发酵工程 溶解氧对发酵的影响及其控制

食品发酵基础课程教学大纲课程名称：食品发酵基础（Food Fermentation Basis）课程编号：FFB 223 课程类别：专业课程课程性质：必修总学时：46，其中（理论学时：34 ；实践学时,12 ）学分：2.5适用专业：食品科学与工程责任单位：生物食品学院先修课程：一、课程性质、目的本课程是食品科学与工程专业的必修专业基础课，是生物工程专业一门理论与生产实际结合比较密切的课程；本课程是在学完《食品微生物学》、《食品生物化学》等课程基础上开设的。

本课程主要讲述发酵工艺的基本知识和基本原理，重点突出生产工艺操作及过程控制等方面的实际问题。

通过课堂讲授、辅助必要的工艺实验的教学模式，提高学生动手操作的能力，培养学生应用基本理论和解决生产实际问题的能力。

为学生更好地学习和掌握《酿造酒工艺学》《发酵食品工艺学》等专业课程打好基础。

二、课程主要知识点及基本要求第一章绪论（2学时）1.教学目的要求了解生物技术的知识和生物产品生产的基本过程；了解发酵的一般概念；了解发酵工程的应用范围、特点。

2.重点和难点发酵工程的发展简史及发展趋势。

第二章菌种的选育、保藏与复壮（6学时）1.教学目的、要求了解杂交育种、原生质体融合技术育种及基因重组技术育种的原理与方法。

2.重点和难点掌握自然育种、诱变育种的原理与方法。

掌握菌种保藏的原理及方法。

第三章发酵工业种子制备及培养基设计（7学时）1.教学目的、要求了解发酵生产培养基的组成成份及其在发酵中的作用；了解生产菌种制备的一般流程；掌握各生产菌种制备的工艺流程及操作要点；2.重点和难点掌握影响培养基质量的因素及控制措施。

掌握影响种子质量的因素及其控制方法。

第一节发酵用培养基（4学时）第二节生产菌种的扩大培养（3学时）第四章发酵工程基本无菌操作（7学时）1.教学目的、要求了解灭菌的概念及方法；了解无菌空气质量标准、制备方法。

2.重点和难点掌握微生物热死动力学；掌握影响灭菌效果的因素及控制方法；重点掌握分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点。

名词解释发酵工程：指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。

高通量筛选：是指将许多模型固定在各自不同的载体上，用机器人加样，培养后，用计算机记录结果，并进行分析，实现快速、准确、微量的筛选菌株的方法。

细胞工程育种：在细胞水平上对菌种进行操作，采用杂交、接合、转化和转导等遗传学方法，将不同菌种的遗传物质进行交换重组，使不同菌种的优良性状集中在重组体重，从而提高产量。

主要有杂交育种和原生质体融合育种。

杂交育种：指将两个基因型不同的菌株经吻合是遗传物质重新组合，从中分离筛选出具有新型性状的菌株。

营养缺陷性标记：微生物经诱变处理后产生的一种突变体，需要在培养基上添加一种特定的有机物才能很好的生存，为筛选该菌株而适当添加的遗传标记。

菌种退化：指生产菌种或选育菌种过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行接种传代或保藏之后，群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。

理论转化率：指理想状态下根据微生物的代谢途径进行物料衡算，得出转化率大小。

实际转化率：指发酵试验所得转化率的大小。

种子培养：指将冷冻干燥管、沙土管中处于休眠状态的工业菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量的纯种的过程。

接种龄：指种子罐中培养的菌丝体转入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。

接种量：指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。

表观得率：指对底物的总消耗而言的细胞得率。

理论得率：指仅用于细胞生长所消耗底物而言的细胞得率。

呼吸强度：指单位质量干菌体在单位时间内所吸取的氧量。

用Qo2表示。

耗氧速率：指单位体积培养液在单位时间内的耗氧量，也称摄氧量。

用γ表示。

高密度发酵：指工程菌在短时间内迅速分裂增殖，使菌体浓度迅速升高的过程。

重点部分：发酵工程技术的发展史1、1900年以前，自然发酵阶段。

酿造生产酒、醋等。

2、1900—1940，科赫建立微生物分离纯化和纯培养技术，创造了单细胞纯培养法。

一，名词解释1发酵工程：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。

发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。

2实罐灭菌：是指将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间，再冷却到接种温度，也叫间歇灭菌、分批灭菌。

