第八章 甘油发酵20081118
第八章.发酵过程控制8
早期的发酵生产是采用一次投 料发酵， 料发酵，到放罐结束
这里就涉及菌体的代谢调节问题。 菌体的生理调节活动和生物合成， 菌体的生理调节活动和生物合成， 除了决定于本身的遗传特性外， 还决定于外界的环境条件
其中一个重要的条件就是培养
基的组成和浓度
若在菌体的生长阶段，有过于丰富的碳 源和氮源以及适合的生长条件， 源和氮源以及适合的生长条件，就会使菌体 向着大量繁殖菌丝的方向发展， 向着大量繁殖菌丝的方向发展，使得养料主 要消耗在菌丝生长上； 要消耗在菌丝生长上； 而在生物合成阶段养料便不足以维持正 常生理代谢和合成的需要， 常生理代谢和合成的需要，导致菌丝过早地 自溶，使生物合成阶段缩短。 自溶，使生物合成阶段缩短。
改进。 改进。
例如： 例如：
的批号， 在实验罐内四环素发酵 的批号，培 72～96h，发酵单位在5500 7000单位 mL之 5500～ 单位/ 养72～96h，发酵单位在5500～7000单位/mL之 间 的批号，发酵周期延长到120 130h， 120～ 补糖的批号，发酵周期延长到120～130h， 单位提高到10000～12000单位 mL。 单位/ 单位提高到10000～12000单位/mL。 10000
因此， 因此，补料的原则就在于控制 微生物的中间代谢 中间代谢， 微生物的中间代谢，使之向着 有利于产物积累的方向发展
为此， 生长代谢、 为此，要根据菌体的生长代谢、生物合
成规律，利用中间补料的措施给予产生菌适
当的调节， 当的调节，让它在生物合成阶段有足够而又不过 多的养料供给其合成和维持正常代谢的需要。 多的养料供给其合成和维持正常代谢的需要。 鉴于我们对微生物的代谢规律尚未充分掌握， 鉴于我们对微生物的代谢规律尚未充分掌握， 现有的各种补料措施都是通过实验方法确定的。 现有的各种补料措施都是通过实验方法确定的。
发酵法产甘油可行性报告
发酵法产甘油可行性报告1.引言甘油（Glycerol）是一种重要的化工原料，广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
传统上，甘油主要通过石化工艺从石油中提取，但这种方法存在资源浪费和环境污染的问题。
因此，寻找一种可替代的制备甘油的方法具有重要的意义。
本报告将探讨一种新的生产甘油的方法——发酵法，并评估其可行性和潜在优势。
2.发酵法的原理发酵法是利用微生物代谢产生的酶来催化底物转化为目标产物的一种方法。
在制备甘油的发酵过程中，常使用酵母菌作为生产甘油的微生物。
发酵法制备甘油的具体步骤如下：1.选择适宜的酵母菌，例如酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）等，作为发酵的微生物。
2.提供适宜的培养基，包含碳源（例如葡萄糖）、氮源、矿物盐等，以满足酵母菌的生长和代谢需求。
3.通过发酵过程中的酵母菌代谢，底物（例如葡萄糖）被转化为乳酸、酒精和甘油等产物。
4.对发酵产物进行提取和纯化，得到甘油作为最终产品。
3.可行性分析3.1原料可获得性作为发酵法的底物，葡萄糖是一种常见的可获得的天然糖分。
葡萄糖可以从多种植物来源获取，例如玉米、甘蔗等。
因此，葡萄糖的供应相对充足，不会成为制备甘油的瓶颈。
3.2酵母菌的选择和培养酿酒酵母是一种常见的酵母菌，具有较强的代谢能力和抗性。
其在工业应用中已经被广泛采用，因此可以满足发酵法制备甘油的需要。
酵母菌的培养相对简单，只需提供适宜的培养基和培养条件即可。
