連續發酵

使發酵罐內液量維持恆定的過程

連續發酵是指以一定的速度向發酵罐內添加新鮮培養基,同時以相同速度流出培養液,從而使發酵罐內的液量維持恆定的發酵過程。

分類


連續發酵可分為單罐連續發酵和多罐串聯連續發酵等方式。在單罐連續發酵中,由於發酵液在不斷攪拌,一部分剛流入的發酵基將隨發酵液一起流出。

優點


① 可以提高設備的利用率和單位時間產量,只保持一個期的穩定狀態;
② 發酵中各參數趨於恆值,便於自動控制;
③ 易於分期控制。可以在不同的罐中控制不同的條件。

缺點


① 對設備的合理性和加料設備的精確性要求甚高;
② 營養成分的利用較分批發酵差,產物濃度比分批發酵低;
雜菌污染的機會較多,菌種易因變異而發生退化。

應用


菌體的生產
連續培養菌體的生產率高於分批培養,工業上生產單細胞蛋白通常採用連續培養,如英國ICI公司用容積1500m3 的巨型發酵罐生產單細胞蛋白,年產量可達 7萬噸,採用的就是連續培養的方法。
代謝產物的生產
連續培養在工業上用於大量生產微生物代謝產物的實例較少,其主要原因在於長期運行時易發生雜菌污染和菌種退化等問題。
多級連續培養特別適用於 菌體生長和產物合成的最佳條件相同或相似的發酵。
例如用葡萄糖(Glu)- 半乳糖(Gal)培養基培養紅麴黴生產β-半乳糖苷酶時,葡萄糖有利於菌體的生長,而酶的生產則受半乳糖的誘導,但葡萄糖又對半乳糖的利用產生競爭性抑制作用。(二級連續培養)
Brown等採用二級連續培養重組大腸桿菌生產α2干擾素,其中第一級用於菌體生長和干擾素合成,第二級加入氨苄西林促使菌體裂解並釋放胞內的干擾素。
通過連續培養可以得到比生長速率(稀釋率)與穩態限制性底物濃度的關係。
細胞生理特性的研究
在分批培養中,菌體的比生長速率很難加以控制,而在連續培養中,菌體的比生長速率可以通過改變稀釋率來控制,因而在連續培養的穩定狀態下,可以從容的研究菌體細胞在不同生長速率下的生理特性。