提高微生物发酵速率与方法
发酵工程发酵过程控制
发酵工程发酵过程控制1. 引言发酵工程是利用微生物的生理代谢过程来生产有机化合物的一种工程技术。
而发酵过程控制则是在发酵工程中对发酵过程进行调控和监控，以确保发酵过程能够稳定进行，并获得高产率和良好的产品质量。
发酵过程控制通过对微生物与培养基、发酵设备和操作条件等方面进行控制，研究微生物的生长规律和代谢产物的生成规律，实现对发酵过程的调控，以实现最佳的发酵效果。
本文将介绍发酵工程发酵过程控制的主要内容和方法。
2. 发酵过程控制的目标发酵过程控制的主要目标是实现以下几个方面的调控：1.生物量的控制：调控微生物的生长速率和生物量，使其在适宜的培养基和环境条件下获得最佳生长，提高产酶或产物的产量；2.代谢产物的控制：调控微生物代谢过程中的关键反应步骤，实现选择性产物的生成，并提高产量；3.溶氧的控制：调控发酵过程中的溶氧浓度，提高氧传递效率，防止氧的限制性产物的堆积；4.pH的控制：调控发酵过程中的pH值，维持合适的酸碱环境，促进微生物的生长和代谢；5.温度的控制：调控发酵过程中的温度，提供适宜的环境条件，促进微生物的生长和代谢。
3. 发酵过程控制的方法发酵过程控制主要采用以下几种方法：3.1 反馈控制反馈控制是一种基于对发酵过程变量的测量和反馈，通过调节控制器输出量，实现对发酵过程的调控。
常见的反馈控制方法包括：•温度控制：通过测量发酵容器内的温度，控制加热或降温设备的输出，以维持适宜的温度；•pH控制：通过测量发酵液的pH值，控制酸碱调节器的输出，以维持适宜的酸碱环境；•溶氧控制：通过测量发酵液中的溶氧浓度，控制气体供应设备的输出，以维持适宜的溶氧浓度。
3.2 前馈控制前馈控制是一种基于对发酵过程中外部输入变量的预测，通过调节控制器输出量，实现对发酵过程的调控。
常见的前馈控制方法包括：•溶氧前馈控制：根据发酵微生物对溶氧需求的特性，通过对气体供应设备输出的调节，提前调整溶氧浓度，以满足微生物的需求；•pH前馈控制：根据发酵产物对酸碱环境的敏感性，通过对酸碱调节器输出的调节，提前调整pH值，以维持合适的酸碱环境。
微生物发酵生产中的关键工艺优化
微生物发酵生产中的关键工艺优化微生物发酵生产是一种常见的工业生产方式，通过微生物的代谢和生长来产生生物活性物质，具有高效、可控、环保等优点。
然而，微生物代谢的复杂性和生产环境的变异性使得微生物发酵生产中的关键工艺优化成为一个挑战。
本文将从培养基、发酵条件、控制策略等方面入手，探讨如何优化微生物发酵生产中的关键工艺。
一、培养基的优化培养基是微生物发酵生产中的基础环节，它提供微生物生长所需的营养物质、能量和其他辅助物质。
因此，培养基的优化对于微生物代谢和生长的影响非常明显。
1.1 碳源的选择碳源是微生物生长所需的能源，常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糊精、木糖等。
在选择碳源时需要考虑微生物的代谢途径以及代谢产物的影响。
比如，若目标代谢产物是乳酸，则可以选择葡萄糖、果糖等作为碳源；若目标代谢产物是乙醇，则需要选择合适的含淀粉物质为碳源。
1.2 氮源的选择氮源是微生物合成蛋白质和核酸的基础，常用的氮源包括酵母浸粉、玉米粉、蛋白胨等。
在选择氮源时需要考虑微生物对氮源的需求以及代谢产物的影响。