3.3产物纯化和提取发酵产物中的甘油需要进行纯化和提取，以获得高纯度的甘油产品。
传统的提取方法包括蒸馏、结晶等，但这些方法存在操作复杂、能耗高等问题。
因此，需要进一步研究和开发高效、低成本的甘油提取技术。
3.4经济可行性发酵法相对于传统的石化法制备甘油具有一定的经济优势。
首先，发酵法不依赖于石油等有限资源，而是利用可再生的生物质作为底物，降低了原料成本。
其次，发酵法的生产过程较为简单，节省了能源和设备成本。
然而，需要注意的是，发酵法在规模化生产时可能面临设备投资和操作成本的挑战，需要进一步的经济评估和优化。
第八章 发酵工艺控制
根据发酵液的菌体量和单位时间的菌体浓 溶氧浓度、糖浓度、 度、溶氧浓度、糖浓度、氮浓度和产物浓度等 变化值，即可分别算出菌体的比生长速率 菌体的比生长速率、 变化值，即可分别算出菌体的比生长速率、氧 比消耗速率、糖比消耗速率、氮比消耗速率和 比消耗速率、糖比消耗速率、 产物比生产速率。 产物比生产速率。这些参数也是控制产生菌的 代谢、决定补料和供氧工艺条件的主要依据, 代谢、决定补料和供氧工艺条件的主要依据, 多用于发酵动力学的研究中。 多用于发酵动力学的研究中。
四、发酵过程各参数测试概况
参数名称 温度 罐压 空气流量 搅拌转速 搅拌功率 测试方法 传感器 压力表 传感器 传感器 传感器 意义、 意义、主要作用 维持生长、合成 维持生长、
维持正压、增加DO 维持正压、增加DO
供氧排泄废气提高K 供氧排泄废气提高KLα 物料混合、提高K 物料混合、提高KLα 反映搅拌情况、 反映搅拌情况、KLα
5、实施最佳工艺： 实施最佳工艺：
实施最佳工艺就是通过优化管理， 实施最佳工艺就是通过优化管理，严格执 行发酵工艺，将发酵控制在最佳状态， 行发酵工艺，将发酵控制在最佳状态，从而最 终实现目标值。要实现最佳工艺必须对诸如温 终实现目标值。 度、pH值、溶解氧浓度、泡沫等这些因素进行 pH值 溶解氧浓度、 控制。 控制。
KLa ：液相体积氧传递系数
四、发酵过程各参数测试概况（2） 发酵过程各参数测试概况（ ）
粘度 密度 装量 浊度 泡沫 传质系数K 传质系数KLα 粘度计 传感器 传感器 传感器 传感器 间接计算； 间接计算； 在线监测 反映菌生长、KLα 反映菌生长、 反映发酵液性质 反映发酵液数量 反映菌生长情况 反映发酵代谢情况 反映供氧效率
三、生物参数
1、菌丝的形态 丝状菌发酵过程中菌丝形态的改变是生化 代谢变化的反映。 代谢变化的反映。一般都以菌丝形态作为衡量 种子质量、区分发酵阶段、 种子质量、区分发酵阶段、控制发酵过程的代 谢变化和决定发酵周期的依据之一。 谢变化和决定发酵周期的依据之一。
第八章发酵过程控制资料
第一节 发酵过程中的代谢变化与控
制参数
第二节 温度控制
第三节 pH值控制
第四节 泡沫控制 第五节 菌浓和基质对发酵的影响 第六节 发酵终点的判断
第一节 发酵过程中的代谢变化与控制参数
一、发酵工艺过程控制的重要性
微生物发酵的生产水平不仅取决于生产菌种本身的性能，而 且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出来
三、发酵过程的主要控制参数
⑸ 空气流量：每分钟内每单位体积发酵液通入空气的体积， 也叫通风比。一般控制在0.5～1.0 L／(L· min)。 ⑹ 压力：罐压一般维持在0.02～0.05 MPa。 ⑺ 搅拌转速：控制搅拌转速调节溶氧。以每分钟的转数表示。 ⑻ 搅拌功率：常指每立方米发酵液所消耗的功率(kW／m3)。 ⑼ 黏度：细胞生长或细胞形态的一项标志，也能反映发酵罐 中菌丝分裂过程的情况，通常用表观黏度表示之。
