補料分批發酵

補料分批發酵是一個生物化學辭彙, 是指在微生物分批發酵過程中,以某種方式向發酵系統中補加一定物料,是介於分批發酵和連續發酵之間的一種發酵技術,是指在分批發酵過程中間歇或連續地補加新鮮培養基或某些營養物質的方法,得到較高的轉化率、染菌和退化的機率小、對發酵過程可實現最佳化控制等優點。

補料分批發酵 是指在微生物分批發酵過程中,以某種方式向發酵系統中補加一定物料,但並不連續地向外放出發酵液的發酵技術,是介於分批發酵和連續發酵之間的一種發酵技術。
假設物料流入發酵罐的速率為 F in ,流出發酵罐的速率為 F ex ,則分批發酵時 F in = F ex = 0 ;連續發酵時 F in = F ex 1 0 ;而補料分批發酵時 F in 與 F ex 不恆定,是可變的,有時為 0 ,有時不為 0 。通常 F ex = 0 的單純補料工藝是增體積操作,不斷分次加入發酵基質或連續流加發酵基質,至發酵罐的體積不再適宜補料為止。所以發酵時間只是有限地延長。另一種 F ex 1 0 ,即定期從發酵罐中排出一定量的發酵液以便能進一步補加物料的補料分批發酵,稱為重複循環工藝。該法具有如下優點: ① 可以解除底物的抑制、產物的反饋抑制分解代謝物阻遏作用。當代謝產物收率或其生產速率明顯地受某種底物組分濃度影響(如用醋酸、甲醇、苯酚等作為發酵基組分而存在底物濃度的抑制)時,採用補料分批技術比分批發酵有利; ② 可以減少菌體生長量,提高有用產物的轉化率; ③ 菌種的變異及雜菌污染問題易控制; ④ 便於自動化控制
補料分批發酵,即稱半連續發酵,是指在分批發酵過程中間歇或連續地補加新鮮培養基或某些營養物質的方法。其目前套用範圍非常廣泛,幾乎遍及整個發酵行業。補料分批發酵的理論研究在20世紀70年代以前幾乎是個空白,在早期的工業生產中,補料的方式非常簡單,採用的方式就僅僅局限於間歇流加和恆速流加,控制發酵也是以經驗為主。直到1973年日本學者Yoshida等人提出了“Fed-batch fermentation”這個術語,並從理論上建立了第一個數學模型,補料分批發酵的研究才進入理論研究階段。其後,隨著研究的不斷深入,補料分批發酵在三個方面取得了重大的進展。近年來更隨著理論研究和套用的不斷深入,流加發酵的內容大大豐富了。
補料分批發酵和傳統的分批發酵相比,流加發酵可以解除底物抑制、葡萄糖效應、代謝阻退等問題,得到較高的轉化率、染菌和退化的機率小、對發酵過程可實現最佳化控制等優點。

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