生长偶联型
dE X dt
部分生长偶联型 非生长偶联型
dE X X dt
dE X dt
第五节 固定化微生物细胞发酵产酶
固定化细胞又称为固定化活细胞或固定化增 殖细胞, 是指采用各种方法固定在载体上, 在一定的空间范围进行生长、繁殖和新陈代 谢的细胞。
固定化细胞是在20 世纪70 年代后期才发展 起来的技术。
固定化微生物细胞发酵产酶自1978 年开始研 究以来, 取得可喜进展。
一、固定化细胞发酵产酶的特点
1. 提高产酶率
细胞经过固定化后, 在一定的空间范围内 生长繁殖, 细胞密度增大, 因而使生化反应加速, 从而提高酶产率。
2. 可以反复使用或连续使用较长时间
固定化细胞固定在载体上, 不容易脱落流失, 所以 固定化细胞可以进行半连续发酵, 反复使用多次;
在连续全混流反应器的发酵过程中，不断流加培养液并 不断地排出同体积发酵液。在稳态时，游离细胞连续发 酵的生长动力学方程可表达为：
D —— 稀释率,是指单位时间内,流加的培养液与发酵容器中发酵 液体积之比,一般以h-1为单位。
稀释率可以在0 与μm 之间变动
当D = 0 的时候, 为分批发酵; 当D <μ时, d X/ d t 为正值, 表明发酵液中细胞浓度不断增 加, 随着细胞浓度增加, 限制性基质的浓度相对降低, 使比生 长速率减小, 在比生长速率降低到与稀释速率相等的时候, 重 新达到稳态; 当D =μ时, d X/ d t 为0, 发酵液中细胞浓度保持恒定不变; 当D >μ时, d X/ d t 为负值, 发酵液中的细胞浓度不断降低, 随着 细胞浓度降低, 限制性基质的浓度相对升高, 使比生长速率增 大, 在比生长速率提升到与稀释率相同时, 建立新的平衡, 重 新达到稳态; 而当D >μm 时, 细胞浓度趋向于零, 无法达到新的稳态。
