發(fā)酵工藝控制課件

第八章發(fā)酵過程控制

本章內(nèi)容一、概述二、代謝調(diào)控在發(fā)酵過程控制中的應(yīng)用三、溫度對發(fā)酵的影響及其控制四、pH對發(fā)酵的影響及其控制五、溶解氧對發(fā)酵的影響及其控制六、CO2和呼吸商對發(fā)酵的影響及其控制七、基質(zhì)濃度對發(fā)酵的影響及補料控制八、高密度發(fā)酵及過程控制九、泡沫對發(fā)酵的影響及其控制1.過程控制的重要性

菌株特性(營養(yǎng)要求、生長速率、呼吸強度、產(chǎn)物合成速率)

傳遞性能

物理：n、T、Ws

化學(xué)：pH、DO、濃度

過程控制的意義：即最佳工藝參數(shù)的確定以及在發(fā)酵過程中通過過程調(diào)節(jié)達到最適水平的控制。決定發(fā)酵單位(水平)的因素外部環(huán)境因素工藝條件生物因素：設(shè)備性能：3.

參數(shù)檢測代謝參數(shù)按性質(zhì)可分為三類：物理參數(shù)：溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、罐壓、空氣流量、溶解氧、表觀粘度、排氣氧（二氧化碳）濃度等;化學(xué)參數(shù)：基質(zhì)濃度（包括糖、氮、磷）、pH、產(chǎn)物濃度、核酸量等;生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、濃度、比生長速率、呼吸強度、攝氧率、關(guān)鍵酶活力等;3.參數(shù)檢測參數(shù)按獲取方式可分為兩類：

如T、pH、罐壓、空氣流量、攪拌轉(zhuǎn)速、溶氧濃度等如攝氧率(γ)、呼吸強度(QO2)、比生長速率（μ)、體積溶氧系數(shù)(KLa)、呼吸商(RQ)等。直接參數(shù)：

間接參數(shù)：將直接參數(shù)通過公式計算獲得的參數(shù)，3.

參數(shù)檢測參數(shù)的測量形式離線測量：基質(zhì)（糖、脂類、無機鹽等）、前體和代謝產(chǎn)物（抗生素、酶、有機酸、氨基酸等）在線測量：如T、pH、DO、溶解CO2、尾氣CO2、黏度、攪拌轉(zhuǎn)速等優(yōu)點：及時、省力，可從繁瑣操作中解脫出來，便于計算機控制。困難：傳感器要求較高。

對傳感器的要求能經(jīng)受高壓蒸汽滅菌；傳感器及其二次儀表具有長期穩(wěn)定性；最好能在過程中隨時校正，靈敏度好；探頭材料不易老化，使用壽命長；安裝使用和維修方便；解決探頭敏感部位被物料粘住、堵塞問題；價格合理，便于推廣。3.參數(shù)檢測反饋調(diào)節(jié)包括①反饋抑制：某一生物合成途徑的最終代謝物抑制該途徑的第一或第二個酶的活性。②反饋阻遏：抑制酶的形成，由途徑終點產(chǎn)物或其衍生物施行的。（1）避開固有的反饋調(diào)節(jié)（1）避開固有的反饋調(diào)節(jié)方法限制菌在胞內(nèi)積累終點產(chǎn)物的能力以解除負反饋調(diào)節(jié)作用從遺傳上改變酶的活性和酶的形成系統(tǒng)，篩選有抗反饋作用的基因突變型（對反饋作用不敏感）。具體應(yīng)用積累中間產(chǎn)物積累終點產(chǎn)物耐反饋作用的突變株的篩選：抗結(jié)構(gòu)類似物突變株

細胞通透性的變更細胞膜通透性的增加是谷氨酸過量生產(chǎn)的原因之一。能過量生產(chǎn)谷氨酸的細菌有兩個共同特征：①

α-酮戊二酸脫氫酶缺失：表明這類細菌的TCA上的酶受阻，保證了碳引向谷氨酸的合成歧路。②

對生物素的營養(yǎng)需求：表明這類細菌的生物素的生物合成受阻，導(dǎo)致細胞膜通透性的改變，使細胞可以分泌出谷氨酸。

2.

次級代謝物的生產(chǎn)調(diào)節(jié)(1)次級代謝的特點及與初級代謝的關(guān)系(2)調(diào)節(jié)方法（1）次級代謝的特點及與初級代謝的關(guān)系次級代謝酶的特異性較初級代謝酶的特異性低，故受遺傳及環(huán)境因素的影響大。次級代謝物的合成途徑比初級代謝的種類多，但大多數(shù)次級代謝物都是由少數(shù)關(guān)鍵中間代謝物組裝的。次級代謝產(chǎn)物的合成一般是在生長期后，即培養(yǎng)基中的養(yǎng)分快耗盡，菌的比生長速率降低時才合成。

操縱環(huán)境條件來控制次級代謝物的生物合成改變培養(yǎng)基成分來避免分解阻遏作用改變培養(yǎng)基成分來避免反饋抑制和阻遏作用

e.g.鏈霉素發(fā)酵中限制磷酸鹽的加量，避免其對參與生物合成的磷酸酯酶的反饋抑制和阻遏作用培養(yǎng)基中添加前體物來避免分支途徑終產(chǎn)物對發(fā)酵產(chǎn)品的間接抑制作用

