发酵工程-液体深层发酵（动物生物技术）

动物生物技术3.液体深层发酵第一章液体深层发酵（一）分批发酵

营养物和菌种一次加入进行培养，直到结束放出，中间除了空气进入和尾气排出，与外部没有物料交换。它除了控制温度、ph及通气以外，不进行任何其他控制，操作简单。但从细胞所处的环境来看，则有明显改变。分批培养系统属于封闭系统，只能在一段有限的时间内维持微生物的增殖，微生物处在限制性条件下的生长，表现出典型的生长周期。一、深层发酵的操作方式一、深层发酵的操作方式微生物分批生长的生长曲线1.延滞期；2.加速生长期；3.指数生长期；4.减速期；5.稳定期；6.衰亡期连续发酵01连续发酵一、深层发酵的操作方式

所谓连续发酵，是指以一定的速度向发酵罐内添加新鲜培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使发酵罐内的液量维持恒定，微生物在稳定状态下生长。稳定状态可以有效地延长分批培养中的对数期。在稳定的状态下，微生物所处的环境条件，如营养物浓度、产物浓度、PH值等都能保持恒定，微生物细胞的浓度及其生长速率也可维持不变，甚至还可以根据需要来调节生长速度。（二）连续发酵优点：

①可以维持稳定的操作条件，有利于微生物的生长代谢，从而使产率和产品质量也相应保持稳定；②能够更有效地实现机械化和自动化，降低劳动强度，减少操作人员与病原微生物和毒性产物接触的机会；③减少设备清洗、准备和灭菌等非生产占用时间，提高设备利用率，节省劳动力和工时；④由于灭菌次数减少，使测量仪器探头的寿命得以延长；⑤容易对过程进行优化，有效地提高发酵产率。（二）连续发酵缺点：

①由于是开放系统，加上发酵周期长，容易造成杂菌污染；②在长周期连续发酵中，微生物容易发生变异；③对设备、仪器及控制元器件的技术要求较高；④粘性丝状菌菌体容易附着在器皿壁上生长和在发酵液内结团，给连续发酵操作带来困难。（三）补料分批发酵概念

补料分批发酵又称半连续发酵，是介于分批发酵和连续发酵之间的一种发酵技术，是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统补加一定物料的培养技术。通过向培养基系统中补充物料，可以使培养液中的营养物浓度较长时间地保持在一定范围内，既保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，从而达到提高产率的目的。（三）补料分批发酵

补料分批发酵作为分批发酵向连续发酵的过渡，兼有两者之优点。

首先它可以解除营养物基质的抑制。其次对于好氧发酵，它可以避免在分批发酵中因一次性投人糖过多造成细胞大量生长，耗氧过多，以至通风搅拌设备不能匹配的状况。再次可以减少菌体生成量，提高有用产物的转化率。与连续发酵相比，它不会产生菌种老化和变异问题，其适用范围也比连续发酵广。动物生物技术4.液体深层发酵（下）第一章液体深层发酵（下）反映发酵过程变化的参数可以分为两类：

第一类：直接参数：可以直接采用特定的传感器检测的参数。它们包括反映物理环境和化学环境变化的参数，如温度、压力、搅拌功率、转速、泡沫、发酵液粘度、浊度、ｐＨ、离子浓度、溶解氧、基质浓度等。发酵工艺控制反映发酵过程变化的参数可以分为两类：

第二类：间接参数：至今尚难于用传感器来检测的参数，包括细胞生长速率、产物合成速率和呼吸嫡等。这些参数需要根据一些直接参数，借助于电脑计算和特定的数学模型才能得到。上述参数中，对发酵过程影响较大的有温度、pＨ、溶解氧浓度等。发酵工艺控制影响因素发酵工艺控制05营养物质的浓度04泡沫03溶解氧01温度02pHDNA重组与DNA杂交的区别

DNA杂交是在两条单链之间进行；DNA重组是在双链DNA片段之间进行的。DNA重组含义自然界的DNA重组

例如：减数分裂；病毒侵染。01通用式发酵罐发酵设备（一）机拌式发酵罐02自吸式发酵罐发酵设备（一）机拌式发酵罐

自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐使用的是带中央吸气口的搅拌器。罐外空气通过吸气管吸人罐内，空气与发酵液经充分混合后在叶轮末端排出，并立即通过导轮向罐壁分散，经挡板折流涌向液面，均匀分布。这种方式使气液接触十分良好，气泡分散较细，从而提高了氧在发酵液中的溶解速率。发酵设备（二）通风搅拌式发酵罐

常用的有循环式通风发酵罐和高位塔式发酵罐循环式通风发酵罐优点：①发酵罐内没有搅拌装置，结构简单，清洗方便，加厂容易；②由于取消了搅拌用的电机，而通风量与通用式发酵罐大致相等，所以动力消耗有很大降低。

高位塔式发酵罐则将空气由罐底导入，经筛选板逐渐上升的同时带动发酵液上升，又通过有液封作用的降液管下降形成循环。发酵设备（三）厌氧发酵设备

设备和工艺都较好氧发酵简单。严格的厌氧液体深层发酵的主要特色是排除发酵罐中的氧。厌氧发酵需使用大剂量接种性的厌氧发酵设