微生物代谢的控制
突破微生物的自我代谢调节机制，使代谢产物积累的有效措施有三种： 应用营养缺陷型菌株，利用其合成代谢途径中某一步发生的缺陷，解除反馈调节作用，从而使产物大量积累。
选育抗反馈调节的突变菌株，使其不再受正常反馈调节的影响，最终达到产物积累的目的。
改变细胞膜的通透性，使最终代谢产物不能在细胞内大量积累达到引起反馈调节的浓度，从而达到解除反馈调节的目的。
一、发酵过程控制
微生物发酵的过程控制应该从两个方面来实现：
1. 微生物菌体本身的性能控制
2. 微生物发酵环境条件控制。
（一）发酵过程的一般性规律
1. 发酵的基本过程
原料的预处理，发酵培养基的制备，灭菌，大型发酵，发酵液的预处理和固液分离，发酵液的纯化，发酵液的精制及成品加工
2. 发酵过程的一般性规律
（1）发酵用培养基
供菌种生长、繁殖和合成产物使用。
（2）种子扩大培养
提供大量菌体
应使用处于对数增长期末期的菌种。
（3）发酵工艺控制
调控发酵条件包括：
发酵温度、发酵醪基质浓度、含氧量、酸碱度、发酵时间
控制方法有:
通风、供热（冷）、调节培养基
发酵控制要解决的两个问题：
发酵代谢途径问题
发酵代谢速度问题
（二）发酵过程需要过程控制
（三）发酵过程控制的基本途径
发酵原料的控制
发酵菌体的控制
发酵条件的控制
二、微生物代谢调节与发酵控制实例分析
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
菌种的选择
只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。
培养基的选择
发酵罐示意图
发酵条件控制
发酵温度：谷氨酸菌最适生长温度35~34℃；最适发酵温度35~37℃ 发酵pH ：7.0~7.2
发酵溶解氧:大量氧气
三、微生物的纯种发酵与多菌种的协同发酵
（一）微生物的纯种发酵
1. 纯种发酵对生产菌种的要求
高产性；
无害型；
适应性；
稳定性
2. 纯种发酵对生产过程的要求
生产过程无菌化
3. 纯种发酵的生产特点
菌种单一，易于生产控制
液态基质，易于自动化控制
产品安全，可靠性强
产品风味纯正
（二）多菌种的协同发酵
（二）多菌种协同发酵的特点
多菌种的协同作用
发酵界面复杂且产品风味多样化 产品的区域性特征显著
设备投入少，生产灵活性强
发酵机理不清，生产经验性强
微生物代谢的控制
突破微生物的自我代谢调节机制，使代谢产物积累的有效措施有三种： 应用营养缺陷型菌株，利用其合成代谢途径中某一步发生的缺陷，解除反馈调节作用，从而使产物大量积累。
选育抗反馈调节的突变菌株，使其不再受正常反馈调节的影响，最终达到产物积累的目的。
改变细胞膜的通透性，使最终代谢产物不能在细胞内大量积累达到引起反馈调节的浓度，从而达到解除反馈调节的目的。
一、发酵过程控制
微生物发酵的过程控制应该从两个方面来实现：
1. 微生物菌体本身的性能控制
2. 微生物发酵环境条件控制。
（一）发酵过程的一般性规律
1. 发酵的基本过程
原料的预处理，发酵培养基的制备，灭菌，大型发酵，发酵液的预处理和固液分离，发酵液的纯化，发酵液的精制及成品加工
2. 发酵过程的一般性规律
（1）发酵用培养基
供菌种生长、繁殖和合成产物使用。
（2）种子扩大培养
提供大量菌体
应使用处于对数增长期末期的菌种。
（3）发酵工艺控制
调控发酵条件包括：
发酵温度、发酵醪基质浓度、含氧量、酸碱度、发酵时间
控制方法有:
通风、供热（冷）、调节培养基
发酵控制要解决的两个问题：
发酵代谢途径问题
发酵代谢速度问题
（二）发酵过程需要过程控制
（三）发酵过程控制的基本途径
发酵原料的控制
发酵菌体的控制
发酵条件的控制
二、微生物代谢调节与发酵控制实例分析
谷氨酸棒状杆菌合成谷氨酸的途径
菌种的选择
只有选择细胞膜通透较强，在细胞内不积累谷氨酸的谷氨酸棒状杆菌做菌种才有可能获得大量的谷氨酸。
培养基的选择
发酵罐示意图
发酵条件控制
发酵温度：谷氨酸菌最适生长温度35~34℃；最适发酵温度35~37℃ 发酵pH ：7.0~7.2
发酵溶解氧:大量氧气
三、微生物的纯种发酵与多菌种的协同发酵
（一）微生物的纯种发酵
1. 纯种发酵对生产菌种的要求
高产性；
无害型；
适应性；
稳定性
2. 纯种发酵对生产过程的要求
生产过程无菌化
3. 纯种发酵的生产特点
菌种单一，易于生产控制
液态基质，易于自动化控制
产品安全，可靠性强
产品风味纯正
（二）多菌种的协同发酵
（二）多菌种协同发酵的特点
多菌种的协同作用
发酵界面复杂且产品风味多样化 产品的区域性特征显著
设备投入少，生产灵活性强
发酵机理不清，生产经验性强