分解阻遏作用的解除主要是在多個碳源中選擇慢碳源或者采用緩慢流加快碳源的工藝

在含有葡萄糖和乳糖的培養(yǎng)基中的青霉素發(fā)酵代謝曲線第三節(jié)溫度變化及其控制

一、溫度對生長的影響二、溫度的影響與控制三、發(fā)酵過程引起溫度變化的因素一、溫度對生長的影響不同微生物生長對溫度的要求不同，根據(jù)對溫度的要求可分為四類：嗜冷菌適應(yīng)于0～260C生長，嗜溫菌適應(yīng)于15～430C生長，嗜熱菌適應(yīng)于37～650C生長，嗜高溫菌適應(yīng)于650C以上生長。微生物受高溫的傷害比低溫的傷害大，即超過最高溫度，微生物很快死亡；低于最低溫度，微生物代謝受到很大抑制，并不馬上死亡。這就是菌種保藏的原理。二、溫度的影響與控制（一）溫度對發(fā)酵的影響1、溫度影響反應(yīng)速率發(fā)酵過程的反應(yīng)速率實際是酶反應(yīng)速率，酶反應(yīng)有一個最適溫度。從阿累尼烏斯方程式可以看到K與溫度有關(guān)E越大，溫度變化對K的影響越大。（一）溫度對發(fā)酵的影響在其最適溫度范圍內(nèi)，生長速率隨溫度升高而增加，當(dāng)溫度超過最適生長溫度，生長速率隨溫度增加而迅速下降。不同生長階段的微生物對溫度的反應(yīng)不同處于延遲期的細菌對溫度的影響十分敏感。對于對數(shù)生長期的細菌，如果在略低于最適溫度的條件下培養(yǎng)，即使在發(fā)酵過程中升溫，則升溫的破壞作用較弱。處于生長后期的細菌，其生長速度一般主要取決于溶解氧，而不是溫度。（一）溫度對發(fā)酵的影響發(fā)酵溫度升高，酶反應(yīng)速率增大，生長代謝加快，生產(chǎn)期提前。酶本身很易因過熱而失去活性，表現(xiàn)在菌體容易衰老，發(fā)酵周期縮短，影響最終產(chǎn)量。

四環(huán)素產(chǎn)生菌金色鏈霉菌同時產(chǎn)生金霉素和四環(huán)素，當(dāng)溫度低于30℃時，這種菌合成金霉素能力較強；溫度提高，合成四環(huán)素的比例也提高，溫度達到35℃時，金霉素的合成幾乎停止，只產(chǎn)生四環(huán)素。（二）溫度影響發(fā)酵方向改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，間接影響菌的生物合成。影響生物合成方向。e.g.谷氨酸發(fā)酵中擴展短桿菌：30℃培養(yǎng)后37℃發(fā)酵，積累過量乳酸。溫度對菌的調(diào)節(jié)機制關(guān)系密切。（二）溫度影響發(fā)酵方向（二）溫度影響發(fā)酵方向影響酶系組成及酶的特性。米曲霉制曲：溫度控制在低限，有利于蛋白酶合成凝結(jié)芽孢桿菌的α-淀粉酶熱穩(wěn)定性：55℃培養(yǎng)→90℃保持60min，剩留活性為88%~99%；35℃培養(yǎng)→經(jīng)相同條件處理，剩余活性僅有6%~10%。定義：最適溫度是指在該溫度下最適于菌的生長或產(chǎn)物的生成，它是一種相對概念，是在一定條件下測得的結(jié)果。二階段發(fā)酵

e.g.青霉素發(fā)酵：菌體生長期,30℃青霉素合成分泌期,20℃（三）最適溫度的選擇最適溫度的選擇還要參考其它發(fā)酵條件靈活掌握通氣條件較差情況下，最適發(fā)酵溫度可能比正常良好通氣條件下低一些。培養(yǎng)基成分和濃度的影響（二）最適溫度的選擇變溫培養(yǎng)：在抗生素發(fā)酵過程中采用變溫培養(yǎng)比用恒溫培養(yǎng)所獲得的產(chǎn)物有較大幅度的提高。

e.g.四環(huán)素發(fā)酵：0~30h稍高溫度→30~150h稍低溫度→150h后升溫發(fā)酵青霉素發(fā)酵：30℃,5h→25℃,35h→20℃,85h

→25℃,40h；產(chǎn)量提高14.7％5.最適溫度的選擇與控制（三）最適溫度的選擇1、根據(jù)菌種及生長階段選擇微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同，所要求的溫度范圍也不同。如黑曲霉生長溫度為370C，谷氨酸產(chǎn)生菌棒狀桿菌的生長溫度為30～320C，青霉菌生長溫度為300C。在發(fā)酵前期由于菌量少，發(fā)酵目的是要盡快達到大量的菌體，取稍高的溫度，促使菌的呼吸與代謝，使菌生長迅速；在中期菌量已達到合成產(chǎn)物的最適量，發(fā)酵需要延長中期，從而提高產(chǎn)量，因此中期溫度要稍低一些，可以推遲衰老。因為在稍低溫度下氨基酸合成蛋白質(zhì)和核酸的正常途徑關(guān)閉得比較嚴密有利于產(chǎn)物合成。根據(jù)生長階段選擇發(fā)酵后期，產(chǎn)物合成能力降低，延長發(fā)酵周期沒有必要，就又提高溫度，刺激產(chǎn)物合成到放罐。如四環(huán)素生長階段28℃，合成期26℃后期再升溫；黑曲霉生長37℃，產(chǎn)糖化酶32～34℃。但也有的菌種產(chǎn)物形成比生長溫度高。如谷氨酸產(chǎn)生菌生長30～32℃，產(chǎn)酸34～37℃。最適溫度選擇要根據(jù)菌種與發(fā)酵階段做試驗。2、根據(jù)培養(yǎng)條件選擇溫度選擇還要根據(jù)培養(yǎng)條件綜合考慮，靈活選擇。通氣條件差時可適當(dāng)降低溫度，使菌呼吸速率降低些，溶氧濃度也可髙些。培養(yǎng)基稀薄時，溫度也該低些。因為溫度高營養(yǎng)利用快，會使菌過早自溶。菌生長快，維持在較高溫度時間要短些；菌生長慢，維持較高溫度時間可長些。培養(yǎng)條件適宜，如營養(yǎng)豐富，通氣能滿足，那么前期溫度可高些，以利于菌的生長?？偟膩碚f，溫度的選擇根據(jù)菌種生長階段及培養(yǎng)條件綜合考慮。要通過反復(fù)實踐來定出最適溫度。3、根據(jù)菌生長情況三、發(fā)酵過程引起溫度變化的因素（一）發(fā)酵熱Q發(fā)酵所謂發(fā)酵熱是發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量。凈熱量:在發(fā)酵過程中產(chǎn)生菌分解基質(zhì)產(chǎn)生熱量，機械攪拌產(chǎn)生熱量，而罐壁散熱、水分蒸發(fā)、空氣排氣帶走熱量。各種產(chǎn)生的熱量和散失的熱量的代數(shù)和。發(fā)酵熱引起發(fā)酵液的溫度上升。發(fā)酵熱大，溫度上升快，發(fā)酵熱小，溫度上升慢。1、生物熱Q生物在發(fā)酵過程中，菌體不斷利用培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，將其分解氧化而產(chǎn)生的能量，其中一部分用于合成高能化合物（如ATP）提供細胞合成和代謝產(chǎn)物合成需要的能量，其余一部分以熱的形式散發(fā)出來，散發(fā)出來的熱就叫生物熱。1、生物熱Q生物影響因素：菌株：有氧呼吸產(chǎn)生的熱比厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的熱多培養(yǎng)基成分發(fā)酵時期

