07微生物的生長與控制

1、1第六章第六章 微生物的生長與控制微生物的生長與控制 微生物的生長繁殖是其在內(nèi)外各種環(huán)境因素相互作用下的綜合反映 生長繁殖情況可以作為研究各種生理、生化和遺傳等問題的重要指標 生產(chǎn)實踐中的各種應(yīng)用、對致病微生物和霉腐微生物的防治與其生長繁殖和抑制密切相關(guān) 測定生長繁殖的方法測定生長繁殖的方法 微生物的生長規(guī)律微生物的生長規(guī)律 影響微生物生長的主要因素影響微生物生長的主要因素 微生物培養(yǎng)法微生物培養(yǎng)法 有害微生物的控制有害微生物的控制2生長生長微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，微生物細胞吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，當同化作用當同化作用異化作用時，生命個體的重量和體積不異化作用時，生命個體的重

2、量和體積不斷增大的過程。斷增大的過程。繁殖繁殖生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生生命個體生長到一定階段，通過特定方式產(chǎn)生新的生命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。命個體，即引起生命個體數(shù)量增加的生物學(xué)過程。發(fā)育發(fā)育從生長到繁殖，是生物的構(gòu)造和機能從簡單到復(fù)雜、從生長到繁殖，是生物的構(gòu)造和機能從簡單到復(fù)雜、 從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過程，這一過程稱為發(fā)育。從量變到質(zhì)變的發(fā)展變化過程，這一過程稱為發(fā)育。個體生長個體生長微生物細胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳微生物細胞個體吸收營養(yǎng)物質(zhì)，進行新陳代謝，原生質(zhì)與細胞組分的增加為個體生長。代謝，原生質(zhì)與細胞組分的增加為個體生長。群體生長群體

3、生長群體中個體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?、體群體中個體數(shù)目的增加?？梢杂弥亓?、體積、密度或濃度來衡量。積、密度或濃度來衡量。（由于微生物的個體極小，所以常用群體生長來反映個體生長的狀況）個體生長個體繁殖 群體生長 群體生長群體生長 = 個體生長個體生長 + 個體繁殖個體繁殖生長與繁殖的概念生長與繁殖的概念3第一節(jié)第一節(jié) 微生物純培養(yǎng)分離及生長測定方法微生物純培養(yǎng)分離及生長測定方法4一、一、獲得純培養(yǎng)的方法獲得純培養(yǎng)的方法純培養(yǎng)純培養(yǎng)( (pure culture)pure culture)微生物學(xué)中把從一微生物學(xué)中把從一個細胞或一群相同的細胞經(jīng)過培養(yǎng)繁殖而得到的后個細胞或一群相同的細胞經(jīng)過培養(yǎng)繁殖

4、而得到的后代代, ,稱純培養(yǎng)稱純培養(yǎng). .5首先將待分離的樣品進行連續(xù)稀釋首先將待分離的樣品進行連續(xù)稀釋, ,目的是得到高度稀目的是得到高度稀釋的效果釋的效果, ,使一支試管中分配不到一個微生物使一支試管中分配不到一個微生物. .如果經(jīng)過如果經(jīng)過稀釋后的大多數(shù)試管中沒有微生物生長稀釋后的大多數(shù)試管中沒有微生物生長, ,那么有微生物那么有微生物生長的試管得到的培養(yǎng)物可能就是由一個微生物個體繁生長的試管得到的培養(yǎng)物可能就是由一個微生物個體繁殖而來的純培養(yǎng)物殖而來的純培養(yǎng)物. .這種方法適合于細胞較大的微生物這種方法適合于細胞較大的微生物. .液體稀釋法液體稀釋法6平板劃線分離法（平板劃線分離法（s

5、treak plate）特點：快速、方便。特點：快速、方便。 分區(qū)劃線（適用于分區(qū)劃線（適用于濃度較大濃度較大的樣品）的樣品） 連續(xù)劃線（適用于連續(xù)劃線（適用于濃度較小濃度較小的樣品）的樣品）an inoculating loop is used to thin out organisms on the surface of the agar. 7連續(xù)劃線連續(xù)劃線劃線分離后平板上顯示的菌落照片劃線分離后平板上顯示的菌落照片8傾注平板法（傾注平板法（pour plate）organisms are serially diluted, then a small amount is added to

6、 an empty sterile petri dish, to which melted agar at 50 c is added. then mix to distribute the organisms. 1ml1ml1ml1ml1ml1ml9ml9ml9ml9ml9平板涂布分離法（平板涂布分離法（spread plate）簡單易行，但易造成機械損傷簡單易行，但易造成機械損傷liquid specimen is spread on the surface of solid agar with a sterile bent glass rod. 10選擇性培養(yǎng)分離法選擇性培養(yǎng)分離法為了從

7、混雜的微生物群體中分離出某種微生物，可為了從混雜的微生物群體中分離出某種微生物，可以根據(jù)該微生物的特點，包括營養(yǎng)、生理、生長條以根據(jù)該微生物的特點，包括營養(yǎng)、生理、生長條件等，采用選擇培養(yǎng)的方法進行分離。件等，采用選擇培養(yǎng)的方法進行分離。利用選擇培養(yǎng)基進行直接分離利用選擇培養(yǎng)基進行直接分離富集培養(yǎng)富集培養(yǎng)11單細胞（單孢子）分離法單細胞（單孢子）分離法采用顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單個個體采用顯微分離法從混雜群體中直接分離單個細胞或單個個體進行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)的方法。該方法要在顯微鏡下進行。進行培養(yǎng)以獲得純培養(yǎng)的方法。該方法要在顯微鏡下進行。毛細管法：毛細管法：用毛細管提取微生物

