否。）培養(yǎng)基中阻遏物存在與否。總結(jié)：影響酶生物合成的模式的主要因素是：總結(jié)：影響酶生物合成的模式的主要因素是：（1 1）mRNAmRNA穩(wěn)定性高，細(xì)胞停止生長(zhǎng)后繼續(xù)合成其所對(duì)應(yīng)的酶；穩(wěn)定性高，細(xì)胞停止生長(zhǎng)后繼續(xù)合成其所對(duì)應(yīng)的酶；（2 2）mRNAmRNA穩(wěn)定性差，酶的合成隨著細(xì)胞停止生長(zhǎng)而終止；穩(wěn)定性差，酶的合成隨著細(xì)胞停止生長(zhǎng)而終止；（3 3）受某些物質(zhì)阻遏，細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間或在平衡期后（解）受某些物質(zhì)阻遏，細(xì)胞生長(zhǎng)一段時(shí)間或在平衡期后（解除阻遏），開(kāi)始合成酶。除阻遏），開(kāi)始合成酶。（4 4）不受某些物質(zhì)阻遏，酶的合成隨著細(xì)胞生長(zhǎng)

45、而同步增長(zhǎng)。）不受某些物質(zhì)阻遏，酶的合成隨著細(xì)胞生長(zhǎng)而同步增長(zhǎng)。規(guī)規(guī) 律：律：（1 1）選擇最理想的酶合成模式）選擇最理想的酶合成模式延續(xù)合成型；延續(xù)合成型；（2 2）改造非理想模式）改造非理想模式 A A、同步合成型：適當(dāng)降低發(fā)酵溫度，盡量提同步合成型：適當(dāng)降低發(fā)酵溫度，盡量提 高相應(yīng)的高相應(yīng)的mRNAmRNA的穩(wěn)定性；的穩(wěn)定性； B B、滯后合成型：盡量減少甚至解除分解代謝滯后合成型：盡量減少甚至解除分解代謝 物阻遏，使酶合成提早開(kāi)始；物阻遏，使酶合成提早開(kāi)始； C C、中期合成型：努力提高中期合成型：努力提高mRNAmRNA穩(wěn)定性，解穩(wěn)定性，解 除代謝物阻遏物。除代謝物阻遏物。選擇與改造

46、選擇與改造二、細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)主要研究細(xì)胞生長(zhǎng)速度及其受外界環(huán)境影響的規(guī)律。主要研究細(xì)胞生長(zhǎng)速度及其受外界環(huán)境影響的規(guī)律。19501950年年, ,法國(guó)的法國(guó)的MonodMonod首先提出表述微生物生長(zhǎng)的動(dòng)力首先提出表述微生物生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)方程學(xué)方程, ,細(xì)胞生長(zhǎng)速率與細(xì)胞濃度成正比細(xì)胞生長(zhǎng)速率與細(xì)胞濃度成正比. .Rx =dX/dt= X: 比生長(zhǎng)速率比生長(zhǎng)速率只存在一種限制性基質(zhì)時(shí)只存在一種限制性基質(zhì)時(shí): :MonodMonod方程是基本的細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程方程是基本的細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程; ;從不同情況出發(fā)對(duì)其進(jìn)行修飾從不同情況出發(fā)對(duì)其進(jìn)行修飾. .nm為最大比生長(zhǎng)速率, 即不因基質(zhì)濃度變化而