3连续培养：又叫开放培养，是相对分批培养或密闭培养而言的。

连续培养是采用有效的措施让微生物在某特定的环境中保持旺盛生长状态的培养方法.分批培养：是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定条件下完成一个生长周期的微生物培养方法。

4培养基：是供微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维生素和水等。

有的培养基还含有抗菌素和色素，用于单种微生物培养和鉴定。

5自然选育：也称自然分离，是指对微生物细胞群体不经过人工处理而直接进行筛选的育种方法，又称为单菌落分离。

6营养缺陷型：指微生物等不能在无机盐类和碳源组成的合成培养基中增殖，必须补充一种或一种以上的营养物质才能生长。

7渗漏缺陷型：是遗传障碍不完全的营养缺陷型，突变使某一种酶的活性下降而不是完全丧失，所以这种缺陷性能够少量地合成某一代谢产物，能在基本培养基上少量地生长。

8消毒灭菌：灭菌是指杀灭一切活的微生物。

而消毒则是指杀灭病原微生物和其他有害微生物，但并不要求清除或杀灭所有微生物（如芽胞等）。

9发酵动力学：是研究各种环境因素与微生物代谢活动之间的相互作用随时间变化的规律的科学。

10生物热：产生菌在生长繁殖过程中产生的热能11搅拌热：搅拌器转动引起的液体之间及液体与设备之间的摩擦产生的热量12前体：在微生物的生物合成过程中，有些化合物能直接被微生物利用构成产物分子结构的一部分，而化合物本身的结构没有大的变化，这些物质称为前体。

1、发酵工程：是将DNA重组及细胞融合技术、组学及代谢网络调控技术、过程工程优化与放人技术等新技术与传统发酵工程融合，大大捉高传统发酵技术水平，拓展传统发酵应用领域和产品范围的•种现代工业生物技术理论与工程技术体系（新•代工业生物技术）。

2、固体发酵：根据培养物的物理状态分类的•种发酵方式。

发酵培养物为固态。

3、液体发酵：液体发酵是相对于固体和半固体发酵而言，是从培养基的状态对发酵的•个分类。

4、厌氧发酵：厌氧微生物在隔绝空气不与分了态氧接触的情况下进行的发酵过程。

•般适用于微生物作用于有机化合物的分解代谢，反应时放出气体同时产生热量。

5、好氧发酵：利用微生物在有氧气存在的情况下生成并积累微生物菌体或代谢产物。

6、深层培养：又称通气搅拌技术，采用机械通气搅拌，使得好气性发酵进行大规模生产。

7、深层液体发酵：即微生物细胞在•个密封的发酵罐内，通入无菌空气进行发酵。

8、深层固体发酵：是浅盘固体发酵的•种发展，如厚层通气床，固体发酵罐等，用于工业生产。

9、分批发酵：根据物料和产物的进出方式进行分类的•种发酵方式，所有物料（除去空气，消泡剂，酸碱调节剂外〉•次加入发酵罐，灭菌、接种、培养，最后整个罐的内容物放出，进行产物回收。

10、补料分批发酵：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。

在此过程中只有料液的加入没有料液的取出，所以发酵结束时发酵液体积比发酵开始时有所增加。

11、连续发酵：以•定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，使培养物在近似恒定的状态下生长的培养方法。

12、半连续发酵：在补料分批培养的基础上间歇放掉部分发酵液（带放）称为半连续培养。

某些品种采取这种方式，如四环素发酵。

13、营养缺陷型（auxotroph）:指原菌株由于发生了基因突变,致使合成途径中某步麋发生缺陷,而丧失了合成某些营养物质（氨基酸、维生素、碱基等）的能力。

14、原养型（PrOtOtropħ）:营养缺陷型菌株经回复突变或重组变异后产生的菌株,其营养要求在农型上与野生型相同。

微生物发酵工艺及其控制简述罗宗学（云南大学生命科学学院云南昆明 650091）摘要：根据操作方式不同，发酵工艺分为间歇发酵，连续发酵和流加发酵三种类型，其中流加发酵在生产和科研上应用最为广泛。