例如，若目标代谢产物是角质素，则需要选择富含氮的培养基；若目标代谢产物是乳酸，则可以选择氨基酸等为氮源。
二、发酵条件的优化发酵条件是微生物发酵生产中另一个重要的环节，它包括发酵温度、pH值、曝气速率等因素，这些因素对微生物代谢过程和转化效率产生直接的影响。
2.1 发酵温度的控制发酵温度是微生物活性的重要因素之一，不同微生物有不同的适宜发酵温度。
例如，革兰氏阳性菌适宜发酵温度在35-40℃之间，而革兰氏阴性菌则适宜发酵温度在25-30℃之间。
发酵温度的选择应考虑微生物的生长速率、代谢通量以及代谢产物的稳定性等多种因素。
2.2 pH值的控制pH值是微生物发酵代谢的关键因素之一，它影响微生物的生长和代谢过程。
在微生物发酵生产中，pH值的控制应根据微生物对pH值的敏感性和代谢要求来确定，一般情况下，微生物发酵的最适pH值在6.5-7.5之间。
生物发酵生产过程的优化与控制方法
生物发酵生产过程的优化与控制方法生物发酵生产过程已经成为了许多重要生物制品的主要生产方式，从保健品和医药到食品和燃料。
为了提高发酵生产工艺的效率，减少成本和提高产品质量，我们需要优化和控制发酵生产过程。
本文将探讨生物发酵生产的优化和控制方法。
一、发酵微生物选择发酵微生物的选择是影响生产过程效率和产品质量的最重要因素之一。
选择适宜的微生物菌株可以提高其代谢产物的产量和质量，并且降低细胞生长的时间和成本。
在选择适宜 microbes 时，我们需要考虑以下几个因素：1. 菌株的生长特性：菌株的生长速度和增殖率将直接影响发酵周期和产量。
2. 产物特性：菌株应优选产生所需代谢产物的菌株，以提高产量和质量。
3. 耐受性：菌株需要具备耐受性，才能在高浓度产物和有害物质中生长。
二、发酵过程优化1. 搅拌措施的优化发酵生产中，搅拌可以促进氧气的传输、细胞和物料之间的混合、产物的分布均匀等。
且适宜的搅拌可以使菌株在水相中保持均匀地分布，也帮助调节溶解氧浓度分布以及使宿主充分接触氧气。
在发酵过程中，优化搅拌措施能将有利条件推向极致。
2. 发酵基质的优化选择发酵基质是支撑微生物生长和代谢产物生产的原材料，是发酵生产的重要组成部分。
优化和选择发酵基质可极大地影响发酵效果。
典型地，碳源和氮源是最常见的限制因素。
出于成本和生产效率的考虑，我们需要选择基质成分，通过适宜比例配制最佳的微生物培养基。
三、监测和控制发酵过程1. 发酵状态的实时监测实时的监测和调整可以及时发现发酵振荡、营养不良、中毒和气泡生成等情况。
适用于发酵文化池内的监测和调整将直接影响到生产过程中生物量和产物质量、商业化生产效率以及保持一致性等因素。
最新的无创生物过程在线监测技术打破了传统的发酵监测与控制的局限性，它具有高精度、高可靠性、实时性、低成本和便携性等优点。
2. 发酵过程的控制策略发酵过程中要控制重要参数，使其维持稳定在最佳范围内。
理想的控制策略可以实现自动化过程控制，提高生产效率和产品质量，并减少操作失误。
发酵过程的影响因素与调控方法
发酵过程的影响因素与调控方法发酵过程是一种将有机物质转化成发酵产物的过程。
在发酵过程中，微生物通过各种代谢途径将有机物质分解成气体、酒精、醋酸和有机酸等产物。
发酵过程的影响因素有很多，如温度、pH值、氧气、营养物质等，这些因素对发酵产物的种类和数量有着重要的影响。
为了调控发酵过程，提高发酵产物的产率和质量，人们采取了一系列调控方法。
首先，温度是影响发酵过程的重要因素之一。