生物熱與其它參數(shù)的關(guān)系

①呼吸強度QO2②糖利用速率當(dāng)產(chǎn)生的生物熱達到高峰時，菌的呼吸強度最大，糖的利用速率也最大，可用耗氧量、糖耗來衡量生物熱。

培養(yǎng)過程中生物熱的產(chǎn)生具有強烈的時間性。生物熱的大小與呼吸作用強弱有關(guān)。在培養(yǎng)初期，菌體處于適應(yīng)期，菌數(shù)少，呼吸作用緩慢，產(chǎn)生熱量較少。菌體在對數(shù)生長期時，菌體繁殖迅速，呼吸作用激烈，菌體也較多，所以產(chǎn)生的熱量多；培養(yǎng)后期，菌體已基本上停止繁殖，主要靠菌體內(nèi)的酶系進行代謝作用，產(chǎn)生熱量不多，溫度變化不大，且逐漸減弱。如果培養(yǎng)前期溫度上升緩慢，說明菌體代謝緩慢，發(fā)酵不正常。如果發(fā)酵前期溫度上升劇烈，有可能染菌。此外培養(yǎng)基營養(yǎng)越豐富，生物熱也越大。2、攪拌熱Q攪拌在機械攪拌通氣發(fā)酵罐中，由于機械攪拌帶動發(fā)酵液作機械運動，造成液體之間，液體與攪拌器等設(shè)備之間的摩擦，產(chǎn)生的熱量。攪拌熱與攪拌軸功率有關(guān)。3、蒸發(fā)熱Q蒸發(fā)

通氣時，引起發(fā)酵液的水分蒸發(fā)，水分蒸發(fā)所需的熱量叫蒸發(fā)熱。此外，排氣也會帶走部分熱量叫顯熱Q顯熱，顯熱很小，一般可以忽略不計。4、輻射熱Q輻射發(fā)酵罐內(nèi)溫度與環(huán)境溫度不同，發(fā)酵液中有部分熱通過罐體向外輻射。輻射熱的大小取決于罐溫與環(huán)境的溫差。Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌－Q蒸發(fā)－Q輻射（二）發(fā)酵熱的測定一種是用冷卻水進出口溫度差計算發(fā)酵熱。在工廠里，可以通過測量冷卻水進出口的水溫，再從水表上得知每小時冷卻水流量來計算發(fā)酵熱。

Q發(fā)酵＝GCm(T出－T進)

Cm——水的比熱G——冷卻水流量

另一種是根據(jù)罐溫上升速率來計算。先自控，讓發(fā)酵液達到某一溫度，然后停止加熱或冷卻，使罐溫自然上升或下降，根據(jù)罐溫變化的速率計算出發(fā)酵熱。小結(jié)微生物最適生長溫度微生物對溫度的要求不同與它們的膜結(jié)構(gòu)有關(guān)微生物的生長溫度與細胞膜的液晶溫度范圍相一致微生物對溫度的要求與酶分子結(jié)構(gòu)的區(qū)別有關(guān)，如蛋白構(gòu)象穩(wěn)定性因素改變，活性位點關(guān)鍵區(qū)域氨基酸的取代，離子束縛作用(ionbinding)減弱，蛋白核心區(qū)域疏水作用下降等溫度對發(fā)酵的影響：溫度影響反應(yīng)速率溫度影響發(fā)酵方向最適溫度的選擇根據(jù)菌種生長階段選擇根據(jù)培養(yǎng)條件選擇菌種的生長情況發(fā)酵過程引起溫度變化的因素發(fā)酵熱是引起發(fā)酵過程溫度變化的原因Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌－Q蒸發(fā)－Q輻射生物熱的定義，產(chǎn)生的原因：基質(zhì)代謝。它與菌種、發(fā)酵類型、生長階段、營養(yǎng)條件有關(guān)攪拌熱與攪拌功率有關(guān)發(fā)酵熱測定:冷卻容量燃燒熱7.16根據(jù)微生物對溫度的依賴可分類成哪幾類微生物？7.17微生物對溫度要求不同的原理是什么？7.18發(fā)酵過程的溫度會不會變化？為什么？7.19發(fā)酵熱的定義7.20生物熱的大小與哪些因素有關(guān)？7.21溫度對發(fā)酵有哪些影響？7.22發(fā)酵過程溫度的選擇有什么依據(jù)？思考題第三節(jié)發(fā)酵過程的pH控制一、發(fā)酵過程pH變化的原因二、pH對發(fā)酵的影響；三、pH的控制第三節(jié)發(fā)酵過程的pH控制

發(fā)酵過程中培養(yǎng)液的pH值是微生物在一定環(huán)境條件下代謝活動的綜合指標，對菌體的生長和產(chǎn)品的積累有很大的影響。必須掌握發(fā)酵過程中pH的變化規(guī)律，及時監(jiān)測并加以控制，使它處于最佳的狀態(tài)。盡管多數(shù)微生物能在3~4個pH單位的pH范圍內(nèi)生長，但是在發(fā)酵工藝中，為了達到高生長速率和最佳產(chǎn)物形成，必須使pH在很窄的范圍內(nèi)保持恒定。一、發(fā)酵過程pH變化的原因

1、基質(zhì)代謝

（1）糖代謝特別是快速利用的糖，分解成小分子酸，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補料的標志之一。（2）氮代謝當(dāng)氨基酸中的-NH2被利用后pH會下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，當(dāng)碳源不足時氮源當(dāng)碳源利用pH上升。（3）生理酸堿性物質(zhì)利用后pH會上升或下降。2、產(chǎn)物形成