8、個體，適合于較大微生物。用毛細管提取微生物個體，適合于較大微生物。顯微操作儀：顯微操作儀：用顯微針、鉤、環(huán)等挑取單個細胞或孢子以獲用顯微針、鉤、環(huán)等挑取單個細胞或孢子以獲得純培養(yǎng)。得純培養(yǎng)。小液滴法：小液滴法：將經(jīng)過適當稀釋后的樣品制成小液滴，在顯微鏡將經(jīng)過適當稀釋后的樣品制成小液滴，在顯微鏡下選取只含一個細胞的液滴來進行純培養(yǎng)物的分離。下選取只含一個細胞的液滴來進行純培養(yǎng)物的分離。12membrane filterwhen there is a small number of organisms in a large amount of liquid, the liquid is filte

9、red through a membrane and then the membrane is placed on agar in a petri dish.13微生物純培養(yǎng)分離方法的比較微生物純培養(yǎng)分離方法的比較分離方法分離方法應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍平皿劃線法平皿劃線法方法簡便，多用于分離細菌方法簡便，多用于分離細菌稀釋倒平皿法稀釋倒平皿法即可定性，又可定量，用途廣泛即可定性，又可定量，用途廣泛單細胞挑取法單細胞挑取法局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究局限于高度專業(yè)化的科學(xué)研究利用選擇培養(yǎng)基法利用選擇培養(yǎng)基法適用于分離某些生理類型較特殊適用于分離某些生理類型較特殊的的14二、微生物純培養(yǎng)生長的測定方法二、

10、微生物純培養(yǎng)生長的測定方法描述不同種類、不同生長狀態(tài)的微生物生長情況，描述不同種類、不同生長狀態(tài)的微生物生長情況，需選用不同的測定指標。需選用不同的測定指標。（一）微生物細胞數(shù)目的檢測法（一）微生物細胞數(shù)目的檢測法直接法直接法（血球計數(shù)板、比例計數(shù)法）（血球計數(shù)板、比例計數(shù)法）間接法間接法（活菌計數(shù)法、（活菌計數(shù)法、液體稀釋法、膜過濾法液體稀釋法、膜過濾法）（二）微生物生長量和生理指標測定法（二）微生物生長量和生理指標測定法直接法直接法( (干重法，堆體積法干重法，堆體積法) )間接法間接法（比濁法，碳、氮含量法，其它生理指標）（比濁法，碳、氮含量法，其它生理指標）151.1.血球計數(shù)板法血球

11、計數(shù)板法16原理：將原理：將1cm20.1mm的薄層空間劃分為的薄層空間劃分為400小格，小格，從中均勻分布地選取從中均勻分布地選取80或或100小格，計數(shù)其中的細胞小格，計數(shù)其中的細胞數(shù)目，換算成單位體積中的細胞數(shù)。數(shù)目，換算成單位體積中的細胞數(shù)。適用范圍：個體較大細胞或顆粒，如血球、酵母菌適用范圍：個體較大細胞或顆粒，如血球、酵母菌等。不適用于細菌等個體較小的細胞，因為（等。不適用于細菌等個體較小的細胞，因為（1）細）細菌細胞太小，不易沉降；（菌細胞太小，不易沉降；（2）在油鏡下看不清網(wǎng)格）在油鏡下看不清網(wǎng)格線，超出油鏡工作距離。線，超出油鏡工作距離。特點：快速，準確，對酵母菌可同時測定出

12、芽率，特點：快速，準確，對酵母菌可同時測定出芽率，或在菌懸液中加入少量美藍可以區(qū)分死活細胞?；蛟诰鷳乙褐屑尤肷倭棵浪{可以區(qū)分死活細胞。1.1.血球計數(shù)板法血球計數(shù)板法172.2.涂片染色法涂片染色法應(yīng)用：可同時計數(shù)不同微生物的菌數(shù)，適應(yīng)用：可同時計數(shù)不同微生物的菌數(shù)，適 于土壤、牛奶中細菌計數(shù)。于土壤、牛奶中細菌計數(shù)。 方法：用鏡臺測微尺計算出視野面積；取方法：用鏡臺測微尺計算出視野面積；取 0.1ml菌液涂于菌液涂于1cm2面積上，計數(shù)后代面積上，計數(shù)后代 入公式：入公式： 每每ml原菌液含菌數(shù)原菌液含菌數(shù)= 視野中平均菌數(shù)涂布面積視野中平均菌數(shù)涂布面積/ 視野面積視野面積100 稀釋倍數(shù)稀

13、釋倍數(shù)183.平板菌落計數(shù)法平板菌落計數(shù)法平平板板菌菌落落計計數(shù)數(shù)法法最常用的活菌計數(shù)法。將適當稀釋的菌液傾注平板或涂布在平板表面，經(jīng)保溫培養(yǎng)后，以平板上出現(xiàn)的菌落數(shù)乘以稀釋度就可以計算出原菌液的含菌量。直徑9cm的培養(yǎng)皿平板上出現(xiàn)菌落數(shù)一般以50500為宜。按照國家標準規(guī)定的樣品菌落總數(shù)測定的計數(shù)原則，以平板菌落數(shù)在30300之間為報告依據(jù)。9ml 9ml9ml9ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml1ml2223.平板菌落計數(shù)法平板菌落計數(shù)法19技術(shù)要求：樣品充分混勻，操作熟練快速（技術(shù)要求：樣品充分混勻，操作熟練快速（1515-20min-20min完完成操作），嚴格無菌操作；成操作）

