生物制药工艺学 灭菌技术及微生物发酵的操作方式.ppt

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1、生物制药工艺学生物制药工艺学 在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作在发酵生产中，为什么要进行灭菌操作？问题：v1、由于杂菌的污染，使生物反应中的、由于杂菌的污染，使生物反应中的基质基质或或产物因杂菌产物因杂菌的的消耗消耗而损失，造成生产能力的下降；而损失，造成生产能力的下降；v2、由于杂菌所产生的一些、由于杂菌所产生的一些代谢产物代谢产物，或在染菌后改变了，或在染菌后改变了培养液的某些理化性质，使产物的提取和分离变得困难，培养液的某些理化性质，使产物的提取和分离变得困难，造成收率降低或使产品的质量下降；造成收率降低或使产品的质量下降；v3、杂菌会大量繁殖，会、杂菌会大量繁殖，会改变改变反应介质的

2、反应介质的pH值值，从而使生，从而使生物反应发生异常变化；物反应发生异常变化；v4、杂菌可能会、杂菌可能会分解产物分解产物，从而使生产过程失败；，从而使生产过程失败；v5、发生、发生噬菌体污染噬菌体污染，微生物细胞被裂解，而使生产失败，微生物细胞被裂解，而使生产失败，等等等等杂菌污染的后果：杂菌污染的后果：v设备无死角，没有构成染菌可能的因素设备无死角，没有构成染菌可能的因素v对生产环境和培养基进行严格的消毒和灭菌对生产环境和培养基进行严格的消毒和灭菌v好氧发酵过程应通入无菌空气。好氧发酵过程应通入无菌空气。如何实现纯种培养如何实现纯种培养5 5注意：注意：v空气除菌不彻底是发酵染菌的主要原因

3、之一空气除菌不彻底是发酵染菌的主要原因之一 。比如一个通气量为 40m3/h 的发酵罐,一天所需要的空气量高达 960m3,假如所用的空气中含菌量 104个/m3,那么一天将有 9.6106个微生物细胞进入发酵系统,这么多杂菌的带入,完全可导致发酵失败。v灭菌：灭菌：指利用物理和化学的方法杀灭或除去物料及指利用物理和化学的方法杀灭或除去物料及设备中一切生命物质的过程设备中一切生命物质的过程。v消毒：消毒：是指用物理或化学的方法杀死物料、是指用物理或化学的方法杀死物料、设备、设备、器具器具内外的内外的病源病源微生物微生物,一般只能杀死营养一般只能杀死营养细细胞而胞而不能杀死不能杀死芽芽孢孢。消毒

4、不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的目的。消毒不一定能达到灭菌要求，而灭菌则可达到消毒的目的。灭菌和消毒的概念灭菌和消毒的概念注意：注意：v在工业生产中在工业生产中,为了保证纯为了保证纯种培养种培养,在生产菌种接种之在生产菌种接种之前前,要对培养基、消泡剂、要对培养基、消泡剂、流加物料、空气系统流加物料、空气系统、设备、设备、管道等进行灭菌管道等进行灭菌,还要对生还要对生产环境进行消毒产环境进行消毒,防止杂菌防止杂菌和噬菌体的大量繁殖。和噬菌体的大量繁殖。v化学物质灭菌化学物质灭菌v辐射灭菌辐射灭菌v过滤介质灭菌过滤介质灭菌v热灭菌，包括干热灭菌和湿热灭菌热灭菌，包括干热灭菌和湿热灭菌

