1、可以控制抑制性底物的浓度 高浓度营养物抑制微生物生长:
① 基质过浓使渗透压过高,细胞因脱水而死亡;
② 高浓度基质能使微生物细胞热致死(themal death),如乙醇浓度达10%时,就可使酵母细胞热致死;
③ 有的是因某种或某些基质对代谢关键酶或细胞组分产生抑制作用,如高浓度苯酚(3%~5%)可凝固蛋白;
④ 高浓度基质还会改变菌体的生化代谢而影响生长等。 有的基质是合成产物必需的前体物质,浓度过高,就会影响菌体代谢或产生毒性,使产物产量降低。如苯乙酸、丙醇(或丙酸)分别是青霉素、红霉素的前体物质,浓度过大,就会产生毒性,使抗生素产量减少。
有的底物溶解度小,达不到应有的浓度而影响转化率。如甾类化合物转化中,因它们的溶解度小,使基质的浓度低,造成转化率不高。 采用FBC方式,可以控制适当的基质浓度,解除抑制作用,得到高浓度的产物。
2、解除或减弱分解代谢物的阻遏
有些合成酶受到迅速利用的碳源或氮源的阻遏,如葡萄糖阻抑纤维素酶、赤霉素、青霉素等多种酶或产物的合成。通过补料来限制基质葡萄糖的浓度,就可解除酶或其产物的阻遏,提高产物产量。 缓慢流加葡萄糖,纤维素酶的产量几乎增加200倍;将葡萄糖浓度控制在0.02%水平,赤霉素浓度可达905mg/L;采用滴加葡萄糖的技术,可明显提高青霉素的发酵单位等。这都是利用发酵技术解决分解代谢物阻遏的实际应用。在植物细胞培养中,也采用该技术来提高产量。
3、可以使发酵过程最佳化
分批发酵动力学的研究,阐明了各个参数之间的相互关系。利用FBC技术,就可以使菌种保持在最大生产力的状态。