14、，嚴格無菌操作；注意事項：每一支吸管只能用于一個稀釋度，樣品混勻注意事項：每一支吸管只能用于一個稀釋度，樣品混勻處理，傾注平板時的培養(yǎng)基溫度；處理，傾注平板時的培養(yǎng)基溫度；適用范圍：中溫、好氧和兼性厭氧、能在營養(yǎng)瓊脂上生適用范圍：中溫、好氧和兼性厭氧、能在營養(yǎng)瓊脂上生長的微生物，長的微生物，誤差：多次稀釋造成的誤差是主要來源，其次還有由于誤差：多次稀釋造成的誤差是主要來源，其次還有由于樣品內(nèi)菌體分布不均勻、以及不當操作樣品內(nèi)菌體分布不均勻、以及不當操作a standard plate count (viable count) reflects the number of viable micr

15、obes and assumes that each bacterium grows into a single colony; plate counts are reported as number of colony-forming units (cfu) per ml (cfu/ml) or per g (cfu/g) of sample.204.液體稀釋法液液體體稀稀釋釋法法對對樣樣品品做做10倍倍連連續(xù)續(xù)稀稀釋釋，從從適適宜宜的的3個個連連續(xù)續(xù)稀稀釋釋度度中中各各取取5ml試試樣樣，接接種種3組組共共9支支裝裝有有培培養(yǎng)養(yǎng)液液的的試試管管中中（每每管管接接入入1ml）。經(jīng)經(jīng)培培養(yǎng)養(yǎng)后

16、后，記記錄錄每每個個稀稀釋釋度度出出現(xiàn)現(xiàn)生生長長的的試試管管數(shù)數(shù)，然然后后查查m.p.n.表表（most probable number，最最大大可可能能數(shù)數(shù)），根根據(jù)據(jù)樣樣品品稀稀釋釋倍倍數(shù)數(shù)就就可可計計算算處處其其中中的的活活菌菌含含量量。9ml 9ml9ml9ml1ml1ml1ml3331ml1ml1ml1ml10n10n-210n-1215.薄膜過濾計數(shù)法薄膜過濾計數(shù)法常用該法測定含菌量較少的空氣和水中的微生常用該法測定含菌量較少的空氣和水中的微生物數(shù)目。物數(shù)目。將定量的樣品通過薄膜（硝化纖維素薄膜、醋將定量的樣品通過薄膜（硝化纖維素薄膜、醋酸纖維薄膜）過濾，菌體被阻留在濾膜上，取酸纖

17、維薄膜）過濾，菌體被阻留在濾膜上，取下濾膜進行培養(yǎng)，然后計算菌落數(shù)，可求出樣下濾膜進行培養(yǎng)，然后計算菌落數(shù)，可求出樣品中所含菌數(shù)。品中所含菌數(shù)。226.干重法干重法將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離將一定量的菌液中的菌體通過離心或過濾分離出來出來, ,然后烘干然后烘干( (干燥溫度可采用干燥溫度可采用105105、100100或或80)80)、稱重。一般干重為濕重的、稱重。一般干重為濕重的10%10%20%20%，而一個細菌細胞一般重約而一個細菌細胞一般重約1010-12-121010-13-13g g。該法適合菌濃較高的樣品。該法適合菌濃較高的樣品。舉例：大腸桿菌一個細胞一般重約101

18、21013g，液體培養(yǎng)物中細胞濃度達到2109個/ml時，100ml培養(yǎng)物可得1090mg干重的細胞。237.比濁法比濁法原理是在一定范圍內(nèi)，菌懸液中的細胞濃度與混濁度成原理是在一定范圍內(nèi)，菌懸液中的細胞濃度與混濁度成正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。因正比，即與光密度成正比，菌數(shù)越多，光密度越大。因此，借助于分光光度計，在一定波長下測定菌懸液的光此，借助于分光光度計，在一定波長下測定菌懸液的光密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度。密度，就可反應(yīng)出菌液的濃度。特點：快速、簡便；但易受干擾。特點：快速、簡便；但易受干擾。248.生理指標法生理指標法測含氮量測含氮量蛋白質(zhì)是細胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)

19、定，而氮是蛋白質(zhì)的主蛋白質(zhì)是細胞的主要物質(zhì)，含量穩(wěn)定，而氮是蛋白質(zhì)的主要成分，通過測含氮量就可推知微生物的濃度。要成分，通過測含氮量就可推知微生物的濃度。一般細菌含氮量為干重的一般細菌含氮量為干重的12.5%12.5%，酵母菌為，酵母菌為7.5%7.5%，霉菌為，霉菌為6.0%6.0%，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以，根據(jù)一定體積培養(yǎng)液中的含氮量再乘以6.256.25，就可，就可測得粗蛋白的含量。測得粗蛋白的含量。其他方法其他方法含碳、磷、含碳、磷、dnadna、rnarna、耗氧量、消耗底物量、產(chǎn)二氧化碳、耗氧量、消耗底物量、產(chǎn)二氧化碳、產(chǎn)酸、產(chǎn)熱、粘度等，都可用于生長量的測定。產(chǎn)酸、產(chǎn)

20、熱、粘度等，都可用于生長量的測定。25methodapplicationcommentsdirect microscopic countenumeration of bacteria in milk or cellular vaccinescannot distinguish living from nonliving cellsviable cell count (colony counts)enumeration of bacteria in milk, foods, soil, water, laboratory cultures, etc.very sensitive if plati

21、ng conditions are optimalturbidity measurementestimations of large numbers of bacteria in clear liquid media and brothsfast and nondestructive, but cannot detect cell densities less than 107 cells per mlmeasurement of total n or proteinmeasurement of total cell yield from very dense cultures only pr

22、actical application is in the research laboratorymeasurement of biochemical activity e.g. o2 uptake co2 production, atp production, etc.microbiological assaysrequires a fixed standard to relate chemical activity to cell mass and/or cell numbersmeasurement of dry weight or wet weight of cells or volu