5、工业中常用的灭菌方法工业中常用的灭菌方法v原原理理：某某些些化化学学药药剂剂能能与与与与微微生生物物细细胞胞中中的的成成分分反应，使蛋白质变性、酶失活。反应，使蛋白质变性、酶失活。v常常用用的的灭灭菌菌剂剂：新新洁洁尔尔灭灭（苯苯扎扎溴溴铵铵）、杜杜灭灭芬芬、高高锰锰酸酸钾钾、漂漂白白粉粉、酒酒精精、甲甲醛醛、戊戊二二醛醛、过过氧氧乙酸等。乙酸等。v使使用用范范围围：器器皿皿、双双手手以以及及实实验验室室、无无菌菌室室的的环环境灭菌，不能用于培养基灭菌。境灭菌，不能用于培养基灭菌。化学试剂灭菌法化学试剂灭菌法v原原理理：利利用用高高能能量量的的电电磁磁辐辐射射与与菌菌体体核核酸酸的的光光化化学

6、反应造成菌体死亡。学反应造成菌体死亡。v常常用用：紫紫外外线线、X X射射线线和和射射线线。（波波长长在在260nm260nm左右的紫外线灭菌效果最高）左右的紫外线灭菌效果最高）紫外线：对微生物有高度致死效应，主要是与菌体核酸的光化学反应而造成菌体死亡。对营养细胞和芽孢均有效。但穿透力低，只适于表面灭菌。X射线和射线:使菌体内的水和有机物产生强烈的离子化反应，阻碍微生物代谢活动而导致菌体迅速死亡。虽然灭菌效果好，但穿透力强，不安全不经济。v使使用用范范围围：用用于于室室内内空空气气及及器器皿皿表表面面灭灭菌菌。对对固固体物料灭体物料灭菌菌不彻底不彻底,也不能用于也不能用于液体液体物料的灭菌。物

7、料的灭菌。辐射灭菌法辐射灭菌法v原理：原理：利用微生物不能透过滤膜除菌。利用微生物不能透过滤膜除菌。v方法：方法：0.01-0.45um0.01-0.45um孔径滤膜孔径滤膜v使使用用范范围围：用用于于压压缩缩空空气气、酶酶溶溶液液及及其其他他不不耐耐热热化化合合物物溶溶液液除除菌菌。工工业业上上常常用用过过滤滤法法大大量量制制备备无无菌空气菌空气,供好氧微生物供好氧微生物 培养过程使用。培养过程使用。过滤介质除菌法过滤介质除菌法v原原理理：利利用用高高温温对对微微生生物物有有氧氧化化作作用用，蛋蛋白白质质变变性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。性和电解质浓缩作用而杀灭微生物。v常常用用方方法法：

8、灼灼烧烧和和电电热热箱箱加加热热，140-180140-180 1-21-2小时。小时。v使用范围：使用范围：玻璃及金属用具及沙土管灭菌玻璃及金属用具及沙土管灭菌 。干热灭菌（包括火焰灭菌、烘箱灭菌）干热灭菌（包括火焰灭菌、烘箱灭菌）v包括巴氏灭菌、间歇灭菌、高压蒸汽灭菌包括巴氏灭菌、间歇灭菌、高压蒸汽灭菌v原原理理：蒸蒸汽汽冷冷凝凝放放出出大大量量潜潜热热，具具有有穿穿透透力力，且且在在高高温温有有水水分分条条件件下下，蛋蛋白白质质易易变变性性而而使使微微生生物物死亡。死亡。v常用方法：常用方法：水煮常压灭菌水煮常压灭菌 100 100 饱和蒸汽灭菌饱和蒸汽灭菌 一般一般121121 30m

9、in 30minv使用范围：使用范围：培养基和发酵设备灭菌。培养基和发酵设备灭菌。湿热灭菌湿热灭菌接种针、试管口接种针、试管口环境空气、皮肤表面环境空气、皮肤表面无菌室、接种箱无菌室、接种箱培养基的灭菌培养基的灭菌空气空气过滤除菌法过滤除菌法火焰灭菌法火焰灭菌法湿热灭菌法湿热灭菌法射线灭菌法射线灭菌法化学试剂灭菌法化学试剂灭菌法营养细胞、芽孢、病毒营养细胞、芽孢、病毒或或孢子孢子比较各种微生比较各种微生物对热的抵抗物对热的抵抗能力大小能力大小灭菌方法连灭菌方法连线题线题（一）分批灭菌（实罐灭菌）（一）分批灭菌（实罐灭菌）培养基的分批灭菌就是将配制培养基的分批灭菌就是将配制好的培养基放在发酵罐或

