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發(fā)酵工藝優(yōu)化的方法有很多往往是多種優(yōu)化方法的結(jié)合，之間不是孤立的而是相互聯(lián)系的一種發(fā)酵中。其目的就是要控制發(fā)酵，依照自己的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出更多、更好的產(chǎn)品。去除代謝終產(chǎn)物改變細(xì)胞膜的通透性。不使終產(chǎn)物積累到可引起反饋調(diào)節(jié)的濃度，把屬于反饋控制因子的終產(chǎn)物迅速不時(shí)地排出細(xì)胞外。即可以預(yù)防反饋控制。
使這一技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。發(fā)酵是細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)中早被人們認(rèn)識(shí)和利用的發(fā)酵技術(shù)在醫(yī)藥、輕工、食品、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用為了提高發(fā)酵生產(chǎn)水平。發(fā)酵工藝的優(yōu)化，人們首先考慮的菌種的選育或基因工程的構(gòu)建。而實(shí)際上。包括生物反應(yīng)器中的工程問題，也同樣非常重要發(fā)酵環(huán)境條件的優(yōu)化發(fā)酵環(huán)境條件的優(yōu)化是發(fā)酵過程中基本的要求。依據(jù)不同的發(fā)酵而有所不同。同時(shí)，也是重要、難掌握的技術(shù)指標(biāo)。溫度、pH值、溶氧、攪拌轉(zhuǎn)速、氨離子、金屬離子、營養(yǎng)物濃度等的優(yōu)化控制。微生物在生長的不同階段、生產(chǎn)目的代謝產(chǎn)物的不同時(shí)期，對環(huán)境條件可能會(huì)有不同的要求。因此，應(yīng)該在生物反應(yīng)器內(nèi)，使溫度、pH值、溶氧、攪拌轉(zhuǎn)速等不斷變換，始終為其提供的環(huán)境條件，以提高目的產(chǎn)物的得率。
發(fā)酵放大實(shí)驗(yàn)中。但往往忽視了細(xì)胞代謝流的變化。例如：溶解氧濃度的丈量與控制時(shí)，一般都很注重尋找的培養(yǎng)基配方和的溫度、pH值、溶氧等參數(shù)。關(guān)心的氧濃度或其臨界值，而不注意細(xì)胞代謝時(shí)的攝氧率；用氨水調(diào)節(jié)pH值時(shí)，關(guān)心的pH值，卻不注意添加氨水時(shí)的動(dòng)態(tài)變化及其與其他發(fā)酵過程的參數(shù)的關(guān)系，而這些變化對細(xì)胞的生長代謝卻非常重要基于此。必需高度重視細(xì)胞代謝流分布變化的有關(guān)現(xiàn)象，華東理工大學(xué)的張嗣良提出了以細(xì)胞代謝流分析與控制為核心的發(fā)酵工程學(xué)”觀點(diǎn)。認(rèn)為。研究細(xì)胞代謝物質(zhì)流與生物反應(yīng)器物料流變化的相關(guān)性，高度重視細(xì)胞的生長變化，盡可能多地從生長變化中做出有實(shí)際價(jià)值的分析，進(jìn)一步建立細(xì)胞生長變量與生物反應(yīng)器的操作變量及環(huán)境變量三者之間的關(guān)系，以便有效控制細(xì)胞的代謝流，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的優(yōu)化。
補(bǔ)料分批發(fā)酵技術(shù)該技術(shù)可以有效地減少發(fā)酵過程中培養(yǎng)基黏度升高引起的傳質(zhì)效率降低、降解物的阻遏和底物的反饋抑制的現(xiàn)象。延長產(chǎn)物合成期和增加代謝物的積累。很好地控制代謝方向。所需營養(yǎng)物*的補(bǔ)加。使代謝產(chǎn)物積累到大。氨基酸發(fā)酵中采用這種補(bǔ)料分批技術(shù)，常用來控制營養(yǎng)缺陷型突變菌種。實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的代謝調(diào)控。
超聲波的應(yīng)用超聲波有很強(qiáng)的生物學(xué)效應(yīng)?？蓱?yīng)用于發(fā)酵過程的上、中、下游三個(gè)階段。其在發(fā)酵工藝上的應(yīng)用。促進(jìn)酶的變性或分泌，可增加細(xì)胞膜的通透性和選擇性。增強(qiáng)細(xì)胞代謝過程，從而縮短發(fā)酵時(shí)間，改善生物反應(yīng)條件，提高生物產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量超聲波的作用機(jī)制分為熱作用、空化作用和機(jī)械傳質(zhì)作用。熱作用是超聲波在介質(zhì)內(nèi)傳達(dá)過程中?？捎糜跉⒕蚴姑甘Щ睢？栈饔檬浅暡ㄔ诮橘|(zhì)中傳播時(shí)，能量不時(shí)被介質(zhì)吸收而使介質(zhì)的溫度升高的一種現(xiàn)象。液體中分子的平均距離隨著分子的振動(dòng)而變化。當(dāng)其逾越堅(jiān)持液體作用的臨界分子間距，就形成空化（空泡）空泡內(nèi)可發(fā)生瞬間高溫高壓并伴有強(qiáng)大的沖擊波或射線流等，這足以改變細(xì)胞的壁膜結(jié)構(gòu)，使細(xì)胞內(nèi)外發(fā)生物質(zhì)交換。機(jī)械傳質(zhì)作用是超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，可使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，加速發(fā)酵液的質(zhì)量傳送，提高發(fā)酵過程的反應(yīng)速度。超聲波可廣泛應(yīng)用于生物發(fā)酵工程。不同頻率和強(qiáng)度的超聲波對發(fā)酵過程的作用是不同的使用時(shí)應(yīng)視具體的發(fā)酵工藝和使用條件進(jìn)行選擇。
增加前體物的合成增加目的產(chǎn)物的前體物的合成或是直接添加前體物。通常在微生物的培養(yǎng)中加入前體，均有利于目的產(chǎn)物的大量積累。如：氨基酸的發(fā)酵中。生產(chǎn)氨基酸；花生四烯酸的發(fā)酵中，通過增加前體物或是加強(qiáng)糖代謝的途徑，增加其前體物的合成，均有助于提高花生四烯酸的產(chǎn)量。
相關(guān)產(chǎn)品
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