第三章发酵动力学模式和发酵培养方法第一节微生物反应过程概论•一、微生物反应过程的主要特征•微生物是该反应过程的主体：是生物催化剂，又是一微小的反应容器。•微生物反应的本质是复杂的酶催化反应体系。酶能够进行再生产。•微生物反应是非常复杂的反应过程•（1）反应体系中有细胞的生长，基质消耗和产物的生成，有各自的最佳反应条件。•（2）微生物反应有多种代谢途径。•（3）微生物反应过程中，细胞形态、组成要经历生长、繁殖、维持、死亡等若干阶段，不同菌龄，有不同的活性。二、微生物反应动力学的描述方法•细胞生长动力学•反应基质消耗动力学•代谢产物生成动力学•发酵过程：包括细胞内的生化反应，胞内与胞外的物质交换，胞外物质传递及反应。发酵过程特点•多相：气相、液相和固相•多组分：培养基中多种营养成分，多种代谢产物，细胞内也具有不同生理功能的大、中、小分子化合物。•非线性：细胞代谢过程用非线性方程描述。•复杂群体的生命活动反应动力学描述的简化•动力学是对细胞群体的动力学行为的描述•不考虑细胞之间的差别，而是取性质上的平均值，在此基础上建立的模型称为确定论模型，如果考试每个细胞之间的差别，则建立的模型为概率论模型。•如果在考虑细胞组成变化的基础上建立的模型，称为结构模型，一般选取RNA、DNA、糖类及蛋白含量做为过程变量。菌体视为单组分的模型为非结构模型，通过物料平衡建立超经验或半经验的关联模型。•如果细胞内的各种成分均以相同的比例增加，称为均衡生长。•如果由于各组分的合成速率不同而使各组分增加比例不同，称为非均衡生长。•生长模型的简化考虑一般采用均衡生长的非结构模型。•将细胞作为与培养液分离的生物相处理所建立的模型为分离化模型。在细胞浓度很高时采用。•如果把细胞和培养液视为一相，建立的模型为均一化模型。非结构模型结构模型确定论模型最理想情况不考虑细胞内部结构各种细胞均一细胞群体做为一种溶质A细胞之间无差异，是均一的，细胞内有多个组分存在。B均衡生长概率论模型不考虑细胞内部结构各种细胞不均一C实际情况：细胞内多组分；细胞之间不均一D均衡生长对细胞群体的描述模型发酵动力学中常用的几个术语•1．得率(或产率，转化率，Y)：包括生长得率(Yx/s)和产物得率(Yp/s)。•得率：是指被消耗的物质和所合成产物之间的量的关系。•生长得率：是指每消耗1g(或mo1)基质(一般指碳源)所产生的菌体重(g)，即Yx/s=ΔX/ΔS。•产物得率：是指每消...