47、改變的最大值;nKs為飽和常數(shù)，即在數(shù)量上相當(dāng)于=0.5m時(shí)的S值。nKs值愈小，說(shuō)明在低基質(zhì)濃度范圍中，S對(duì)愈為敏感,而保持m的臨界S值愈低 dx/dt=(-D)X D：稀釋率稀釋率連續(xù)全混流反應(yīng)器發(fā)酵過(guò)程中連續(xù)全混流反應(yīng)器發(fā)酵過(guò)程中, ,穩(wěn)態(tài)時(shí)游離細(xì)胞連穩(wěn)態(tài)時(shí)游離細(xì)胞連續(xù)發(fā)酵的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程續(xù)發(fā)酵的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)方程: :D=0,分批發(fā)酵分批發(fā)酵;D細(xì)胞濃度下降細(xì)胞濃度下降,S升高升高, 回升回升; Dm X趨于零趨于零;MonodMonod方程與米氏方程相似方程與米氏方程相似, ,參數(shù)參數(shù)u um m與與KsKs也也可由雙倒數(shù)作圖法求出可由雙倒數(shù)作圖法求出. .雙倒數(shù)作圖法雙倒數(shù)作圖法三、產(chǎn)

48、酶動(dòng)力學(xué)宏觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)宏觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)（非結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)）（非結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)）: :從整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)著眼從整個(gè)發(fā)酵系統(tǒng)著眼, ,研究群體細(xì)胞的產(chǎn)酶速率及其影響因素研究群體細(xì)胞的產(chǎn)酶速率及其影響因素 ；微觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)微觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)（結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)）（結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)）: :從細(xì)胞內(nèi)部著眼從細(xì)胞內(nèi)部著眼, ,研究細(xì)胞中酶合成速率其影響因素研究細(xì)胞中酶合成速率其影響因素 ；1、分類、分類研究細(xì)胞產(chǎn)酶速率及各因素對(duì)其的影響研究細(xì)胞產(chǎn)酶速率及各因素對(duì)其的影響. .X細(xì)胞濃度；細(xì)胞濃度；u細(xì)胞比生長(zhǎng)速率；細(xì)胞比生長(zhǎng)速率； 生長(zhǎng)偶聯(lián)的比產(chǎn)酶系數(shù)；生長(zhǎng)偶聯(lián)的比產(chǎn)酶系數(shù)； 非生長(zhǎng)偶聯(lián)的比產(chǎn)酶速率。非生長(zhǎng)偶聯(lián)的比產(chǎn)酶速率。2、宏觀產(chǎn)酶

49、動(dòng)力學(xué)方程通式、宏觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)方程通式dE/dt=(+)x（1 1）同步合成型：生長(zhǎng)偶聯(lián)型）同步合成型：生長(zhǎng)偶聯(lián)型 =0=0，dE/dt=dE/dt=X X（2 2）中期合成型：）中期合成型： 特殊生長(zhǎng)偶聯(lián)型特殊生長(zhǎng)偶聯(lián)型 =0=0，dE/dt=dE/dt= X X 有阻遏存在時(shí)，有阻遏存在時(shí)， =0 =0，無(wú)酶產(chǎn)生，無(wú)酶產(chǎn)生 dE/dt=dE/dt= 0 0 阻遏解除后才開(kāi)始合成酶阻遏解除后才開(kāi)始合成酶. .細(xì)胞產(chǎn)酶模式不同，產(chǎn)酶速率與細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系也不同。細(xì)胞產(chǎn)酶模式不同，產(chǎn)酶速率與細(xì)胞生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系也不同。討論討論: :（3 3）滯后合成型：非生長(zhǎng)偶聯(lián)型，）滯后合成型：非生長(zhǎng)偶聯(lián)型，

50、 =0 , =0 , dE/dt=XdE/dt=X（4 4）延續(xù)合成型：部分生長(zhǎng)偶聯(lián)型，）延續(xù)合成型：部分生長(zhǎng)偶聯(lián)型， 00， 00 dE/dt=dE/dt= X+XX+X有關(guān)模型參數(shù)一般通過(guò)線性化處理及嘗試有關(guān)模型參數(shù)一般通過(guò)線性化處理及嘗試誤差法求出誤差法求出. .dE/dt=(+)xRA、Ri：有、無(wú)活性的阻遏蛋白；有、無(wú)活性的阻遏蛋白；Si、Sr：誘導(dǎo)物和阻遏物；誘導(dǎo)物和阻遏物；cc：環(huán)腺苷酸接受蛋白環(huán)腺苷酸接受蛋白CRP與環(huán)腺苷酸與環(huán)腺苷酸CAMP的復(fù)合物；的復(fù)合物；RSi：RA與與Si的結(jié)合物，不與操縱基因結(jié)合；的結(jié)合物，不與操縱基因結(jié)合；RSr：Ri與與Sr的結(jié)合物，可與操縱基因