23、me of cells after centrifugationmeasurement of total cell yield in cultures probably more sensitive than total n or total protein measurementstable 1. some methods used to measure bacterial growth 26第二節(jié)第二節(jié) 微生物的生長規(guī)律微生物的生長規(guī)律27由于微生物細胞極其微小，研究其個體生長存在著由于微生物細胞極其微小，研究其個體生長存在著技術(shù)上的困難。技術(shù)上的困難。同步生長同步生長的概念：一個細胞群體

24、中各個細胞都在同的概念：一個細胞群體中各個細胞都在同一時間進行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長一時間進行分裂的狀態(tài)，稱為同步生長（synchronous growth） ，進行同步分裂的細胞稱為，進行同步分裂的細胞稱為同步細胞。同步細胞。同步細胞群體在任何一時刻都處在細胞周期的同一同步細胞群體在任何一時刻都處在細胞周期的同一相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細胞相，彼此間形態(tài)、生化特征都很一致，因而是細胞學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。學(xué)、生理學(xué)和生物化學(xué)等研究的良好材料。一、微生物的個體生長和同步生長一、微生物的個體生長和同步生長28化學(xué)誘導(dǎo)物理誘導(dǎo)誘導(dǎo)法誘導(dǎo)法過濾法區(qū)帶密度梯度離心法膜

25、洗脫法篩選法篩選法同步培養(yǎng)法同步培養(yǎng)法獲得同步生長的方法：獲得同步生長的方法：獲得同步生長的方法主要有兩類：環(huán)境條件誘導(dǎo)法：變換溫度、光線、培養(yǎng)基等。造成與正常細胞周期不同的周期變化。選擇法：選擇性過濾、梯度離心。物理方法，隨機選擇，不影響細胞代謝。29helmstetterhelmstetter-cummings -cummings 法法( (硝酸纖維素薄膜法硝酸纖維素薄膜法) 原理：一些細菌細胞會緊緊粘附于硝酸纖維微孔原理：一些細菌細胞會緊緊粘附于硝酸纖維微孔 濾膜上。濾膜上。步驟：菌懸液通過微孔濾膜，細胞吸附其上；反步驟：菌懸液通過微孔濾膜，細胞吸附其上；反 置濾膜，以新鮮培養(yǎng)液通過濾膜

26、，洗掉浮游細胞；置濾膜，以新鮮培養(yǎng)液通過濾膜，洗掉浮游細胞；除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來的新除去起始洗脫液后就可以得到剛剛分裂下來的新生細胞，即為同步培養(yǎng)。生細胞，即為同步培養(yǎng)。30figure 5. the synchronous growth of a bacterial population. by careful selection of cells that have just divided, a bacterial population can be synchronized in the bacterial cell division cycle. synchrony

27、 can be maintained for only a few generations. figure .synchronous growth31二、微生物的群體生長二、微生物的群體生長單細胞微生物主要包括細菌和酵母菌，單細胞微生物主要包括細菌和酵母菌，其群體生長是以群體中細胞數(shù)量的增加來表示的，其群體生長是以群體中細胞數(shù)量的增加來表示的， 由一個細胞分裂成為兩個細胞的時間間隔稱為由一個細胞分裂成為兩個細胞的時間間隔稱為世代世代，一，一個世代所需的時間就是個世代所需的時間就是代時（代時（eneration time, g ），代時也就是群體細胞數(shù)目擴大一倍所需代時也就是群體細胞數(shù)目擴大一倍

28、所需 時間，有時也時間，有時也稱為稱為倍增時間倍增時間。右圖表示的是一個細胞經(jīng)過若干代分裂右圖表示的是一個細胞經(jīng)過若干代分裂后的情況。右圖可見，每經(jīng)過一個代時，后的情況。右圖可見，每經(jīng)過一個代時，細胞數(shù)目就增加一倍，呈指數(shù)增加，因而細胞數(shù)目就增加一倍，呈指數(shù)增加，因而被稱為被稱為指數(shù)生長指數(shù)生長，這，這就是就是單細胞群體生長單細胞群體生長的特征。的特征。1. 單細胞微生物的群體生長特征單細胞微生物的群體生長特征32指數(shù)生長可以用下式表示：指數(shù)生長可以用下式表示： b = b2nb, b 和和 t 可由試驗獲得，可由試驗獲得， n 可通過上式計算可通過上式計算得出，將等式兩側(cè)取對數(shù)重排后得：得出

29、，將等式兩側(cè)取對數(shù)重排后得： lgb = lgb + nlg2 lgb - lgb lgb - lgb lg2 0.301 式中：式中：b 為起始師細胞數(shù)目，為起始師細胞數(shù)目， b 為指數(shù)生長某個時刻為指數(shù)生長某個時刻 t 時的細胞數(shù)目，時的細胞數(shù)目， n 為世代數(shù)為世代數(shù)n =指數(shù)生長指數(shù)生長33例如：一培養(yǎng)液中微生物數(shù)目由開始的例如：一培養(yǎng)液中微生物數(shù)目由開始的12，000（ b ），經(jīng)），經(jīng)4h （ t ）后增加到后增加到49，000，000（ b ），），這樣，這樣， n (lg4.9107lg1.2104）0.30112借助于借助于 n 和和 t ，還可以計算出不同培養(yǎng)條件下的，還可

