代谢控制发酵的意义

第一章：微生物代谢

小结：1、能量代谢是生物新陈代谢的核心

2、 化能异养微生物的生物氧化必须经历脱氢、递氢和受氢3个阶段，依据受体的不

同将生物氧化分为三种：呼吸、无氧呼吸和发酵

3、化能自养微生物利用无机氧化获得ATP，产能少，生长得率极低

4、字样微生物通过光和磷酸化获得ATP，包括循环光合酸化、分循环光和磷酸化和紫膜光合磷酸化三种 5、微生物具有固氮作用 复习题：

1、 名词解释：

生物氧化：在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水

﹐并释放能量的过程。

、

有氧呼吸：微生物在降解底物过程中，将释放出电子传给NAD（P）+FAD或FMN等电子载体，在经电子传递系统传给外源电子受体，以分子氧作为最终电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程

、

无氧呼吸：微生物在降解底物过程中，将释放出电子传给NAD（P）+FAD或FMN等电子载体，在经电子传递系统传给外源电子受体，以氧化型化合物作为最终电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程

发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。 电子传递链（呼吸链）：多种递电

第一章：微生物代谢

小结：1、能量代谢是生物新陈代谢的核心

2、 化能异养微生物的生物氧化必须经历脱氢、递氢和受氢3个阶段，依据受体的不

同将生物氧化分为三种：呼吸、无氧呼吸和发酵

3、化能自养微生物利用无机氧化获得ATP，产能少，生长得率极低

4、字样微生物通过光和磷酸化获得ATP，包括循环光合酸化、分循环光和磷酸化和紫膜光合磷酸化三种 5、微生物具有固氮作用 复习题：

1、 名词解释：

生物氧化：在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水

﹐并释放能量的过程。

、

有氧呼吸：微生物在降解底物过程中，将释放出电子传给NAD（P）+FAD或FMN等电子载体，在经电子传递系统传给外源电子受体，以分子氧作为最终电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程

、

无氧呼吸：微生物在降解底物过程中，将释放出电子传给NAD（P）+FAD或FMN等电子载体，在经电子传递系统传给外源电子受体，以氧化型化合物作为最终电子受体，从而生成水或其它还原型产物并释放出能量的过程

发酵：是指微生物细胞将有机物氧化释放的电子直接交给底物本身未完全氧化的某种中间产物，同时释放能量并产生各种不同的代谢产物。 电子传递链（呼吸链）：多种递电

限量补充培养法：将经适当稀释的浓缩处理液涂布于含有微量蛋白胨或0.1%完全培养基成分的基本培养基平板上。经培养后，野生型细胞迅速生长成较大菌落，而缺陷型细胞生长缓慢只能形成小菌落。这些小菌落大多数为营养缺陷型，将其转接到完全培养基斜面保存待测。

平衡合成：底物A经分支合成途径生成两种终产物E与G，由于a酶活性远大于酶b ,结果优先合成E。E过量后就会抑制a酶，使代谢转向合成G。G过量后，就会拮抗或逆转E的反馈抑制作用，结果代谢流又合成E，如此循环。

优先合成：底物A经分支合成途径生成两种终产物E与G，由于a酶活性远大于酶b ,结果优先合成E。E过量后就会抑制a酶，使代谢转向合成G。G合成达到一定浓度时就会对c酶产生抑制作用。

转导：利用转导噬菌体为媒介而将供体菌的部分DNA导入受体菌中，从而使受体菌获得部分遗传性状的现象。 反馈阻遏：即在合成过程中有生物合成途径的终点产物对该途径的一系列酶的量调节,所引起的阻遏作用。反馈阻遏是转录水平的调节,产生效应慢。

基本培养基：能满足野生型或原养型菌株的最低营养成分的培养基。

代谢控制发酵：利用遗传学的方法或其他生物化学的方法，人为地在DNA分子水平上，改变和控制微生物的代谢，使有用目的产物大量生成、积

发酵工艺控制——氧对发酵的影响及控制

在好氧深层培养中，氧气的供应往往是发酵能否成功的重要限制因素之一。通气效率的改进可减少空气的使用量，从而减少泡沫的形成和杂菌污染的机会。 一、溶解氧对发酵的影响

溶氧是需氧发酵控制最重要的参数之一。由于氧在水中的溶解度很小，在发酵液中的溶解度亦如此，因此，需要不断通风和搅拌，才能满足不同发酵过程对氧的需求。溶氧的大小对菌体生长和产物的形成及产量都会产生不同的影响。如谷氨酸发酵，供氧不足时，谷氨酸积累就会明显降低，产生大量乳酸和琥珀酸。