某些產(chǎn)物本身呈酸性或堿性，使發(fā)酵液pH變化。如有機酸類產(chǎn)生使pH下降，紅霉素、螺旋霉素等抗生素呈堿性，使pH上升。

3、菌體自溶，pH上升，發(fā)酵后期，pH上升。

引起發(fā)酵液中pH下降的因素（1）C/N過高，或中間補糖過多，溶氧不足，致使有機酸積累，pH下降；（2）消泡劑加得過多：脂肪酸增加；（3）生理酸性鹽的利用；（4）酸性產(chǎn)物形成：如有機酸發(fā)酵。引起發(fā)酵液中pH上升的因素（1）C/N過低（N源過多），氨基氮（NH4＋）釋放；（2）中間補料中氨水或尿素等堿性物質(zhì)加入過多；（3）生理堿性鹽的利用；（4）堿性產(chǎn)物形成。二、pH對發(fā)酵的影響每一類菌都有其最適pH和能耐受的pH范圍細菌:pH6.3～7.5；霉菌和酵母菌：pH3～6；

放線菌：pH7～8控制一定的pH值，不僅保證微生物生長，而且防止雜菌感染e.g.石油代臘酵母：pH3.5～5.0：生長良好且不易染菌pH>5.0：酵母形態(tài)變小，發(fā)酵液變黑，且污染大量細菌pH<3.0：酵母生長受抑制，細胞極不整齊，且出現(xiàn)自溶二、pH對發(fā)酵的影響

林可霉素發(fā)酵開始，葡萄糖轉(zhuǎn)化為有機酸類中間產(chǎn)物，發(fā)酵液pH下降，待有機酸被生產(chǎn)菌利用，pH上升。若不及時補糖、(NH4)2SO4或酸，發(fā)酵液pH可迅速升到8.0以上，阻礙或抑制某些酶系，使林可霉素增長緩慢，甚至停止。1、實例pH對林可霉素發(fā)酵的影響對照罐發(fā)酵66小時pH達7.93，以后維持在8.0以上至115小時，菌絲濃度降低，NH2-N升高，發(fā)酵不再繼續(xù)。發(fā)酵15小時左右，pH值可以從消后的6.5左右下降到5.3，調(diào)節(jié)這一段的pH值至7.0左右，以后自控pH，可提高發(fā)酵單位。pH7.0t不調(diào)pH調(diào)pH效價pH發(fā)酵過程的pH控制例：培養(yǎng)基初始pH值對漆酶分泌的影響pH在4～7范圍內(nèi)產(chǎn)酶最高2、pH對發(fā)酵的影響（1）pH影響酶的活性。當(dāng)pH值抑制菌體某些酶的活性時使菌的新陳代謝受阻。（2）pH值影響微生物細胞膜所帶電荷的改變，從而改變細胞膜的透性，影響微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收及代謝物的排泄，因此影響新陳代謝的進行。（3）pH值影響培養(yǎng)基某些成分和中間代謝物的解離，從而影響微生物對這些物質(zhì)的利用。pH不同，往往引起菌體代謝過程不同，使代謝產(chǎn)物的質(zhì)量和比例發(fā)生改變。例如黑曲霉在pH2~3時發(fā)酵產(chǎn)生檸檬酸，在pH近中性時，則產(chǎn)生草酸。谷氨酸發(fā)酵，在中性和微堿性條件下積累谷氨酸，在酸性條件下則容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺。（4）pH影響代謝方向3、pH在微生物培養(yǎng)的不同階段有不同的影響

生長合成pH對菌體生長影響比產(chǎn)物合成影響小青霉素：菌體生長最適pH3.5~6.0,產(chǎn)物合成最適pH7.2~7.4

四環(huán)素：菌體生長最適pH6.0~6.8，產(chǎn)物合成最適pH5.8~6.0XpH四環(huán)素4.最適pH的選擇

選擇pH準則：獲得最大比生產(chǎn)速率和合適的菌體量，以獲得最高產(chǎn)量。pH對產(chǎn)海藻酸裂解酶的影響配制不同初始pH的培養(yǎng)基，搖瓶考察發(fā)酵情況pH對海藻糖水解酶產(chǎn)生的影響pH——菌濃

pH——酶活pH對谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶活力的影響三、pH的控制

1、調(diào)節(jié)好基礎(chǔ)料的pH?；A(chǔ)料中若含有玉米漿，pH呈酸性，必須調(diào)節(jié)pH。若要控制消后pH在6.0，消前pH往往要調(diào)到6.5~6.82、在基礎(chǔ)料中加入維持pH的物質(zhì)，如CaCO3,或具有緩沖能力的試劑，如磷酸緩沖液等3、通過補料調(diào)節(jié)pH

在發(fā)酵過程中根據(jù)糖氮消耗需要進行補料。在補料與調(diào)pH沒有矛盾時采用補料調(diào)pH（1）調(diào)節(jié)補糖速率，調(diào)節(jié)空氣流量來調(diào)節(jié)pH(2)當(dāng)NH2-N低，pH低時補氨水；當(dāng)NH2-低，pH高時補(NH4)2SO4不同pH控制方式對目的突變株ISw330異亮氨酸搖瓶發(fā)酵的影響，結(jié)果如圖所示。“1”表示只加CaC03控制pH值，“2”表示只加尿素控制，“3”表示CaC03和尿素聯(lián)合控制pH值。異亮氨酸發(fā)酵4、當(dāng)補料與調(diào)pH發(fā)生矛盾時，加酸堿調(diào)pH

例：pH對L-異亮氨酸發(fā)酵的影響（天津科技大學(xué)）菌株最適生長pH控制在6.8～7.0５、發(fā)酵的不同階段采取不同的pH值不同pH值對菌體的形態(tài)影響很大，當(dāng)pH值高于7.5時，菌體易于老化，呈現(xiàn)球狀；當(dāng)pH值低于6.5時菌體同樣受抑制，易于老化。而在7.2左右時，菌體是處于產(chǎn)酸期，呈現(xiàn)長的橢圓形；在6.9左右時，菌體處于生長期，呈“八”字形狀并占有絕對的優(yōu)勢。pH6.9時，菌體生長旺盛，pH7.15時，對菌體的產(chǎn)酸有利。因此，在發(fā)酵的產(chǎn)酸期產(chǎn)酸較高。采用階段pH控制模式進行發(fā)酵，在發(fā)酵中前期控制pH6.9，到48h后pH值為7.15，到80h后pH值為7.25。產(chǎn)率22.27g·/L，產(chǎn)酸率提高12.23％。例：克拉維酸發(fā)酵中pH變換控制問題的提出：在pH低時菌體生長受抑制，在高pH時克拉維酸要分解

