【正文】 體量 培養(yǎng)溫度 ： 在微生物的最適生長(zhǎng)溫度范圍時(shí)，代時(shí)就短。 4)實(shí)踐意義： 指數(shù)期的微生物是研究生理、代謝等的良好材料；是增殖噬菌體的最適菌齡；是發(fā)酵生產(chǎn)中用做種子的最佳種齡，通過(guò)補(bǔ)加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)延長(zhǎng)指數(shù)期。 （ 3） 穩(wěn)定期 ： 即活細(xì)胞數(shù)保持相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期 。 1)特點(diǎn)： ； ； ； ； ； 。 2)形成原因； ； ； ； 。 3)實(shí)踐意義 ； ； 穩(wěn)定期的重要參數(shù) — 生長(zhǎng)產(chǎn)量常數(shù) Y： 指菌體產(chǎn)量與限制性營(yíng)養(yǎng)物消耗的比例關(guān)系 。 。 4） 延長(zhǎng)：補(bǔ)料 ， 調(diào) pH、 溫度等 。 衰亡期 即總活菌數(shù)明顯下降的時(shí)期 。 1)特點(diǎn)： ； ； ； 。 2)形成原因： 不利的外界環(huán)境引起細(xì)胞內(nèi)的分解代謝大大超過(guò)合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體死亡。 延滯期 對(duì)數(shù)期 穩(wěn)定期 死亡期 特征 μ=0 μ= μmax μ=死亡率 μ﹤ 死亡率 群體動(dòng)態(tài) 細(xì)胞數(shù)幾乎 不增 細(xì)胞數(shù)以指數(shù) 增加 活細(xì)胞數(shù)達(dá)最大，并保持恒定 活細(xì)胞數(shù)顯著下降 細(xì)胞生理狀態(tài) 代謝活躍，調(diào)整和適應(yīng)新環(huán)境 養(yǎng)分過(guò)剩，生長(zhǎng)繁殖旺盛，生理均一 養(yǎng)分消耗大，代謝物積累，芽孢形成 細(xì)胞衰老，死亡并自溶 影響因素 菌株、遺傳、菌齡、接種量、培養(yǎng)條件 菌株遺傳性、培養(yǎng)條件 菌株遺傳性、培養(yǎng)條件 實(shí)際意義 影響發(fā)酵周 期 接種菌種，實(shí) 驗(yàn)材料 獲得代謝產(chǎn)物 絲狀微生物的群體生長(zhǎng)規(guī)律 絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種，在液體培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng)，菌絲體通過(guò)斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)?？梢杂镁z干重作為衡量生長(zhǎng)的指標(biāo)，即以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以菌絲干重為縱坐標(biāo)，繪制生長(zhǎng)曲線。 可分為三個(gè)階段： 生長(zhǎng)停滯期 迅速生長(zhǎng)期 衰退期 生長(zhǎng)停滯期 : 造成生長(zhǎng)停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài)，另一種是生長(zhǎng)已經(jīng)開(kāi)始，但還無(wú)法測(cè)定。 迅速生長(zhǎng)期 :菌絲體干重迅速增加，其立方根與時(shí)間呈直線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級(jí)數(shù)增加，沒(méi)有對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。生長(zhǎng)主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長(zhǎng)和出現(xiàn)分支、斷裂等，此時(shí)期的菌體呼吸強(qiáng)度達(dá)到高峰，有的開(kāi)始積累代謝產(chǎn)物。 衰退期 :菌絲體干重下降，到一定時(shí)期不再變化。大多數(shù)次級(jí)代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細(xì)胞都出現(xiàn)大的空泡。有些菌絲體還會(huì)發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。 （ 二 ） 微生物在連續(xù)培養(yǎng)中的生長(zhǎng)規(guī)律 連續(xù)培養(yǎng)： 指微生物接種到培養(yǎng)基里以后的整個(gè)生長(zhǎng)期間 ， 微生物能持續(xù)地以比較恒定的生長(zhǎng)速率常數(shù)進(jìn)行生長(zhǎng) ， 從而導(dǎo)致微生物的生長(zhǎng)過(guò)程能 “ 不斷 ” 地進(jìn)行下去的一種培養(yǎng)方法 。 