温度的升高可以促进微生物的代谢活动，从而加快发酵速度。
一般来说，每增加10℃，微生物的代谢速率就会增加一倍。
但是，过高的温度会使微生物遭受热破坏，影响发酵过程。
因此，在控制发酵过程中，要根据具体的微生物种类选择合适的发酵温度。
其次，pH值也是影响发酵过程的关键因素之一。
不同的微生物对pH值有不同的适应范围。
对于大多数微生物来说，酸性条件（pH<6）是最适宜的发酵环境。
微生物的代谢活动会产生一些有机酸，导致环境的酸化。
酸性环境对微生物的生长有抑制作用，从而调节微生物种群结构，影响发酵产物的种类和数量。
因此，在发酵过程中，要根据微生物种类和发酵产物的要求调节pH值。
此外，氧气的存在也会影响发酵过程。
氧气是微生物呼吸和代谢的必需物质之一，但在一些发酵过程中，过多的氧气会削弱或抑制微生物的代谢活动，从而影响发酵效果。
因此，在一些发酵过程中，需要通过控制发酵容器的通气速率或使用无氧条件来调节氧气的浓度，以达到最佳的发酵效果。
最后，营养物质也是影响发酵过程的关键因素。
微生物的生长和代谢活动需要各种营养物质，如糖类、氨基酸、维生素等。
不同的发酵产物对营养物质的需求有所不同，因此，在发酵过程中，要根据不同的微生物和发酵目标选择适宜的营养物质组成和浓度。
为了调控发酵过程，提高发酵产物的产率和质量，人们采取了一系列的调控方法。
首先，可以通过控制发酵温度和pH值来调节微生物的生长和代谢活动，从而影响发酵产物的种类和数量。
其次，可以通过调节发酵容器的通气速率或使用无氧条件来控制氧气的浓度，以调节微生物的代谢途径和产物生成途径。
微生物发酵过程优化方案
发酵设备的改进
设备升级
采用先进的发酵设备和技术，如自动化控制系统、高效搅拌器等， 以提高发酵过程的效率和稳定性。
设备维护
定期对发酵设备进行维护和保养，确保设备的正常运行和延长使用 寿命。
设备创新
鼓励技术创新和设备改造，以适应不同微生物发酵过程的需求和提高 生产效率。
PART 05
微生物发酵过程优化的实 验设计
添加适量的无机盐，如磷酸盐、硫酸盐等，以维持微 生物的正常生理功能。
发酵工艺的优化
接种量控制
根据微生物的生长速度和发酵周期，合理控制接种量，以确保发 酵过程的顺利进行。
发酵时间调整
根据微生物的生长曲线和产物合成动力学，优化发酵时间，以获得 最大的产物产量。
发酵过程监控
实时监测发酵过程中的关键参数，如pH值、溶氧、温度等，以便 及时调整工艺条件。
发酵条件控制
优化温度、pH值、溶氧等发酵参数，提高发酵效率和产物质量。
代谢调控
通过添加代谢调节剂或改变代谢途径，提高目标产物的产量和纯度。
酶制剂生产的优发酵工艺优化
调整培养基成分和发酵条件，提高酶的表达 量和活性。
基因工程改造
通过基因重组、定点突变等技术手段提高酶 的催化活性、稳定性和特异性。
微生物发酵过程优化 方案
汇报人：停云
2024-01-15
REPORTING
• 引言 • 微生物发酵过程概述 • 微生物发酵过程的影响因素 • 微生物发酵过程的优化策略 • 微生物发酵过程优化的实验设计 • 微生物发酵过程优化的应用实例 • 总结与展望
目录
PART 01
引言
REPORTING
WENKU DESIGN
拓展应用领域
发酵过程的精准调控与工艺优化方法
发酵过程的精准调控与工艺优化方法发酵是一种生物技术，通过合理控制发酵过程，可以实现对产物的精确调控和工艺优化。