在发酵工艺中反映发酵过程变化的参数分为物理参数、化学参数和生物学参数三大类，这些参数的变化直接影响到发酵工业的生产率和产物品质。

本文从对发酵工艺过程影响较大的发酵温度、pH值、溶解氧、泡沫、菌体浓度和基质、发酵时间等6个方面阐述如何进行发酵工艺的控制，为实现发酵产业的经济效益最大化提供必要的理论依据。

关键字：发酵工艺变化参数影响和控制发酵是指通过微生物（或动植物细胞）的生长培养和化学变化，大量产生和积累专门的代谢产物的过程。

早在2000多年前，我国就有了酿酒、制醋的发酵技术，那时候发酵完全属于天然发酵。

20 世纪40年代中期，美国抗菌素工业兴起，大规模生产青霉素，建立了深层通气发酵技术。

1957年，日本微生物生产谷氨酸盐(味精)发酵成功，大大推动了发酵工程的发展。

70年代开始，随着基因工程、细胞工程等生物过程技术的开发，以石油为原料生产单细胞蛋白，使发酵工程从单一依靠碳水化合物(淀粉)向非碳水化合物过渡，从单纯依靠农产品发展到利用矿产资源，如天然气、烷烃等原料的开发。

80年代，随着学科之间的不断交叉和渗透，微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究，人们能按需要设计和培育各种工程菌，在大大提高发酵工程的产品质量的同时，节约能源，降低成本，使发酵技术实现新的革命。

发酵过程中，为了能对生产过程进行必要的控制，需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。

影响发酵过程发的因素很多，包括物理的（如温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、表观粘度、浊度、料液流量等），化学的（如质浓度、pH、产物浓度、溶解氧浓度、氧化还原电位、废气中氧及二氧化碳浓度、核酸量等）和生物的（如菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、基质消耗速率、关键酶活力等）三大类。

发酵工程溶氧计算题摘要：I.发酵工程简介A.发酵工程定义B.发酵工程的应用II.溶氧计算在发酵工程中的重要性A.溶氧对发酵过程的影响B.溶氧计算在发酵工程中的实际应用III.溶氧计算的方法A.基础溶氧计算方法B.实际应用中的溶氧计算方法IV.溶氧计算的实例分析A.实例一B.实例二V.总结正文：I.发酵工程简介发酵工程是一门应用微生物发酵作用，运用现代工程技术手段，大规模生产发酵产品的技术。

