批(batch)和连续培养(continuous culture)的区别
微生物如细菌和真菌对各种工业都非常有益。在工业应用中,微生物在发酵过程中应大规模生长,以提取微生物代谢所需的产物。一种称为工业发酵罐的特殊装置用于培养和维持微生物量。它是一个为微生物生长和代谢提供空间和必要条件的大容器。工业发酵培养基有两种,即分批培养和连续培养。分批培养和连续培养的关键区别在于,分批培养是一种在封闭系统中,在有限营养条件下生长微生物的技术,而连续培养是在工业开放系统中,在最佳和持续的营养供应下培养微生物的技术。
内容1。概述和主要区别2。什么是批处理培养3。什么是持续文化4。并排比较-分批培养与连续培养5。摘要
什么是分批培养(a batch culture)?
分批培养是一种在封闭系统中培养微生物的技术,在这个系统中,最初提供的营养是有限的。这是工业中最常见的利用微生物如细菌和真菌**有用产品的技术。在发酵罐中生长的微生物使营养物质发酵。发酵是微生物在缺氧条件下将碳水化合物分解成醇和酸的过程。在分批培养技术中,首先提供营养物质,然后将特定的微生物接种到发酵罐中。发酵罐关闭,保持温度和pH值,以便微生物生长。并利用内部提供的其他营养物质。随着时间的推移,营养成分变得有限,发酵罐内的环境条件也会发生变化。因此,微生物的生长表现出明显的滞后期、对数期、静止期和死亡期四个阶段。在发酵结束时,停止该过程,提取和纯化有用的产品。发酵罐在用于另一批培养之前进行清洗和消毒。
分批培养技术的特点是,这是在有限的营养物质和一定的时间内运行。发酵罐装置易于**和操作。发酵罐内的环境条件随时间而变化。然而,所需的温度、pH条件、搅拌、压力等都得到了适当的保持,以获得成功的产品。
分批培养技术广泛应用于抗生素、色素等次生代谢产物的纯化,该技术不适合生产与生长有关的初级代谢产物和产物。
什么是持续的文化(a continuous culture)?
连续培养是另一种培养有用微生物的技术。它的目的是保持微生物培养在指数阶段持续增长。它可以通过不断地提供新鲜的营养物质,以相同的速度清除积累的废物和产品,并保持其他条件处于最佳值来实现。它是在一个称为恒化器的特殊腔室中完成的,如图02所示。新鲜培养基从一端连续添加,代谢产物从恒化器的另一端不断提取,以保持培养体积恒定。
当需要从微生物中提取有用的初级代谢物如氨基酸、有机酸等时,连续培养被用于工业中。当微生物处于指数阶段时,初级代谢产物的产生率最高。因此,连续培养的目的是保持微生物在对数阶段的生物量。它是通过持续监控过程和控制系统来实现的。
批(batch)和连续培养(continuous culture)的区别
分批培养与连续培养 | |
分批培养技术是在密闭的发酵罐中,在一定时间内,在有限的营养条件下培养有益微生物。分批培养中的微生物生长呈现出典型的微生物生长曲线,在曲线中可以识别出四个不同的阶段。 | 连续培养技术是在一个开放的系统中,在最佳营养水平下培养有益的微生物,在这个系统中,不断地添加营养物质,以相同的速度去除废物和产品,使其保持指数级增长。 |
营养物 | |
在开始发酵过程之前,营养素供应一次。 | 营养素被添加了很多次(在开始和中间的过程)。 |
系统类型 | |
间歇培养是一个封闭系统 | 持续文化是一个开放的系统。 |
程序终止 | |
产品成型后停止分批培养。 | 虽然产品已经成型,但过程并没有停止。在连续培养过程中,连续去除产品而不停止过程。 |
环境条件 | |
分批培养的环境条件不是恒定的。 | 连续培养的环境条件保持在恒定水平。 |
微生物生长 | |
分批培养中的微生物生长遵循滞后、对数和固定相。 | 微生物生长维持在最佳水平,即指数增长阶段。 |
周转率 | |
由于内部营养成分和其他条件的限制,周转率较低。 | 由于保持了最佳营养水平和其他条件,周转率很高。 |
使用发酵罐 | |
大型发酵罐用于分批培养 | 采用小型发酵罐连续培养。 |
使用 | |
分批培养发酵是工业上常用的发酵方法 | 连续培养发酵在工业中应用较少。 |
区域设置 | |
批处理区域性设置易于**和运行。 | 连续培养设置不容易**和运行。 |
污染 | |
分批培养中污染最少 | 连续培养污染几率高。 |
控制方法 | |
控制方法简单快捷。 | 控制方法复杂耗时。 |
适用性 | |
分批培养更适合生产抗生素等次生代谢产物。 | 连续培养更适合生产氨基酸和有机酸等初级代谢产物。 |
总结 - 批(batch) vs. 连续培养(continuous culture)
分批培养和连续培养是工业和其他用途微生物大规模培养的两种技术。在分批培养中,微生物在开始和生长时都会得到营养。当微生物利用可利用的营养物质时,营养物质在一定时间后就会变得有限。微生物通过滞后期、对数期、静止期和死亡期生长。在分批培养技术中,发酵过程是分批进行的。每一批之后,发酵罐都要清洗干净,以便下一批使用。在连续培养中,不断地向微生物提供足够量的新鲜营养素,使微生物始终保持在对数相,以提取微生物的主要代谢产物。通过添加新鲜营养素和以相同的速度去除产品,连续培养的体积保持在恒定值,而不停止该过程。分批培养需要较大的封闭式发酵罐,而连续培养则需要一个小型的开放式发酵罐。这就是分批培养和连续培养的区别。
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