30、以計算出不同培養(yǎng)條件下的代時代時g， g t / n在本例中，在本例中， g 460 / 12 20min該種微生物的代時為該種微生物的代時為20分鐘。在分鐘。在4小時內(nèi)共繁殖了小時內(nèi)共繁殖了12代。代。34代時能夠反應(yīng)細菌的生長速率，代時短，生長速代時能夠反應(yīng)細菌的生長速率，代時短，生長速率快，代時長，生長速率慢。率快，代時長，生長速率慢。在很多微生物學(xué)研究在很多微生物學(xué)研究中常常要了解微生物的代時。中常常要了解微生物的代時。代時在不同種微生物中的變化很大，多數(shù)微生物代時在不同種微生物中的變化很大，多數(shù)微生物的代時為的代時為13h,然而有些快速生長的微生物的代時還然而有些快速生長的微生物的代

31、時還不到不到10min,而另一些微生物的代時卻可長達幾小時而另一些微生物的代時卻可長達幾小時或幾天；或幾天；另外，同一種微生物，在不同的生長條件另外，同一種微生物，在不同的生長條件下其代時的長短也不同；但是，在一定條件下，每下其代時的長短也不同；但是，在一定條件下，每一種微生物的代時是恒定的，因此它是微生物菌種一種微生物的代時是恒定的，因此它是微生物菌種的一個重要特征。的一個重要特征。35一些細菌的代時一些細菌的代時菌名菌名培養(yǎng)基培養(yǎng)基培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度 代時代時e. coli（大腸桿菌）大腸桿菌） 肉湯肉湯 3717mine. coli 牛奶牛奶 3712.5enterobacter aero

32、genes（產(chǎn)氣腸細菌）產(chǎn)氣腸細菌）肉湯或牛奶肉湯或牛奶 371618e. aerogenes 組合組合 372944b. cereus（蠟狀芽孢桿菌）蠟狀芽孢桿菌）肉湯肉湯3018b. thermophilus（嗜熱芽孢桿菌）嗜熱芽孢桿菌）肉湯肉湯5518.3lactobacillus acidophilus（嗜酸乳桿菌）嗜酸乳桿菌）牛奶牛奶376687streptococcus lactis（乳酸鏈球菌）乳酸鏈球菌）牛奶牛奶3726s. lactis乳糖肉湯乳糖肉湯3748salmonella typhi（傷寒沙門氏菌）傷寒沙門氏菌）肉湯肉湯3723.5azotobacter chrooc

33、occum（褐球固氮菌）褐球固氮菌）葡萄糖葡萄糖2534446mycobacterium tuberculosis（結(jié)核分枝桿菌）組合結(jié)核分枝桿菌）組合3779293nitrobacter agilis（活躍硝化桿菌）活躍硝化桿菌）組合組合27120036bacteriummediumgeneration time (minutes)escherichia coliglucose-salts17bacillus megateriumsucrose-salts25streptococcus lactismilk26streptococcus lactislactose broth48staphy

34、lococcus aureusheart infusion broth27-30lactobacillus acidophilusmilk66-87rhizobium japonicummannitol-salts-yeast extract344-461mycobacterium tuberculosissynthetic792-932treponema pallidumrabbit testes1980table . generation times for some common bacteria under optimal conditions of growth. 37不同溫度下的代

35、時不同溫度下的代時溫度對微生物的代時有明顯影響：溫度對微生物的代時有明顯影響： e. coli 在不同溫度下的代時在不同溫度下的代時溫度（溫度（）代時（分）代時（分）溫度（溫度（）代時（分）代時（分）10860352215120371720904017.525404520302947.577382. 單細胞微生物的群體生長曲線單細胞微生物的群體生長曲線以細菌為例介紹單細胞微生物群體生長規(guī)律，其結(jié)論也以細菌為例介紹單細胞微生物群體生長規(guī)律，其結(jié)論也基本適用于酵母菌?；具m用于酵母菌。生長曲線代表了細菌在新的環(huán)境中從開始生長、分裂直生長曲線代表了細菌在新的環(huán)境中從開始生長、分裂直至死亡的整個動態(tài)變

36、化過程。至死亡的整個動態(tài)變化過程。每種細菌都有各自的典型生長曲線，但它們的生長過程每種細菌都有各自的典型生長曲線，但它們的生長過程卻有著共同的規(guī)律性。一般可以將生長曲線劃分為四個時卻有著共同的規(guī)律性。一般可以將生長曲線劃分為四個時期。期。39生長曲線的制作生長曲線的制作：接種接種適溫培養(yǎng)適溫培養(yǎng)定時取樣測定時取樣測定生長量定生長量將少量單細胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的新鮮液將少量單細胞的純培養(yǎng)，接種到一恒定容積的新鮮液體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，體培養(yǎng)基中，在適宜條件下培養(yǎng)，每隔一定時間取樣，測菌細胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標，以細菌增長數(shù)測菌細胞數(shù)目。以培養(yǎng)時間為橫坐標，

37、以細菌增長數(shù)目的對數(shù)為縱坐標，繪制所得的曲線。目的對數(shù)為縱坐標，繪制所得的曲線。生長曲線的制作生長曲線的制作40典型的生長曲線典型的生長曲線 （growth curve）延延滯滯期期對對數(shù)數(shù)期期穩(wěn)定期穩(wěn)定期衰亡期衰亡期時期的劃分：按照生長速率常數(shù)（時期的劃分：按照生長速率常數(shù)（growth race constant）不同不同41其它名稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期其它名稱：停滯期、調(diào)整期、適應(yīng)期1.現(xiàn)象：現(xiàn)象：活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。活菌數(shù)沒增加，曲線平行于橫軸。2.特點：特點：生長速率常數(shù)生長速率常數(shù)= 0細胞形態(tài)變大或增長細胞形態(tài)變大或增長細胞內(nèi)細胞內(nèi)rna特別是特別是rrna含量增高