單批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)的關(guān)系： 原理： 當(dāng)微生物在單批培養(yǎng)方式下生長(zhǎng)達(dá)到對(duì)數(shù)期后期時(shí) ，一方面以一定的速度流進(jìn)新鮮培養(yǎng)基并攪拌 ， 另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液 ， 使培養(yǎng)物達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 ， 其中的微生物就能長(zhǎng)期保持對(duì)數(shù)期的平衡生長(zhǎng)狀態(tài)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率 。 特點(diǎn)： 連續(xù)培養(yǎng)中微生物可長(zhǎng)期保持指數(shù)期的平衡生長(zhǎng)狀態(tài)和穩(wěn)定的生長(zhǎng)速率 。 連續(xù)培養(yǎng)方法： (1)按不同控制方式分： 1） 恒濁連續(xù)培養(yǎng) ： 不斷調(diào)節(jié)流速使培養(yǎng)液濁度保持恒定 。 a. 裝置 —— 恒濁器： 指根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)密度 ， 并借光電控制系統(tǒng)來(lái)控制培養(yǎng)液流速 ， 以取得菌體密度高 、 生長(zhǎng)速率恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)器 。 b. 原理： 根據(jù)培養(yǎng)器內(nèi)微生物的生長(zhǎng)密度 ， 用光電控制系統(tǒng) （ 濁度計(jì) ）來(lái)檢測(cè)培養(yǎng)液的濁度 （ 即菌液濃度 ） ， 并控制培養(yǎng)液的流速 ， 從而獲得菌體密度高 、 生長(zhǎng)速度恒定的微生物細(xì)胞的連續(xù)培養(yǎng)液 。當(dāng)培養(yǎng)器中濁度增高時(shí) ， 通過(guò)光電控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié) ， 可促使培養(yǎng)液流速加快 ， 反之則慢 ， 以此來(lái)達(dá)到恒密度的目的 。 c. 適用：收獲菌體及與菌體相平行的產(chǎn)物 。 測(cè)定所培養(yǎng)微生物的光密度值 自動(dòng)調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入和培養(yǎng)物流出培養(yǎng)室的流速 使培養(yǎng)物維持在某一恒定濁度 當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度超過(guò)預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速加快，使?jié)岫冉档停? 當(dāng)培養(yǎng)室中的濁度低于預(yù)期數(shù)值時(shí)，流速減慢，使?jié)岫壬撸? 恒濁培養(yǎng)器的工作精度是由光電控制系統(tǒng)的靈敏度來(lái)決定的 如果所用培養(yǎng)基中有過(guò)量的必需營(yíng)養(yǎng)物，就可以使菌體維持最高的生長(zhǎng)速率。 使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長(zhǎng)相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。 2) 恒化連續(xù)培養(yǎng) ： 恒定流速，及時(shí)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，營(yíng)養(yǎng)物濃度基本恒定，從而保持恒定生長(zhǎng)速率。又稱恒組成連續(xù)培養(yǎng)。 —— 恒化器 是通過(guò)控制培養(yǎng)液恒定的流速 ， 來(lái)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)限制因子在營(yíng)養(yǎng)液中的濃度 ， 使微生物始終在低于其最高生長(zhǎng)速率條件下進(jìn)行生長(zhǎng)繁殖的連續(xù)培養(yǎng)裝置 。 b. 原理： 通過(guò)控制某一種營(yíng)養(yǎng)物的濃度 ， 使其成為限制性的因子 ，而其他營(yíng)養(yǎng)物均為過(guò)量 ， 這樣 ， 細(xì)菌的生長(zhǎng)速率將取決于限制性因子的濃度 。 隨著細(xì)菌的生長(zhǎng) ， 菌體的密度會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而增高 ， 而限制性生長(zhǎng)因子的濃度又會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而降低 ，兩者互相作用的結(jié)果 ， 出現(xiàn)微生物的生長(zhǎng)速率正好與恒速加入的新鮮培養(yǎng)基流速相平衡 。 