发酵过程的精准调控和工艺优化方法主要包括生物学和工程学两个方面。
生物学方面，精准调控发酵过程首先需要深入了解微生物的生理特性和代谢途径。
微生物的生理特性包括生长速率、酸碱耐受性、温度耐受性等，可以通过调整发酵条件，如温度、酸碱度等来实现微生物的生长和代谢的调控。
代谢途径是微生物产生所需要产物的关键，可以通过基因工程和代谢工程的方法，通过改造微生物的基因组和调控基因表达，调控微生物的代谢途径，实现对产物的精确调控。
例如，某些微生物产生的酒精是由酵母菌通过糖类的发酵产生的，而糖类的发酵需要酵母菌产生特定的酶来催化，因此可以通过改变酵母菌产生这些酶的酶的表达量或者改变酵母菌的酶的特异性，可以实现对酵母菌发酵产生酒精的精确调控。
而在工程学方面，精准调控发酵过程需要考虑的主要是发酵设备和生物反应系统。
发酵设备的优化可以提高发酵过程中的物质传质和热量传递效率，提高微生物的生长速率和代谢活性。
例如，可以通过设计合适的搅拌装置和气体供应系统等，提高微生物的生长环境和营养供应，从而提高发酵的产量和效率。
生物反应系统是指发酵过程中微生物和底物之间的相互作用系统。
通过优化生物反应系统，可以实现对微生物代谢和产物合成的精确调控。
例如，可以通过控制底物的添加速率和浓度，调控微生物的生长速率和代谢途径，从而实现对产物合成的精确调控。
除了生物学和工程学方面，发酵过程的精准调控和工艺优化还需要考虑监测和控制系统。
监测系统可以实时监测发酵过程中的各项参数，如温度、酸碱度、底物浓度、产物浓度等，以便及时调整发酵条件。
控制系统可以根据监测结果，自动调整发酵设备和生物反应系统的操作参数，实现对发酵过程的精确调控和工艺优化。
总之，发酵过程的精准调控和工艺优化方法需要从生物学和工程学两个方面进行综合考虑。
通过深入了解微生物的生理特性和代谢途径，利用基因工程和代谢工程的方法进行微生物的改造，可以实现对产物的精确调控。
微生物发酵工艺及其控制简述
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。
微生物技术在化工工艺中的应用研究
微生物技术在化工工艺中的应用研究微生物技术是指利用生命体内的微生物来进行生产、制造或处理的技术。
它已经在各个领域取得了广泛的应用和研究，包括食品工业、医药工业、农业和环境保护等。
其中，在化工工艺中的应用也是非常重要的一部分。
本文将从生物催化、微生物发酵和微生物降解三个方面来详细探讨微生物技术在化工工艺中的应用研究。
1.生物催化技术在化工工艺中的应用研究生物催化是指利用微生物或其产物对生物转化化学过程进行催化和促进的技术。
它具有反应条件温和、特异性高和产物选择性好等优点，因此在化工工艺中具有广泛的应用前景。
（1）微生物酶的应用微生物酶是微生物体内产生的具有催化功能的蛋白质，广泛存在于自然界中。
利用微生物酶来催化化学反应，可以大大提高反应速率和产物纯度，减少副产物的生成。
例如，利用微生物酶来催化合成或降解有机物，可以在温和的条件下获得高产率和高纯度的产物，同时减少环境污染和能源消耗。
目前常用的微生物酶有蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等。
这些酶能够广泛应用于化工工艺中的催化反应，如废水处理、有机物合成等。
（2）微生物酶的改造与优化为了进一步提高微生物酶的活性和稳定性，可以通过基因工程技术对其进行改造和优化。
