培養(yǎng)技術(shù)ppt課件(已修改)
2025-05-14 13:14 本頁面
【正文】 第八章 培養(yǎng)技術(shù)與過程建模 發(fā)酵控制目的 ?高的發(fā)酵水平 ?生產(chǎn)過程的穩(wěn)定 ?成本控制 第一節(jié) 微生物 發(fā)酵類型 ?分類依據(jù) ?一、投料方式不同： ?二、發(fā)酵與氧的關(guān)系 ?三、菌體生長(zhǎng)與產(chǎn)物合成之間關(guān)系 ?四、代謝方式不同 一、投料方式不同 分批發(fā)酵 補(bǔ)料分批發(fā)酵 連續(xù)發(fā)酵 半連續(xù)發(fā)酵 第一節(jié) 微生物 發(fā)酵類型 分批培養(yǎng) 是指在一封閉培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)具有初始限制量基質(zhì)的一種發(fā)酵方式 。 特點(diǎn)： ?一次性投料，經(jīng)滅菌、接種后，在發(fā)酵過程中不再補(bǔ)料，直到放罐。 ?整個(gè)過程中菌濃、營(yíng)養(yǎng)成分和產(chǎn)物濃度等參數(shù)都隨時(shí)間變化。 分批發(fā)酵中微生物的生長(zhǎng) 遲滯期 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期 穩(wěn)定期 死亡期 遲滯期： 菌體沒有分裂只有生長(zhǎng)，細(xì)胞形態(tài)變大，菌種進(jìn)入新環(huán)境，細(xì)胞內(nèi)核酸、酶等稀釋，細(xì)胞不能分裂； 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期： 細(xì)胞內(nèi)與分裂相關(guān)的物質(zhì)達(dá)到一定程度，細(xì)胞生長(zhǎng)代謝活性最強(qiáng)，細(xì)胞開始分裂，呈幾何級(jí)數(shù)增加； 穩(wěn)定期 ： 培養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)物減少，廢物積累，生長(zhǎng)速率下降，生成率等于死亡率，細(xì)胞總數(shù)最高，細(xì)胞開始積累貯存物； 死亡期： 細(xì)胞死亡率大于生成率，有些細(xì)胞開始自溶。 對(duì)于 初級(jí)代謝產(chǎn)物 ，在 對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期 初期就開始合成并積累； 而對(duì)于 次級(jí)代謝產(chǎn)物 ，則在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期后期和 穩(wěn)定期大量 合成。 分批培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，周期短，染菌機(jī)會(huì)少，生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量易掌握 缺點(diǎn)：產(chǎn)率低 補(bǔ)料分批培養(yǎng) 也稱半連續(xù)培養(yǎng) 、 流加培養(yǎng) ， 它是以分批培養(yǎng)為基礎(chǔ) ， 間歇或連續(xù)地補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的一種發(fā)酵方法 。 特點(diǎn) : ?一次或多次補(bǔ)入新鮮料液，延長(zhǎng)產(chǎn)物合成周期，提高產(chǎn)量； ?只有料液的加入沒有料液的取出，所以發(fā)酵結(jié)束時(shí)發(fā)酵液體積比開始時(shí)有所增加。 補(bǔ)料的方式和控制 ?連續(xù)流加、不連續(xù)流加、多周期流加； ?快速流加、恒速流加、指數(shù)速率流加、變速流加； ?單組分補(bǔ)料和多組分補(bǔ)料等。 杯式補(bǔ)料系統(tǒng) 補(bǔ)料分批培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn) ?基質(zhì)濃度低，避免快速利用碳源的阻遏效應(yīng)； ?避免在培養(yǎng)基中積累有毒代謝物，即代謝阻遏； ?避免分批發(fā)酵中因一次投料過多造成細(xì)胞大量生長(zhǎng)所引起的不良影響，降低發(fā)酵液粘度； ?維持適當(dāng)?shù)木w濃度，使不致于加劇供氧矛盾； ?可以通過補(bǔ)料控制達(dá)到最佳的生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成條件；還可以利用計(jì)算機(jī)控制合理的補(bǔ)料速率，穩(wěn)定最佳生產(chǎn)工藝。 優(yōu)點(diǎn)： 缺點(diǎn)： ?沒有物料取出， ?產(chǎn)物的積累導(dǎo)致生產(chǎn)速率下降； ?染菌機(jī)會(huì)增加。 連續(xù)培養(yǎng) ?發(fā)酵過程中，一邊補(bǔ)入新鮮無菌料液，一邊放出等量的發(fā)酵液，使發(fā)酵罐內(nèi)的體積維持恒定。 ?達(dá)到穩(wěn)態(tài)后，菌體濃度、產(chǎn)物濃度，限制性基質(zhì)濃度都是恒定的，不隨時(shí)間而變化。 連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： ?發(fā)酵條件穩(wěn)定 ?自動(dòng)化程度高 ?設(shè)備效率高 ?設(shè)備使用壽命長(zhǎng) ?易于優(yōu)化發(fā)酵過程 缺點(diǎn) ： ?易引起菌種退化； ?染菌機(jī)會(huì)大大增加； ?對(duì)設(shè)備要求高 ?菌體有掛壁和成團(tuán)問題 ? 雜菌污染問題 ? 生產(chǎn)菌株突變問題 連續(xù)培養(yǎng)過程中的主要問題
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