用2.5升罐進行的不控制pH的發(fā)酵發(fā)現(xiàn)，前期由于微生物產(chǎn)生的酸性副產(chǎn)物和有機酸使pH降至6.5。在達到最高細胞濃度后，pH開始從6.5升至8.3。CA產(chǎn)量達最高水平時，pH不再升高。在發(fā)酵終止時，pH再次升至8.5。隨著pH升高，CA迅速分解。研究不同pH對發(fā)酵的影響分別配置pH為6.0，7.0，8.0的培養(yǎng)基測定菌的生長和產(chǎn)物合成pH6.0時，生長受抑制，產(chǎn)物降解少pH8.0時生長良好產(chǎn)量低，產(chǎn)物降解pH7.0時的狀況控制pH7.0和8.0時，最高細胞濃度接近相同(約16％PMV)，但控制pH6.0時細胞生長受抑制。在2.5升生物反應(yīng)器內(nèi)，不控制pH時2.47μg／(m1·h)控制pH7.0時的產(chǎn)率3.37μg／(m1·h)最高控制pH8.0時，產(chǎn)率2.02μg／(m1‘h)在控制pH6.0時，CA產(chǎn)生被抑制,但降解少因此對細胞生長和CA產(chǎn)生最好將pH控制于7.0，但在控制pH7.0時，仍出現(xiàn)CA的迅速分解。由于CA生產(chǎn)的最適pH和減少CA分解的pH各不相同，因此在分批發(fā)酵中應(yīng)用了pH變換策略，使發(fā)酵pH由中性pH7.0變換為酸性pH6.0。在發(fā)酵前期，在細胞生長和產(chǎn)生CA期間控制pH7.0，4d后，當(dāng)CA產(chǎn)量達最高值時，變換pH為6.0，以減少CA分解。最高CA濃度可保持24h。由于改變pH，使CA分解速率明顯降低。pH控制是一項非常細致的工作，不僅考慮最佳pH值，而且要根據(jù)生長階段考察對pH的要求。在pH控制中還要采用合適的調(diào)節(jié)方法?？偨Y(jié)小結(jié)發(fā)酵過程pH會發(fā)生變化變化原因基質(zhì)代謝產(chǎn)物形成菌體自溶對發(fā)酵的影響pHpH影響酶的活性pH值影響微生物細胞膜所帶電荷的改變pH值影響培養(yǎng)基某些成分和中間代謝物的解離pH影響代謝方向pH在微生物培養(yǎng)的不同階段有不同的影響pH的控制方式基礎(chǔ)培養(yǎng)基調(diào)節(jié)pH在基礎(chǔ)料中加入維持pH的物質(zhì)通過補料調(diào)節(jié)pH

當(dāng)補料與調(diào)pH發(fā)生矛盾時，加酸堿調(diào)pH

發(fā)酵的不同階段采取不同的pH值7.12發(fā)酵過程中pH會不會發(fā)生變化為什么？7.13pH對發(fā)酵的影響表現(xiàn)在哪些方面？7.14為了確定發(fā)酵的最佳pH,我們該如何實驗？7.15發(fā)酵過程的pH控制可以采取哪些措施？思考題本次課重點與難點重點：溶解氧對發(fā)酵的影響及其控制CO2和呼吸商對發(fā)酵的影響及其控制基質(zhì)濃度對發(fā)酵過程的影響及補料控制難點：影響發(fā)酵過程溶解氧的因素；第四節(jié)、溶解氧對發(fā)酵的影響及其控制一.

引起溶解氧變化的因素二.溶解氧對發(fā)酵的影響三.

溶解氧在發(fā)酵過程控制中的重要作用四.發(fā)酵液中溶解氧的控制一.

引起溶解氧變化的因素（1）影響溶解氧（DO）的因素（2）發(fā)酵過程中溶氧變化規(guī)律（1）影響溶解氧（DO）的因素

供氧

耗氧兩大類以關(guān)系式表示：影響供氧的因素：影響耗氧的因素：

C*-CL溫度、溶質(zhì)、溶劑、氧分壓KLa設(shè)備參數(shù)、操作參數(shù)、發(fā)酵液特性菌種特性、培養(yǎng)基成分、菌濃、菌齡、培養(yǎng)條件（T、pH）、代謝類型γ（2）發(fā)酵過程中溶氧變化規(guī)律批式發(fā)酵無DO控制情況下，溶氧變化規(guī)律為“波谷現(xiàn)象”

溶氧、X、QO2、隨時間變化的關(guān)系

CLxQO2平衡點分析：①當(dāng)CL↑，即，OTR>γ∵，∴OTR逐漸↓至OTR=γ，即，高位平衡

當(dāng)處于高位平衡時，表明供氧性能好。高位平衡通常發(fā)生在正常情況的前、后期。平衡點分析：②當(dāng)CL↓（如對數(shù)生長期γ很大），，OTR<γ∵稱低位平衡。低位平衡通常發(fā)生在正常情況下的對數(shù)期。值得注意的幾點自然“波谷現(xiàn)象”，一般可以自適應(yīng)調(diào)節(jié)（）當(dāng)，則需要控制，增加OTR，防止需氧受阻。補料與“波谷現(xiàn)象”對應(yīng)：即補料時間、劑量選擇與溶氧變化有關(guān)。

a.

不能在波谷時補料，加重缺氧

b.

一次補料不能過量，防止，菌體停止呼吸、死亡

c.每次補料都會引起一次大的溶氧下降。二.溶解氧對發(fā)酵的影響（1）溶解氧對生長的影響（2）溶解氧對產(chǎn)物合成的影響（3）CCr與Cm比較：通常Cm與CCr不一致（1）溶解氧對生長的影響臨界氧濃度（CCr）：

當(dāng)

時,

當(dāng)

時,∴對生長應(yīng)滿足,但并不是越高越好呼吸抑制呼吸不受抑制指不影響菌體呼吸所允許的最低氧濃度。（2）溶解氧對產(chǎn)物合成的影響

最適氧濃度（Cm）：溶氧濃度對產(chǎn)物合成有一個最適范圍，CL過高或過低，對合成都不利。e.g.卷須霉素：12~70h之間，維持CL在10%比在0或45%的產(chǎn)量要高。（3）CCr與Cm比較：通常Cm與CCr不一致對于某些菌株Ccr>Cm,卷須霉素:

而有些菌株Ccr<Cm,頭孢菌素C：

Cm8%Ccr13~23%Ccr

5%Cm

10~20%QO2(QO2)mCcrCLPCmCL生長階段要求CL>CCr，生產(chǎn)階段滿足CL≥Cm

三.

