【正文】 連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時間受以上因素限制，一般只能維持數(shù)月 ~ 1年。 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(chǎn)品質(zhì)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。 連續(xù)培養(yǎng)技術 —— 恒濁培養(yǎng) 使用范圍： 用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。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。 應用范圍： 實驗室科學研究 62 Figure . Schematic diagram of a chemostat, a device for the continuous culture of bacteria. The chemostat relieves the environmental conditions that restrict growth by continuously supplying nutrients to cells and removing waste substances and spent cells from the culture medium. 63 恒化器 Chemostat 或 bactogen 64 概念： 通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。 特點： 維持營養(yǎng)成分的 亞適量 ，控制微生物生長速率。 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(shù)（個/ml） 連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)原理 60 連續(xù) 培養(yǎng)器 按控制方式分 按培養(yǎng)器的級數(shù)分 按細胞狀態(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(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐 連續(xù)培養(yǎng)器 61 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(zhì)濃度恒定而保持細菌生長速率恒定的方法。 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(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術。不再補充和更換，最后一次性收獲。有些菌絲體還會發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關。 衰退期 :菌絲體干重下降，到一定時期不再變化。 迅速生長期 :菌絲體干重迅速增加，其立方根與時間呈直線關系，菌絲干重不以幾何級數(shù)增加，沒有對數(shù)生長期。可以用菌絲干重作為衡量生長的指標，即以時間為橫坐標，以菌絲干重為縱坐標，繪制生長曲線。在分批培養(yǎng)中，它們的形成高峰往往在微生物生長穩(wěn)定期的后期或衰亡期。一般認為： 初級代謝 是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過程， 初級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細胞的形成過程同步，微生物生長的穩(wěn)定期是這些產(chǎn)物的最佳收獲時機； 次級代謝產(chǎn)物 與微生物的生存、生長和繁殖無關。 衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關。 ②細胞內(nèi)顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，芽孢開始釋放。 生長產(chǎn)量常數(shù)（ Y， 或生長得率， growth yield） ： 概念：表示微生物對基質(zhì)利用效率的高低 Y=菌體干重 / 消耗營養(yǎng)物質(zhì)的濃度 根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量 如： Y=， 表示要得到 5g菌體，需某營養(yǎng)物（葡萄 糖） 10g。 有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等） 物化條件（ pH、 氧化還原勢等）不合適 。 ③此時期的微生物開始 合成次生代謝產(chǎn)物 ，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達到高峰，是最佳的收獲時期。 51 營養(yǎng)物濃度與對數(shù)期生長速率和產(chǎn)量 作用方式：影響微生物的生長速率和總生長量 生長限制因子 ：凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，可影響生長速率和菌體產(chǎn)量的營養(yǎng)物就稱生長限制因子 只最大收 獲量受影響 生長速度和最大收獲量受影響 時間 細胞數(shù)或菌體量 52 ③ . 穩(wěn)定期（ stationary phase） 又稱：恒定期或最高生長期 特點： ①新增殖的細胞數(shù)與老細胞的死亡數(shù)幾乎相等， 微生物的生長速率處于動態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細胞數(shù)目達到最高值。 ④選用繁殖快的菌種 ◆ 在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌 49 ② .對數(shù)期（ logarithmic phase） 其他名稱：指數(shù)期 現(xiàn)象： 細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關系。 ： ?生長速率常數(shù) = 0 ?細胞形態(tài)變大或增長 ?細胞內(nèi) RNA特別是 rRNA含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強 ?合成代謝活躍（核糖體、酶類、 ATP合成加快），易產(chǎn)生誘導酶 ?對外界不良條件敏感，（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學藥物） ：適應新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物 ① .延滯期（ lag phase） 47 ◆菌種 ： 繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短； ◆接種物菌齡 ： 用對數(shù)生長期的菌種接種時，其延遲期較短，甚至檢查不到延遲期； ◆ 接種量：一般來說， 接種量增大可縮短甚至消除延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用 1/10的接種量）； ◆培養(yǎng)基成分： ◇在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短；◇接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。以培養(yǎng)時間為橫坐標，以細菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標，繪制所得的曲線。一般可以將生長曲線劃分為四個時期。 ☆ 生長曲線代表了細菌在新的環(huán)境中從開始生長、分裂直至死亡的整個動態(tài)變化過程。 ★ 代時在不同種微生物中的變化很大，多數(shù)微生物的代時為 1~3h,然而有些快速生長的微生物的代時還不到 10min,而另一些微生物的代時卻可長達幾小時或幾天； 另外，同一種微生物，在不同的生長條件下其代時的長短也不同；但是，在一定條件下，每一種微生物的代時是恒定的，因此它是微生物菌種的一個重要特征。 37 ★ 代時能夠反應細菌的生長速率，代時短，生長速率快，代時長，生長速率慢。 ＝ 12 ★ 借助于 n 和 t ，還可以計算出不同培養(yǎng)條件下的 代時 G， G ＝ t / n 在本例中， G ＝ 4 60 / 12 ＝ 20min ∴ 該種微生物的代時為 20分鐘。右圖可見，每經(jīng)過一個代時，細胞數(shù)目就增加一倍，呈指數(shù)增加，因而被稱為 指數(shù)生長 ，這 就是 單細胞群體生長的特征。 30 Figure 5. The