51、結(jié)合，而使的結(jié)合物，可與操縱基因結(jié)合，而使 mRNA無(wú)法合成無(wú)法合成 。N：RNA的分解產(chǎn)物。的分解產(chǎn)物。附附:3、微觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)、微觀產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)（1）細(xì)胞內(nèi)酶生物合成的一般模型）細(xì)胞內(nèi)酶生物合成的一般模型（cf.P54)M：細(xì)胞中細(xì)胞中mRNA濃度（濃度（mol/L）E：細(xì)胞中酶濃度（細(xì)胞中酶濃度（U/L） ：細(xì)胞比生長(zhǎng)速率（細(xì)胞比生長(zhǎng)速率（h-1） 對(duì)非生長(zhǎng)偶聯(lián)型對(duì)非生長(zhǎng)偶聯(lián)型,u=0 （2）酶的生物合成速率）酶的生物合成速率dE/dt=K10M E假設(shè)細(xì)胞中假設(shè)細(xì)胞中K1和和DNA濃度為常數(shù)濃度為常數(shù).mRNA濃度濃度: dM/dt=k7CC-k11N- Mcc濃度濃度: dCC/dt=

52、k4CRPcAMP-k-4CC- CCCRP濃度濃度: dCRP/dt=k1DNA-k4CRPcAMP+k-4CC- CRPn(注：注：M、CC、CRP與細(xì)胞生長(zhǎng)有關(guān)）與細(xì)胞生長(zhǎng)有關(guān)）（3）受分解代謝物阻遏的酶生物合成模型）受分解代謝物阻遏的酶生物合成模型假設(shè)假設(shè)K2和和DNA濃度為常數(shù)濃度為常數(shù),ndM/dt=k8RSi-k11M- MndRSi/dt=k5RASi-k-5RSi- RSindRA/dt=k2DNA-k5RASi+k-5RSi- RA（4）誘導(dǎo)系酶合成模型）誘導(dǎo)系酶合成模型（CRP與與CAMP復(fù)合物的濃度足量或過(guò)量）復(fù)合物的濃度足量或過(guò)量）K3和和DNA濃度設(shè)定為常數(shù)：濃度設(shè)

53、定為常數(shù)：ndM/dt=k9Ri-k11M- MndRi/dt=k3DNA-k6RiSr+k-6RSr- RindRSr/dt=k6RiSr-k-6RSr- RSr（5）阻遏系酶合成模型）阻遏系酶合成模型動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)的估算是一項(xiàng)重要?jiǎng)恿W(xué)模型參數(shù)的估算是一項(xiàng)重要又復(fù)雜的問(wèn)題又復(fù)雜的問(wèn)題;參數(shù)值是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析估參數(shù)值是通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析估算出來(lái)的算出來(lái)的;數(shù)據(jù)呈隨機(jī)性數(shù)據(jù)呈隨機(jī)性,有時(shí)借助數(shù)學(xué)方法和有時(shí)借助數(shù)學(xué)方法和計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī).實(shí)際發(fā)酵過(guò)程非常復(fù)雜實(shí)際發(fā)酵過(guò)程非常復(fù)雜,以上模型進(jìn)行以上模型進(jìn)行修正和發(fā)展才可修正和發(fā)展才可;第四節(jié) 固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶又稱固定化活細(xì)胞、固定化增殖細(xì)胞又

