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需要控速的发酵类型

Post on 2025-04-25

1.1 高耗氧菌株

高耗氧菌株指那些在生长和代谢过程中需要大量氧气的微生物种类。这些菌株在消耗氧气方面效率极高,常见于各种基因工程菌,在生物降解、污水处理等需高氧环境的工业应用中。例如,枯草芽孢杆菌作为一种典型的高耗氧菌株,在废水处理中能够迅速消耗大量氧气,有效分解有机污染物,显著降低水体化学需氧量。其高效的耗氧能力使其成为环保领域的重要微生物资源。

1.2 剪切力敏感菌株

对剪切力敏感的微生物主要包括但不限于以下几类:

a.植物细胞,植物细胞由于其细胞壁僵硬脆弱且胞内存在较大的液泡,对剪切力相对敏感。适当的剪切力可以促进细胞生长和增强代谢,但过大的剪切力会对细胞造成机械性损伤,降低细胞活性或破坏细胞膜结构,从而影响细胞生长代谢。具体例子:如红花细胞(Carthamus tinctorius L.),其耐受剪切力的阈值较低,当剪切力超过一定范围时,会影响细胞的生长和代谢。

b.乳动物细胞,哺乳动物细胞没有细胞壁,其细胞膜相对较为脆弱,容易受到外界机械力的影响。此外,哺乳动物细胞通常具有较大的尺寸,这使得它们更容易受到剪切力的影响。

c.柠檬酸发酵中的黑曲霉:柠檬酸黑曲霉作为柠檬酸发酵的主要生产菌,是一种剪切力敏感型微生物。其形态学特征会显著影响柠檬酸的产量。在柠檬酸发酵过程中,过大的剪切力可能会影响黑曲霉的生长和代谢,从而影响柠檬酸的产量。

d.不同生长阶段的细胞:植物细胞在不同生长时期对剪切的响应也不同。例如,处于对数期的红豆杉细胞对剪切力敏感。剪切力对微生物的影响是一个复杂的过程,不仅与微生物的种类和生长阶段有关,还与剪切力的强度、持续时间以及环境条件等多种因素有关。在实际应用中,需要根据具体情况对剪切力进行控制和优化,以确保微生物的生长和代谢处于最佳状态。 

1.3 原核类微生物

原核微生物则没有成形的细胞核,也缺乏内质网、高尔基体等细胞器,这限制了它们在蛋白质翻译后修饰和分泌方面的能力和速度。因此表达过程必须控速进行。

1.4 分段控制类发酵工艺

补料类工艺、温敏类菌株、诱导类工艺、混菌类发酵、氧切换发酵、底物切换类发酵等都需要进行分段工艺设计,分段工艺必须在某些时期进行控速调节。