生化工程第五章 微生物培养及发酵动力学

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第五章 微生物培养及发酵动力学

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内容1 2 3 4 基本概念 微生物反应的物料衡算 微生物反应的能量衡算 微生物反应动力学

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微生物生长的基质

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微生物反应的特点

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二 微生物反应过程的质量衡算

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例题：(选自贾士儒48-69页) 1.葡萄糖为基质进行面包酵母( S.cereviseae ) 培养，培养的反应式可用下式表达，求计量关 系中的系数a、b、c、d。 反应式为： C6H12O6+3O2+aNH3 →bC6H10 NO3(面包酵母)+ cH2O+dCO2

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解：据平衡方程式,可得：C: 6=6b+d H: 12+3a=10b+2c O: 6+6=3b+c+2d N: a=b 方程联立求解为：a=b=0.48 c=4.32 d=3.12 上述反应计量关系式为: C6H12O6+3O2+0.48NH3 → 0.48C6H10NO3+4.32H2O+ 3.12CO2

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练习 1.葡萄糖为碳源，NH3为氮源进行酿酒酵母 发酵。呼吸商1.04。消耗100mol葡萄糖和 48mol NH3 生 产 了 48 mol 菌 体 、 312 mol CO2 和432molH2O。求氧的消耗量和酵母菌 体的化学组成。(呼吸商RQ=CO2 生成速 率/O2消耗速率)

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第二节

微生物反应过程的得率系数

研究得率系数的意义： 对碳源等物质生成细胞或其他产物的潜力 进行定量评价的重要参数。 分为以下几类：

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部分菌体得率与产物得率得率 定义单位

YX/S消耗1g或1mol基质获得的干菌体克数，g/g, g/mol YATP消耗1molATP获得的干菌体克数，g/mol YKJ消耗1KJ热量获得的干菌体克数， g/KJ YX/O消耗1gO2获得的干菌体克数，g/g YX/H 1mol氢受体产生的干菌体克数，g/mol YX/N 消耗1g氮产生的干菌体克数，g/mol YX/NO3-消耗1mol NO3-获得的干菌体克数，g/mol YCO2/S消耗1mol基质产生的CO2的摩尔数，mol /mol YCO2/O消耗1mol O2产生的CO2的摩尔数，mol /mol YATP/S消耗1mol基质获得的ATP的摩尔数，mol /mol-

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细胞得率(生长得率): YX/S=生产细胞的质量g / 消耗基质的质量g =ΔX/(-ΔS) 碳元素的细胞得率: YC = 细胞生产量×细胞含碳量/基质消耗量 ×基质含碳量 =YX/S×(Xc/Sc)