例如，通过对酶基因进行突变，可以获得具有更高催化活性或特定产物选择性的突变酶。
另外，也可以通过蛋白质工程技术对酶进行结构改造，例如改变酶的亲水性和亲油性等，从而改善酶的性能和催化效果。
这些改造和优化策略可以进一步提高微生物酶在化工工艺中的应用效果。
2.微生物发酵技术在化工工艺中的应用研究微生物发酵是指利用微生物代谢产生的酶、酸、醇、氨、色素等物质进行产业化生产的技术。
它具有资源丰富、操作简便和过程可控等优点，因此在化工工艺中得到了广泛的应用。
（1）微生物代谢产物的生产通过对不同微生物菌株进行筛选和培养条件的优化，可以实现对特定代谢产物的高效生产。
例如，利用发酵技术生产酒精、酮糖酮、有机酸等化学品，可以取代传统的合成方法，降低制备成本和环境污染。
微生物发酵培养基的优化方法
微生物发酵培养基的优化方法微生物发酵培养基是指为微生物提供合适的生长环境、碳源、氮源以及其他必需营养物质的复杂液体或固体介质。
优化培养基是通过调整培养基成分来提高微生物的生长速度和产物产量，保证产物质量和生产效率。
本文将介绍一些优化微生物发酵培养基的方法。
1.确定微生物的需求不同的微生物对培养基的成分有着不同的要求，包括碳源、氮源、矿物质以及其他生长因子等。
因此，首先需要明确所需微生物对营养物质的需求，有助于指导后续优化工作。
2.碳源优化3.氮源优化氮源对微生物生长和代谢至关重要，可以通过改变氮源种类和浓度来优化培养基。
常用的氮源包括氨基酸、尿素、硝酸盐等。
可以试验不同的氮源和浓度，根据微生物生长状况和产物产量来确定最佳氮源。
4.矿物质优化5.添加生长因子一些微生物需要特定的生长因子才能生长和产生产物，如一些维生素、辅酶等。
了解微生物所需的生长因子并添加到培养基中，可以提高微生物的生长速度和产物产量。
6.调整pH值和温度微生物对pH值和温度的要求较为敏感，因此需要优化培养基的pH值和温度来提供最适宜的生长条件。
通过试验不同pH值和温度对微生物的影响，选择最佳的pH值和温度来优化培养基。
7.添加表面活性剂表面活性剂可以增强微生物与培养基之间的接触，促进培养基中的气液传质。
添加适量的表面活性剂，可以提高微生物的生长速率和产物产量。
8.优化培养条件除了调整培养基的成分外，优化微生物发酵培养基还需要考虑一些培养条件，如培养基的搅拌速度、培养温度、空气进气率等。
通过优化这些培养条件，可以提高微生物的生长速度和产物产量。
综上所述，优化微生物发酵培养基是一个复杂而繁琐的过程，需要根据具体微生物的要求和反应机制来选择合适的调整方法。
通过调整培养基成分、添加生长因子、调整pH值和温度、添加表面活性剂以及优化培养条件等方法，可以提高微生物的生长速率和产物产量，保证产品质量和生产效率。
发酵工艺优化方案
发酵工艺优化方案1. 引言发酵工艺是一种将无机物转化为有机物的生物过程。
通过微生物在特定条件下的代谢活动，可以制备出各类发酵产品，如醋、酸奶、酱油等。
发酵工艺优化是提高发酵生产效率、保证产品质量的关键，本文探讨如何优化发酵工艺，以达到预期的发酵效果。
2. 发酵工艺优化的重要性发酵工艺优化可以提高发酵生产效率和经济效益，而且可控性较强，品质也比较稳定。
发酵工艺优化包括选择合适的微生物菌种、生长基质、基质浓度、发酵时间等。
