发酵工程8-2温度对发酵过程的影响和控制.pptVIP

如四环素生长阶段280C，合成期260C后期再升温；黑曲霉生长370C，产糖化酶32～340C。 但也有的菌种产物形成比生长温度高。如谷氨酸产生菌生长30～340C，产酸34～370C。 最适温度选择要根据菌种与发酵阶段做试验。 宝山壁画 宝山壁画是引人注目的昂贵文物。此壁画发现于阿鲁科尔沁旗东沙布乡境内。1994年列为“全国十大考古新发现”之一。宝山壁画中最引人注目的是《杨贵妃教鹦鹉图》。该画高0.7米、宽2.3米，用于笔重彩绘制，最突出的表现了 晚唐风格。唐代擅长绘贵妇仕女的大师周昉绘制了《杨贵妃教鹦鹉图》，不仅享誉中原，而且还影响全国各地。发现于阿旗宝山古墓里的这幅画，就是契丹人聘请中原画家按照周氏风格绘制的， 技法深得周氏画风的真传。在唐人真迹稀如星风的今天，能够从中完整了解唐代人物画的杰出成就，堪称美术史研究的辛事。这幅壁画现今保存在阿鲁科尔沁旗博物馆，历经千年，恍如新绘，是该馆的镇馆之宝。 欢迎大家观看！ * * 8.2 温度对发酵的影响及其控制 一、温度对生长的影响 不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度的要求大致可分为四类： 嗜冷菌适应于0～260C生长， 嗜温菌适应于15～430C生长， 嗜热菌适应于37～650C生长， 嗜高温菌适应于650C以上生长。 不同温度对各类菌生长的影响 每种微生物对温度的要求可用最适温度、最高温度、最低温度来表征。 在最适温度下，微生物生长迅速；超过最高温度微生物即受到抑制或死亡； 在最低温度范围内微生物尚能生长，但生长速度非常缓慢，世代时间无限延长。 在最低和最高温度之间，微生物的生长速率随温度升高而增加，超过最适温度后，随温度升高，生长速率下降，最后停止生长，引起死亡。 微生物受高温的伤害比低温的伤害大，即超过最高温度，微生物很快死亡；低于最低温度，微生物代谢受到很大抑制，并不马上死亡。这就是菌种保藏的原理。 二、温度对发酵的影响 1、温度影响反应速率 发酵过程的反应速率实际是酶反应速率，酶反应有一个最适温度。 从阿累尼乌斯方程式可以看到 E——活化能 K——速率常数 酶反应的E值，通常是正值。反应速率常数与温度成正相关，当温度升高时，酶反应速率增大，生长代谢加快，生产期提前。 但酶本身很易因过热而失去活性，表现在菌体容易衰老，发酵周期缩短，影响最终产量。 2、温度影响发酵方向 四环素产生菌金色链霉菌同时产生金霉素和四环素，当温度低于300C时，这种菌合成金霉素能力较强；温度提高，合成四环素的比例也提高，温度达到350C时，金霉素的合成几乎停止，只产生四环素。 温度还通过改变发酵液的物理性质（如氧的溶解度、基质的传质速率等）、某些基质的溶解度等间接影响产物的合成。因此对发酵过程中的温度要严格控制。 三、发酵过程引起温度变化的因素 （一）发酵热Q发酵 发酵热是引起发酵过程温度变化的原因。 所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。 在发酵过程中产生菌分解基质产生热量，机械搅拌产生热量，而罐壁散热、水分蒸发、空气排气带走热量。这各种产生的热量和各种散失的热量的代数和就叫做净热量。发酵热引起发酵液的温度上升。发酵热大，温度上升快，发酵热小，温度上升慢。 1、生物热Q生物 在发酵过程中，菌体不断利用培养基中的营养物质，将其分解氧化而产生的能量，其中一部分用于合成高能化合物（如ATP）提供细胞合成和代谢产物合成需要的能量，其余一部分以热的形式散发出来，这散发出来的热就叫生物热。 微生物进行有氧呼吸产生的热比厌氧发酵产生的热多。 培养过程中生物热的产生具有强烈的时间性。 生物的大小与呼吸作用强弱有关 在培养初期，菌体处于适应期，菌数少，呼吸作用缓慢，产生热量较少。 菌体在对数生长期时，菌体繁殖迅速，呼吸作用激烈，菌体也较多，所以产生的热量多，温度上升快，必须注意控制温度。 培养后期，菌体已基本上停止繁殖，主要靠菌体内的酶系进行代谢作用，产生热量不多，温度变化不大，且逐渐减弱。 如果培养前期温度上升缓慢，说明菌体代谢缓慢，发酵不正常。如果发酵前期温度上升剧烈，有可能染菌，此外培养基营养越丰富，生物热也越大。 2、搅拌热Q搅拌 在机械搅拌通气发酵罐中，由于机械搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间，液体与搅拌器等设备之间的摩擦，产生可观的热量。搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下式计算： Q搅拌＝P×860×4186.8（焦耳/小时） P——搅拌轴功率 4186.8——机械能转变为热能的热功当量 电机功率P= E——额定电压，I——额定电流 cosφ——功率因素，1千瓦时＝860×4186.8焦耳 3、蒸发热Q蒸发 通气时，引起发酵液的水分蒸发，水分蒸发所需的热量叫蒸发热。此外，排气也会带走部分热量叫显热Q显热，显热很小，