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　　Foodjx導(dǎo)讀：發(fā)酵是細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)中zui早被人們認(rèn)識(shí)和利用的。發(fā)酵技術(shù)在醫(yī)藥退个、輕工募壕、食品、農(nóng)業(yè)语盈、環(huán)保等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用舱馅，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。
　　
　　為了提高發(fā)酵生產(chǎn)水平刀荒，人們首先考慮的是菌種的選育或基因工程的構(gòu)建代嗤。而實(shí)際上，發(fā)酵工藝的優(yōu)化照棋，包括生物反應(yīng)器中的工程問題，也同樣非常重要武翎。
　　
　　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zui基本的要求烈炭，也是zui重要、zui難掌握的技術(shù)指標(biāo)督巍。溫度卫道、pH值、溶氧单旺、攪拌轉(zhuǎn)速秒勿、氨離子、金屬離子拔怜、營養(yǎng)物濃度等的優(yōu)化控制吹兴，依據(jù)不同的發(fā)酵而有所不同。同時(shí)盏踢，微生物在生長的不同階段施揪、生產(chǎn)目的代謝產(chǎn)物的不同時(shí)期，對(duì)環(huán)境條件可能會(huì)有不同的要求赐杏。因此交某，應(yīng)該在生物反應(yīng)器內(nèi)醇锌，使溫度、pH值麻诀、溶氧痕寓、攪拌轉(zhuǎn)速等不斷變換，始終為其提供*的環(huán)境條件蝇闭，以提高目的產(chǎn)物的得率呻率。
　　
　　在發(fā)酵放大實(shí)驗(yàn)中，一般都很注重尋找*的培養(yǎng)基配方和*的溫度丁眼、pH值筷凤、溶氧等參數(shù)，但往往忽視了細(xì)胞代謝流的變化苞七。例如：在溶解氧濃度的測量與控制時(shí)藐守，關(guān)心的是*氧濃度或其臨界值，而不注意細(xì)胞代謝時(shí)的攝氧率蹂风；用氨水調(diào)節(jié)pH值時(shí)卢厂，關(guān)心的是*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)系惠啄，而這些變化對(duì)細(xì)胞的生長代謝卻非常重要慎恒。
　　
　　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)作用歇盒。熱作用是超聲波在介質(zhì)內(nèi)傳播過程中庸灶，能量不斷被介質(zhì)吸收而使介質(zhì)的溫度升高的一種現(xiàn)象，可用于殺菌或使酶失活韩丸【叫空化作用是超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，液體中分子的平均距離隨著分子的振動(dòng)而變化查新。當(dāng)其超過保持液體作用的臨界分子間距杀终，就形成空化（空泡）∨龋空泡內(nèi)可產(chǎn)生瞬間高溫高壓并伴有強(qiáng)大的沖擊波或射線流等息聪，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)交換囤胯。發(fā)酵罐機(jī)械傳質(zhì)作用是超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)员研，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)量傳遞蚪缚，提高發(fā)酵過程的反應(yīng)速度辽廊。
　　
　　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(duì)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)行選擇酿傍。
　　
　　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烙懦，均有利于目的產(chǎn)物的大量積累。如：在氨基酸的發(fā)酵中赤炒，通常在微生物的培養(yǎng)中加入前體氯析，生產(chǎn)氨基酸；在花生四烯酸的發(fā)酵中莺褒，通過增加前體物或是加強(qiáng)糖代謝的途徑掩缓，增加其前體物的合成，均有助于提高花生四烯酸的產(chǎn)量遵岩。
　　
　　基于此你辣，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)”的觀點(diǎn)。他認(rèn)為尘执，必須高度重視細(xì)胞代謝流分布變化的有關(guān)現(xiàn)象舍哄，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)胞的生長變化誊锭，盡可能多地從生長變化中做出有實(shí)際價(jià)值的分析表悬，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)胞的代謝流市砍，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程的優(yōu)化俏川。
　　
　　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)象射疤，很好地控制代謝方向符殊，延長產(chǎn)物合成期和增加代謝物的積累。
　　
　　所需營養(yǎng)物*的補(bǔ)加倾桩，常用來控制營養(yǎng)缺陷型突變菌種倘秸，使代謝產(chǎn)物積累到zui大。氨基酸發(fā)酵中采用這種補(bǔ)料分批技術(shù)zui普遍符晃，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的代謝調(diào)控叔抡。
　　
　　超聲波的應(yīng)用超聲波有很強(qiáng)的生物學(xué)效應(yīng)港摘∪匏可應(yīng)用于發(fā)酵過程的上、中脖嗽、下游三個(gè)階段还织。其在發(fā)酵工藝上的應(yīng)用，可增加細(xì)胞膜的通透性和選擇性主巍，促進(jìn)酶的變性或分泌冠息，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)條件逛艰，提高生物產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量躏碳。
　　
　　去除代謝終產(chǎn)物改變細(xì)胞膜的通透性，把屬于反饋控制因子的終產(chǎn)物迅速不斷地排出細(xì)胞外散怖，不使終產(chǎn)物積累到可引起反饋調(diào)節(jié)的濃度菇绵，即可以預(yù)防反饋控制。
　　
　　發(fā)酵工藝優(yōu)化的方法有很多镇眷，它們之間不是孤立的咬最，而是相互的。在一種發(fā)酵中欠动，往往是多種優(yōu)化方法的結(jié)合永乌，其目的就是要控制發(fā)酵，按照自己的設(shè)計(jì)具伍，生產(chǎn)出更多翅雏、更好的產(chǎn)品。