基本介紹
- 中文名：發酵培養
液體表面培養,深層液體培養,固定細胞培養,
液體表面培養
以微生物生產激勃素，最早是使用所謂液體表面培養(Surfacecultivation)(7)，此方法不用產生氣泡和不必攪拌，對菌體不會造成機械傷害。可是，它的缺點包括：培養時間過長，容易受到污染；溫度控制不易；菌體生長型式不一致；產量直接受到種菌量的多寡和液體表面積/體積比例的影響，操作時需要大量勞力；大規模量產不易；在下游回收過程中，需處理大量的液體。因此，這種生產方式不久便被深層液體培養所取代。
深層液體培養
深層液體培養可分為批式培養(BatchProcess)、分批追加方式(Batch-FedProcess)和連續培養三種，整體而言，都有操作方便、合乎經濟效益、所需空間較少、重複性佳、受污染機會較少、以及可精確調控各項因子等優點。在1961年以前，大部分是以批式為主，後來便改採分批追加方式，主要是追加碳水化合物或氮化合物。利用分批追加方式可克服批式發酵所產生的障礙，包括基質抑制(如氮源)作用(Substrateinhibition)、代謝抑制(如葡萄糖)作用(Catabolicrepression)、回饋抑制(產物本身)作用(Feedbackinhibition)、高細胞濃度所造成的溶氧度降低、以及發酵液之高黏稠度造成質傳速度降低等。由於有追加的關係，可延長整體的操作時間和補充因蒸發所損失的水份。連續培養方式可減少兩批次間之清潔和滅菌時間，但是，時間過長比較容易造成污染，發酵後期有生產效率下降和不穩定的現象，這些均有待改進。
固定細胞培養
在1986年，Kahlon(8)把菌絲體固定在藻酸鈉(Sodiumalginate)上，結果12天之產量並無下降，表示菌株經固定化後，不會減低其生產能力，因此，若能結合連續發酵方法，則將來的發展空間很大。經固定化後，除可重複使用以外，細胞更受到保護，並改變了其滲透能力，重要的是產物中不含有細胞體，可減少純化回收之步驟。不過，生產時必須考慮的事項，包括所使用膠體包埋體(gelentrapmentagent)的種類和大小、固定時細胞的生理狀態和細胞的濃度、以及固定化過程中是否須要添加亞麻仁油(Linseedoil)。(D)固體發酵固體發酵不管是在生產原料或回收純化的成本上，均較液體發酵為低，因為所用培養基較為簡單，所用容器亦較不占空間，硬體設備和控制系統更簡單，最重要是可以減少回收過程中所用的溶劑量。不過，由於是受到某些技術上的限制，目前尚無法套用在大量生產上，原因包括：固體基質之滅菌時間過長、大規模生產時濕度控制無法十分精確(50%)、固體的大小不易控制(0.35cm)、需很高的孢子接種量(15%)、以及攪拌所需能源較高。綜合以上各生產方式的優缺點，目前大多數的的工業化生產，仍然是以深液體培養為主，如何能改進生產菌株的產能和提高生產製程的效率，是一項非常重要的研究課題。發酵培養發酵培養