38、，原生質(zhì)嗜堿性增強含量增高，原生質(zhì)嗜堿性增強合成代謝活躍（核糖體、酶類、合成代謝活躍（核糖體、酶類、atp合成加快），易產(chǎn)生誘合成加快），易產(chǎn)生誘導(dǎo)酶導(dǎo)酶對外界不良條件敏感，（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化對外界不良條件敏感，（如氯化鈉濃度、溫度、抗生素等化學(xué)藥物）學(xué)藥物）3.原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物原因：適應(yīng)新的環(huán)境條件，合成新的酶，積累必要的中間產(chǎn)物.延滯期（延滯期（lag phase）42菌種菌種 ： 繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短；繁殖速度較快的菌種的延遲期一般較短；接種物菌齡接種物菌齡 ： 用對數(shù)生長期的菌種接種時，其延用對數(shù)生長期的菌種接種時，其延

39、遲期較短，甚至檢查不到延遲期；遲期較短，甚至檢查不到延遲期；接種量：一般來說，接種量：一般來說， 接種量增大可縮短甚至消除接種量增大可縮短甚至消除延遲期（延遲期（發(fā)酵工業(yè)上一般采用發(fā)酵工業(yè)上一般采用1/10的接種量）；的接種量）；培養(yǎng)基成分：培養(yǎng)基成分： 在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上在營養(yǎng)成分豐富的天然培養(yǎng)基上生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短；接種后生長的延滯期比在合成培養(yǎng)基上生長時短；接種后培養(yǎng)基成分有較大變化時，會使延滯期加長，所以發(fā)培養(yǎng)基成分有較大變化時，會使延滯期加長，所以發(fā)酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。酵工業(yè)上盡量使發(fā)酵培養(yǎng)基的成分與種子培養(yǎng)基接近。影響延遲期長

40、短的因素：影響延遲期長短的因素：43認識延遲期的特點及形成原因?qū)嵺`的指導(dǎo)意義：認識延遲期的特點及形成原因?qū)嵺`的指導(dǎo)意義：在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期；在發(fā)酵工業(yè)上需設(shè)法盡量縮短延遲期；采取的采取的縮短縮短lag phase 的的措施有：措施有：增加接種量；增加接種量； （群體優(yōu)勢（群體優(yōu)勢-適應(yīng)性增強）適應(yīng)性增強） 采用對數(shù)生長期的健壯菌種；采用對數(shù)生長期的健壯菌種；調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)調(diào)整培養(yǎng)基的成分，在種子基中加入發(fā)酵培養(yǎng)基的某些成分?；哪承┏煞?。選用繁殖快的菌種選用繁殖快的菌種在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌在食品工業(yè)上，盡量在此期進行消毒或滅菌44.

41、 .對數(shù)期（對數(shù)期（logarithmic phase）其他名稱：指數(shù)期其他名稱：指數(shù)期 現(xiàn)象：現(xiàn)象：細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關(guān)系。細胞數(shù)目以幾何級數(shù)增加，其對數(shù)與時間呈直線關(guān)系。 特點：特點：生長速率常數(shù)最大，即代時最短生長速率常數(shù)最大，即代時最短細胞進行細胞進行平衡生長平衡生長，菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致菌體大小、形態(tài)、生理特征等比較一致代謝最旺盛代謝最旺盛細胞對理化因素較敏感細胞對理化因素較敏感影響因素：影響因素：菌種菌種營養(yǎng)成分營養(yǎng)成分營養(yǎng)物濃度營養(yǎng)物濃度培養(yǎng)溫度培養(yǎng)溫度45應(yīng)用意義應(yīng)用意義：由于此時期的菌種比較健壯，增殖噬菌體的最適菌齡；由于此時期的菌種比較

42、健壯，增殖噬菌體的最適菌齡；生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；生產(chǎn)上用作接種的最佳菌齡；發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達到較高的菌體密度發(fā)酵工業(yè)上盡量延長該期，以達到較高的菌體密度食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進入此期食品工業(yè)上盡量使有害微生物不能進入此期是生理代謝及是生理代謝及遺傳研究或進行染色、形態(tài)觀察等遺傳研究或進行染色、形態(tài)觀察等的良好的良好材料材料。46營養(yǎng)物濃度與對數(shù)期生長速率和產(chǎn)量營養(yǎng)物濃度與對數(shù)期生長速率和產(chǎn)量作用方式：影響作用方式：影響微生物的生長微生物的生長速率和總生長速率和總生長量量：凡是處于較低凡是處于較低濃度范圍內(nèi)，濃度范圍內(nèi)，可影響生長速可影響生長速率和菌體產(chǎn)量率和菌體產(chǎn)量的營

43、養(yǎng)物就稱的營養(yǎng)物就稱生長限制因子生長限制因子8.0mg/ml6.0mg/ml4.0mg/ml2.0mg/ml1.0mg/ml0.5mg/ml0.2mg/ml0.1mg/ml只最大收只最大收獲量受影響獲量受影響生長速度和最大生長速度和最大收獲量受影響收獲量受影響時間時間細胞數(shù)或菌體量細胞數(shù)或菌體量47. 穩(wěn)定期（穩(wěn)定期（stationary phase）又稱：恒定期或最高生長期又稱：恒定期或最高生長期特點：特點：新增殖的細胞數(shù)與老細胞的死亡數(shù)幾乎相等，新增殖的細胞數(shù)與老細胞的死亡數(shù)幾乎相等，微生物的微生物的生長速率處于動態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細胞數(shù)目達到最高值。生長速率處于動態(tài)平衡，培養(yǎng)物中的細胞數(shù)

