1、第四章 细胞反应动力学4.1 微生物反应过程的质量和能量衡算4.1.1 微生物反应过程的质量衡算微生物反应中参与反应的培养基成分多，反应途径复杂。如果把微生物反应看成是生成多种产物的复合反应：碳源 +氧 +氮源 =菌体 +有机产物 +二氧化碳 +水CHmOn+aO2+bNH3cCH xOyNz+dCHuOvNw+eCO2+fH2O呼吸商： 细胞生长过程中放出的 CO2与消耗的 O2的摩尔比式中 : C O2 为一定时间内细胞生长放出的 CO2量(mol、 Kmol) ；4.1.2 微生物反应过程的得率系数n 得率系数是对碳源等物质生成细胞或其他产物的潜力进行定量评价的重要参数。消耗 1克基质生
2、成细胞的克数称为细胞得率或生长得率。n 对底物的细胞得率系数n 对底物的产物得率系数n 与碳元素相关的得率系数 YC： 当基质为碳源，一部分被同化为细胞组成成分，其余部分被异化分解为 CO2和代谢产物。XC和 SC-单位质量细胞的含碳量和单位质量基质的含碳量n 与氧相关的得率系数 YO： 生成细胞质量与消耗氧的比值。举例：C6H12O6+aO2+bNH3cC 4.4OH7.3N0.86O1.2+dH2O+eCO2已知：葡萄糖中的碳 2/3转化为细胞中的碳n 计算 c值n 计算 e值n 根据原子的平衡关系计算 b,d,a值n 求 YX/Sn 求 YX/O4.2 细胞生长的非结构动力学4.2.1
3、细胞生长动力学描述方法（ 1）微生物反应过程细胞群体 细菌群体的复杂性 ： 通常 1mL培养液中含有 107108个细胞，每个细胞都经历生长、成熟、衰亡的过程，同时伴有退化、变异 多 相： 体系中有液相、固相、气相，性质不同，相内、相间有反应、传质 多组份： 细胞组成复杂 ,蛋白质、脂肪、糖、核酸、维生素、无机盐、水等 ,培养液中的营养物，代谢产物 非线性： 生化反应过程复杂 ,不能用线性方程描述（ 2）细菌群体描述的简化 微生物反应动力学是对细菌群体而言，而不是对单一细胞 不考虑细胞之间的差异，性质上取平均值。此模型为确定论模型；考虑细胞之间的差异为概率论模型 把细胞视为单组成，忽略环境变化对菌体组成的影响，所建立的模型为非结构性模型 .它是在实验数据的基础上建立的经验或半经验关联模型 假设细胞生长过程，各子成份均以相同的比例生长 把细胞和培养液视为一相（液相） ,不考虑培养液和细胞之间的物质传递作用 ,即均一化模型对细胞群体的描述模型