成方向，影响微生物的代谢调控机制。影响发酵液的理
化性质，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成
在发酵过程中，需要维持适当的温度，才能使菌体生长
和代谢产物的合成顺利进行
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
分批发酵 连续发酵
补料分批发酵
三、发酵过程的主要控制参数
⑴ pH值： 显示发酵过程中各种生化反应的综合结果。
⑵ 温度：不同的菌种，不同产品，发酵不同阶段所维持的温 度亦不同。 ⑶ 溶氧浓度（DO值，简称溶氧）：一般用绝对含量(mg／L) 来表示，有时也用在相同条件下氧在培养液中饱和度的百 分数(％)来表示。 ⑷ 基质含量：定时测定糖(还原糖和总糖)、氮(氨基氮或铵氮) 等基质的浓度
第八章 糖代谢(1)
第八章糖代谢知识点：一、糖类的消化知识点：糖原的降解、淀粉的降解、了解体内血糖的来源与去路二、糖酵解知识点：糖酵解途径的发现历史及实验依据，糖酵解反应历程，限速步骤及其酶；能量结算；乙醇发酵和乳酸发酵的原理；糖酵解的意义三、有氧氧化知识点：丙酮酸脱氢酶系，TCA循环的步骤，ATP生成部位，脱氢，底物水平磷酸化位点，限速酶，意义四、磷酸己糖旁路知识点：磷酸戊糖途径的两个阶段，磷酸戊糖途径的生理意义。
五、糖异生知识点：糖异生途径；与糖酵解对照关键酶；糖异生的前体；生糖氨基酸；丙酮酸羧化支路；Cori循环；葡萄糖－丙氨酸循环六、糖原合成知识点：糖原合成酶、UDPG、分枝酶七、光合作用知识点：光合作用，光反应，暗反应，光合磷酸化，Calvin（卡尔文）循环八、代谢调节发酵知识点：代谢调节发酵的思路；甘油发酵原理；柠檬酸发酵原理五、糖类的消化知识点：糖原的降解、淀粉的降解、了解体内血糖的来源与去路选择题:1．催化直链淀粉转化为支链淀粉的酶是：A、R酶B、D酶C、Q酶D、α-1,6糖苷酶2．支链淀粉降解分支点由下列那个酶催化？A、α和β-淀粉酶B、Q酶C、淀粉磷酸化酶D、R-酶3．高等植物体内蔗糖水解由下列那种酶催化？A、转化酶B、磷酸蔗糖合成酶C、ADPG焦磷酸化酶D、蔗糖磷酸化酶4. α-淀粉酶的特征是：A、耐70℃左右的高温B、不耐70℃左右的高温C、在pH7.0时失活D、在pH3.3时活性高5．支链淀粉中的α-1,6支点数等于：A、非还原端总数B、非还原端总数减1C、还原端总数D、还原端总数减1填空题：1．α和β淀粉酶只能水解淀粉的键，所以不能够使支链淀粉彻底水解。
2．淀粉磷酸化酶催化淀粉降解的最初产物是。
3．淀粉的磷酸解通过降解α-1,4糖苷键，通过酶降解α-1,6糖苷键。
4、糖原的降解主要是糖原非还原性末端进行磷酸解，反应由糖原磷酸化酶和脱支酶共同催化生成1－磷酸葡萄糖。
问答题：简述体内血糖的来源和去路。
生物化学第三版 习题答案 第八章
生物化学第三版习题答案第八章第八章糖代谢自养生物分解代谢糖代谢包括异养生物自养生物合成代谢能量转换（能源）糖代谢的生物学功能物质转换（碳源）可转化成多种中间产物，这些中间产物可进一步转化成氨基酸、脂肪酸、核苷酸。
糖的磷酸衍生物可以构成多种重要的生物活性物质：NAD、F AD、DNA、RNA、A TP。
分解代谢：酵解（共同途径）、三羧酸循环（最终氧化途径）、磷酸戊糖途径、糖醛酸途径等。
合成代谢：糖异生、糖原合成、结构多糖合成以及光合作用。
分解代谢和合成代谢，受神经、激素、别构物调整掌握。