它广泛应用于食品、饮料、生物制药、化工等领域。

发酵工程可以提高产品的产量和质量，降低生产成本，同时也有利于环境保护。

II.溶氧计算在发酵工程中的重要性溶氧对发酵过程有着重要的影响。

合适的溶氧水平有利于微生物的生长、繁殖和新陈代谢，从而提高发酵产物的产量和质量。

溶氧计算在发酵工程中可以帮助工程师了解发酵过程中的溶氧变化，为优化发酵条件提供依据。

III.溶氧计算的方法溶氧计算主要有两种方法：基础溶氧计算方法和实际应用中的溶氧计算方法。

基础溶氧计算方法主要包括化学法、电化学法和光度法等。

实际应用中的溶氧计算方法通常根据具体工艺条件和设备类型进行选择，例如采用氧传递系数法、经验公式法等。

IV.溶氧计算的实例分析以下为两个溶氧计算的实例分析：A.实例一：在某啤酒发酵过程中，需要计算溶氧量以确保发酵过程顺利进行。

根据基础溶氧计算方法，采用化学法测定溶氧浓度，通过实验数据计算得到溶氧量为5 mg/L。

根据实际应用中的溶氧计算方法，采用氧传递系数法，根据发酵罐的尺寸、形状和通气条件，计算得到溶氧量为6 mg/L。

综合两种方法的结果，可认为实际的溶氧量为6 mg/L。

B.实例二：在生产某种生物降解塑料的过程中，需要优化发酵条件以提高产品产量。

通过溶氧计算，发现当前的溶氧水平偏低，不利于微生物的生长和代谢。

根据实际应用中的溶氧计算方法，采用经验公式法，调整通气条件，使溶氧水平提高至适宜范围。

最终，产品产量得到显著提高。

V.总结发酵工程中的溶氧计算对于优化发酵条件具有重要意义。

2、试述发酵过程pH变化的原因是什么？答：1、基质代谢：（1）糖代谢特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。

糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一（2）氮代谢当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。

（3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降 2、产物形成：某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。

如有机酸类产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升 3、菌体自溶，pH上升，发酵后期，pH上升。

4、PH对微生物细胞的生长和发酵代谢产物的影响有哪些？生产上怎样控制发酵过程的PH? 发酵过程的pH 控制可以采取哪些措施？答：pＨ值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响有以下几个方面：①影响酶的活性，当pH值抑制菌体中某些酶的活性时，会阻碍菌体的新陈代谢；②影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变细胞膜的通透性，影响微生物对营养物质的吸收与代谢产物的排泄；③影响培养基中某些组分和中间代谢产物的离解，从而影响微生物对这些物质的利用；④PＨ值不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。

另外，pH值还会影响某些霉菌的形态。

控制：首先需要考虑和试验发酵培养基的基础配方，使它们有个适当的配比，使发酵过程中的pH值变化在合适的范围内。

如果达不到要求，还可在发酵过程中补加酸或碱。

过去是直接加人酸(如H2SO4)或碱(如NaOH)来控制，现在常用的是以生理酸性物质(NH)4SO4和生理碱性物质氨水来控制，它们不仅可以调节pH值，还可以补充氮源。

当发酵液的pH值和氨氮含量都偏低时，补加氨水，就可达到调节pH和补充氨氮的目的；反之，pH值较高，氨氮含量又低时，就补加(NH)4SO4。

此外，用补料的方式来调节pH值也比较有效。

可采取的策施：1）调整培养基组分。

2）在发酵过程中进行控制。

①添加CaCO3，②氨水流加法③尿素流加法④在补料与pH 没矛盾时，采取补料调pH.⑤在补料与pH有矛盾时，加酸碱调节pH 。

实验1 KLa 的测定方法氧是难溶气体，在25℃和1个大气压下，纯水中溶解度为0.25 mol/m 3左 右。

在好氧发酵过程中，氧气由气相传递到液相，为微生物消耗。

氧的传递过程 限速阻力位液膜阶段，此时K 1a 是描述氧的传递性能的重要参数。

1.目的掌握利用亚硫酸盐测定容积氧体积传递系数的方法，了解氧传递在好氧发酵 过程中的重要作用。

2原理以Cu 离子为催化剂，溶解于水中的O 2能立即将水中的SO 32-氧化为SO 42-， 其氧化反应的速度几乎与SO 32-浓度无关。

实际上是02 一经溶入液相，立即就被 还原掉。

这种反应特性使溶氧速率成为控制氧化反应的因素。

其反应式如下：Cu2+2Na 2sO 3+O 2—- 2Na 2sO 4剩余的Na 2sO 3与过量的碘作用Na 2sO 3 + I 2 + H 2O -- Na 2sO 4 + 2HI剩余的I 2用标准Na 2s 2O 3溶液滴定。

I 2+ 2N a 2s 2O 3 - N a 2s 4O 6+2N aIA O 2 〜A Na 2sO 3 〜AI 2 - A Na 2s 2O 3可见，每溶解1mo1 O 2,将消耗2mo1 Na 2s 。

