生物發(fā)酵的工藝過程 微生物發(fā)酵的全部生產(chǎn)過程大致可以分為四個(gè)階段，即：菌種階段、種子擴(kuò)大培養(yǎng)階段、發(fā)酵階段和提煉階段。

發(fā)酵首先被認(rèn)可并用于大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。隨著發(fā)酵技術(shù)在醫(yī)藥，輕工，食品，農(nóng)業(yè)，環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，該技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。

為了提高發(fā)酵生產(chǎn)水平，人們首先考慮菌株的育種或建立基因工程。實(shí)際上，優(yōu)化發(fā)酵過程，包括生物反應(yīng)器工程問題，也非常重要。發(fā)酵環(huán)境條件的優(yōu)化發(fā)酵環(huán)境條件的優(yōu)化是發(fā)酵過程的基本要求，也是重要，zui難學(xué)習(xí)的技術(shù)指標(biāo)。優(yōu)化的控制如溫度，pH值，溶解氧，攪拌速度，氨離子，金屬離子和營養(yǎng)物濃度取決于發(fā)酵的類型。同時(shí)，微生物在生長的不同階段和產(chǎn)生目標(biāo)代謝產(chǎn)物的不同階段對環(huán)境條件可能有不同的要求。

因此，在生物反應(yīng)器中，必須連續(xù)改變溫度，pH值，溶解氧，攪拌速度等，以始終提供zui佳的環(huán)境條件并提高所需產(chǎn)物的產(chǎn)率。發(fā)酵放大實(shí)驗(yàn)通常集中在尋找zui佳培養(yǎng)基配方和zui佳溫度，pH，溶解氧和其他參數(shù)上，但常常忽略細(xì)胞代謝流量的變化。我會。示例：在測量和控制溶解氧濃度時(shí)，所關(guān)注的是zui佳氧濃度或其臨界值，而不是細(xì)胞代謝過程中的氧吸收速率。用氨水調(diào)節(jié)pH值時(shí)，問題是zui佳pH值。然而，沒有注意添加氨時(shí)的動(dòng)態(tài)變化與其他發(fā)酵工藝參數(shù)之間的關(guān)系。這些變化對于細(xì)胞生長和代謝非常重要。超聲波的作用機(jī)理分為熱，空化和機(jī)械傳質(zhì)。

熱效應(yīng)是一種現(xiàn)象，其中在介質(zhì)中超聲波傳播期間能量被介質(zhì)連續(xù)吸收，導(dǎo)致介質(zhì)溫度升高，可用于使酶滅菌或失活。空化是指超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，液體中分子的平均距離隨分子的振動(dòng)而變化。當(dāng)超出臨界分子距離以維持液體的作用時(shí)，就會發(fā)生氣穴現(xiàn)象。空腔會產(chǎn)生瞬間的高溫和高壓，例如強(qiáng)烈的沖擊波或射線，足以改變細(xì)胞壁膜結(jié)構(gòu)并引起細(xì)胞內(nèi)部和外部的質(zhì)量交換。

生物發(fā)酵罐的機(jī)械傳質(zhì)功能是當(dāng)超聲波通過培養(yǎng)基傳播時(shí)，培養(yǎng)基顆粒進(jìn)入振動(dòng)狀態(tài)，可以加速發(fā)酵液的傳質(zhì)，提高發(fā)酵過程的反應(yīng)速度。超聲波可廣泛用于生物發(fā)酵工程。超聲的頻率和強(qiáng)度不同，對發(fā)酵過程的影響也不同，應(yīng)根據(jù)具體的發(fā)酵過程和使用條件進(jìn)行選擇。

增加前體合成增加目標(biāo)產(chǎn)品前體合成或直接添加前體。這對于目標(biāo)產(chǎn)物的積累是有益的。例如，氨基酸的發(fā)酵通常涉及將前體添加到微生物培養(yǎng)物中以產(chǎn)生氨基酸?；ㄉ南┧岬陌l(fā)酵通過增加前體或增加糖代謝來增加前體合成。所有有助于增加花生四烯酸的產(chǎn)量。

有很多方法可以優(yōu)化您的發(fā)酵過程，雖然它們不是分開的，但它們是相互關(guān)聯(lián)的。

對于某些發(fā)酵，通常是多種優(yōu)化方法的組合，目標(biāo)是根據(jù)的設(shè)計(jì)控制發(fā)酵并生產(chǎn)更多更好的產(chǎn)品。