第一节糖酵解glycolysis一、酵解与发酵1、酵解glycolysis （在细胞质中进行）酵解酶系统将Glc降解成丙酮酸，并生成A TP的过程。
它是动物、植物、微生物细胞中Glc分解产生能量的共同代谢途径。
在好氧有机体中，丙酮酸进入线粒体，经三羧酸循环被彻底氧化成CO2和H2O，产生的NADH经呼吸链氧化而产生A TP 和水，所以酵解是三羧酸循环和氧化磷酸化的前奏。
若供氧不足，NADH把丙酮酸还原成乳酸（乳酸发酵）。
2、发酵fermentation厌氧有机体（酵母和其它微生物）把酵解产生的NADH上的氢，传递给丙酮酸，生成乳酸，则称乳酸发酵。
若NAPH中的氢传递给丙酮酸脱羧生成的乙醛，生成乙醇，此过程是酒精发酵。
、视网膜。
二、糖酵解过程（EMP）Embden-Meyerhof Pathway ，1940在细胞质中进行1、反应步骤P79 图13-1 酵解途径，三个不行逆步骤是调整位点。
（1）、葡萄糖磷酸化形成G-6-P反应式此反应基本不行逆，调整位点。
△G0= - 4.0Kcal/mol使Glc活化，并以G-6-P形式将Glc限制在细胞内。
催化此反应的激酶有，已糖激酶和葡萄糖激酶。
激酶：催化A TP分子的磷酸基（r-磷酰基）转移究竟物上的酶称激酶，一般需要Mg2+或Mn2+作为辅因子，底物诱导的裂缝关闭现象好像是激酶的共同特征。
第八章发酵操作方式及发酵动力学
第⼋章发酵操作⽅式及发酵动⼒学第⼋章发酵操作⽅式及发酵动⼒学第⼀节发酵类型及操作⽅式⼀、发酵的类型1、根据微⽣物对氧的需求1）好氧性发酵◆需不断通⼊⽆菌空⽓◆如：利⽤⿊曲霉发酵⽣产柠檬酸利⽤棒杆菌发酵⽣产⾕氨酸利⽤黄单胞菌⽣产黄原胶抗⽣素发酵⽣产2）厌⽓性发酵◆不需供氧◆如：乳酸杆菌的乳酸发酵梭状芽孢杆菌的丙酮丁醇发酵酵母菌为兼性厌氧微⽣物，⽆氧时发酵⽣产酒精，有氧时发酵⽣产菌体2、按发酵培养基物理状态分1）固体发酵根据物料堆放的厚薄分为:薄层发酵：⽊盘或苇帘，1～2cm，培养箱或曲室内厚层发酵：深槽或池，架设帘，30cm以上，接种后通⽓固体发酵优点：可直接采⽤农副产品为原料，⽣产成本和能量消耗都较低；发酵培养基含⽔分低，有时产物浓度⼤⼤⾼于液体培养。
固体发酵缺点：同液体发酵相⽐，固体发酵中微⽣物、营养和产物的分散，发酵热的移去和氧的供应以及杂菌污染的避免等都较困难。
2）液体发酵发酵⼯业的主要⽅法根据培养液的深浅分表⾯培养法深层培养法表⾯培养法（浅盘发酵）◇利⽤浅盘，仅装⼀薄层培养液，接种后进⾏表⾯培养◇在液体上⾯多数形成⼀层菌膜◇在缺乏通⽓设备时，对⼀些繁殖快的好⽓性微⽣物可利⽤此法◇早年青霉素⽣产菌株点青霉(Penicillium notatum) 具有表⾯⽣长的特点，采⽤表⾯培养⽣产青霉素⼜如利⽤⽩地霉⽣产⼈造⾁深层发酵法深层发酵（submerged fermentation）指在液体培养基内部（⽽不仅仅在表⾯）进⾏的培养过程。
深层发酵是当前发酵⼯业中使⽤的主要形式液体深层发酵的优点：1）液体悬浮状态是多数微⽣物的最适⽣长环境。
2）在液体中，菌体及其底物、产物（包括热）易于扩散，使发酵可在均质或拟均质条件下进⾏。
3）液体输送⽅便，易于机械化操作。
4）⼚房⾯积⼩，⽣产效率⾼，易进⾏⾃动化控制，产品质量稳定。
5）产品易于提取、精制⼆、发酵操作⽅式分批操作补料分批操作连续操作1、分批操作分批发酵（batch fermentation）向反应器中⼀次投⼊所需的培养基，然后接种培养，培养过程中除控制温度和pH外不进⾏其他任何控制，反应结束后将全部培养液排出进⾏处理。
第八章-发酵过程参数的检测及控制PPT课件
1、基本的自动控制系统