通过优化这些工艺参数，可以提高微生物生长速度、产物产量，减少能源消耗、提高设备利用率，从而达到节能减排、提高企业效益的目的。
3. 发酵工艺优化方案3.1 微生物菌种选择发酵工艺中，微生物是实现有机物转化的生物催化剂。
因此，优化微生物菌种的选择对发酵效果影响很大。
一般而言，应选择有较强耐受性的微生物菌种，适应发酵条件范围广，并能够在较短时间内快速生长繁殖。
微生物菌种的选择要充分考虑产品的要求，避免选择有害微生物。
3.2 生长基质的选取在发酵工艺中，一些碳水化合物或蛋白质被微生物利用并转化成为目标物质。
因此，生长基质的组成直接影响微生物培养和发酵生产。
生长基质的选取要充分考虑微生物的代谢特点，生长基质的成分与浓度要适宜，不能太过稀或浓，影响微生物的生长、代谢及产物的质量。
3.3 基质浓度的控制发酵的初期，微生物菌群处于生长繁殖阶段，需大量耗能以维持正常的生长。
而此时基质含量过高，不仅浪费资源还会导致发酵速率过慢，发酵时间过长。
相反地，如果基质含量过低，不但耗时延长，而且最终的产品产量不足。
因此，控制基质浓度的合理范围，能够更好地发挥微生物的生长与代谢能力。
3.4 发酵时间的控制发酵时间是指微生物在发酵过程中消耗全部基质所需的时间。
掌握这一参数能够精准控制产品质量，提高产量。
通常，发酵时间需要在优化工艺中得到一定的调整，以达到繁殖期、净化期、产物积累期等各个阶段的协调与平衡。
4. 结论优化发酵工艺能够提高生产效率、产品质量和企业经济效益，这不仅要求多方协作，而且需要掌握科学的调试方法。
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提高微生物发酵速率与方法
微生物工程又叫发酵工程。
发酵是微生物特有的作用，几千年前就已被人类认识并且用来制造酒、面包等食品。
微生物工程，是大规模发酵生产工艺的总称，就是利用微生物的发酵作用，通过现代工程技术手段来生产有用物质，或者把微生物直接应用于生物反应器的技术。
微生物工程是在发酵工艺基础上吸收基因工程、细胞工程和酶工程以及其他技术的成果而形成的。
发酵工程与化学工业、医药、食品、能源、环境保护和农牧业等许多领域关系密切，对它的开发有很大的经济效益。
DNA重组技术和生物反应器（装有固定化酶的容器，能进行生物化学合成），是生物工程中的两大支柱。
从工业规模生产这一点看，生物反应器尤其重要。
因为只有通过微生物发酵，才能形成新的产业。
大规模利用微生物的工业是在20世纪20年代才真正开始的。
当时主要是以酒精发酵、甘油发酵和丙醇发酵等为主。
20世纪40年代，弗莱明发现了青霉素，开始采用深层发酵法大量生产。
此后，链霉素等几十种重要的抗菌素相继问世，带动了抗菌素工业的诞生。
发酵工业由无氧条件下的发酵发展到了有氧发酵。
长期以来，几乎都是以碳水化合物作为发酵的原料，而到60年代增加了正烷烃、醋酸、醇类和天然气等。
发酵的原料从依赖于农产
品的状态转为从石油等矿产资源中寻找，从而实现了发酵原料的重大转变。
70年代，基因重组技术、细胞融合等生物工程技术的飞速发展，为人类定向培育微生物开辟了新途径，微生物工程应运而生。
通过DNA的组装或细胞工程手段，能按照人类设计的蓝图创造出新的“工程菌”和超级菌，然后通过微生物的发酵生产出对人有益的物质产品。
传统的发酵技术，与现代生物工程中的基因工程、细胞工程、蛋白质工程和酶工程等相结合，使发酵工业进入到微生物工程的阶段。
