液态发酵的概念和基本过程
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发酵罐系统准备,检修,对于发酵工厂来说这一点很重要。而对于实验室操作来说,也最后做到心中有数。
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各电极校准,主要包括溶氧,pH。也包括补料泵的速度校准等。
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种子准备,根据发酵时间安排提前准备种子摇瓶或者种子罐,安排接种时间。
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补料准备,准备补料罐或者补料瓶。包括酸、碱、消泡剂、碳源、氮源等。
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空消:Sterilization of empty vessel and pipework using direct steam injection。不论是种子罐还是发酵罐,当培养基(或物料)还未进罐前对罐进行预先灭菌,称为空罐灭菌,也称空消。目的是杀死全部微生物尤其是耐热芽孢,空罐灭菌要求温度较高,灭菌时间较长,确保杀死设备中各死角残余杂菌或芽孢。空罐灭菌的压力和温度都可高于实罐灭菌,保温时间也可适当延长以保证罐体的彻底灭菌。一般空消,由于不受培养基的限制,且没有加电极,的罐压和温度可适当调高。此外空闲还可以进一步清洗罐内和管道残留的杂质。
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加入基础培养基:Charging with base medium。该步骤要特别注意去除培养基的沉淀和快状物,避免灭菌不透。
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实消,冷却。需要指出的是现在很多发酵系统为自动灭菌系统,通过启动阀或者电磁阀控制整个灭菌程序。随着各种配件的价格降低,稳定性提高,发酵过程控制的自动化和智能化成为趋势。但对于发酵技术人员还是要非常清楚灭菌的基本流程和原理,这对于突然出现的故障的排查非常有利。
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接入补装置,小罐接入补料瓶,大罐灭补料管道。需要注意的是该步骤对整体的无菌控制也至关重要,不能掉以轻心。
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Pre-inoculation – 调节设备参数到初始工艺参数。在接入种子前,我们需要将各参数调节到初始设定参数,比如ph、温度、转速、补料泵累积量等。
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Inoculation(接种) – injection of a small sample of the monoculture。接种基本上包含2个层面:①摇瓶种子接入发酵罐②发酵罐的移种。对于小发酵罐仅仅包含摇瓶种子接入发酵罐,可采用火焰接种、压差接、补料针接种以及专门的接种管道接种。
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Incubation (发酵培养)– the fermentation process itself。发酵阶段是核心阶段,发酵的分类在该阶段进行区分。
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Harvesting(收获) – product removed ready for extraction processes。
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碳氮比的概念和优化方法
碳氮比(C/ N) :严格意义上应是指在微生物培养基中所含的碳源中的碳原子摩尔数与氮源中的氮原子摩尔数之比。(周德庆微生物学教程),在这里,我认为对于既能做碳源又能做氮源的物质应该及计算碳源又计算氮源。很多情况我们简单用培养基的碳源和氮源的比值来替代,但这是不准确的。另外由于一些培养基成分中的碳源不易利用,碳氮比也有用还原性碳源和粗蛋白之间的比值来替代,比如下式碳氮比的计算,就是用葡萄糖中的碳元素的摩尔浓度比上总蛋白中氮元素的摩尔质量浓度。
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