需氧发酵并不是溶氧愈大愈好。溶氧高虽然有利于菌体生长和产物合成，但溶氧太大有时反而抑制产物的形成。因为，为避免发酵处于限氧条件下，需要考查每一种发酵产物的临界氧浓度和最适氧浓度，并使发酵过程保持在最适浓度。最适溶氧浓度的大小与菌体和产物合成代谢的特性有关，这是由实验来确定的。根据发酵需氧要求不同可分为三类：第一类有谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸，它们在菌体呼吸充足的条件下，产量才最大，如果供氧不足，氨基酸合成就会受到强烈的抑制，大量积累乳酸和琥珀酸；第二类，包括异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸和天冬氨酸，即天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高产量

易读文库

发酵技术中的泡沫的控制

1 泡沫的产生、性质及变化 形成条件：

? 气-液两相共存；

? 表面张力大的物质存在；

发酵过程中泡沫有两种类型：

? 一种是发酵液液面上的泡沫，气相所占的比例特别大，与液体有较明显的界限，如

发酵前期的泡沫；

? 另一种是发酵液中的泡沫，又称流态泡沫(fluid foam)，分散在发酵液中，比较稳定，

与液体之间无明显的界限。

? 实质：气溶胶构成的胶体系统，其分散相是空气和代谢气，连续相是发酵液，泡沫

间隔着一层液膜而被彼此分开不相连通。

泡沫是热力学不稳定体系

热力学第二定律指出：自发过程，总是从自由能较高的状态向自由能较低的状态变化。起泡过程中自由能变化如下： △G=γ△A

△G——自由能的变化 △A——表面积的变化 γ——比表面能

起泡时，液体表面积增加，△A为正值，因而△G为正值，也就是说，起泡过程不是自发过程。另一方面，泡沫的气液界面非常大。

例如：半径1cm厚0.001cm的一个气泡，内外两面的气液界面达25cm2；可是，当其破灭为一个液滴后，表面积只有0.2cm2,相差上百倍。

泡沫破灭、合并的过程中，自由能减小的数值很大。因此泡沫的热力学不稳定体系，终归会变成具有较小表面

发酵技术中的补料的控制

补料分批发酵(fed-batch culture，FBC)：

又称半连续培养或半连续发酵，是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法，是分批发酵和连续发酵之间的一种过渡培养方式，是一种控制发酵的好方法，现已广泛用于发酵工业。 1 FBC的作用 1） 可以控制抑制性底物的浓度 高浓度营养物抑制微生物生长：

① 基质过浓使渗透压过高，细胞因脱水而死亡；

② 高浓度基质能使微生物细胞热致死(themal death)，如乙醇浓度达10％时，就可使酵母细胞热致死；

③ 有的是因某种或某些基质对代谢关键酶或细胞组分产生抑制作用，如高浓度苯酚(3％～5％)可凝固蛋白；

④ 高浓度基质还会改变菌体的生化代谢而影响生长等。

? 有的基质是合成产物必需的前体物质，浓度过高，就会影响菌体代谢或产生毒性，

使产物产量降低。如苯乙酸、丙醇(或丙酸)分别是青霉素、红霉素的前体物质，浓度过大，就会产生毒性，使抗生素产量减少。

? 有的底物溶解度小，达不到应有的浓度而影响转化率。如甾类化合物转化中，因它

们的溶解度小，使基质的浓度低，造成转化率不高。

? 采用FBC方式，可以控制适

智能控制的发展趋势和应用

学号0000000 姓名 ****** 老师 钟春富

摘要：描述了智能控制产生的历史以及全世界对于智能控制有研究的多个国家在智能控制的研究方向以及研究水平，介绍了智能控制的发展趋势以及智能控制发展面临的问题，详述了智能控制的主要研究方向，说明了智能控制的应用方向以及具体应用，展望了智能控制的发展前景以及对于社会生产和日常生活的积极意义。

