從產物形成來說，代謝變化就是反映發酵中的菌體生長、發酵參數的變化（培養基和培養條件）和產物形成速率這三者之間的關系。
二、發酵過程的代謝變化規律
這里介紹分批發酵、補料分批發酵、半連續發酵及連續發酵四種類型的操作方式下的代謝特征。
1、分批發酵
指在一個封閉的培養系統內含有初始限制量的基質的發酵方式。即一次性投料，一次性收獲產品的發酵方式。
在分批培養過程中根據產物生成是否與菌體生長同步的關系，將微生物產物形成動力學分為
1）生長關聯型
產物的生成速率與菌體生長速率成正比。這種產物通常是微生物分解基質的直接產物，如酒精，但也有某些酶類，如脂肪酶和葡萄糖異構酶
對于生長關聯型產品，可采用有利于細胞生長的培養條件，延長與產物合成有關的對數生長期。
2）非生長關聯型
產物的生成速率與菌體生長速率成無關，而與菌體量的多少有關。
對于非生長關聯型產品，則宜縮短菌體的對數生長期，并迅速獲得足夠量的菌體細胞后，延長穩定期，從而提高產量。
2、補料-分批發酵
是指分批培養過程中，間歇或連續地補加新鮮培養基的培養方法。
與傳統的分批發酵相比，優點在于使發酵系統中維持很低的基質濃度。低基質濃度的優點：
1）可以除去快速利用碳源的阻遏效應，并維持適當的菌體濃度，使不至于加劇供氧的矛盾；
2）克服養分的不足，避免發酵過早結束。
３、半連續發酵
是指在補料－分批發酵的基礎上，間歇地放掉部分發酵液的培養方法。
優點：
1）可以除去快速利用碳源的阻遏效應，并維持適當的菌體濃度，使不至于加劇供氧的矛盾；
2）克服養分的不足，避免發酵過早結束；
3）緩解有害代謝產物的積累。
４、連續發酵
又稱連續流動培養或開放型培養，即培養基料液連續輸入發酵罐，并同時放出含有產品的發酵液的培養方法。在這樣的環境中培養，所提供的基質對菌的生長就受到限制，培養液中的菌體濃度能保持一定的穩定狀態。
與傳統的分批發酵相比，連續培養有以下優點：
1）維持低基質濃度：可以除去快速利用碳源的阻遏效應，并維持適當的菌體濃度，使不至于加劇供氧的矛盾；
2）避免培養基積累有毒代謝物；
3）可以提高設備利用率和單位時間的產量，節省發酵罐的非生產時間；
4）便于自動控制。
但連續培養也有缺點：
1）長時間的連續培養難以保證純種培養；
2）菌種發生變異的可能性較大。
故在工業規模上很少采用。生產上只有丙酮丁醇厭氧發酵、紙漿液生產飼料酵母、以及活性污泥處理各種廢水等才使用連續培養工藝，此方法多數用于實驗室以研究微生物的生理特性。
三、發酵過程的主要控制參數
pH值（酸堿度）；溫度（℃）；溶解氧濃度；基質含量；空氣流量；壓力；攪拌轉速；攪拌功率；粘度；濁度；料液流量；產物濃度；氧化還原電位；廢氣中的氧含量；廢氣中的portant;">CO2含量；菌絲形態；菌體濃度。
溫度對發酵的影響及其控制
一、溫度對發酵的影響
微生物發酵所用的菌體絕大多數是中溫菌，如霉菌、放線菌和一般細菌。它們的適生長溫度一般在portant;">20～portant;">40℃。
溫度會影響各種酶反應的速率，改變菌體代謝產物的合成方向，影響微生物的代謝調控機制。影響發酵液的理化性質，進而影響發酵的動力學特性和產物的生物合成。
在發酵過程中，需要維持適當的溫度，才能使菌體生長和代謝產物的合成順利進行。
二、影響發酵溫度變化的因素
產熱因素：生物熱、攪拌熱
散熱因素：蒸發熱、輻射熱、顯熱
發酵熱是發酵溫度變化的主要因素。
Q發酵＝portant;">Q生物＋portant;">Q攪拌－portant;">Q蒸發－portant;">Q輻射－portant;">Q顯
為了使發酵能在一定溫度下進行，要設法進行控制。
由于portant;">Q生物、portant;">Q蒸發和portant;">Q顯，特別是portant;">Q生物在發酵過程中隨時間變化，因此發酵熱在整個發酵過程中也隨時間變化，引起發酵溫度發生波動。
三、溫度的控制
1、適溫度的選擇
在生長階段，應選擇適生長溫度；
在產物分泌階段，應選擇適生產溫度。
發酵溫度可根據不同菌種、不同產品進行選擇。
2、溫度的控制
工業生產上，所用的大發酵罐在發酵過程中一般不需要加熱，因發酵中釋放了大量的發酵熱，需要冷卻的情況較多。
利用自動控制或手動調整的閥門，將冷卻水通入發酵罐的夾層或蛇行管中，通過熱交換來降溫，保持恒溫發酵。
如果氣溫較高（特別是我國南方的夏季氣溫），冷卻水的溫度又高，致使冷卻效果很差，達不到預定的溫度，就可采用冷凍鹽水進行循環式降溫，以迅速降到適溫度。因此大工廠需要建立冷凍站，提高冷卻能力，以保證在正常溫度下進行發酵。
