微生物的生長(zhǎng)及其控制(11)-資料下載頁(yè)
2025-01-18 01:30本頁(yè)面
【正文】 質(zhì)，同時(shí)排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長(zhǎng)時(shí)間地處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。 連續(xù)培養(yǎng) 理論基礎(chǔ) ： 由于對(duì)典型生長(zhǎng)曲線中穩(wěn)定期到來原因的認(rèn)識(shí)，采取相應(yīng)有效措施推遲其來臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。 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以同樣的流速不斷流出培養(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。 單批培養(yǎng) 恒濁法 恒化法 單批培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng) 時(shí)間 連續(xù)流入 新鮮培養(yǎng)液 lg細(xì)胞數(shù)（個(gè)/ml） 連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)原理 連續(xù) 培養(yǎng)器 按控制方式分 按培養(yǎng)器的級(jí)數(shù)分 按細(xì)胞狀態(tài)分 按用途分 內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器 外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長(zhǎng)速率）：恒化器 單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器 多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器 一般連續(xù)培養(yǎng)器 固定化細(xì)胞連續(xù)培養(yǎng)器 實(shí)驗(yàn)室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器 發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐 連續(xù)培養(yǎng)器 （ 1） 按控制方式分 連續(xù)培養(yǎng)技術(shù) —— 恒化連續(xù)培養(yǎng) 概念 ： 以恒定流速使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細(xì)菌生長(zhǎng)速率恒定的方法。 原理： 通過控制某一種營(yíng)養(yǎng)物濃度 （如碳、氮源、生長(zhǎng)因子等） ，使其始終成為生長(zhǎng)限制因子，而達(dá)到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并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，保持恒定的生長(zhǎng)速率。 特點(diǎn)： 維持營(yíng)養(yǎng)成分的 亞適量 ，控制微生物生長(zhǎng)速率。 菌體生長(zhǎng)速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。 應(yīng)用范圍： 實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究 恒化器 Chemostat 或 bactogen 概念： 通過連續(xù)培養(yǎng)裝置中的光電系統(tǒng)控制培養(yǎng)液中菌體濃度恒定、使細(xì)菌生長(zhǎng)連續(xù)進(jìn)行的一種培養(yǎng)方式。 原理 ： 通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度來 維持菌濃度不變 ,即濁度不變 。主要采用恒濁器，當(dāng)濁度高時(shí)，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。 特點(diǎn)： 基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進(jìn)行生長(zhǎng)， 并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度 ；但工藝復(fù)雜，煩瑣。 連續(xù)培養(yǎng)技術(shù) —— 恒濁培養(yǎng) 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。 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 大量菌體或與菌體形成相平行的產(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 恒濁器與恒化器的比較 （ 2） 按培養(yǎng)器級(jí)數(shù)分 ?單級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器 某微生物的代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生速率與菌體生長(zhǎng)速率相平行時(shí)，可采用單級(jí)恒濁式連續(xù)發(fā)酵罐 ?多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)器 產(chǎn)物形成與菌體生長(zhǎng)不平行，如丙酮、丁醇或某些次生代謝產(chǎn)物，應(yīng)采用多級(jí)連續(xù)培養(yǎng)裝置 連續(xù)發(fā)酵（ continuous fermentation） 連續(xù)培養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，相對(duì)于單批發(fā)酵而言。 優(yōu)點(diǎn)： –高效，簡(jiǎn)化了操作 ——裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作； –自控：便于利用各種儀表進(jìn)行自動(dòng)控制； –產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 –節(jié)約大量動(dòng)力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負(fù)荷均衡合理。 缺點(diǎn)： 菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營(yíng)養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。 連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時(shí)間受以上因素限制，一般只能維持?jǐn)?shù)月 ~ 1年。 四、微生物的高密度培養(yǎng)（自學(xué)） High Celldensity Culture 一般是指微生物在液體培養(yǎng)中細(xì)胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng) 10倍以上的生長(zhǎng)狀態(tài)或培養(yǎng)技術(shù) 高密度培養(yǎng)的方法 ?最佳培養(yǎng)成分及相應(yīng)最佳含量 ?補(bǔ)料 ?溶解氧的濃度 ?防止有害代謝產(chǎn)物生成
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1