10、其它装置好的培养基放在发酵罐或其它装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程，也称实一起进行灭菌的操作过程，也称实罐灭菌。罐灭菌。这种方法不需要其他的附属设这种方法不需要其他的附属设备，操作简便，是国内外生产中备，操作简便，是国内外生产中常用的方法。常用的方法。但加热和冷却时间较长，营但加热和冷却时间较长，营养成分有一定的损失，罐利用率养成分有一定的损失，罐利用率低，不能采用高温快速灭菌工艺低，不能采用高温快速灭菌工艺培养基的灭菌方法培养基的灭菌方法24016012080时间（时间（min)050100150温度温度升温升温冷却冷却保温保温过程包括：

11、过程包括：升温、保升温、保温和冷却等三个阶段。温和冷却等三个阶段。各阶段对灭菌的贡献：各阶段对灭菌的贡献：20%20%、75%75%、5%5%从以上分析可知，灭菌过程中从以上分析可知，灭菌过程中加热和保温阶段加热和保温阶段的灭菌作用是主要的的灭菌作用是主要的，而冷却阶段的灭菌作用是次，而冷却阶段的灭菌作用是次要的，一般很小，可以忽略不计。要的，一般很小，可以忽略不计。此外，还应指出的是，应当此外，还应指出的是，应当避免长时间的加热避免长时间的加热阶段阶段，因为加热时间过长，不仅破坏营养物质，而，因为加热时间过长，不仅破坏营养物质，而且也有可能引起培养液中某些有害物质的生成，从且也有可能引起培养

12、液中某些有害物质的生成，从而影响培养过程的顺利进行。而影响培养过程的顺利进行。各阶段对灭菌的贡献：各阶段对灭菌的贡献：20%20%、75%75%、5%5%l在实际生产中，也可能遇到所供蒸汽不足、温度不够高在实际生产中，也可能遇到所供蒸汽不足、温度不够高的情况，这时的情况，这时可以适当延长灭菌时间可以适当延长灭菌时间。l生产上甚至有用生产上甚至有用100100蒸煮而达到彻底灭菌的实例。蒸煮而达到彻底灭菌的实例。l 如要做固体曲而没有高温蒸汽时，可将原料用如要做固体曲而没有高温蒸汽时，可将原料用100100蒸汽蒸汽蒸蒸30min30min，杀死其中的营养细胞，杀死其中的营养细胞，但孢子与细菌的芽孢

13、没但孢子与细菌的芽孢没有被杀死。有被杀死。将蒸过的原料置于室温下过夜，将蒸过的原料置于室温下过夜，未被杀死未被杀死的孢子便发芽生长，芽孢发育成营养细胞，再的孢子便发芽生长，芽孢发育成营养细胞，再30min30min便可杀便可杀死。如此连续反复进行死。如此连续反复进行2-32-3次，亦可达到彻底灭菌的目的。次，亦可达到彻底灭菌的目的。优点：优点：无需专一灭菌设备，但易发生局部过热而无需专一灭菌设备，但易发生局部过热而破坏营养成分的现象。破坏营养成分的现象。适用条件：适用条件：当培养基中含有固体颗粒或培养基有当培养基中含有固体颗粒或培养基有较多泡沫时，以采用分批灭菌为好。对于容积较多泡沫时，以采用

14、分批灭菌为好。对于容积小的发酵罐，连续灭菌的优点不明显，而采用小的发酵罐，连续灭菌的优点不明显，而采用分批灭菌比较方便。分批灭菌比较方便。（二）连续灭菌（二）连续灭菌 培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭培养基在发酵罐外经过一套灭菌设备连续的加热灭菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐的工艺过程。菌，冷却后送入已灭菌的发酵罐的工艺过程。特点：特点：1.1.迅速，损失少。迅速，损失少。2.2.发酵罐非生产占用时间少，容积利用率高。发酵罐非生产占用时间少，容积利用率高。3.3.自动化，热能利用率合理。自动化，热能利用率合理。4.4.不适用于粘度大和固形物含量高的培养基。不适用于粘度大和固形物含量高的

