《搖瓶和發(fā)酵罐培養(yǎng)》PPT課件

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1、搖瓶和發(fā)酵罐培養(yǎng)的差異第七組在發(fā)酵工業(yè)研究中，廣泛采用搖瓶試驗(yàn)進(jìn)行發(fā)酵條件的初步探索，為罐發(fā)酵提供參考數(shù)據(jù)。但搖瓶或小發(fā)酵罐的試驗(yàn)條件轉(zhuǎn)移到大發(fā)酵罐時(shí)，它們所得產(chǎn)物的產(chǎn)量往往不完全一致。所以，如何盡量縮小它們之間結(jié)果的差異，保證搖瓶培養(yǎng)為罐發(fā)酵提供可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，就顯得十分重要。CompanyLogo一、搖瓶實(shí)驗(yàn)二、搖瓶與發(fā)酵罐培養(yǎng)的差異三、搖瓶放大培養(yǎng)的結(jié)果四、消除差異的方法主要內(nèi)容CompanyLogo一、搖瓶實(shí)驗(yàn)1、搖瓶培養(yǎng)搖瓶培養(yǎng)是在菌種的篩選培養(yǎng)階段（中試），中試生產(chǎn)的目的是確定菌種培養(yǎng)的最佳操作條件，以便于轉(zhuǎn)移到大發(fā)

2、酵罐進(jìn)行生產(chǎn)。CompanyLogo在錐形瓶中裝入一定量的培養(yǎng)基配上瓶塞，經(jīng)滅菌后接種，在搖瓶上進(jìn)行恒溫振蕩培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中分析測(cè)定培養(yǎng)液中的有關(guān)參數(shù)和產(chǎn)物得量。CompanyLogo2、搖瓶培養(yǎng)的應(yīng)用搖瓶試驗(yàn)可以在有限的空間、時(shí)間和一定量的人力的條件下，短期內(nèi)獲得大量的數(shù)據(jù)，所以在實(shí)驗(yàn)室研究中被廣泛采用。CompanyLogo搖瓶試驗(yàn)結(jié)果提供了生產(chǎn)菌株的基本信息和發(fā)酵工藝數(shù)據(jù)，經(jīng)過中試放大后用于工廠發(fā)酵罐生產(chǎn)。搖瓶和發(fā)酵罐培養(yǎng)之間出現(xiàn)差異的原因本質(zhì)上是由這兩種試驗(yàn)規(guī)模變化所引起的。CompanyLogo體積氧傳遞系數(shù)（KLa

3、）和溶解氧的差異1CO2濃度的差異2菌絲受機(jī)械損傷的差異3二、搖瓶和發(fā)酵罐培養(yǎng)的差異CompanyLogo1體積氧傳遞系數(shù)（KLa）和溶解氧的差異通氣狀況：搖瓶培養(yǎng)：瓶塞對(duì)氧傳遞的阻力、表面通氣狀況與周圍環(huán)境有關(guān)發(fā)酵罐培養(yǎng)：鼓泡通氣Kd值：溶氧系數(shù)Kd在搖瓶發(fā)酵和發(fā)酵罐中的差異很大CompanyLogo-搖瓶的Kd值CompanyLogo發(fā)酵罐的Kd值發(fā)酵罐的溶解氧都大于搖瓶CompanyLogo2CO2濃度的差異CO2是微生物的代謝產(chǎn)物，同時(shí)它往往也是合成所需的一種基質(zhì)，溶解在發(fā)酵液中的CO2對(duì)微生物發(fā)酵有抑制或刺激作用。大多

4、數(shù)微生物適應(yīng)低CO2濃度（0.02~0.04%體積分?jǐn)?shù)）。當(dāng)排出的CO2濃度高于4%時(shí)，碳水化合物的代謝及呼吸速度下降，影響菌體生長(zhǎng)、形態(tài)及產(chǎn)物合成。CompanyLogo搖瓶——常壓狀態(tài)發(fā)酵罐——正壓狀態(tài)CO2在水中的溶解度隨外界壓力的增大而增加。所以罐中培養(yǎng)液的CO2濃度明顯大于搖瓶。CompanyLogo3菌絲受機(jī)械損傷的差異搖瓶培養(yǎng)：菌體只受液體的沖擊或沿著瓶壁滑動(dòng)影響——機(jī)械損傷很輕發(fā)酵罐培養(yǎng)：受攪拌葉的剪切力、攪拌時(shí)間的長(zhǎng)短等——機(jī)械損傷程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于搖瓶培養(yǎng)CompanyLogourTxt菌體內(nèi)核酸類物質(zhì)的漏出率與攪

5、拌轉(zhuǎn)速、攪拌持續(xù)時(shí)間、攪拌葉的葉尖線速度、培養(yǎng)液?jiǎn)挝惑w積吸收的功率以及體積氧傳遞系數(shù)(KLa)等成正比關(guān)系，也就是說，這些發(fā)酵參數(shù)的數(shù)量增加，其漏出率也增加，菌體受損傷的程度也增加。雖然搖瓶發(fā)酵也有低分子核酸類物質(zhì)漏出，其漏出量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于罐的。攪拌增加菌體受損傷的程度CompanyLogo三、搖瓶放大培養(yǎng)的結(jié)果①溶氧敏感，罐中生產(chǎn)能力可能高于搖瓶②機(jī)械損傷敏感，罐中的生產(chǎn)能力低于搖瓶③溶氧和機(jī)械損傷都敏感，其結(jié)果隨發(fā)酵罐中的特性而定CompanyLogo四、消除差異的方法消除搖瓶與發(fā)酵罐培養(yǎng)這兩種規(guī)模結(jié)果的差異，使搖瓶發(fā)酵結(jié)果能反

6、映罐上的結(jié)果，是一個(gè)很重要的問題。CompanyLogo1增加搖瓶機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高搖瓶的Kd值和溶氧水平2減少培養(yǎng)基的裝量，要注意水分蒸發(fā)所引起的誤差3直接向搖瓶中通入無菌空氣或氧氣等措施4可在搖瓶中加入玻璃珠來模擬發(fā)酵罐的機(jī)械攪拌來研究因攪拌引起的差異從下面四個(gè)方面模擬罐上發(fā)酵的條件CompanyLogo①在搖瓶中附加擋板也可模擬罐發(fā)酵時(shí)菌絲體的損傷。②為減少罐發(fā)酵對(duì)菌絲的損傷，可采用剪切力較小的螺旋漿式攪拌或園盤箭葉蝸輪攪拌匡，以及適當(dāng)減慢攪拌速度、間斷攪拌或采用氣升式發(fā)酵罐。③在對(duì)kd值或溶解氧影響不大的情況下，適當(dāng)增加發(fā)酵

7、液粘度。CompanyLogoThankYou!