微生物代谢的控制

微生物代谢的掌控

突破微生物的自我代谢调整机制，使代谢产物积累的有效措施

有三种：

应用营养缺陷型菌株，利用其合成代谢途径中某一步发生的缺陷，解除反馈调整作用，从而使产物大量积累。

选育抗反馈调整的突变菌株，使其不再受正常反馈调整的影响，*终达到产物积累的目的。

更改细胞膜的通透性，使*终代谢产物不能在细胞内大量积累达

到引起反馈调整的浓度，从而达到解除反馈调整的目的。

一、发酵过程掌控

微生物发酵的过程掌控应当从两个方面来实现：

1. 微生物菌体本身的性能掌控

2. 微生物发酵环境条件掌控。

（一）发酵过程的一般性规律

1.发酵的基本过程

原材料的预处理，发酵培育基的制备，**，大型发酵，发酵液

的预处理和固液分别，发酵液的纯化，发酵液的精制及成品加工

2.发酵过程的一般性规律

（1）发酵用培育基

供菌种生长、繁殖和合成产物使用。

（2）种子扩大培育

供给大量菌体

应使用处于对数增长期末期的菌种。

（3）发酵工艺掌控

调控发酵条件包括：

发酵温度、发酵醪基质浓度、含氧量、酸碱度、发酵时间掌控方法有:

通风、供热（冷）、调整培育基

发酵掌控要解决的两个问题：

发酵代谢途径问题

发酵代谢速度问题

（二）发酵过程需要过程掌控

（三）发酵过程掌控的基本途径

发酵原材料的掌控

发酵菌体的掌控

发酵条件的掌控

二、微生物代谢调整与发酵掌控实例分析

谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径

菌种的选择

只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。

培育基的选择

发酵罐示意图

发酵条件掌控

发酵温度：谷氨酸菌*适生长温度35～34℃；*适发酵温度35～37℃

发酵pH：7.0～7.2

发酵溶解氧:大量氧气

三、微生物的纯种发酵与多菌种的协同发酵

（一）微生物的纯种发酵

1.纯种发酵对生产菌种的要求

高产性；

无害型；

适应性；

稳定性

2.纯种发酵对生产过程的要求

生产过程无菌化

3.纯种发酵的生产特点

菌种单一，易于生产掌控

液态基质，易于自动化掌控

产品**，牢靠性强

产品风味纯正

（二）多菌种的协同发酵

（二）多菌种协同发酵的特点

多菌种的协同作用

发酵界面多而杂且产品风味多样化产品的区域性特征显著

设备投入少，生产快捷性强

发酵机理不清，生产阅历性强