PRINCIPLE

微生物发酵原理

 

微生物发酵是指利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程,根据发酵条件要求可分为好氧发酵和厌氧发酵。好氧发酵法有液体表面培养发酵、在多孔或颗粒状固体培养基表面上发酵和通氧深层发酵几种方法。厌氧发酵采用不通氧的深层发酵。根据操作方法可分为:分批式、半分批式、反复分批式、反复半分批式和连续式。

分批式操作:底物一次装入罐内,在适宜条件下接种进行反应,经过一定时间后,将全部反应物取出。发酵工业中常见的分批发酵方法是采用单罐深层分批发酵法,分批培养过程微生物生长经历停滞期、对数生长期、稳定期和衰亡期四个阶段。在发酵工业生产中,使用的种子应处于对数期,把它们接种到发酵罐新鲜培养基时,停滞期较短,这样可在短时间内获得大量生长旺盛的菌体,有利于缩短生产周期。微生物发酵进程受菌体本身特性和周围环境的制约,只有正确认识和掌握这一系列变化过程,才有利于控制发酵生产。

本项目以高产干扰素rhIFNα-2b的重组大肠杆菌为例,采用分批发酵法进行工业化生产模拟,生产过程包括斜面种子培养→摇瓶种子培养(500 mL)→一级种子罐(10 L)→二级种子罐(100 L)→发酵罐(1200 L)。大肠杆菌(E.coli)为基因工程模式菌,具有遗传背景清楚,生产周期短等优点,E.coli rhIFNα-2b为成熟的工业生产菌株,所生产的重组蛋白rhIFNα-2b以包涵体的形式存在于细胞内。