這樣 ， 既可獲得一定生長(zhǎng)速率的均一菌體 ， 又可獲得雖低于最高菌體產(chǎn)量 ， 但能保持穩(wěn)定菌體密度的菌體 。 c. 適用：科研 恒濁法與恒化法 的比較： 裝置 控制對(duì) 象 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基 流速 生長(zhǎng)速率 產(chǎn)物 應(yīng)用范圍 恒濁器 菌體密度 （內(nèi)控制） 無(wú)限制生長(zhǎng)因子 不恒定 最高 大量菌體及與菌體相平行的代謝產(chǎn)物 生產(chǎn)為主 恒化器 培養(yǎng)基流速 （外控制） 有限制生長(zhǎng)因子 恒定 低于最高 不同生長(zhǎng)速率的菌體 實(shí)驗(yàn)室為主 (2) 按培養(yǎng)器的級(jí)數(shù)分 — 單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器和多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器 多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)以單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)為基礎(chǔ)，主要用于產(chǎn)物生產(chǎn)與菌體生長(zhǎng)不平行的培養(yǎng)類型上 連續(xù)培養(yǎng)的實(shí)踐意義： (1)連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)： 高效 、 低耗 、 利于自控 、 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 。 (2) 連續(xù)培養(yǎng)的缺點(diǎn)： 菌種易于退化、易遭雜菌污染、營(yíng)養(yǎng)物利用率較低。 連續(xù)發(fā)酵： 連續(xù)培養(yǎng)如用于發(fā)酵工業(yè)中，就稱為連續(xù)發(fā)酵。 連續(xù)發(fā)酵的特點(diǎn)： 優(yōu)點(diǎn)： ①自控；②高效；③產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定；④節(jié)約了大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，使水、汽、電的負(fù)荷減少。 缺點(diǎn)： ①菌種易于退化；②容易污染；③營(yíng)養(yǎng)物的利用率低于分批培養(yǎng)。 （三）微生物的高密度培養(yǎng) ? High CellDensity Culture 一般是指微生物在液體培養(yǎng)中細(xì)胞群體密度超過(guò)常規(guī)培養(yǎng) 10倍以上的生長(zhǎng)狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù) 基因工程菌生產(chǎn)（ E. coli） 生產(chǎn)多肽類藥物 ? 高密度培養(yǎng)的意義與進(jìn)展 – 提高產(chǎn)物的比生產(chǎn)率 ? 高密度培養(yǎng)的方法 – 最佳培養(yǎng)基成分及相應(yīng)最佳含量 – 補(bǔ)料 – 溶解氧的濃度 – 防止或去除有害代謝產(chǎn)物 一、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 二、溫度 （ 一 ） 微生物的生長(zhǎng)溫度 — 生長(zhǎng)溫度三基點(diǎn) 即微生物的最低生長(zhǎng)溫度 、 最適生長(zhǎng)溫度 、 最高生長(zhǎng)溫度 。 第三節(jié) 影響微生物生長(zhǎng)的主要因素 最適生長(zhǎng)溫度 ： 某菌分裂代時(shí)最短或生長(zhǎng)速率最高時(shí)的培養(yǎng)溫度。 ? 青霉素生產(chǎn)的四階段控制，根據(jù)不同生理代謝過(guò)程的溫度特點(diǎn)，比 30℃ 恒溫提高 % – 0hr－ 5hr → 30 ℃ ： 生長(zhǎng) – 5hr－ 40hr → 25 ℃ ： 發(fā)酵 – 40hr125hr → 20 ℃ ： 累積代謝產(chǎn)物 – 125hr165hr → 25 ℃ ? 酸奶生產(chǎn) – 菌種培養(yǎng) — 乳酸鏈球菌最適溫度， 34℃ – 發(fā)酵劑與酸奶發(fā)酵 — 抑制雜菌，用 45℃ – 生產(chǎn)后期 — 產(chǎn)香， 4 8℃ （二）按生長(zhǎng)溫度劃分的微生物類型 (1) 低溫微生物 存在于兩極地區(qū)的水域 、 土壤及海洋深處 、 腐敗的冷藏食物中 。 專性低溫菌最適生長(zhǎng)溫度為 15~18 ℃ ， 兼性低溫菌最適生長(zhǎng)溫度為 25~30℃ 。 (2) 中溫微生物 絕大多數(shù)微生物屬中溫微生物 ， 最適宜于 20~40℃ 之間 。 (3) 高溫微生物 常見(jiàn)于溫泉、堆肥及其他腐爛有機(jī)物中，適宜 45~50℃