15、培养基。2222预热预热加热（加热（126-132126-132）维持维持冷却冷却连续灭菌过程连续灭菌过程培养基升培养基升温到温到70 A A 塔式加热器塔式加热器B B 喷射式加热器喷射式加热器A A 罐式保温设备罐式保温设备B B 管式保温设备管式保温设备A A 喷淋冷却式喷淋冷却式B B 真空冷却式真空冷却式C C 薄板冷却式薄板冷却式发酵罐发酵罐蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽冷却水冷却水无菌培养基无菌培养基配料罐配料罐泵泵加热塔加热塔维持罐维持罐冷却管冷却管 连续灭菌的基本设备一般包括（连续灭菌的基本设备一般包括（1 1）配料预热罐配料预热罐，将配制好的，将配制好的料液预热到料液预热到60-7060

16、-70，以避免连续灭菌时由于料液与蒸汽温度相差，以避免连续灭菌时由于料液与蒸汽温度相差过大而产生水汽撞击声；（过大而产生水汽撞击声；（2 2）连消塔连消塔，连消塔的作用主要是使，连消塔的作用主要是使高温蒸汽与料液迅速接触混和，并使料液的温度很快升高到灭菌高温蒸汽与料液迅速接触混和，并使料液的温度很快升高到灭菌温度（温度（126-132126-132）；（）；（3 3）维持罐维持罐，连消塔加热的时间很短，光靠，连消塔加热的时间很短，光靠这段时间的灭菌是不够的，维持罐的作用是使料液在灭菌温度下这段时间的灭菌是不够的，维持罐的作用是使料液在灭菌温度下保持保持5-7min5-7min，以达到灭菌的目的

17、；（，以达到灭菌的目的；（4 4）冷却管冷却管，从维持罐出来，从维持罐出来的料液要经过冷却排管进行冷却，生产上一般采用冷水喷淋冷却，的料液要经过冷却排管进行冷却，生产上一般采用冷水喷淋冷却，冷却到冷却到40-5040-50后，输送到预先已经灭菌过的罐内。后，输送到预先已经灭菌过的罐内。连续灭菌示意图连续灭菌示意图间歇灭菌与连续灭菌的比较间歇灭菌与连续灭菌的比较 灭菌方式灭菌方式优优 点点缺缺 点点连续连续灭菌灭菌1.灭菌温度高，可减少培养基中营养物质的损失2.操作条件恒定，灭菌质量稳定3.易于实现管道化和自控操作4.避免了反复的加热和冷却，提高了热的利用率5.发酵设备利用率高1.对设备的要求高

18、，需另外设置加热、冷却装置2.操作较麻烦3.染菌的机会较多4.不适合于含大量固体物料的灭菌5 对蒸汽的要求高间歇间歇灭菌灭菌1.设备要求低，不需另外设置加热、冷却装置2.操作要求低，适于手动操作3.适合于小批量生产规模4.适合于含有大量固体物质的培养基的灭菌1.培养基的营养物质损失较多，灭菌后培养基的质量下降2.需进行反复的加热和冷却，能耗较高3.不适合于大规模生产过程的灭菌4.发酵罐的利用率较低加热器、维持罐（管）加热器、维持罐（管）和冷却器以及发酵罐和冷却器以及发酵罐等都应先进灭菌等都应先进灭菌 v(1)(1)培养基成分培养基成分 油脂、糖类及一定浓度的蛋白质油脂、糖类及一定浓度的蛋白质增