微生物工程包括菌种选育、菌体生产、代谢产物的发酵以及微生物机能的利用等。
现代微生物工程不仅使用微生物细胞，也可以使用动物和植物的细胞来进行发酵，以生产出对人类有用的各种生物产品。
例如利用培养罐可以大量培养出杂交瘤细胞，生产出用于疾病诊断和治疗的单克隆抗体等生物工程药品。
提高微生物发酵速率与方法：
改良菌种
采用异柠檬酸裂介酶活性低的菌株进行谷氨发酵可以提高L一谷氨酸产量, 提高糖酸转化率5一15%。
通过改变培养菌种的条件，来改良菌种
在微生物发酵生产氨基酸中, 用富氧空气培养种子, 能显着地
增加氨基酸的产量,富氧空气的通入显着地减少了苹果酸、琥珀酸和乳酸的形成, 这些苹果酸、琥珀酸和乳酸对一氨基酸的形成有抑制作用。
通过对菌种进行诱变处理，来改良菌种。
从土壤分离的Saccharomycopsis lipolytica的MT1002 株经NTG 变异处理, 得到几株柠檬酸高生产能的变异株SL 2一8, MN 3一1等, 在三角瓶内振动培养, 培地中n一正构石蜡的C数以C14和C16为最好, 控制砖酸、柠檬酸产量增加。
当培地中Cu＋＋、硼酸、硫存在时能抑制付产物异柠檬酸的产生, 提高柠檬酸产率和速度。
比较亲株和变株的酶活性, 柠檬酸合酶变异株高, 顺乌头酸hydratase变异株低, 这对变异株生产柠檬酸有利。
通过菌种的非主要功能，来提高产率
日本山梨大学田中健太郎教授用酿造葡萄酒酵母的来生产能治疗贫血症的有机铁, 并对有机铁的结构和提高产率等继续进行研究。
外界环境
选择合适的发酵设备
根据文献报道谷氨酸发酵时所要求的Kd值, 推测出此设备用于谷氨酸发酵时的长菌期及产酸期分别所需要的通风量。
在此基础上, 进行了谷氨酸的一次低糖发酵试验, 最后探索出适用于此设备的谷氨酸发酵最佳工艺。
实验结果的最高产酸率为%, 转化率为%, 比使用同一菌种的用机械搅拌罐发酵的产酸率（%）及转化率（44%）分别提高%和%。
按本实验结果推论,50L小罐放大到20m3大罐后, 单位体
积发酵液能耗为m3左右, 比20m3机械搅拌罐的能耗（m3左右）减小20%左右。
本实验结果充分表明, 内循环气升式发酵罐用于谷氨酸发酵时在经济效益等方面都优于机械搅拌罐。
通过寻找底物的恰当添加时间，来提高产率和速度。
制造5’一肌苷酸的方法, 一般采用微生物对次黄嘌呤或肌苷酸作用后转换成5’一肌苷酸的方法。
但这种方法产率过低，速度较慢。
味之素株式会社的石桥政梭等人研究成功了一种发酵法高效率生产5’一肌苷酸的新方法, 并申请了专利。
该专利的技术特征是在培养过程中添加肌苷或/和次黄嘌呤和糖类, 经反复试验后已确认可以高蓄积生产5’一肌苷酸, 而且可实现工业化生产。
生物素的添加，可以加快产率和速率。
生物素作用主要是影响谷氨酸产生菌细胞膜的谷氨胶通透性, 同时也影响菌体的代谢途径。
因此如何控制培养基中适量生物素浓度, 是提高谷氨酸产率的一个关键因素。
据1960年研究谷氨酸小球菌的发酵产物与生物素的关系, 认为生物素的亚适量在2微克/升左右。
但由于谷氨酸发酵最适生物素浓度随菌种、碳源种类和浓度以及供氧条件不同而异，目前一般控制生物素浓度2-5微克/升。
改变生产流程，加快发酵产率和速度
日本传统的酱油酿造需要6个月时间, 新的酱油酿造技术, 能使酱油生产时间缩短数倍甚至数十倍, 效率大大提高。
