菌体生长速率恒定.ppt

一、微生物的连续培养（Contlnuous Culture） 2、恒化器（Chemostat 或bactogen） * * 河北经贸大学——马同锁 又称开放培养（Open Culture），是指当微生物以单批培养（Batch Culture）的方式培养到指数期的后期时，一方面通过连续注入新鲜的培养基，另一方面通过溢流方式，以同样的流速不断流出培养物，这样就达到一种动态平衡，微生物可长期保持在指数期的平衡生长状态和稳定的生长速率。 连续 培养器 按控制方式分 按培养器的级数分 按细胞状态分 按用途分 内控制（控制菌体密度）：恒浊器 外控制（控制培养液流速、以控制生长速率）：恒化器 单级连续培养器 多级连续培养器 一般连续培养器 固定化细胞连续培养器 实验室科研用：连续培养器 发酵生产用：连续发酵罐 连续培养器 先介绍按控制方式不同的所分的两种连续培养器 ——恒浊器、恒化器 1、恒浊器 原理：通过调节新鲜培养基流入的速度和培养物流出的速度来维持菌浓度不变,即浊度不变。也就是说，当浊度高时，使新鲜培养基的流速加快，浊度降低，则减慢培养基的流速。 特点：基质过量，微生物始终以最高速率进行生长，并可在允许范围内控制不同的菌体密度；但工艺复杂，烦琐。 使用范围： 用于生产大量菌体、生产与菌体生长相平行的某些代谢产物，如乳酸、乙醇等。 概念：以恒定流速输入营养物质而使细菌生长速率恒定的方法。 原理：通过控制某一种营养物浓度（如碳、氮源、生长因子等） ，使其始终成为生长限制因子，而达到控制培养液流速保持不变，并使微生物始终在低于其最高生长速率条件下进行生长繁殖。 特点：维持营养成分的亚适量，控制微生物生长速率。菌体生长速率恒定，菌体均一、密度稳定，产量低于最高菌体产量。 应用范围：实验室科学研究 恒化器（Chemostat 或bactogen） 连续发酵（continuous fermentation） 连续培养在生产上的应用。 优点： 高效，简化了操作——装料、灭菌、出料、清洗发酵罐等单元操作； 自控：便于利用各种仪表进行自动控制； 产品质量稳定 节约大量动力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、电的负荷均衡合理。 缺点： 菌种易于退化； 易于遭到杂菌污染； 营养物利用率低于单批培养。 连续发酵的生产时间受以上因素限制，一般只能维持数月——1年。 生产实践中的应用： 1、应用于酵母菌单细胞蛋白（SCP）的生产； 2、乙醇、乳酸、丙酮和丁醇的发酵； 3、石油的脱蜡； 4、混合菌种进行污水处理； 5、运用于提高浮游生物饵料的生产。 四、微生物的高密度培养（HCDC） 高密度培养的定义：一般指微生物在液体培养中细胞群体密度超过常规培养的10倍以上时的生长状态或培养技术。 高密度培养的措施： 1.选取最佳培养基成分和各成分含量； 2.适时补料； 3.提高溶解氧的浓度； 4.防止有害代谢产物的生成； 5、保持合适的pH。 * * * 连续培养的优点： 生产周期短，设备利用率和生产效率高。 便于自动化控制，产品质量稳定。 连续培养的缺点： 时间长，易受杂菌污染，难以控制。 菌种易退化 营养物利用率、产物收率比分批培养低，生产成本高。 ★A major advantage the bacteria have is that the vast majority of them are capable of rapid growth rates. Many bacteria can divide, that is, produce a NEW GENERATION, every 20 to 30 minutes under optimal environmental and nutrient conditions. Whereas, the human generation time is ~25 years. All forms of life are capable of what is called exponential or logarithmic growth in which the numbers of a species double each generation (e.g. 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 etc.). When this data is plotted as the numbers of a species vs. time it produces a classical growth curve that looks like this: ★Figure 1. Typical bacterial exponential Growth Curve.?