44、目達到最高值。細胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細菌開始產(chǎn)芽細胞分裂速度下降，開始積累內(nèi)含物，產(chǎn)芽孢的細菌開始產(chǎn)芽孢。孢。此時期的微生物開始此時期的微生物開始合成次生代謝產(chǎn)物合成次生代謝產(chǎn)物，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，對于發(fā)酵生產(chǎn)來說，一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達到高峰，是最佳的收獲時期。一般在穩(wěn)定期的后期產(chǎn)物積累達到高峰，是最佳的收獲時期。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因： 營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡營養(yǎng)物尤其是生長限制因子的耗盡 營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適營養(yǎng)物的比例失調(diào)，如碳氮比不合適; 有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等）有害代謝廢物的積累（酸、醇、毒素等） 物化條件（物化條件（ph、氧化

45、還原勢等）不合適氧化還原勢等）不合適;48應(yīng)用意義：應(yīng)用意義：1 1）發(fā)酵生產(chǎn)形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上）發(fā)酵生產(chǎn)形成的重要時期（抗生素、氨基酸等），生產(chǎn)上應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下：應(yīng)盡量延長此期，提高產(chǎn)量，措施如下： 補充營養(yǎng)物質(zhì)（補料）補充營養(yǎng)物質(zhì)（補料） 調(diào)調(diào)ph ph 調(diào)整溫度調(diào)整溫度 2）穩(wěn)定期細胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達到最高。）穩(wěn)定期細胞數(shù)目及產(chǎn)物積累達到最高。生長產(chǎn)量常數(shù)（生長產(chǎn)量常數(shù)（y，或生長得率，或生長得率，growth yield）：概念：表示微生物對基質(zhì)利用效率的高低概念：表示微生物對基質(zhì)利用效率的高低 y=菌體干重菌體干重/ 消耗營養(yǎng)物質(zhì)的濃度消耗

46、營養(yǎng)物質(zhì)的濃度 根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量根據(jù)產(chǎn)量常數(shù)可確定微生物對營養(yǎng)物質(zhì)的需要量 如：如：y=0.5y=0.5，表示要得到表示要得到5 5g g菌體，需某營養(yǎng)物（葡萄菌體，需某營養(yǎng)物（葡萄 糖）糖）1010g g。y=x x0c0 c=x x0c049. 衰亡期（衰亡期（decline phase）特點：特點：細胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細胞數(shù)，細胞死亡數(shù)增加，死亡數(shù)大大超過新增殖的細胞數(shù)，群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)群體中的活菌數(shù)目急劇下降，出現(xiàn)“負生長負生長”。細胞內(nèi)顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，芽細胞內(nèi)顆粒更明顯，細胞出現(xiàn)多形態(tài)、畸形或衰退形，

47、芽孢開始釋放。孢開始釋放。因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自因菌體本身產(chǎn)生的酶及代謝產(chǎn)物的作用，使菌體死亡、自溶等，發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢。溶等，發(fā)生自溶的菌生長曲線表現(xiàn)為向下跌落的趨勢。 衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條衰亡期比其他各時期時間長，它的長短也與菌種和環(huán)境條件有關(guān)。件有關(guān)。產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：生長條件的進一步惡化，使細胞內(nèi)的分解代謝大生長條件的進一步惡化，使細胞內(nèi)的分解代謝大大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡大超過合成代謝，繼而導(dǎo)致菌體的死亡50lg 細胞數(shù)或產(chǎn)物細胞數(shù)或產(chǎn)物濃度濃度時間時間細胞細胞 產(chǎn)產(chǎn)物物i型型ii型型3.微

48、生物生長與代謝產(chǎn)物形成的關(guān)系微生物生長與代謝產(chǎn)物形成的關(guān)系微生物發(fā)酵形成產(chǎn)物的過程與微生物細胞生長的過程并不總是一微生物發(fā)酵形成產(chǎn)物的過程與微生物細胞生長的過程并不總是一致的。一般認為：致的。一般認為：初級代謝初級代謝是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過程，是給予生物能量和生成中間產(chǎn)物的過程，初級代謝產(chǎn)物初級代謝產(chǎn)物的形成往往與微生物細胞的形成過程同步，微生物生長的穩(wěn)定期的形成往往與微生物細胞的形成過程同步，微生物生長的穩(wěn)定期是這些產(chǎn)物的最佳收獲時機；是這些產(chǎn)物的最佳收獲時機；次級代謝產(chǎn)物次級代謝產(chǎn)物與微生物的與微生物的生存、生長和繁殖無關(guān)。生存、生長和繁殖無關(guān)。次級代謝產(chǎn)物的形成往往次級代謝產(chǎn)物

49、的形成往往與微生物細胞的形成過程與微生物細胞的形成過程不同步。在分批培養(yǎng)中，不同步。在分批培養(yǎng)中，它們的形成高峰往往在微它們的形成高峰往往在微生物生長穩(wěn)定期的后期或生物生長穩(wěn)定期的后期或衰亡期。衰亡期。514.絲狀微生物的群體生長絲狀微生物的群體生長絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢絲狀微生物的純培養(yǎng)采用孢子接種，在液體培養(yǎng)基中震子接種，在液體培養(yǎng)基中震蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培蕩培養(yǎng)或深層通氣加攪拌培養(yǎng)，菌絲體通過斷裂繁殖不養(yǎng)，菌絲體通過斷裂繁殖不形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)?？梢杂镁z形成產(chǎn)孢結(jié)構(gòu)?？梢杂镁z干重作為衡量生長的指標，干重作為衡量生長的指標，即以時間為橫坐標，以菌絲即以時間為橫坐標，以菌絲干重為縱坐標，