溶解氧在發(fā)酵過程控制中的重要作用（1）發(fā)酵異常指標（2）補料控制指標（3）代謝方向控制指標（4）設(shè)備性能、工藝合理性指標（1）發(fā)酵異常指標發(fā)酵中污染雜菌，溶解氧發(fā)生異常變化。對于好氣性雜菌，溶解氧會反常在較短時間內(nèi)跌到零附近，跌零后長時間不回升。對于厭氣性雜菌，溶解氧升高。污染噬菌體或其它不明原因引起發(fā)酵液變稀，此時溶解氧迅速上升。

谷氨酸正常發(fā)酵和異常發(fā)酵的溶解氧曲線——正常發(fā)酵溶解氧曲線-----異常發(fā)酵溶解氧曲線—·—異常發(fā)酵光密度曲線（2）補料控制指標

中間補料是否得當(dāng)可以從溶解氧的變化看出。發(fā)酵過程中出現(xiàn)“發(fā)酸”現(xiàn)象，此時溶解氧很快下降。

（3）代謝方向控制指標

測量溶解氧可以確定CCr、Cm值通過溶氧測量可以掌握由好氣轉(zhuǎn)為厭氣培養(yǎng)的關(guān)鍵時機e.g.天門冬酰胺酶發(fā)酵：45%飽和度

在酵母以及其他微生物菌體的生產(chǎn)中，溶氧值是控制其代謝方向的最好的指標之一。（4）設(shè)備性能、工藝合理性指標評價設(shè)備性能、工藝合理性的最終指標：發(fā)酵單位

設(shè)備反映供氧性能：攪拌槳形式

葉片形式

攪拌器直徑d

攪拌檔數(shù)m和攪拌器間距s

檔板寬度w和檔板數(shù)z

通氣：空氣分布器的類型和位置n，P/V

設(shè)備操作參數(shù)

罐壓

WS或VVM攪拌設(shè)備幾何參數(shù)改進工藝：控制補料速度、T

的調(diào)節(jié)、中間補水、添加表面活性劑等等

對現(xiàn)有發(fā)酵工廠進行技術(shù)改造

淺層次

修改設(shè)備和工藝

規(guī)模和控制水平上檔次

引入新型發(fā)酵類型

深層次

工藝的改進是否有效可通過溶解氧水平進行評價：

P/V的改變對溶解氧和產(chǎn)量的影響

e.g.利福霉素發(fā)酵：50～80h波谷階段，P/V↑，KLa↑，供氧↑；3W/L比1W/L批號的發(fā)酵單位增加約900u/ml

攪拌轉(zhuǎn)數(shù)n對溶解氧和產(chǎn)量的影響e.g.赤霉素發(fā)酵：15～50h期間，n從155提高至180r/min，赤霉素單位↑四.發(fā)酵液中溶解氧的控制（1）溶解氧控制的一般原則（2）溶解氧控制作為發(fā)酵中間控制的手段之一（3）溶解氧控制的工藝方法：從供氧、需氧兩方面考慮（4）溶解氧自動控制系統(tǒng)（1）溶解氧控制的一般原則

生長階段：即可產(chǎn)物合成階段：即可過高的溶氧水平反而對菌體代謝有不可逆的抑制作用（2）溶解氧控制作為發(fā)酵中間控制的手段之一

控制原理發(fā)酵過程中，糖量↑→x↑,QO2↑

→

γ

↑

→

CL↓

糖量

↓→QO2↓→γ↓→

CL↑

補糖使CL下降，而CL回升的快慢取決于供氧效率。對于一個具體的發(fā)酵，存在一個最適氧濃度（Cm）水平，補糖速率應(yīng)與其相適應(yīng)。

，加大補糖速率

，減小補糖速率實現(xiàn)用溶解氧水平控制補料速率

補糖速率控制在正好使生產(chǎn)菌處于所謂“半饑餓狀態(tài)”，使其僅能維持正常的生長代謝，即把更多的糖用于產(chǎn)物合成，并永遠不超過罐設(shè)計時的KLa水平所能提供的最大供氧速率。

控制原則（2）溶氧控制作為發(fā)酵中間控制的手段之一

控制方法

溶氧和補糖控制系統(tǒng)

溶氧和pH控制的系統(tǒng)

（2）溶氧控制作為發(fā)酵中間控制的手段之一

溶氧在加糖控制上的應(yīng)用溶氧與pH協(xié)同控制系統(tǒng)（3）氧控制工藝方法：從供氧、需氧考慮

供氧方面：提高氧分壓（氧分含量），即，提高供氧能力改變攪拌轉(zhuǎn)速：通過改變KLa來提高供氧能力

通氣速率Ws↑：Ws增加有上限，引起“過載”、泡沫提高罐壓：

，但同時會增加CO2的溶解度，影響pH及可能會影響菌的代謝，另外還會增加對設(shè)備的強度要求。

改變發(fā)酵液理化性質(zhì)（σ，，Ii）

加消泡劑，補加無菌水，改變培養(yǎng)基成分→改變KL改變溫度：，提高推動力（C*－CL）（3）溶解氧控制的工藝方法（續(xù)）

供氧方面：（3）溶解氧控制的工藝方法（續(xù)）耗氧方面限制性基質(zhì)的流加控制（補料控制）：在OTR一定情況下，控制基質(zhì)濃度→限制μ、x→

限制γ→控制溶解氧（4）溶解氧自動控制系統(tǒng)改變通氣速率的溶氧控制系統(tǒng)改變攪拌轉(zhuǎn)速的溶氧控制系統(tǒng)改變通氣量、轉(zhuǎn)速、罐壓所組成的多參數(shù)溶氧控制系統(tǒng)

溶解氧對被孢霉合成花生四烯酸(AA)的影響

溶氧量對AA產(chǎn)量的影響注：搖床轉(zhuǎn)速150r/min,25℃

KLa越大，培養(yǎng)基中溶解氧越多,

AA合成速度越快第六節(jié)、CO2和呼吸商對發(fā)酵的影響及其控制一、定義二、發(fā)酵過程中CO2釋放率的變化三、CO2對發(fā)酵的影響1.定義