3,将少消耗2mo1 12，将多消耗4mo1Na 2s 2O 3。

因此可根据两次取样滴定消耗Na 2s 2O 3的摩尔数之差，计算体积溶氧速率。

公式如下:M ： Na 2s 2O 3 浓度，A t ：两次取样时间间隔，hV 0：取样分析液体积。

将上述N V 值代入公式2二三即可计算出k L a由于溶液中SO 3-2在Cu 2+催化下瞬即把溶解氧还原掉，所以在搅拌作用充分 的式中 丝竺 x 3600 二 900A VM4A tVA tVN V ：两次取样滴定消耗Na 2s 2O 3体积之差，条件下整个实验过程中溶液中的溶氧浓度C=0。

在0.1Mpa（1atm）下，25°C时空气中氧的分压为0.021MPa,根据亨利定律，可计算出C*=0.24mmol/L,但由于亚硫酸盐的存在，C*的实际值低于0.24mmol/L, 因此一般规定C*=0.21mmol/L。

一、名词解释1．发酵工程：发酵原理与工程学的结合，是研究由生物细胞参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。

2.初级代谢产物是指微生物从外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动所需要的物质和能量的过程。

这一过程的产物即为初级代谢产物。

3．次级代谢产物：是指微生物在一定生长时期，以初级代谢产物为前体物质，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质过程，这一过程的产物，即为次级代谢产物。

4.前体：指某些化合物加入到发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中合成到产物分子中去，而其自身的结构并没有多大变化，但是产物的产量却因加入前体而有较大的提高。

5．连续灭菌（连消）将配制好的培养基在高温快速的情况下，向发酵罐输送的同时经过加温，保温，冷却的过程进行灭菌。

6.分批灭菌（即实罐灭菌）将配制好的培养基放入发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备加热至灭菌温度后维持一定时间，在冷却到接种温度，这一工艺过程称为实罐灭菌，也叫间歇灭菌。

7．倒种：一部分种子来源于种子罐，一部分来源于发酵罐。

8．种子扩大培养：指保存在砂土管中、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，在经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级放大培养而获得一定数量和质量的纯种培养物的过程。

9. 种子罐级数：指制备种子需要逐级扩大培养的次数，它决定于生产所用菌种的生长特性、孢子发芽及菌体繁殖的速度、所用发酵罐的容积。

10．二级发酵：把一级种子接入发酵罐内发酵11.通用式发酵罐：指既具有机械搅拌又具有压缩空气分布装置的发酵罐12.分批发酵：是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖和发酵，在发酵过程中除气体进出外，一般不与外界发生物质交换。

在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。

13、补料分批培养：在分批培养过程中补入新鲜的料液，以克服营养不足而导致的发酵过早结束的缺点。

fermentation(发酵)：利用生物细胞（含动植物、微生物），在合适条件下经特定的代谢途径转变成所需产物菌体的过程。

fermentation engineering(发酵工程)：是发酵原理与工程学的结合，是研究由生物细胞（包括动植物、微生物）参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。

bioengineering(生物工程)：以生物科学和生物技术为基础，结合化学工程，机械工程，控制工程，环境工程等工程科学，研究或发展利用生物体系或其中的一部分生产有益于社会的产品或达到一定社会目标的过程科学。

