微生物的生長及其控制(11)-資料下載頁
2025-01-18 01:30本頁面
【正文】 質，同時排除含菌體及代謝產物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長時間地處于對數生長期，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 ： 由于對典型生長曲線中穩(wěn)定期到來原因的認識，采取相應有效措施推遲其來臨，從而發(fā)展出現在的連續(xù)培養(yǎng)技術。 原理：當微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達到對數期后期時，一方面以一定的速度流進新鮮培養(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)物達到動態(tài)平衡，其中的微生物就能長期保持對數期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。 單批培養(yǎng) 恒濁法 恒化法 單批培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng) 時間 連續(xù)流入 新鮮培養(yǎng)液 lg細胞數（個/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)器的級數分 按細胞狀態(tài)分 按用途分 內控制（控制菌體密度）：恒濁器 外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長速率）：恒化器 單級連續(xù)培養(yǎng)器 多級連續(xù)培養(yǎng)器 一般連續(xù)培養(yǎng)器 固定化細胞連續(xù)培養(yǎng)器 實驗室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器 發(fā)酵生產用：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 —— 恒化連續(xù)培養(yǎng) 概念 ： 以恒定流速使營養(yǎng)物質濃度恒定而保持細菌生長速率恒定的方法。 原理： 通過控制某一種營養(yǎng)物濃度 （如碳、氮源、生長因子等） ，使其始終成為生長限制因子，而達到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進行生長繁殖，保持恒定的生長速率。 特點： 維持營養(yǎng)成分的 亞適量 ，控制微生物生長速率。 菌體生長速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產量低于最高菌體產量。 應用范圍： 實驗室科學研究 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、使細菌生長連續(xù)進行的一種培養(yǎng)方式。 原理 ： 通過調節(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，當濁度高時，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： 基質過量，微生物始終以最高速率進行生長， 并可在允許范圍內控制不同的菌體密度 ；但工藝復雜，煩瑣。 連續(xù)培養(yǎng)技術 —— 恒濁培養(yǎng) 使用范圍： 用于生產大量菌體、生產與菌體生長相平行的某些代謝產物，如乳酸、乙醇等。 裝置 控制對象 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基流速 生長速率 產物 應用范圍 恒濁器 菌體密度（內控制） 無限制生長因子 不恒定 最高 大量菌體或與菌體形成相平行的產物 生產為主 恒化器 培養(yǎng)基流速（外控制） 有限制生長因子 恒定 低于最高 不同生長速率的菌體 實驗室為主 恒濁器與恒化器的比較 （ 2） 按培養(yǎng)器級數分 ?單級連續(xù)培養(yǎng)器 某微生物的代謝產物的產生速率與菌體生長速率相平行時，可采用單級恒濁式連續(xù)發(fā)酵罐 ?多級連續(xù)培養(yǎng)器 產物形成與菌體生長不平行，如丙酮、丁醇或某些次生代謝產物，應采用多級連續(xù)培養(yǎng)裝置 連續(xù)發(fā)酵（ continuous fermentation） 連續(xù)培養(yǎng)在生產上的應用，相對于單批發(fā)酵而言。 優(yōu)點： –高效，簡化了操作 ——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行自動控制； –產品質量穩(wěn)定 –節(jié)約大量動力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負荷均衡合理。 缺點： 菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。 連續(xù)發(fā)酵的生產時間受以上因素限制，一般只能維持數月 ~ 1年。 四、微生物的高密度培養(yǎng)（自學） High Celldensity Culture 一般是指微生物在液體培養(yǎng)中細胞群體密度超過常規(guī)培養(yǎng) 10倍以上的生長狀態(tài)或培養(yǎng)技術 高密度培養(yǎng)的方法 ?最佳培養(yǎng)成分及相應最佳含量 ?補料 ?溶解氧的濃度 ?防止有害代謝產物生成
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