54、稱固定化活細(xì)胞、固定化增殖細(xì)胞, ,用各種方法固用各種方法固定在載體上又能進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖和新陳代謝的細(xì)胞。定在載體上又能進(jìn)行生長(zhǎng)、繁殖和新陳代謝的細(xì)胞。是是7070年代后期年代后期(1978)(1978)發(fā)展起來(lái)的技術(shù)發(fā)展起來(lái)的技術(shù); ;在發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶等胞外酶方面在發(fā)酵生產(chǎn)淀粉酶、蛋白酶、纖維素酶等胞外酶方面取得了成功。取得了成功。 固定化細(xì)胞：固定化細(xì)胞：一、固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的特點(diǎn)；一、固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的特點(diǎn)；二、固定化細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)；二、固定化細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)酶動(dòng)力學(xué)；三、固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的工藝條件控制。三、固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的工藝條件控制。本節(jié)主要內(nèi)容：本節(jié)主

55、要內(nèi)容：一、固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的特點(diǎn)1 1、提高產(chǎn)酶率：、提高產(chǎn)酶率：細(xì)胞密度增大細(xì)胞密度增大 生化反應(yīng)加速生化反應(yīng)加速 產(chǎn)酶率產(chǎn)酶率提高提高固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的特點(diǎn)2 2、可在高稀釋度下連續(xù)發(fā)酵：不影響固定化細(xì)胞、可在高稀釋度下連續(xù)發(fā)酵：不影響固定化細(xì)胞; ;3 3、基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定，不易丟失；、基因工程菌的質(zhì)粒穩(wěn)定，不易丟失；4 4、發(fā)酵穩(wěn)定性好：細(xì)胞受載體保護(hù)，、發(fā)酵穩(wěn)定性好：細(xì)胞受載體保護(hù)，pHpH和和T T適應(yīng)性寬；適應(yīng)性寬；5 5、縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；、縮短發(fā)酵周期，提高設(shè)備利用率；6 6、產(chǎn)品容易分離純化；、產(chǎn)品容易分離純化；7 7、適于胞外酶等胞外產(chǎn)物的生產(chǎn)。、適

56、于胞外酶等胞外產(chǎn)物的生產(chǎn)。二、固定化細(xì)胞發(fā)酵產(chǎn)酶的工藝條件控制與游離細(xì)胞發(fā)酵大同小異，需特別注意的幾個(gè)問(wèn)題：與游離細(xì)胞發(fā)酵大同小異，需特別注意的幾個(gè)問(wèn)題：1 1、固定化細(xì)胞的預(yù)培養(yǎng)、固定化細(xì)胞的預(yù)培養(yǎng) 先預(yù)培養(yǎng)，使固定在載體上的細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖，長(zhǎng)好后，再用于發(fā)酵先預(yù)培養(yǎng)，使固定在載體上的細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖，長(zhǎng)好后，再用于發(fā)酵產(chǎn)酶，其培養(yǎng)基和工藝條件可以相同或不同。產(chǎn)酶，其培養(yǎng)基和工藝條件可以相同或不同。2 2、溶解氧的供給、溶解氧的供給 由于受到載體的影響，使氧的供給成為主要的限制性因素。由于受到載體的影響，使氧的供給成為主要的限制性因素。解決辦法：解決辦法：（1 1）加大通氣量（強(qiáng)烈攪拌會(huì)破壞固定化細(xì)胞）；）加大通氣量（強(qiáng)烈攪拌會(huì)破壞固定化細(xì)胞）；（2 2）改變固定化載體，如少用瓊脂等對(duì)氧擴(kuò)散不利的載體；）改變固定化載體，如少用瓊脂等對(duì)氧擴(kuò)散不利的載體；（3 3）過(guò)氧化氫酶與細(xì)胞共固定化，培養(yǎng)基加入適量的）過(guò)氧化氫酶與細(xì)胞共固定化，培養(yǎng)基加入適量的H H2 2O O2 2；（4 4）降低培養(yǎng)基的濃度，以降