呼吸商（RQ）：指菌體呼吸過程中，CO2釋放率和菌的耗氧速率之比，RQ反映菌的代謝情況。菌體耗氧速率OUR，molO2/L·h

菌體CO2釋放率CER，molCO2/L·h（1）影響尾氣中CO2濃度的因素

通入空氣量：呼吸強度：CO2溶解度：菌體量：（2）CER變化規(guī)律

CO2積累量漸增，與X曲線對應(yīng)，基本類似S型曲線變化；當(dāng)工藝和設(shè)備參數(shù)一定的情況下，CER與X有比例關(guān)系（CER∝菌體生長速率）；CO2濃度變化與O2濃度變化成反向同步關(guān)系?！襕CER]dt，菌體干重的時間曲線1-[CER]dt；2-菌量（1）研究參數(shù)CO2的意義

作為代謝產(chǎn)物或中間前體，尾氣中CO2積累與生物量成正比，通過C質(zhì)量平衡估算生長速率和細胞量。高濃度CO2對發(fā)酵多表現(xiàn)為抑制作用，應(yīng)實施測量與控制；尾氣CO2不僅直接反映代謝情況，而且和其它參數(shù)及補料操作密切相關(guān)，可作為工藝優(yōu)化的指標。（2）CO2對細胞的作用機制“麻醉”作用

CO2及HCO3-都會影響細胞膜的結(jié)構(gòu)，使膜的流動性及表面電荷密度發(fā)生變化，導(dǎo)致許多基質(zhì)的跨膜運輸受阻，影響了細胞膜的運輸效率，使細胞處于“麻醉”狀態(tài)，細胞生長受到抑制，形態(tài)發(fā)生改變。

（3）CO2對菌體生長及產(chǎn)物形成的影響

CO2↑,基質(zhì)分解速率↓，ATP↓，中間產(chǎn)物↓或形態(tài)變異導(dǎo)致產(chǎn)量↓高濃度CO2抑制作用的獨立性:只要CO2在培養(yǎng)液中濃度過量，即使供氧充足（CL>CCr），CO2的抑制作用不能解除，這種負作用在放大過程更明顯。正確評價通氣的作用：供氧：排廢氣：水分及揮發(fā)性組分的散失

（4）CO2釋放與發(fā)酵過程參數(shù)pH及操作參數(shù)補糖速率的關(guān)系在青霉素發(fā)酵中補糖將引起排氣CO2增加，同時pH下降。糖、CO2、pH三者的相關(guān)性，被青霉素工業(yè)生產(chǎn)上用于補料控制的參數(shù)，并認為排氣CO2的變化比pH變化更為敏感，所以測定排氣CO2釋放率（CER）來控制補糖速率。

補糖與溶氧及pH協(xié)同控制補糖速率與CER控制

補糖對排氣CO2和pH的影響（5）尾氣CO2與O2的相關(guān)性

相關(guān)程度表示：尾氣CO2與O2相關(guān)性：反向同步關(guān)系呼吸商（RQ）與發(fā)酵的關(guān)系不同菌株、同一菌株不同代謝途徑、同一菌株利用不同基質(zhì)、同一菌株在不同發(fā)酵階段，RQ值不相同。RQ值可以表征發(fā)酵狀況。

青霉素發(fā)酵不同階段：

菌體生長階段：RQ＝0.909

維持階段：RQ=1

生產(chǎn)階段：RQ=4如果產(chǎn)物的還原性比基質(zhì)大時，其RQ值就增加；反之，當(dāng)產(chǎn)物的氧化性比基質(zhì)大時，RQ值就要減少，其偏離程度決定于單位菌體利用基質(zhì)形成產(chǎn)物的量。

產(chǎn)物形成對RQ影響最大（七）基質(zhì)濃度對發(fā)酵過程的影響及補料控制1.基質(zhì)濃度對發(fā)酵的影響2.補料控制（1）基質(zhì)濃度對微生物生長的影響s<<KS情況下，比生長速率與基質(zhì)濃度呈直線關(guān)系：一般情況下符合Monod方程式基質(zhì)濃度高時

(2)基質(zhì)濃度對產(chǎn)物合成的影響低濃度限制低水平誘導(dǎo)高濃度抑制及分解阻遏作用e.g.葡萄糖氧化酶發(fā)酵：葡萄糖用量從8%降至6%，補入2%氨基乙酸或甘油，使酶活力分別提高26%或6.7%。

谷氨酸發(fā)酵（乙醇為碳源）：當(dāng)乙醇濃度為2.5g/L和35g/L時，可延長谷氨酸生產(chǎn)時間，但在更高濃度下，菌體生長受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量降低。（1）補料的目的解除基質(zhì)過濃的抑制解除產(chǎn)物的反饋抑制解除分解代謝物阻遏作用避免因一次性投糖過多造成細胞大量生長，耗氧過多而造成波谷現(xiàn)象。在生產(chǎn)上，補料還經(jīng)常作為糾正異常發(fā)酵的一個重要手段。（2）補料的內(nèi)容

補充微生物能源和碳源補充菌體所需要的氮源補充微量元素或無機鹽添加前體、誘導(dǎo)劑等（3）補料的原則中間補料的數(shù)量為基礎(chǔ)料的1～3倍。補料的原則就在于控制微生物的中間代謝，使之向著有利于產(chǎn)物積累的方向發(fā)展?，F(xiàn)有的各種補料措施都是通過實驗方法確定的。大多數(shù)補料分批發(fā)酵均補加生長限制性基質(zhì)以經(jīng)驗數(shù)據(jù)或預(yù)測數(shù)據(jù)控制流加；用傳感器直接測定限制性基質(zhì)的濃度，直接控制流加；以溶氧、pH、RQ、排氣中CO2分壓及代謝物質(zhì)濃度等參數(shù)間接控制流加；以物料平衡方程，通過傳感器在線測定的一些參數(shù)計算限制性基質(zhì)的濃度，間接控制流加。（4）補料控制的策略（5）反饋控制參數(shù)的確定為了有效地進行中間補料，必須選擇恰當(dāng)?shù)姆答伩刂茀?shù)，以及了解這些參數(shù)與微生物代謝、菌體生長、基質(zhì)利用以及產(chǎn)物形成之間的關(guān)系。

