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金坛区金城春兰实验仪器厂 (江苏新春兰科学仪器有限公司)
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进口恒温摇床/微生物细胞摇床的温度和振幅对菌类发酵的影响

  常见的微生物发酵有过程可以分为6步:菌种以及确定的种子培养基和发酵培养基的组成;培养基、发酵罐和辅助设备的火菌;大规模的有活性、纯种的种子培养物的出产;发酵罐中微生物最优的生长前提下产物的大规模出产;产物的提取、纯化;发酵废液的处理。

  可以看出发酵过程需要实现微生物的大规模出产,从而使得基因工程和细胞工程等生物工程能实现工业化。而微生物不像化学等无机物是需要一定的生存前提的,而实现细菌,真菌等微生物的产量最大化,就需要为它们提供最佳的生存环境。

  一般来说影响菌类的产量的前提有:碳源、pH和培养时间、发酵温度,摇床转速振幅等。其中碳源PH值等因素靠培养基来决定,发酵温度和摇床转速振幅就需要恒温摇床(细胞恒温摇床)来实现了。

  入口恒温摇床温度对发酵的影响是多方面的:

  1、温度对发酵产生的孢数和活菌数有十分明显的影响。微生物一般的最佳存活温度在20到35摄氏度,过高过低的温度都会导致菌类失活,甚至死亡。从酶反应动力学来看,温度升高,反应速度加大,生长代谢加快,产物天生提前。但是,温度愈高酶失活愈快,菌体易于朽迈,影响产物的天生。

卧式恒温摇床.jpg

  在《毒力菌株最佳发酵时间的优化实验》中,发酵结束后,测定当发酵温度为30℃时,菌液中活芽孢数己经达到9.05X108CFU/mL;而发酵温度为25℃和35℃的菌液中活芽孢数仅为3.32X108CFU/ mL和 6 . 3 1 Xl07CFU/ mL;测定当发酵温度为30 ℃时,菌液中活菌数已经达到3.01X109CFU/mL,而发酵温度为25℃和35℃的菌液中活菌数仅为2.24X109CFU/mL和3.22X108 CFU/mL。所以,可以得出如下结论:发酵温度低会导致细胞酶活力降低,从而导致菌体和芽孢生长速度降低;温渡过高同样会影响菌株的正常生长,同时晶体蛋白的生长也受到按捺;发酵温度相宜菌株才会最大限度上的利用培养基中的营养物质。

  2、统一菌类生长和积累代谢产物所需的最佳温度也不同。好比,适合青霉素产生菌生长的温度为30℃,而产生青霉素的最适温度为25℃。黑曲霉生长温度为37℃,产生糖化酶和柠檬酸时都在32~34℃。这就需要根据出产所需产物的不同来调节温度,以及在出产的不同阶段设定不同的温度。

  3、温度还能影响酶系组成及酶的特性。例如55℃培养所产生的酶在90℃保持60min,其剩余活性为88%~99%;在35℃培养所产生的酶,经相同前提处理,剩余活性仅有6%-10%。

  4、不同的温度对菌类产生的代谢产物也有不同的影响。如利用金霉素链霉菌NRRLB-1287进行四环素发酵,当发酵温度设置在30℃以下,会导致金霉素合成增多。当我们进步发酵温度时,则有利于四环素的合成。在35℃时,金霉素链霉菌只产出四环素,几乎休止合成金霉素。

  5、温度还会影响发酵液的物理性质,如发酵液的黏度、基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率、某些基质的分解和吸收速率等。发酵温度通过对上述前提的影响,终极影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。

  因此,在发酵过程中需要维持适当的温度,才能使菌体生长和代谢产物的合成顺利进行。在选择细胞摇床时,对温度的精确控制就成为选择的重要参数之一。


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