微生物發酵過程優化控製技術進展——2

1、微生物發酵過程建模
1．1基於過程機理分析的建模
   發酵過程機理分析建模是基於質能平衡、Monod方程、Contois方程等建過程機理模型，以及從基凶分子、細胞代謝和反應器等多尺度建立過程機理模型，在依據機理確定模型形式的情況下，用回歸的方法確定模型參數。上海交通大學的周海英等對甲醇營養型畢氏酵母的代謝途徑進行分析，建立了其生長代謝的結構模型。為解決該模型不能很好描述蛋白生成的問題，引入一階閉環調節器對其進行動態改進，實驗結果表明，改進後的模型可以完整地描述細胞生長和蛋白生成。張嗣良等從基因分子遺傳、細胞代謝調節和反應器工程特性等尺度對發酵過程優化與放大進行了深入的研究，在不同尺度上認識過程的本質，得到發酵過程的一些約束條件。Ratkov等以過程廣義化學計算方程為基礎，結合數據處理及辨識技術，建立了L-賴氨酸流加發酵過程的動態模型，實現了過程仿真。機理建模需要深入了解發酵過程機理，雖然模型中各參數的物理意義明確，但由於發酵過程的複雜性、生物傳感器的缺乏以及各參數之問的嚴重關聯，機理建模難度較大。發酵過程機理建模通常僅考慮生物量、產物和限製性基質3個過程狀態變量，目前最複雜的過程模型也僅僅是加入了多種基質和產物對過程模型的影響，無法充分表達複雜的微生物發酵過程特性，機理建模過程中引入的大量假設
也使得模型的適應性較差。   
   

 

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