关键词：智能控制、模糊控制、神经网控制、专家控制、智能化。

一、智能控制的产生

人类的进化归根结底是智能的进化，而智能反过来又为人类的进步服务。我们学习与研究智能系统、智能机器人和智能控制等，其目的就在于创造和应用智能技术和智能系统，从而为人类进步服务。因此，可以说对智能控制的钟情、期待、开发和应用，是科技发展和人类进步的必然趋势。

在科学技术发展史上，控制科学同其他技术科学一样，它的产生与发展主要由人类的生产发展需求和人类当时的知识水平所决定和限制的。

20世纪以来，特别是第二次世界大战以来，控制科学与技术得到了迅速的发展，由研究单输入单输出被控对象的经典控制理论，发展成了研究多输入多输出被控对象的现代控制理论。1948年，美国著名的控制论创始人维纳(N．Wiener)在他的《控制

内部控制与风险管理是紧密联系的。如何正确认识这两者间的关系，无论对学术研究还是企业的经营管理实践，都具有现实意义。本文在梳理内部控制理论演进历史的基础上，分析了企业风险管理框架对内部控制框架的继承和发展，明确指出内部控制和风险管理已日益融合，风险导向已成为内部控制的发展方向。 一、内部控制理论的演进历史

内部控制的思想和实践历史悠久，其伴随着组织的形成而产生。内部控制理论的发展大体上经历了内部牵制、内部控制制度、内部控制结构、内部控制框架等四个阶段。在每一阶段，内部控制都被赋予不同的内涵。

(一)内部牵制阶段。一般认为，20世纪40年代以前是内部牵制阶段。内部控制思想的萌芽早在五千多年前就出现了。苏美尔文化的史料记载中会计账簿数字边的标记、古埃及古物入仓时的职务分离、我国周朝留下的记录——“一毫财赋之出入，数人之耳目通焉”等，均反映了内部牵制的基本原理，即以账目间的相互核对为主要内容并实施岗位分离。内部牵制理论建立在两个基本假设之上：两个或两个以上的人或部门无意识地犯同样错误的可能性很小;两个或两个以上的人或部门有意识地串通舞弊的可能性大大低于单独一个人或部门舞弊的可能性。美国著名审计学家蒙哥马利1912年所著的《审计——理论与实

内蒙古科技大学

过程控制工程课程设计说明书

题 目：发酵罐温度控制系统的设计学生姓名：学 号：专 业：测控技术与仪器班 级：指导教师：

2009-3

目录

前 言........................................................................................错误！未定义书签。 1工艺过程概述...........................................................................错误！未定义书签。

1．1工艺背景：..................................................................错误！未定义书签。 1．2温度对发酵的影响......................................................错误！未定义书签。

1.2.1温度影响微生物细胞生长.................................错误！未定义书签。 1.2.2温度影响产物的生成量........

谷氨酸发酵过程优化与控制研究

【摘要】：谷氨酸产生菌既是谷氨酸发酵反应过程的主体，也是反应过程的生物催化剂。通过对影响谷氨酸发酵生产的菌种、原料、发酵环境条件等因素进行分析，指出采用代谢工程方法优化生产菌种和发酵工艺，能够使菌种发酵的综合技术得到不断提高。

关键词：谷氨酸发酵；菌种；流加糖；生物素；发酵环境条件；控制

谷氨酸发酵生产是谷氨酸产生菌在其生命活动过程中分解、代谢营养物质、合成所需产物———谷氨酸的生化过程。在这个过程中，影响谷氨酸产生菌生长、繁殖、代谢及合成产物的因素很多，通过人工干预有目的地控制这些因素，使其最终满足谷氨酸菌种的代谢合成需要，可以达到增加产物、降低消耗的目的。谷氨酸产生菌既是反应过程的主体，也是反应过程的生物催化剂，它摄取原料的营养，通过细胞内特定的酶系列进行复杂的生化反应。其底物中的反应物透过细胞壁和细胞膜进入细胞体内，在酶的作用下进行催化反应，将反应物转化为产物并释放出来，细胞的内在特性及其代谢规律是影响生化反应的关键因素。因此，发酵是一个比其他工业过程更为复杂的动态过程。

1 选育优良菌种

高产、纯正、优良的菌种是保证发酵成功的前提，因此优良生产菌种的选育一直是谷氨酸发酵的主要研究课题。谷氨酸发