③自适应控制： 提取有关输入、输出信息，对模型和
参数不断进行辩识，使模型逐渐完善；同 时自动修改控制器的动作，适应实际过 程。——自适应控制系统。
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2、发酵自动控制系统的硬件组成
传感器 变送器 执行机构
电磁阀、气动控制阀、电动调节阀、变速电机、 正位移泵、蠕动泵。
转换器 过程接口 监控计算机
进行简便测定时，可以采取空气饱和方式。将电 极放入培养液中，通气搅拌一段时间，显示仪上 可见溶氧上升，待上升稳定，调节满刻度旋钮至 100%即为饱和值。
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➢主要参数检测原理及仪器
• 生物量的测定
• 干（湿）重法 • 压缩体积法（离心） • 光密度测定法 OD600~660 • 其它方法（测粘度、静置沉降体积法）
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（５）排气管的死角
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（6）压力表安装不合理形成的死角
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类别 检测物质
发酵液待检测的物质成分
营养基质 葡萄糖、麦芽糖、乳糖、醋酸、BOD等
微生物 细胞
动物 细胞
产物及副产物
营养盐生长因子
营养基质 产物及副产物
生长因子
乙醇、氨、蛋白质、抗生素、氨基酸、有机酸、酶、 CH4、氢等 无机盐(K+、Ca2+、NH+、NO3-等)、生物素、维生素 葡萄糖、氨基酸等 蛋白质类（t-PA、GCSF、EPO、INF等)、乳酸、氨 维生素、激素、抗生素
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（二）pH的控制
• 一般PID控制 • 碳、氮源影响pH值 • pH下降——加碱（常用
氨水） • pH上升——需要对培养
基 进行调整
M
AC 21
空气 3
冷却水
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两种方法
亚硫酸盐法: 亚硫酸盐法: 将亚硫酸氢钠(NaHSO3)加入发酵液中，能与乙醛发 生加成反应，生成难溶的结晶状产物，使乙醛不能再 作为受氢体，迫使NADH+H+ 用于磷酸二羟丙酮的还 原，生成甘油 碱法甘油发酵: 碱法甘油发酵: 酵 母 酒 精 发 酵 的 发 酵 液 pH 值 调 至 碱 性 ， 保 持 在 pH7.6以上，则2分子乙醛之间发生歧化反应，1分 子被还原成乙醇，1分子被氧化成乙酸。乙醛失去 了作为受氢体的作用，NADH+H+ 只好用于还原磷 酸二羟丙酮，并生成甘油
好氧发酵
适当好氧条件下， 适当好氧条件下 ， 糖酵解产生的丙酮酸可以通过 TCA循环来增加其产能水平，一方面减少3—磷酸甘油 循环来增加其产能水平，一方面减少 循环来增加其产能水平 磷酸甘油 醛向乙醛方向进行，增加底物向产物转化的比例； 醛向乙醛方向进行 ， 增加底物向产物转化的比例 ； 另 一方面，增加了细胞能量水平 ， 减少了细胞的死亡率 ， 一方面 ， 增加了细胞能量水平，减少了细胞的死亡率， 有利于提高发酵的速率，缩短发酵周期。但是， 有利于提高发酵的速率 ， 缩短发酵周期 。 但是 ， 这种 有限的好氧发酵，使得丙酮酸进行TCA循环的同时， 循环的同时， 有限的好氧发酵 ， 使得丙酮酸进行 循环的同时 也增加了TCA循环过程中的许多中间性产物的产生， 循环过程中的许多中间性产物的产生， 也增加了 循环过程中的许多中间性产物的产生 这对于甘油的提取带来了不利的影响。 这对于甘油的提取带来了不利的影响。
