山东师范大学：《发酵工艺学》课程教学资源（PPT课件）第四章 发酵工艺过程控制

第四章 发酵工艺过程控制 第一节 发酵的操作方式 •分批培养 •补料分批培养（半连续培养） •连续培养

第四章 发酵工艺过程控制 第一节 发酵的操作方式 •分批培养 •补料分批培养（半连续培养） •连续培养

一、 分批培养 （batch culture or fermentation） 1.概念：在一个密闭系统内投入有限数量的营 养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养， 在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物 培养方法

一、 分批培养 （batch culture or fermentation） 1.概念：在一个密闭系统内投入有限数量的营 养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养， 在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物 培养方法

分批培养中微生物的生长 迟滞期 对数生长期 稳定期 死亡期

分批培养中微生物的生长 迟滞期 对数生长期 稳定期 死亡期

2.特点： (1)整个培养系统与外界没有其它物质交换（O2、 CO2、消泡剂、酸碱除外） (2)整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产 物浓度不断变化，是一种非稳态的培养方法

2.特点： (1)整个培养系统与外界没有其它物质交换（O2、 CO2、消泡剂、酸碱除外） (2)整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产 物浓度不断变化，是一种非稳态的培养方法

3.分批培养的优缺点 优点: 操作简单，周期短，染菌机会少， 生产过程和产品质量容易掌握。 缺点: 产率低

3.分批培养的优缺点 优点: 操作简单，周期短，染菌机会少， 生产过程和产品质量容易掌握。 缺点: 产率低

二、连续培养（continuous culture） 1. 概念： 微生物培养到对数生长期时，在发酵罐 中不断添加新鲜的培养基，同时不断放出代 谢物，使微生物细胞在近似恒定状态下生长 的培养方式

二、连续培养（continuous culture） 1. 概念： 微生物培养到对数生长期时，在发酵罐 中不断添加新鲜的培养基，同时不断放出代 谢物，使微生物细胞在近似恒定状态下生长 的培养方式

2. 特点： 菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度 均处于恒定状态

2. 特点： 菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度 均处于恒定状态

3. 连续培养的优缺点 优点: 控制稀释速率可以使发酵过程最优化。 发酵周期长，产量高。 缺点: 长期连续培养会引起菌种退化，降低 产量。染菌机会增加。 应用：废水处理、葡萄糖酸发酵、酒精发酵等工业中

3. 连续培养的优缺点 优点: 控制稀释速率可以使发酵过程最优化。 发酵周期长，产量高。 缺点: 长期连续培养会引起菌种退化，降低 产量。染菌机会增加。 应用：废水处理、葡萄糖酸发酵、酒精发酵等工业中

三、补料分批培养（fed-batch culture） 介于分批培养和连续培养之间的操作方法。 1.概念：根据菌体生长和初始培养基的特点，在 分批培养的某些阶段适当补加培养基，使菌体或 其代谢产物的生产时间延长

三、补料分批培养（fed-batch culture） 介于分批培养和连续培养之间的操作方法。 1.概念：根据菌体生长和初始培养基的特点，在 分批培养的某些阶段适当补加培养基，使菌体或 其代谢产物的生产时间延长

2.补料分批培养的优缺点 优点： 与分批培养相比 (1)解除底物抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。 (2)延长次级代谢产物的生产时间

2.补料分批培养的优缺点 优点： 与分批培养相比 (1)解除底物抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。 (2)延长次级代谢产物的生产时间