日本岐阜大学研究用生物技术快速酿造酱油, 采用陶瓷作微生物固定化载体, 分别将第一酱油酵母塞特假丝酵母置入第二生物反应器的载体上, 经曲
霉菌在高温下分解的大豆与乳酸菌作用后的酱油酵母先后在第一、第二反应器中再发酵, 只需2一3周时间就可酿造出有传统风味的酱油。
改变底物的成分，是发酵产率和速度得以提高。
开发应用转化糖蜜和蔗糖蜜以3:7—9:1的比例混合制成混合糖蜜, 再添加日常发酵所使用的培养基, 采用谷氨酸生产菌发酵, 可以明显提高谷氨酸的发酵产率。
通过改变盐度，即渗透压，来寻找最适的盐度，从而提高产率和速度。
不同的盐度对豆豉生产周期有一定的影响，盐度低生产周期短，但是产品易受微生物污染。
盐度太高生产周期长，且盐分含量高对健康不利，不为广大消费者接受。
因此适量的食盐含量是发酵调味品生产的关键。
也是提高产率以及产品质量的好方法。
温度、酸度对于发酵至关重要，不仅影响菌体的生长，而且还影响代谢产物的产量
从温度、酸度对大曲酒产、质量的影响，揭示大曲酒夏季“掉排”的主要原因为高温、高酸环境抑制了酿酒酵母的发酵，降低了酿酒酵母的发酵力，从而影响了大曲酒的产、质量。
在排除了酸度和其它微生物的干扰条件下，不同的温度对酿酒酵母的发酵力（产酒精能力）的影响是不同的，在26℃-28℃左右，酵母的发酵力最强；在30℃-36℃范围内，温度对酵母发酵力的影响很大，温度越高，发酵力越低；此外当温度超过34℃时，固体酒醅中的酵母的生长也受到影响。
在排除了温度和其它微生物的干扰条件下，不同的酸度对酿酒酵母的发酵力（产酒精能力）的影响是不同的，当酸度＞时，酵母的发酵力显着下降，酸度越高，发酵力越低。
在制作啤酒的过程中，温度控制是糖化工艺中首要条件。
糖化温度变化直接影响到酶活性，产生不同酶效应，进而改变麦汁成分组成，最终发酵度也受到影响。
原料的状态也直接影响着发酵产率和速度
原料的状态可分为固态、液态、气态、颗粒、粉末等等。
例如：利用麦芽来制作啤酒，原料的粉碎，特别是麦芽粉碎是否适宜，不仅关系到原料糖化室浸出物收得率，而且影响到制得麦汁组成成分，特别是麦汁中可发酵糖的含量，影响到麦汁色泽与口味。
麦芽粉碎过细，虽然有利于糖化，获得较高可发酵糖，较高最终发酵度，但难以形成理想过滤层，麦汁过滤困难，过滤时间长，原料利用率低。
但原料粉碎过粗，过滤层形成较理想，但糖化难以完全，麦汁收得率同样不理想，麦汁中可发酵糖含量少，麦汁最终发酵度会受到影响。
料水比对于发酵度的影响，要选择适宜的料水比
料水比是指投入的物料体积和水体积之比。
又称糖化用水量，是糖化工艺设计中重要技术参数。
料水比分为总料水比、麦芽醪料水比、辅料醪料水比。
总料水比决定糖化醪浓度。
一般以总浸出物和第一麦汁浓度为依据。
料水比大小影响到酶对基质的渗透，过浓会抑制酶作用，降低淀粉分解速度和可发酵糖积累。
但浓醪对酶耐热性有保护作用，稀醪对发挥酶作用更为有利，但酶易失活。
过浓或过稀都会影响到浸出物收得率及可发酵糖含量，进而影响到最终发酵度。
PH值对发酵产率和发酵度的影响，要选择适宜的PH值
PH.值是酶发挥活性的重要参数之一。
适宜的PH值有利于提高酶活性，促进反映顺利进行，改善麦汁成分，提高麦汁中可发酵糖含量，从而提高麦汁最终发酵度。
在发酵过程中添加外加酶，可以提高发酵的产率和速度
外加高转化率糖化酶加强麦汁中糊精及麦芽四糖的分解，使其降解为可发酵糖，以被酵母所利用，无疑可大幅度提高啤酒发酵度。
参考文献；。