三、发酵法甘油生产过程
1、原料 、 淀粉质、 淀粉质、糖质和纤维质 。 2、工艺路线 、 （1）厌氧亚硫酸盐法 ） 所用原料为淀粉质或糖蜜、 所用原料为淀粉质或糖蜜、亚硫酸钠及其 他营养盐。 他营养盐。培养基灭菌后冷却降温接入酿酒酵 母 ， 于 30～ 32℃ 控温发酵 ～ 3d， 发酵液即可 ～ ℃ 控温发酵2～ ， 进入提取阶段回收甘油。 进入提取阶段回收甘油。
第八章
甘油发酵
大连大学生物工程学院 二00八年十一月
甘油发酵生产现状
应用领域：广泛用于化工、医药、化妆品、 应用领域：广泛用于化工、医药、化妆品、 食品加工和日常生活等诸多方面，约在2000多 食品加工和日常生活等诸多方面，约在 多 种产品中含有甘油成分。 种产品中含有甘油成分。 生产方法：天然油脂皂化和水解；丙烯氯 生产方法 ：天然油脂皂化和水解 丙烯氯 化法和丙烯氧化法 ；微生物发酵法 微生物发酵法
（2）耐高渗透压酵母好氧发酵法 ）
（3）影响发酵的因素 ） 随生产菌种和原料的变化， 随生产菌种和原料的变化，影响甘油产率 和菌种发酵速度的因素可归纳为： 、 源的 和菌种发酵速度的因素可归纳为 ： C、 N源的 种类和配比，金属盐的选择，发酵温度，pH及 种类和配比，金属盐的选择，发酵温度， 及 通风量的确定等。 通风量的确定等。
我国与国外差距 （1）残糖高，…… ）残糖高， （2）规模化较少，…… ）规模化较少， 市场构成与西方发达国家差异 中国：涂料， 中国：涂料，49%；医药食品，10% ；医药食品， 美国：涂料， 美国：涂料，10%；医药食品，＞ 54% ；医药食品，＞
目前我国的甘油供需缺口很大 ， 2005年甘油需求超过 万吨，其中进口 年甘油需求超过10万吨 年甘油需求超过 万吨， 约 6万吨 ， 随着我国以甘油为原料生产 万吨， 万吨 1,3-丙二醇的大力发展 ， 预计到 丙二醇的大力发展， 预计到2010年 丙二醇的大力发展 年 我国甘油的需求将达到20万吨以上。 我国甘油的需求将达到 万吨以上。 万吨以上
甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵） 甘油发酵（酵母的第Ⅱ型发酵）
利用糖酵解途径进行甘油发酵
酒精发酵之初： 酒精发酵之初：
CNADH +H
即：
+
α-磷酸甘油脱氢酶 磷酸甘油脱氢酶
α-磷酸甘油 磷酸甘油
磷酸二羟丙酮+NADH+H+ 磷酸二羟丙酮 磷酸甘油+H α-磷酸甘油 2O 磷酸甘油
磷酯酶
α-磷酸甘油 磷酸甘油+NAD+ 磷酸甘油
第一节
甘油发酵生产菌种
绝大多数为酵母菌。 绝大多数为酵母菌。 1945年Nicherson等筛选出产酸结合 年 等筛选出产酸结合 酵母， 酵母 ， 1958年 Peterson发现柳氏结合酵 年 发现柳氏结合酵 年报道木兰球拟酵母I2B2只产甘 母，1960年报道木兰球拟酵母 年报道木兰球拟酵母 只产甘 油而无其他副产物， 油而无其他副产物 ， 1960年Dawson研究 年 研究 了用耐高渗透压酵母连续生产甘油的新工 艺，受到人们的高度重视。 受到人们的高度重视。
