CO2 生成比速 Xdt CO2 CO2 d Q = 式中 X 为菌体浓度（菌体量通常以菌体干重表示），S 为基质浓度，P 为产 物浓度。O2 代表 O2 浓度，CO2代表 CO2浓度。 4.1.3 微生物反应的得率系数 得率系数是对碳源等物质生成菌体或其他产物的潜力进行定量评价的重要 参数。 表 4－2 微生物反应的菌体得率与产物得率 得率系数 定义式 定义式（微分形式） 菌体得率 S X YX S − / = dS dX YX S − / = 菌体得率常数 G G S X Y (− ) = G G dS dX Y (− ) = 产物得率 S P YP S − / = dS dP YP S − / = 产物得率常数 P P S P Y (− ) = P P dS dP Y (− ) = 相对氧的菌体得率 2 / O X YX O − = 2 / dO dX YX O = 相对氧的菌体得率常数 G GO O X Y ( ) − 2 = G GO dO dX Y ( ) − 2 = 相对氧的产物得率 2 / O P YP O − = 2 / dO dP YP O − = 相对氧的产物得率常数 G PO O P Y ( ) − 2 = G PO dO dP Y ( ) − 2 = 相对自由能的菌体得率 E X YkJ = 例 3 求例 2 中酵母细胞培养的 YX / S 和 YX /O 。 解：由例 2 中系数计算结果可确定微生物反应式为 C2H5OH + 2.394O2 + 0.085NH3 → 0.564CH1.7 5N0.1 5O0.5 +1.436CO2 + 2.634H2O 0.292 12 2 6 16 0.564 (12 1.75 14 0.15 16 0.5) / = + + + + + YX S = 0.176 2.394 32 0.564 (12 1.75 14 0.15 16 0.5) / = + + + YX O =
CO2 生成比速 Xdt CO2 CO2 d Q = 式中 X 为菌体浓度（菌体量通常以菌体干重表示），S 为基质浓度，P 为产 物浓度。O2 代表 O2 浓度，CO2代表 CO2浓度。 4.1.3 微生物反应的得率系数 得率系数是对碳源等物质生成菌体或其他产物的潜力进行定量评价的重要 参数。 表 4－2 微生物反应的菌体得率与产物得率 得率系数 定义式 定义式（微分形式） 菌体得率 S X YX S − / = dS dX YX S − / = 菌体得率常数 G G S X Y (− ) = G G dS dX Y (− ) = 产物得率 S P YP S − / = dS dP YP S − / = 产物得率常数 P P S P Y (− ) = P P dS dP Y (− ) = 相对氧的菌体得率 2 / O X YX O − = 2 / dO dX YX O = 相对氧的菌体得率常数 G GO O X Y ( ) − 2 = G GO dO dX Y ( ) − 2 = 相对氧的产物得率 2 / O P YP O − = 2 / dO dP YP O − = 相对氧的产物得率常数 G PO O P Y ( ) − 2 = G PO dO dP Y ( ) − 2 = 相对自由能的菌体得率 E X YkJ = 例 3 求例 2 中酵母细胞培养的 YX / S 和 YX /O 。 解：由例 2 中系数计算结果可确定微生物反应式为 C2H5OH + 2.394O2 + 0.085NH3 → 0.564CH1.7 5N0.1 5O0.5 +1.436CO2 + 2.634H2O 0.292 12 2 6 16 0.564 (12 1.75 14 0.15 16 0.5) / = + + + + + YX S = 0.176 2.394 32 0.564 (12 1.75 14 0.15 16 0.5) / = + + + YX O =
4.1.4 微生物反应的维持常数 碳源维持常数 m：单位质量的菌体单位时间内维持生存所需的碳源。 氧维持常数 mo：单位质量的菌体单位时间内维持生存所需氧气。 ATP 维持常数 mATP：单位质量的菌体单位时间内维持生存所需 ATP。 4.1.5 微生物反应过程的质量衡算 4.1.5.1 碳素平衡 3 4 2 1 2 dt dP dt dCO dt dX dt dS = + + − (4-1) 或： 1 2 2 3 4 = + QCO + (4-2) 式中： α1 — 每摩尔基质中碳的含量（g/mol），如葡萄糖 α1= 72 α2 — 每克（干）菌体内碳的含量（g/g），一般 α2 = 0.5 α3 — 每摩尔二氧化碳中碳的含量（g/mol），α3 = 12 α4 — 每摩尔产物中碳的含量（g/mol），对乙醇 α4 =24，对醋酸 α4=24，对乳 酸 α4=36。 4.1.5.2. 碳源恒算 在微生物反应过程中碳源主要消耗于： (1) 满足于微生物菌体生长的需要，可用(∆S)G 表示。 (2) 维持微生物生存的消耗，可用(∆S)m 表示。 (3) 生成代谢产物的消耗，可用(∆S)P 表示。 则有： −∆S = (−∆S)G + (−∆S)m + (−∆S)P (4-3) 表示为微分形式，方程两侧同除 dt，得 G m dt P dS dt dS dt dS dt dS + − + − − = − (4-4) 根据得率常数的定义，（4－4）式可变形为 + + − = dt dP Y m X dt dX dt Y dS G P 1 1 (4-5) 两侧同除 X，得 G YP m Y 1 1 = + + (4-6) 在以培养微生物细胞为目的的微生物反应过程中，代谢产物的积累可以忽略
4.1.4 微生物反应的维持常数 碳源维持常数 m：单位质量的菌体单位时间内维持生存所需的碳源。 氧维持常数 mo：单位质量的菌体单位时间内维持生存所需氧气。 ATP 维持常数 mATP：单位质量的菌体单位时间内维持生存所需 ATP。 4.1.5 微生物反应过程的质量衡算 4.1.5.1 碳素平衡 3 4 2 1 2 dt dP dt dCO dt dX dt dS = + + − (4-1) 或： 1 2 2 3 4 = + QCO + (4-2) 式中： α1 — 每摩尔基质中碳的含量（g/mol），如葡萄糖 α1= 72 α2 — 每克（干）菌体内碳的含量（g/g），一般 α2 = 0.5 α3 — 每摩尔二氧化碳中碳的含量（g/mol），α3 = 12 α4 — 每摩尔产物中碳的含量（g/mol），对乙醇 α4 =24，对醋酸 α4=24，对乳 酸 α4=36。 4.1.5.2. 碳源恒算 在微生物反应过程中碳源主要消耗于： (1) 满足于微生物菌体生长的需要，可用(∆S)G 表示。 (2) 维持微生物生存的消耗，可用(∆S)m 表示。 (3) 生成代谢产物的消耗，可用(∆S)P 表示。 则有： −∆S = (−∆S)G + (−∆S)m + (−∆S)P (4-3) 表示为微分形式，方程两侧同除 dt，得 G m dt P dS dt dS dt dS dt dS + − + − − = − (4-4) 根据得率常数的定义，（4－4）式可变形为 + + − = dt dP Y m X dt dX dt Y dS G P 1 1 (4-5) 两侧同除 X，得 G YP m Y 1 1 = + + (4-6) 在以培养微生物细胞为目的的微生物反应过程中，代谢产物的积累可以忽略