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三、液體發酵生產的特點
按培養基的物理性狀區分,可將工業發酵分為液體發酵和固體發酵兩大類型,而液體發酵又可分為液體淺層發酵和液體深層發酵兩種方式。液體淺層發酵又可稱為淺盤發酵,即將液體培養基放在淺盤內進行靜止發酵,該方式存在勞動強度大、占地面積大、效率低、易染雜菌等缺點。液體深層發酵即是將液體培養基放在發酵罐內進行發酵,按微生物對氧的要求,又可分為厭氧、好氧等方式,好氧發酵方式則需采用通氣、攪拌等措施進行供氧。
與固體發酵、液體淺層發酵等相比,液體深層發酵具有很多優點:①容易按照生產菌種生長、代謝的要求而選擇最適發酵條件,菌體生長快,發酵產率高,發酵周期短;②可使發酵在均質或擬均質的狀態下進行,發酵條件容易控制,產品質量穩定;③占地面積小,容易擴大生產規模,容易實現自動化控制,生產效率高;④產品易于提取、精制等。因此,液體深層發酵在現代發酵工業中被廣泛應用,如谷氨酸、檸檬酸、肌苷酸、青霉素等發酵產品都采用這種方法進行大量生產。但是,液體深層發酵尚存在設備投資大、廢液排放量大等缺點,仍需不斷改進。
四、液體深層發酵生產的基本過程
目前,大多數發酵產品都采用液體深層發酵法進行生產,雖然產品種類繁多,但總體上的生產工藝流程相似,基本流程為:生產菌種→種子擴大培養→發酵→提取與精制→成品。
(一)生產菌種
發酵工業使用的微生物菌種是多種多樣的,但不是所有的微生物都可作為菌種,即使同屬于一個種(species)的不同株的微生物,其生產能力也不同。因此,無論是野生菌株,還是突變菌株或基因工程菌株,都必須經過精心選育,達到生產菌種的要求方可應用于發酵工業。
一般來說,優良的生產菌種應該具備以下基本特性:①菌種在有限的發酵過程中生長繁殖快和代謝能力強;②菌種遺傳特性穩定,不易變異退化,且菌種所要求的工藝控制比較粗放,易于控制;③發酵過程中產生的副產物少;④對噬菌體等的抗感染能力強;⑤菌種不是病源菌,對人、動物、植物和環境都不具有潛在的危害性;⑥菌種具備利用廣泛來源原料的能力,并對發酵原料成分波動的敏感性盡可能小。具備以上條件的菌株才能成為生產菌種,生產運行中要對其進行妥善保藏,防止菌種衰退,以保證發酵產率和產品質量。
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