19、加微生物增加微生物的耐热性的耐热性,高浓度有机物会包于细胞的周围形成一层薄膜高浓度有机物会包于细胞的周围形成一层薄膜,影影响热的传递响热的传递,因此在固形物含量高的情况下因此在固形物含量高的情况下,灭菌温度可高些。灭菌温度可高些。例如例如,大肠杆菌在水中加热大肠杆菌在水中加热 606065 65 便死亡便死亡；在在 10%10%糖液糖液中中,需需 7070 4 46min6min；在在 30%30%糖液中需糖液中需 7070 30min 30min。v(2)pH(2)pH 值值 pH pH 值对微生物的耐热性影响很大。值对微生物的耐热性影响很大。pH pH 值值 6.06.08.0,8.0,微

20、生物最耐热微生物最耐热；pH6.0pH6.0，氢离子易渗入微生物细胞内氢离子易渗入微生物细胞内,从而改变细胞的生理反应促使其死亡。所以从而改变细胞的生理反应促使其死亡。所以培养基培养基 pH pH 值愈低值愈低,灭菌所需的时间愈短灭菌所需的时间愈短。影响培养基灭菌的因素影响培养基灭菌的因素 v(3)(3)培养基中的颗粒培养基中的颗粒 培养基中的颗粒小培养基中的颗粒小,灭菌容易灭菌容易,颗粒大颗粒大,灭菌难。一般含有小于灭菌难。一般含有小于1mm 1mm 的颗粒对培养基灭的颗粒对培养基灭菌影响不大菌影响不大,但颗粒大时但颗粒大时,影响灭菌效果影响灭菌效果,应过滤除去。应过滤除去。v(4)(4)泡

21、沫泡沫 培养基的泡沫对灭菌极为不利培养基的泡沫对灭菌极为不利,因为泡沫中因为泡沫中的空气形成隔热层的空气形成隔热层,使传热困难使传热困难,热难穿透过去杀灭微生热难穿透过去杀灭微生物。对易产生泡沫的培养基在灭菌时物。对易产生泡沫的培养基在灭菌时,可加入少量消泡可加入少量消泡剂。对有泡沫的培养基进行连续灭菌时更应注意。剂。对有泡沫的培养基进行连续灭菌时更应注意。无菌检查无菌检查（一）无菌试验（一）无菌试验1.1.肉汤培养法肉汤培养法2.2.斜面培养法斜面培养法3.3.双碟培养法双碟培养法（二）染菌的判断（二）染菌的判断1.1.连续连续3 3个时间的酚红肉汤无菌样发生颜色变化个时间的酚红肉汤无菌样发

22、生颜色变化或浑浊。或浑浊。2.2.双碟上连续双碟上连续3 3个时间样品长出杂菌个时间样品长出杂菌3.3.检查样品保留，以备长期监测。一般检查样品保留，以备长期监测。一般1212小时小时后。后。无菌检查与染菌处理无菌检查与染菌处理染菌的处理染菌的处理（一）污染杂菌的处理（一）污染杂菌的处理1.1.种子罐的处理种子罐的处理2.2.发酵罐的处理发酵罐的处理3.3.染菌后设备的处理染菌后设备的处理（二）污染噬箘体的处理（二）污染噬箘体的处理 噬菌体污染后发酵液转稀，泡沫增多，早期镜检发噬菌体污染后发酵液转稀，泡沫增多，早期镜检发现菌体染色不均匀，在较短时间内菌体大量自溶，最后仅现菌体染色不均匀，在较短

23、时间内菌体大量自溶，最后仅残留菌丝片段，平皿中出现典型的噬菌斑，营养成分很少残留菌丝片段，平皿中出现典型的噬菌斑，营养成分很少消耗，产物合成停止。消耗，产物合成停止。处理方法：处理方法：发酵液用高压蒸汽灭菌后放掉，严防发酵液发酵液用高压蒸汽灭菌后放掉，严防发酵液任意流失；全部停产，对环境进行全面的清洗和消毒，断任意流失；全部停产，对环境进行全面的清洗和消毒，断绝噬菌体的寄生基础；更换生产菌种，筛选抗噬菌体的菌绝噬菌体的寄生基础；更换生产菌种，筛选抗噬菌体的菌种，防止重复污染。种，防止重复污染。防止染菌的措施防止染菌的措施设备方面：设备方面：要求发酵罐及其附属设备应做到无渗漏，要求发酵罐及其附属