e.g.谷氨酸發(fā)酵

在谷氨酸發(fā)酵過程中的某階段，生產(chǎn)菌的攝氧率和基質(zhì)消耗速率之間存在著線性關(guān)系。K=1.51K=1.75K=2.16谷氨酸發(fā)酵中K值對糖濃度的控制的影響（6）補料速率的確定優(yōu)化補料速率是補料控制中十分重要的一環(huán)，補料速率要根據(jù)微生物對營養(yǎng)等的消耗速率及所設(shè)定的培養(yǎng)液中最低維持濃度而定。補糖速率最佳點與設(shè)備的供氧能力有關(guān)。e.g.青霉素發(fā)酵：KLa大的設(shè)備補料速率相應(yīng)大些；供氧低的設(shè)備，補料速率相應(yīng)減少，產(chǎn)量比供氧能力好的設(shè)備降低23％。（7）實例：四環(huán)素發(fā)酵中的補糖控制補糖時間對四環(huán)素發(fā)酵單位的影響Ⅰ－補糖時間適當(dāng)（45h后加）Ⅱ－補糖時間過晚（62h開始加）Ⅲ－補糖時間過早（20h后加）

維持不同還原糖水平的四環(huán)素發(fā)酵中流加補糖的作用補糖對四環(huán)素發(fā)酵的影響

在最適補加葡萄糖的條件下，能正確控制菌絲量的增加、糖的消耗與發(fā)酵單位增長三者之間的關(guān)系，就可獲得比采用豐富培養(yǎng)基時更長的生物合成期。

維持不同還原糖水平的四環(huán)素發(fā)酵中流加補糖的作用（八）高密度發(fā)酵及過程控制1.

高密度發(fā)酵2.高密度發(fā)酵策略3.高密度發(fā)酵技術(shù)4.高密度發(fā)酵存在的問題1.高密度發(fā)酵代謝產(chǎn)物的合成是靠菌體作為生產(chǎn)者來完成的。高細胞密度發(fā)酵就是為了適應(yīng)這一要求而得到廣泛的重視。高密度發(fā)酵：在發(fā)酵過程中保持較高的細胞密度，同時細胞或菌體的生產(chǎn)能力保持在較佳的狀態(tài)。

高細胞密度發(fā)酵成功的實例2.高密度發(fā)酵策略使用最低合成培養(yǎng)基以便進行準確的培養(yǎng)基設(shè)計和計算生長得率。優(yōu)化細胞生長速率，使得碳源能被充分利用和獲得較高的產(chǎn)率，用養(yǎng)分流加來限制菌的生長速率還能控制培養(yǎng)物對氧的需求和產(chǎn)熱速率?？捎锰荚醋鳛橄拗菩责B(yǎng)分，且采用補料分批發(fā)酵來實現(xiàn)高密度發(fā)酵。3.高密度發(fā)酵技術(shù)用于高密度發(fā)酵的生物反應(yīng)器類型：攪拌罐，透析膜反應(yīng)器，氣升式反應(yīng)器，氣旋式反應(yīng)器在工業(yè)化生產(chǎn)中，通常采用的是攪拌罐與補料工藝來進行高細胞密度發(fā)酵。重組大腸桿菌高密度發(fā)酵成功的關(guān)鍵技術(shù)是補料策略，限制性基質(zhì)（葡萄糖）的流加模式有3種：恒速流加補料、變速流加補料和指數(shù)流加補料。4.高密度發(fā)酵存在的問題水溶液中的固體與氣體物質(zhì)的溶解度，基質(zhì)對生長的限制或抑制作用，基質(zhì)與產(chǎn)物的不穩(wěn)定性和揮發(fā)性，產(chǎn)物或副產(chǎn)物的積累達到抑制生長的水平，高濃度的CO2與熱的釋放速率，高的氧需求以及培養(yǎng)基的粘度不斷增加等

。泡沫的產(chǎn)生通氣和攪拌代謝氣體的逸出存在穩(wěn)定泡沫的表面活性物質(zhì)1.泡沫的產(chǎn)生及其影響1.泡沫的產(chǎn)生及其影響泡沫的類型一類存在于發(fā)酵液的液面上。氣相所占比例特別大，并且泡沫與下面的液體之間有能分辨的界線。如在某些稀薄的前期發(fā)酵液或種子培養(yǎng)液中所見的泡沫。一類出現(xiàn)在粘稠的菌絲發(fā)酵液當(dāng)中。這種泡沫分散很細，而且很均勻，也較穩(wěn)定。泡沫與液體間沒有明顯的液面界限，在鼓泡的發(fā)酵液中氣體分散相占的比例由下而上地逐漸增加。3、泡沫產(chǎn)生的原因

發(fā)酵過程中因通氣攪拌、發(fā)酵產(chǎn)生的CO2以及發(fā)酵液中糖、蛋白質(zhì)和代謝物等穩(wěn)定泡沫的物質(zhì)的存在，使發(fā)酵液含有一定數(shù)量的泡沫。發(fā)酵液的理化性質(zhì)對泡沫性質(zhì)決定性的作用氣體在純水中鼓泡，由于能學(xué)上的不穩(wěn)定和圍繞氣泡的液膜強度很低，生成的氣泡只能維持瞬間，其穩(wěn)定性等于零。發(fā)酵液中的玉米漿、皂苷、糖蜜所含的蛋白質(zhì)，細胞本身具有穩(wěn)定泡沫的作用。發(fā)酵液的溫度、pH、溶質(zhì)濃度以及泡沫的表面積對泡沫的穩(wěn)定性也有一定的作用。親水基疏水基表面活性劑是由疏水基與親水基構(gòu)成的化合物，在水中，表面活性劑的分子不停地轉(zhuǎn)動在以下兩種情況下泡沫才能比較穩(wěn)定，停留時間比較長：起泡劑是表面活性物質(zhì)，具有一些親水基團和疏水基團，分子帶極性的一端向著水溶液，非極性一端向著空氣，在表面作定向排列，增加泡沫的機械強度。第一種情況表面活性劑的親水基留在水相，疏水基伸到氣相中，形成定向吸附層第二種情況表面活性劑的疏水基在水相中互相靠在一起，減少疏水基與水的接觸，形成“膠束”。膠束定向吸附層溶液中當(dāng)表面活性劑的