导致实验室小型发酵罐发酵实验失败原因的探究

欣贝莱生物

发酵指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵有时也写作酦酵，其定义由使用场合的不同而不同。通常所说的发酵，多是指生物体对于有机物的某种分解过程。

发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在一立方米至数百立方米之间。在设计和加工中应注意结构严密，合理，能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。发酵是人类较早接触的一种生物化学反应，如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。其也是生物工程的基本过程，即发酵工程。对于其机理以及过程控制的研究，还在继续。

实验室的小型发酵罐发酵是工业发酵罐发酵的原型和基础，工业发酵罐发酵是在实验室的基础上进行放大改进而得到的，因此做好实验室小型发酵罐的发酵是今后投入工业生产的必经之路。

嘉兴欣贝莱生物科技有限公司进过不断尝试，总结出了以下几个开展实验室小型发酵罐发酵实验时的注意事项。

     一、种子活性

种子的活性对发酵实验的成功至关重要，菌种如果活性普遍较低，那么将无法顺利完成繁殖，或者繁殖速度较慢，那么将无法达到预期的发酵效果。

在摇瓶发酵时，如果摇瓶时间过长，则会起到物极必反的效果，微生物的生长分为四个时期，分别为：调整期，对数期，稳定期，和衰亡期，微生物在对数期时繁殖效果最好，如果摇瓶时间过长，在接种时微生物的发酵已经经过了对数期，那么将停止快速繁殖，其数目一般不会有太大变化，甚至还会有所减少。

     二、发酵培养基

发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。因此，要求发酵培养基的组成应丰富、完全，碳、氮源要注意速效和迟效的互相搭配，少用速效营养，多加迟效营养;还要考虑适当的碳氮比，加缓冲剂稳定pH值;并且还要有菌体生长所需的生长因子和产物合成所需要的元素、前体和促进剂等。除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高，或生长和合成两阶段各需的最佳条件要求不同时，则可考虑培养基用分批补料来加以满足。

三、杂菌污染

发酵罐进行发酵操作之前，必须进行高压灭菌处理，以杀死罐内残留的杂菌。有的时候虽然在高压灭菌后消灭了发酵罐内的杂菌，但是在接种时也可能会引入新的细菌，因此接种时的无菌操作也是十分重要的一个注意点。如果在发酵操作进行时，其罐内含有杂菌，则会导致以下两种结果：1、会对发酵所需的微生物造成不可挽回的毁灭性打击，导致发酵所需的微生物大面积死亡，从而使整个发酵实验以失败告终。2、不会对发酵所需的微生物造成危害，但是其会在发酵过程中与发酵所需的微生物抢夺养分，从而在一定程度上抑制了微生物的正常生长繁殖，久而久之，还是会导致实验走向失败。

     四、消泡剂、酸和碱

在进行发酵罐发酵试验时，消泡剂等试剂是必不可少的，因为在进行发酵实验时，微生物必定会产生代谢产物，这些代谢产物会引起菌液中pH的变化，并且随着发酵的进行，肯定会产生大量的气泡，从而使菌液的溶氧下降，导致菌体无法正常生长繁殖。这时就需要酸碱来调节其pH，用消泡剂来消除大量气泡，使其达到最适宜的生长环境。但是如果使用的消泡剂或者酸碱对菌体有害，那么将南辕北辙，不仅无法对实验起到正面的促进效果，反而会对其造成不好的影响，更有甚者则会导致实验的失败。因此，正确的选用消泡剂等试剂也是一个值得注意的要点。

     五、搅拌速度与进气速度

发酵罐的搅拌与进气对菌体的生长繁殖起到相当关键的作用，搅拌可以使菌体充分与营养物质接触，并且可以增加菌液内的溶氧，使菌体拥有一个良好的生长环境，但是搅拌速度偏低或者过高都会对菌体的生长繁殖起到负面的影响；在发酵罐内通气可以增加菌液内的氧气含量，可以使菌体与氧气得到充分接触，如果通气速度过高或者偏低则达不到这一效果。

     六、规范操作以及其它不确定因素

      以上就是开展实验室小型发酵罐发酵实验时的注意事项的总结。

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hu123

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