24、设备应做到无渗漏，无死角。凡与物料、空气、下水道连接的管件都应保证无死角。凡与物料、空气、下水道连接的管件都应保证严密不漏，蛇形管和夹套应定期试漏。严密不漏，蛇形管和夹套应定期试漏。空气净化系统方面：空气净化系统方面：提高空气进口的空气洁净度，除尽提高空气进口的空气洁净度，除尽压缩空气中夹带的油和水，保持过滤介质的除菌效率。压缩空气中夹带的油和水，保持过滤介质的除菌效率。定期检查更换空气过滤器过滤介质，使用过程中要经常定期检查更换空气过滤器过滤介质，使用过程中要经常排放油水。排放油水。工艺方面：工艺方面：放罐后要进行全面检查清洗。（清理罐内残放罐后要进行全面检查清洗。（清理罐内残 渣，去除罐壁

25、上的污垢等。）渣，去除罐壁上的污垢等。）空罐灭菌时要排尽罐内空气，灭菌时保持蒸空罐灭菌时要排尽罐内空气，灭菌时保持蒸 汽通畅，保证灭菌彻底。汽通畅，保证灭菌彻底。实罐灭菌时要防止原料结块。实罐灭菌时要防止原料结块。进入发酵罐的物料要保证无菌。进入发酵罐的物料要保证无菌。严格按照操作规程执行。严格按照操作规程执行。阀门试漏的方法阀门试漏的方法法兰连接的死角法兰连接的死角 渣滓在罐底与用环式空气分布管所形成的死角渣滓在罐底与用环式空气分布管所形成的死角 不锈钢衬里的死角不锈钢衬里的死角 接种管路的死角接种管路的死角 v如下图如下图a所示有一小段管路存在蒸汽不流通的所示有一小段管路存在蒸汽不流通的死

26、角死角v解决办法：装设旁通（小放气阀）解决办法：装设旁通（小放气阀）排气管的死角排气管的死角 压力表安装不合理形成的死角压力表安装不合理形成的死角分批培养分批培养（batch culture or batch culture or fermentationfermentation）分批培养是指在一个密闭系统内投入有限数量的分批培养是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，在特营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。蒸汽蒸汽空气空气发酵尾气发酵尾气消泡剂消泡剂酸碱酸碱

27、特点：特点：(1)1)整个培养系统与外界没有其它物质交整个培养系统与外界没有其它物质交换（换（O O2 2、COCO2 2、消泡剂、酸碱除外）、消泡剂、酸碱除外）(2)(2)整个过程中菌的浓度、营养成分的浓整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度不断变化，是一种非稳态度和产物浓度不断变化，是一种非稳态的培养方法。的培养方法。10100 01616时间时间菌菌数数的的对对数数分批培养分批培养过过程中典型的程中典型的细细菌生菌生长长曲曲线线a ab bc cd d问题问题 为什么说微生物分批培养为什么说微生物分批培养是一种非稳态的过程？是一种非稳态的过程？在分批培养过程中，随着微生长细胞和在分

28、批培养过程中，随着微生长细胞和底物底物、代谢物的浓度代谢物的浓度等的不等的不断变化，微生物垢生长可分为断变化，微生物垢生长可分为停滞期停滞期、对数生长期对数生长期、稳定期稳定期和和死亡期死亡期等等四个阶段。四个阶段。分批培养的优缺点分批培养的优缺点优点优点:操作简单，周期短，染菌机会少，操作简单，周期短，染菌机会少，生产过程和产品质量容易掌握。生产过程和产品质量容易掌握。缺点缺点:存在基质抑制的问题，产率低，不存在基质抑制的问题，产率低，不 适宜测定动力学数据。适宜测定动力学数据。连续培养（连续培养（continuous culturecontinuous culture）连续培养是指微生物培

