發(fā)酵工業(yè)種子擴(kuò)大培養(yǎng)方法
發(fā)布時(shí)間：2013-9-6 16:26
發(fā)酵工業(yè)微生物菌種的培養(yǎng)法可分為通氣培養(yǎng)和靜置培養(yǎng)兩大類型。靜置培養(yǎng)法即將培養(yǎng)基盛于菌種培養(yǎng)容器或發(fā)酵容器中，在接種后，不通空氣進(jìn)行發(fā)酵，又稱為嫌氣性發(fā)酵或稱厭氧發(fā)酵。利用通氣培養(yǎng)法生產(chǎn)的菌種以好氧菌和兼性好氧菌居多，它們生長(zhǎng)的環(huán)境必須供給空氣，以維持一定的溶解氧水平，菌體才能迅速生長(zhǎng)和發(fā)酵，又稱為好氣性發(fā)酵。在靜置和通氣培養(yǎng)兩類方法中又可分為液體培養(yǎng)和固體培養(yǎng)兩大類型，其中每一類型又有表面培養(yǎng)與深層培養(yǎng)之分。
表面培養(yǎng)法
表面培養(yǎng)是一種好氧靜置培養(yǎng)方法，針對(duì)容器內(nèi)培養(yǎng)基物理狀態(tài)又分為液態(tài)表面培養(yǎng)和同態(tài)表面培養(yǎng)。相對(duì)于容器內(nèi)培養(yǎng)基體積而言，表面積越大，越利于促進(jìn)氧氣由氣液（氣周）界面向培養(yǎng)基內(nèi)傳遞，包括茄子瓶、克氏瓶或瓷盤培養(yǎng)。使用這種培養(yǎng)方法，菌的生長(zhǎng)速度與培養(yǎng)基深度有關(guān)，單位體積的表面積越大，生長(zhǎng)速度也越快。氧的供給常成為發(fā)酵的限速因素，所以發(fā)酵周期長(zhǎng)，占地面積大。優(yōu)點(diǎn)是不需要深層培養(yǎng)耐的攪拌和通氣，節(jié)省動(dòng)力。如茄子瓶、培養(yǎng)皿，曲盤制曲等培養(yǎng)和醋酸、檸檬酸發(fā)酵等。
固體培養(yǎng)法
固體培養(yǎng)又分為淺盤固體培養(yǎng)和深層固體培養(yǎng)，統(tǒng)稱曲法培養(yǎng)。它起源于我國(guó)釀造生產(chǎn)特有的傳統(tǒng)制曲技術(shù)，其最大特點(diǎn)是固體曲的酶活力高。固體培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)是：①原料：以谷物和農(nóng)業(yè)廢物為主要原料，只需外加適量水分，若干無(wú)機(jī)鹽等。培養(yǎng)基組成簡(jiǎn)單。②防止污染：利用霉菌能在水分較低的基質(zhì)表面進(jìn)行增殖的特性，在這種條件下，細(xì)菌牛長(zhǎng)不好，由此不易引起細(xì)菌污染+③通氣：無(wú)論淺盤或深層固體通風(fēng)制曲，都可以在曲房周圍使用循環(huán)的冷卻增濕的無(wú)菌空氣來(lái)控制溫度、濕度，并且能適應(yīng)菌種在不同生理時(shí)期的需要靈活加以調(diào)節(jié)。在固體培養(yǎng)中氧氣由基質(zhì)粒子間宅隙的空氣中直接供給微生物，比液體培養(yǎng)時(shí)的用通氣攪拌供給氧氣節(jié)能。
液體深層培養(yǎng)法
用液體深層發(fā)酵罐從罐底部通氣，送入的空氣由攪拌槳葉分散成微小氣泡以促進(jìn)氧的溶解，這種由罐底部通氣攪拌的培養(yǎng)方法，相對(duì)于由氣液界面靠自然擴(kuò)散使氧溶解的表面培養(yǎng)法，稱為深層培養(yǎng)法，液體曲、檸檬酸、谷氨酸、肌苷酸及其他發(fā)酵產(chǎn)品先后采用此法進(jìn)行生產(chǎn)，特點(diǎn)是容易按照生產(chǎn)菌種對(duì)于代謝的營(yíng)養(yǎng)要求以及不同生理時(shí)期的通氣、攪拌、溫度與培養(yǎng)基中氫離子濃度等影響，選擇最佳培養(yǎng)條件。現(xiàn)在發(fā)酵罐的容積最大為500—1 000 t，溶解氧、溫度、pH等均有自控儀器或采用計(jì)算機(jī)控制，推動(dòng)著整個(gè)發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展。
載體培養(yǎng)法
載體培養(yǎng)來(lái)源于曲法培養(yǎng)，同時(shí)又吸收了液體培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)新發(fā)展的一種培養(yǎng)方法。特征是以天然或人工合成的多孔材料代替麩皮之類的固態(tài)基質(zhì)作為微生物的載體，營(yíng)養(yǎng)成分可以嚴(yán)格控制，發(fā)酵結(jié)束，只需將菌體和培養(yǎng)液擠壓出來(lái)進(jìn)行抽提，載體又可以重新使用，載體的取材必須經(jīng)得起蒸汽加熱或藥物滅菌，多孔結(jié)構(gòu)既有足夠的表面積，又能允許空氣流通。
本文參考《發(fā)酵工程原理與技術(shù)》一書。
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