1986年和 年和1989年德国明斯特大 年和 年德国明斯特大 学的Bisping等先后利用固定化酿酒 等先后利用固定化酿酒 学的 酵母， 酵母，半连续间歇发酵和间歇流加发 酵生产甘油， 1990年用耐高渗透压 酵生产甘油 ， 年用耐高渗透压 毕赤氏酵母实现了半连续间歇流加发 酵法生产甘油，产量达 酵法生产甘油，产量达86g/L。 。
厌氧甘油发酵缺点
菌体死亡率较高，碱性条件；无能量产生； 菌体死亡率较高，碱性条件；无能量产生； 转化率较低，按照上述能量平衡计算， 转化率较低，按照上述能量平衡计算，糖与 甘油的转化率不可能超过50%，加上酵母增殖需 甘油的转化率不可能超过50% 50 要消耗一部分糖，发酵液中残留一部分糖， 要消耗一部分糖 ， 发酵液中残留一部分糖 ， 实 际转化率远低于50% 际转化率远低于50%，导致了厌氧发酵生产甘油 50 的成本较高。 的成本较高。
例子： 例子：利用热冲击处理技术来提高甘油的产量
背景： 背景： （1）酵母在比常规发酵温度髙 ～20℃的温度下经 ）酵母在比常规发酵温度髙10～ 受一段时间刺激后，胞内海藻糖的含量显著增加。 受一段时间刺激后，胞内海藻糖的含量显著增加。 （2）Lewis发现热冲击能提高细胞对盐渗透压耐受 ） 发现热冲击能提高细胞对盐渗透压耐受 力 发现热冲击可使胞内3－ （3）Toshiro发现热冲击可使胞内 －磷酸甘油脱氢 ） 发现热冲击可使胞内 酶的活力提高15～ ％， ％，并导致甘油产量提高 酶的活力提高 ～25％，并导致甘油产量提高
甘油+Pi 甘油
当有了乙醛作为受氢体，代谢途径的流向就不再朝甘油方向了。 当有了乙醛作为受氢体，代谢途径的流向就体乙醛除去，则势必造成发酵液中甘油的积累。 将受氢体乙醛除去，则势必造成发酵液中甘油的积累。 是什么？ 是什么？
酵母菌的Ⅱ 一、亚硫酸盐法甘油发酵(酵母菌的Ⅱ型发酵 酵母菌的 型发酵)
实验：甘油发酵是在髙渗透压环境中进行的， 实验：甘油发酵是在髙渗透压环境中进行的，因 此可望通过热冲击来提高发酵甘油的产量 正交条件A 正交条件 冲击温度 （℃ ） 40，45，50 ， ， B 开始时机（h） 开始时机（ ） 8，16，30 ， ，
C 冲击时间（分） 15，30，60 冲击时间（ ， ， 结果发酵16小时， ℃冲击30分钟最佳 发酵96 分钟最佳， 结果发酵 小时，45℃冲击 分钟最佳，发酵 小时 小时后甘油浓度提高32.6％， ％， 小时后甘油浓度提高
甘油合成机制
酵母在一定条件下培养， 酵母在一定条件下培养，可以利用糖分生成甘油 加入亚硫酸氢钠， 加入亚硫酸氢钠 ， 与乙醛 起加成作用 生成难溶的乙 醛亚硫酸氢钠加成物
酵母的第二型发酵
2ATP 2CO2 NaHSO3 ↑ ↑ ↓ 2ATP 3-磷酸甘油醛→→ 丙酮酸→乙醛→ 乙醛加 磷酸甘油醛→→ 丙酮酸→乙醛→ 磷酸甘油醛 ↑ 成物 Pi G →→ 1，6-二磷酸果糖 2H ， 二磷酸果糖 EMP途径 EMP途径 磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
甘油
酵母菌的Ⅲ 二、碱法甘油发酵(酵母菌的Ⅲ型发酵 酵母菌的 型发酵)
第二节
甘油发酵工艺
厌氧条件下， 厌氧条件下 ， 酵母大量的将葡萄糖转 变成乙醇，而产物中只有很少的甘油， 变成乙醇，而产物中只有很少的甘油，在 酵母菌的其他厌氧发酵产品中（白酒、 酵母菌的其他厌氧发酵产品中（白酒、葡 萄酒、黄酒等） 甘油的含量也很少。 萄酒、黄酒等），甘油的含量也很少。
酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵） 酒精发酵（酵母的第Ⅰ型发酵） alcoholic fermation