发酵方式

发布时间： 2012-5-5 9:51

根据对氧需求的不同，通常分为静置发酵和通气发酵静置发酵即将培养基盛于发酵槽中，在接种菌种后，不通空气进行培养。例如，酒精、丙酮、丁醇、乳酸等发酵均属此类型。
通气发酵均属需氧微生物的发酵方式，根据固态和液态的差别常分为浅盘液体、浅盘固体、深层固体和深层液体通气发酵四种。 ①浅盘液体发酵是指从小规模的克氏瓶或烧瓶培养到较大规模的塑料膜和具有自动控制的发酵器。由于局限性较大，生产上采用的不多。
　　②浅盘固体发酵是主要以曲盘、竹帘等培养为主，目前国内小型酿造厂或种曲培养尚采用。
　　③深层固体发酵是浅盘固体发酵的一种发展，如厚层通风床、固体发酵罐等。
　　④深层液体通气发酵这是目前应用最广的方法，即微生物细胞在一个密封的发酵罐内，通入无菌空气进行发酵。发酵罐的型式很多，有标准式、伍氏式、带升式、自吸式、连续发酵器等。按物料和产物进出方式不同，可分几种类型发酵过程物料流入速率(Fin)=0，物料流出速率(Fex)=0，即整个过程物料没有进，也没有出，Fin=Fex=0，这是分批发酵工艺。所谓分批发酵，即所有物料(除空气、消沫剂、调pH的酸、碱外)一次加入发酵罐，然后灭菌、接种、培养，最后整个罐的内容物放出，进行产物回收。清罐毕，重复前过程进行装罐接种，发酵重新开始。分批发酵分为菌体的生长和产物的形成两个过程。产物形成的动力学很大程度取决于产物在菌体代谢中的作用。发酵过程有物料流入(连续或间歇)，但物料流出有两种情况：一是Fex=0；二是Fex≠0，即后者定期排出一定量的发酵液，这些都是补料分批发酵。补料分批发酵在分批发酵中，由于到了中后期，养料快要消耗完毕，菌体逐渐走向衰老自溶，代谢产物不能再继续分泌。如采用过于丰富的培养基来延长周期，提高产量，则由于高浓度培养基对微生物的生长繁殖不利，通气搅拌困难，发酵不易正常。如采用补料分批发酵，就可克服上述的缺点，延长中期代谢活动，维持较高的发酵产物的增长幅度，并增加发酵液的总体积，故多数发酵产品均采用此种方式。补料分批发酵有很多类型，分类上说法不一，就物料流加方式而言，有恒定流率法、恒定底物浓度法和指数流率法。就补料操作方式而言，有连续流加、间遏流加和多周期流加。按每次流加速度不同可分为：快速流加、恒速流加、按指数速率流加和变速流加。就发酵罐内培养液体积而言，有变体积和恒体积之分等。发酵过程有物料连续流入，也有同量物料连续流出，即Fin=Fex≠0，这是连续发酵工艺。如前所述，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，使培养物在近似恒定状态下生长的培养方法。在这个过程同时还需要加入发酵专用的发酵消泡剂。恒定状态可以有效地延长分批培养中的对数期或稳定期。连续培养使用的设备，种类很多。大体上可分为两个主要类别：均匀混合的生物反应器和活赛流反应器。微生物细胞必须和营养液一起，加到反应器内。本文参考《发酵微生物学》一书。

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