广义上说是指运用生物科学知识及工程学的原理，开发利用生物材料为人类社会提供产品和服务的工程技术。

狭义上是指以基因工程技术为核心的现代生物技术的总称biocatalyst(生物催化剂)：指传统发酵所利用的微生物外，还包括现在生物技术所利用的动植物细胞或细胞中的酶isolation of strain(菌种分离)：根据生产要求和菌种特征性采用各种不同的筛选方法从众多的杂菌种分离出所需的性能良好的纯种Strain breeding (菌种选育)：从分离筛选获得的有价值菌种中经过人工选育出各种突变体以大幅提高了菌种产生有价值的代谢产物的水平，改进产品质量，去除不需要的代谢产物或产生新代谢产物Nature breeding(自然选育)：不经人工处理，利用微生物的自然突变进行菌种选育的过程Mutation breeding (诱变育种)：利用各种被称为诱变剂的物理因素和化学因素试剂处理微生物细胞提高基因突变率，再通过适当的筛选方法获得所需的高产优质植株Cross breeding(杂交育种)：通过杂交方法，将不同植株的遗传物质进行交换、重组，使不同菌株的优良性状集中在重组体中，克服长期诱变引起的生活力下降等缺陷Protoplast fusion(原生质体融合)：用酶分别酶解两个两个出发菌株的细胞壁，在高渗环境中释放出原生质，将他们混合，在助溶剂或电场作用下使他们互相凝聚，发生细胞融合，实现遗传重组Genetically engineered breeding(基因工程育种)：使用人为的方法将所需的某一供体生物的遗传物质DNA分子提取出来，在离体条件下进行切割，获得代表某一性状的目的基因，把该目的基因与作为载体的DNA 分子连接起来，然后导入某一受体细胞中，让外来的目的基因在受体细胞中进行正常的复制和表达，从而获得目的产物Culture preservation/maintenance of culture(菌种保藏)：根据菌种的生理生化特点，人为创造条件使孢子或菌体的生长代谢活动尽量降低，以减少其变异Degeneration of culture/strain deterioration(菌种退化)：通常是指在较长时期传代保藏后，菌株的一个或多个生理性状和形态特征逐渐减退或消失的现象Rejuvenation of culture(菌种复壮)：使衰退的菌种重新恢复原来的优良特性Inoculum enlargement(种子扩大培养)：指将保藏在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入固体试管斜面活化后，在经过摇瓶或静置培养，以及种子罐逐级扩大培养而获得发酵产量高、生产性能稳定、数量充足、不被杂菌和噬菌体污染的生产菌种的纯种制备过程Seed age(接种龄)：指种子罐中培养的菌丝体移入下一级种子罐或发酵罐式的培养时间Seed volume/inoculum size(接种量)：指移入种子液的体积和接种后培养液体积的比Fermentation industrial raw material(发酵工业原料)：通常以糖质或淀粉质等碳水化合物为主，加入少量有机氮源和无机氮源，只要不含毒物，一般无精制的必要Fermentation medium(发酵培养基)：是指提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的，按照一定的比例配置的多种营养物质的混合物Growth factor(生长因子)：具有刺激细胞生长活性的因子。

《发酵工程》教学设计内容：第九章第一节氧的供需及对发酵的影响第九章第二节发酵过程的pH控制一教学目标：1、了解微生物对氧的需求并掌握其中的基本概念。

2、掌握反应器氧的传递方程，及其参数的测定。

3、深入理解Kla的意义，了解反应器放大的基本概念。

4、掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法，并认识监控溶氧浓度的意义。

5、发酵过程pH变化的原因是：基质代谢、产物形成、生理酸碱性物质的代谢。

6 、pH影响发酵的机理。

7、发酵过程pH控制包括静态控制和动态控制。

静态控制就是确定最适pH条件，动态控制就是对过程的pH变化进行调控。

8、发酵过程调节pH的方法，原则是：在调节pH与补料没有矛盾的情况下用补料调节pH，否则用酸碱调节。

二教学重点和难点1、教学重点：了解微生物对氧的需求并掌握一些基本概念；掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法；了解发酵过程pH变化的原因及pH对发酵的影响；掌握发酵过程中调控pH的方法。

2、教学难点：理解Kla的意义及反应器中氧的传递及平衡；掌握发酵过程中调控pH的方法。

三课时安排：3课时四教学方法：讲授法五教学内容1氧的供需及对发酵的影响溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。

在发酵过程中有多方面的限制因素，而溶氧往往最易成为控制因素。

28℃时氧在发酵液中的100％的空气饱和浓度只有0.25 mmol.L-1左右，比糖的溶解度小7000倍。

在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若此时中止供氧，发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。

1.1微生物对氧的需求1.1.1描述微生物需氧的物理量1.1.1.1比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位质量的细胞所消耗的氧气，mmol O2·g菌-1·h-11.1.1.2摄氧率(r)：单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。

mmol O2·L-1·h-1 。

r= QO2 .X1.1.2溶解氧浓度对菌体生长和产物形成的影响1.1.2.1临界溶氧浓度(C Cr)：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。