常用的液體深層培養(yǎng)法
1.放大法
將微生物在搖瓶基礎(chǔ)上逐級放大實現(xiàn)大量生產(chǎn)。在厭氧培養(yǎng)時問題歸結(jié)為如何從大型種子罐或發(fā)酵罐中除去發(fā)酵熱。為此應(yīng)利用發(fā)酵時生成的二氧化碳所引起的液體流動和輔助攪拌，以提高冷卻效率。此時僅進(jìn)行種子罐或發(fā)酵罐傳熱面積的設(shè)計計算即可。但是，在好氧培養(yǎng)中，大多以氧的供給為基準(zhǔn)進(jìn)行放大。一般從實驗室規(guī)模到工廠生產(chǎn)要經(jīng)過3-5級放大步驟。放大過程中應(yīng)考慮：①氧傳遞速度相等。②比較攪拌槳葉頂端速度。③比較單位液體量所需的攪拌動力④混合時間相同。⑤雷諾準(zhǔn)數(shù)相同。⑥通過反饋控制盡量能使重要環(huán)境因子一致。
2.兩步法
在酶制劑和氨基酸生產(chǎn)方面應(yīng)用較多。酶制劑的兩步法液體深層培養(yǎng)每一步菌體相同而培養(yǎng)條件不同，因為微生物生長與產(chǎn)酶的最適條件有很大差異。例如往培養(yǎng)基中添加葡萄糖能大大增加菌體或菌絲的生長，然而卻嚴(yán)重阻礙許多種酶的合成。加強培養(yǎng)液的通氣雖然能促進(jìn)微生物生長，可是在多數(shù)場合下反而抑制酶的合成。為了取得最大的活性酶，必須研究出一種調(diào)節(jié)方法，既要求細(xì)胞的單位酶活性高，又要求細(xì)胞的數(shù)量多，也就是說，給予菌體在各種生理時期創(chuàng)造不同的條件兩步法液體深層培養(yǎng)就是實現(xiàn)這種調(diào)節(jié)方法的具體措施之一，酶制劑生產(chǎn)兩步法的特點是將菌體生長條件（營養(yǎng)期）與產(chǎn)酶條件（自我繁殖期）區(qū)分開來。菌種先在豐富的培養(yǎng)基上大量繁殖，然后收集菌體濃縮物，洗滌后再轉(zhuǎn)入添加誘導(dǎo)物的產(chǎn)酶培養(yǎng)基，在此期間，菌體積累大量的酶，一般不再繁殖，營養(yǎng)成分或誘導(dǎo)物得到充分利用。
3.控制培養(yǎng)法
了解發(fā)酵罐內(nèi)部的變化情況，掌握短暫時間內(nèi)狀戀變量的變化以及可能測定的環(huán)境因子，對微生物代謝活動的影響，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行控制培養(yǎng)，以達(dá)到產(chǎn)物生成的最優(yōu)培養(yǎng)條件。為此，用來測定狀態(tài)變最的傳感器取得數(shù)據(jù)，經(jīng)電子計算機進(jìn)行綜合分析，再將其結(jié)果作為反饋調(diào)節(jié)的信號，將環(huán)境（培養(yǎng)條件）控制于給定的基準(zhǔn)內(nèi)。這就叫做電子計算機控制發(fā)酵。
4.分批培養(yǎng)法（間歇發(fā)酵法）
分批培養(yǎng)法，也叫間歇發(fā)酵法。先將空罐殺菌，培養(yǎng)基裝入發(fā)酵罐，接種之后進(jìn)行培養(yǎng)，柱培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基成分減少，微生物增殖。微生物周圍的環(huán)境隨時間而變化是一種非穩(wěn)態(tài)操作法，此法不易染菌，但很難采用控制基質(zhì)等濃度的方法來增大發(fā)酵生產(chǎn)能力。目前多在酒精、氨基酸、抗生素生產(chǎn)中應(yīng)用。
5.連續(xù)培養(yǎng)法（連續(xù)發(fā)酵法）
連續(xù)培養(yǎng)法，也叫連續(xù)發(fā)酵法。在往發(fā)酵罐中連續(xù)供給新鮮培養(yǎng)基的同時，將含有微生物和產(chǎn)物的培養(yǎng)液，從發(fā)酵罐中連續(xù)放出，這叫連續(xù)培養(yǎng)法。其特點是能使微生物處于恒定不變的環(huán)境中進(jìn)行長期持續(xù)的培養(yǎng)，該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)被叫做恒化器。同時包含了流入和流出，屬開放系統(tǒng)，故變異菌株和雜菌污染隨時間的延長而增大。從技術(shù)上也很難保證流入和流出速度一致。連續(xù)培養(yǎng)用于廢水處理，葡萄糖酸發(fā)酵，酒精發(fā)酵等工業(yè)中。
6.補料分批培養(yǎng)法（流加法）
補料分批培養(yǎng)法，也叫流加發(fā)酵法。在分批培養(yǎng)時，不斷地供給培養(yǎng)基，但所需產(chǎn)物不到某一定時刻不放出的方法，稱為補料分批堵養(yǎng)法。它用于面包酵母、氨基酸、抗生索等工業(yè)生產(chǎn)。
本文參考《發(fā)酵微生物學(xué)》一書。
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