29、养到对数生长期连续培养是指微生物培养到对数生长期时，在发酵罐中不断添加新鲜的培养基，同时时，在发酵罐中不断添加新鲜的培养基，同时不断放出代谢物，使微生物细胞在近似恒定状不断放出代谢物，使微生物细胞在近似恒定状态下生长的培养方式。态下生长的培养方式。特点：特点：菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度菌的浓度，产物浓度，限制性基质浓度均处于恒定状态。均处于恒定状态。连续培养的优缺点连续培养的优缺点优点优点:控制稀释速率可以使发酵过程最优化。控制稀释速率可以使发酵过程最优化。发酵周期长，产量高。发酵周期长，产量高。缺点缺点:长期连续培养会引起菌种退化，降低长期连续培养会引起菌种退化，降低 产量。染菌机会

30、增加。产量。染菌机会增加。应用：应用：废水处理、葡萄糖酸发酵、酒精发酵等工业中。废水处理、葡萄糖酸发酵、酒精发酵等工业中。补料分批培养（补料分批培养（fed-batch culturefed-batch culture）介于分批培养和连续培养之间的操作方法。介于分批培养和连续培养之间的操作方法。补料分批培养是指根据菌体生长和初始培补料分批培养是指根据菌体生长和初始培养基的特点，在分批培养的某些阶段适当补加养基的特点，在分批培养的某些阶段适当补加培养基，使菌体或其代谢产物的生产时间延长。培养基，使菌体或其代谢产物的生产时间延长。4 4、补料分批培养的优点、补料分批培养的优点 料分批培养是介于分批

31、培养和连续培养之间一种微生物细胞的培养方式，料分批培养是介于分批培养和连续培养之间一种微生物细胞的培养方式，它兼有两种培养方式的优点，并在某种程度克服了它们所存在的缺点。它兼有两种培养方式的优点，并在某种程度克服了它们所存在的缺点。与分批培养方式比较与分批培养方式比较与连续培养方式比较与连续培养方式比较1 1、可可以以解解除除培培养养过过程程中中的的底底物物抑抑制制、产产物物的的反反馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应；馈抑制和葡萄糖的分解阻遏效应；2 2、对对于于耗耗氧氧过过程程，可可以以避避免免在在分分批批培培养养过过程程中中因因一一次次性性投投糖糖过过多多造造成成的的细细胞胞大大量量生生长长、耗

32、耗氧氧过过多多以以至至通通风风搅搅拌拌设设备备不不能能匹匹配配的的状状况况；在在某某种种程程度度上上可可减减少少微微生生物物细细胞胞的的生生成成量量、提提高高目目的的产产物物的转化率；的转化率；3 3、微微生生物物细细胞胞可可以以被被控控制制在在一一系系列列连连续续的的过过渡渡态态阶阶段段，可可用用来来控控制制细细胞胞的的质质量量；并并可可重重复复某某个个时期细胞培养的过渡态，可用于理论研究。时期细胞培养的过渡态，可用于理论研究。1 1、不需要严格的无菌条件；、不需要严格的无菌条件；2 2、不不会会产产生生微微生生物物菌菌种种的的老化和变异；老化和变异；3 3、最最终终产产物物浓浓度度较较高高，有有利于产物的分离；利于产物的分离；4 4使用范围广。使用范围广。缺点：缺点：(1)(1)由于没有物料取出，产物的积累最终导致由于没有物料取出，产物的积累最终导致 比生产速率的下降。比生产速率的下降。(2)(2)由于物料的加入增加了染菌机会。由于物料的加入增加了染菌机会。应用：面包酵母、氨基酸、抗生素等工业。应用：面包酵母、氨基酸、抗生素等工业。