东北农业大学《生物工艺学》课程教学资源（PPT课件）生工艺学讲稿7

实验失败的原因: 1漏氧气,使厌氧产氢微生物不能生长 2杂菌污染

实验失败的原因： 1 漏氧气，使厌氧产氢微生物不能生长 2 杂菌污染

经验教训 1实验中的任何一个环节都给予高度重视 不可疏漏 2.保证厌氧条件

经验教训 1.实验中的任何一个环节都给予高度重视 不可疏漏 2 .保证厌氧条件

100 1.2 -Glucose consumpt i on Soluble prote in consumpt on 0.8 OD600nm 0.6 +o月50co 40 0.4 20 0.2 02468101214161820

0 20 40 60 80 100 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Consumption (%) 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 OD600 Glucose consumption Soluble protein consumption OD600nm

300 -Ethanol Ho Acetate 2000 1500 41000 500 02468101214161820 Time(h)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Time(h) Volatile fatty acids(mg/L) Ethanol Acetate

6 2000 1500 4.5 500 3.5 02468101214161820 Time(h) Time course of growth, glucose consumption soluble protein consumption, the composition of fermentation metabolites pH, and hydrogen eⅴ olution

• Time course of growth, glucose consumption, soluble protein consumption,the composition of fermentation metabolites pH, and hydrogen evolution 3.5 4 4.5 5 5.5 6 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Time (h) pH 0 500 1000 1500 2000 Cummulative H 2 production(ml/L-culture)

9.5溶解氧浓度对发酵的影响及其监控 碳水化合物--→cH2 2CO2 2CO2 CsH12O6 2NAD 2CH CHOH 乙醇 2ADP. 2NADH+H 1 4NAD* 4NADH 2ATP 2NADH 2NAD 2CHCOOH 2CH.COSCOA 2CH.COCOH 2CH3CHOHCOOH 乙酸 丙酮酸 乳酸 2ATP 2ADP 2FdH 2Fd 4NADH+H+ 2NADH+H+- ADP 2ADP- 4NAD 2NAD+4 ATP 2ATP女 2CH3(CH2)2COOH 2H2 2CH3CH, COOH 丁酸 丙酸 产氢一产酸发酵细菌对碳水化合物的代谢途径

9.5 溶解氧浓度对发酵的影响及其监控 产氢-产酸发酵细菌对碳水化合物的代谢途径 碳水化合物 2CH3 COCOH 丙酮酸 2CH3 COSCoA 2ATP 2ADP 2FdH2 2Fd 2CO2 2NAD+ 2NADH+H+ 2NADH +H+ 2NAD+ 2ADP 2ATP 2CH3 COOH 乙酸 2CH3 CH2 OH 乙醇 2CH3 CH2 COOH 丙酸 2CH3 2H2 (CH2 ) 2 COOH 丁酸 2CH3 CHOHCOOH 乳酸 C6 H12O6 2CO C6 H12O6 2 4NAD+ 4NADH +H+ 2NAD+ 2NADH+H+ ATP 2ATP ADP 2ADP 4NAD+ 4NADH+H+

根据最终电子受体(或最终受氢体)可将微生物的呼 吸类型分为3类:发酵、好氧呼吸、无氧呼吸。 发酵:在无外在电子受体时,微生物氧化一些有机物。 有机物仅发生部分氧化,以它的中间代谢产物(即分子内的 低分子有机物)为最终电子受体 好氧呼吸:当存在外在的最终电子受体分子氧O 时,低物可全部被氧化成CO2和H2O并产生ATP 无氧呼吸:在电子传递体系中,氧化NADH2时的最终电 子受体不是分子氧O2,而是氧气以外的无机化合物--NO2、 NO3、SO2、CO32及CO 厌氧发酵好氧发酵

根据最终电子受体（或最终受氢体）可将微生物的呼 吸类型分为3类：发酵、好氧呼吸、无氧呼吸。 发酵: 在无外在电子受体时，微生物氧化一些有机物。 有机物仅发生部分氧化，以它的中间代谢产物（即分子内的 低分子有机物）为最终电子受体 好氧呼吸: 当存在外在的最终电子受体-分子氧O2 时，低物可全部被氧化成CO2和H2O 并产生ATP 无氧呼吸：在电子传递体系中，氧化NADH2时的最终电 子受体不是分子氧O2 ，而是氧气以外的无机化合物----NO2 -、 NO3 -、SO4 2-、CO3 2- 及CO2 厌氧发酵 好氧发酵

在发酵工业生产上如何保证发酵中氧的 供给以满足生产菌对氧的需求,使氧的 供、需这一对矛盾不成为发酵生产的限 制因素是稳定和提高生产、降低成本的 关键之 测定溶液中的氧浓度用复膜氧电极

在发酵工业生产上如何保证发酵中氧的 供给,以满足生产菌对氧的需求，使氧的 供、需这一对矛盾不成为发酵生产的限 制因素是稳定和提高生产、降低成本的 关键之一。 测定溶液中的氧浓度用复膜氧电极

9.5.1供氧产生矛盾的原因 lmo1葡萄糖完全氧化为二氧化碳和水,需要6mo1的氧 lmo1葡萄糖用于合成细胞材料需要19mo的氧 即1.8g的葡萄糖用于合成细胞材料需要0.6g的氧 溶液中氧的饱和浓度:7mg/L 若以浓度为5%(50g/L)的葡萄糖计算,进行细胞材料 合成需要氧的浓度为16.9g/L 16.9g/L÷0.007g/L=2414 显然需要不断地向培养液中供给氧才能保证生长

9.5.1 供氧产生矛盾的原因 1mol葡萄糖完全氧化为二氧化碳和水，需要6mol的氧 1mol葡萄糖用于合成细胞材料需要1.9mol的氧 即1.8g的葡萄糖用于合成细胞材料需要0.6g的氧 溶液中氧的饱和浓度：7mg/L 若以浓度为5%（50g/L ）的葡萄糖计算，进行细胞材料 合成需要氧的浓度为16.9g/L 16.9g/L÷ 0.007g/L= 2414 显然需要不断地向培养液中供给氧 才能保证生长

临界氧浓度一般指不影响菌的 呼吸所允许的最低氧浓度。如对 产物形成而言便称为产物合成的 临界氧浓度。 生物合成最适氧浓度

临界氧浓度一般指不影响菌的 呼吸所允许的最低氧浓度。如对 产物形成而言便称为产物合成的 临界氧浓度。 生物合成最适氧浓度