50、繪制生長曲干重為縱坐標，繪制生長曲線。線。可分為三個階段：可分為三個階段：1、生長停滯期、生長停滯期2、迅速生長期、迅速生長期3、衰退期、衰退期521、生長停滯期、生長停滯期: 造成生長停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的造成生長停滯的原因一是孢子萌發(fā)前真正的停滯狀態(tài)，另一種是生長已經(jīng)開始，但還無法測定。停滯狀態(tài)，另一種是生長已經(jīng)開始，但還無法測定。2、迅速生長期、迅速生長期:菌絲體干重迅速增加，其立方根與時間呈直菌絲體干重迅速增加，其立方根與時間呈直線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級數(shù)增加，沒有對數(shù)生長期。生線關(guān)系，菌絲干重不以幾何級數(shù)增加，沒有對數(shù)生長期。生長主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長和出現(xiàn)分支、斷裂等，

51、此時期長主要表現(xiàn)在菌絲尖端的伸長和出現(xiàn)分支、斷裂等，此時期的菌體呼吸強度達到高峰，有的開始積累代謝產(chǎn)物。的菌體呼吸強度達到高峰，有的開始積累代謝產(chǎn)物。3、衰退期、衰退期:菌絲體干重下降，到一定時期不再變化。大多數(shù)菌絲體干重下降，到一定時期不再變化。大多數(shù)次級代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細胞都出現(xiàn)大的空泡。有次級代謝產(chǎn)物在此期合成，大多數(shù)細胞都出現(xiàn)大的空泡。有些菌絲體還會發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。些菌絲體還會發(fā)生自溶菌絲體，這與菌種和培養(yǎng)條件有關(guān)。4.絲狀微生物的群體生長絲狀微生物的群體生長53三三 微生物的連續(xù)培養(yǎng)微生物的連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture）分批培養(yǎng)分批

52、培養(yǎng)（batch culture） ：將微生物置于一定：將微生物置于一定容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。容積的定量的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)基一次性加入。不再補充和更換，最后一次性收獲。不再補充和更換，最后一次性收獲。連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture） ：在微生物培養(yǎng)：在微生物培養(yǎng)的過程中，不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時排的過程中，不斷地供給新鮮的營養(yǎng)物質(zhì)，同時排除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物除含菌體及代謝產(chǎn)物的發(fā)酵液，讓培養(yǎng)的微生物長時間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物的增殖長時間地處于對數(shù)生長期，以利于微生物的增殖速度和代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。速度和

53、代謝活性處于某種穩(wěn)定狀態(tài)。連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)：由于對典型生長曲線中穩(wěn)定：由于對典型生長曲線中穩(wěn)定期到來原因的認識，采取相應(yīng)有效措施推遲其來期到來原因的認識，采取相應(yīng)有效措施推遲其來臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。臨，從而發(fā)展出現(xiàn)在的連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)。54原理：當微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達到對數(shù)期后期時，原理：當微生物在單批培養(yǎng)方式下生長達到對數(shù)期后期時，一方面以一定的速度流進新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以溢一方面以一定的速度流進新鮮培養(yǎng)基并攪拌，另一方面以溢流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達到動態(tài)平衡，其中的微生物流方式流出培養(yǎng)液，使培養(yǎng)物達到動態(tài)平衡，其中的微生物就能長期保持對數(shù)期的平

54、衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。就能長期保持對數(shù)期的平衡生長狀態(tài)和穩(wěn)定的生長速率。單批培養(yǎng)單批培養(yǎng) 恒濁法恒濁法恒化法恒化法 單批培養(yǎng)單批培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng)時間時間連續(xù)流入連續(xù)流入新鮮培養(yǎng)液新鮮培養(yǎng)液lg細胞數(shù)（個細胞數(shù)（個/ml）連續(xù)培養(yǎng)連續(xù)培養(yǎng) 連續(xù)培養(yǎng)原理連續(xù)培養(yǎng)原理55連續(xù)連續(xù)培養(yǎng)培養(yǎng)器器按控制方式分按控制方式分按培養(yǎng)器的級數(shù)分按培養(yǎng)器的級數(shù)分按細胞狀態(tài)分按細胞狀態(tài)分按用途分按用途分內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器內(nèi)控制（控制菌體密度）：恒濁器外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制外控制（控制培養(yǎng)液流速、以控制生長速率）：恒化器生長速率）：恒化器單級連續(xù)培養(yǎng)器單級連續(xù)培養(yǎng)器多級連續(xù)培養(yǎng)器多級連續(xù)培

55、養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器一般連續(xù)培養(yǎng)器固定化細胞連續(xù)培養(yǎng)器固定化細胞連續(xù)培養(yǎng)器實驗室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器實驗室科研用：連續(xù)培養(yǎng)器發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐發(fā)酵生產(chǎn)用：連續(xù)發(fā)酵罐連續(xù)培養(yǎng)器連續(xù)培養(yǎng)器56連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)恒化連續(xù)培養(yǎng)恒化連續(xù)培養(yǎng)概念概念：以恒定流速使營養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細菌：以恒定流速使營養(yǎng)物質(zhì)濃度恒定而保持細菌生長速率恒定的方法。生長速率恒定的方法。 原理：原理：通過控制某一種營養(yǎng)物濃度通過控制某一種營養(yǎng)物濃度（如碳、氮源、（如碳、氮源、生長因子等）生長因子等） ，使其始終成為生長限制因子，而，使其始終成為生長限制因子，而達到控制培養(yǎng)液流速保持不變，并使微生物始終在達到控制培養(yǎng)液流

56、速保持不變，并使微生物始終在低于其最高生長速率條件下進行生長繁殖。低于其最高生長速率條件下進行生長繁殖。特點：特點：維持營養(yǎng)成分的維持營養(yǎng)成分的亞適量亞適量，控制微生物生長速，控制微生物生長速率。率。菌體生長速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)菌體生長速率恒定，菌體均一、密度穩(wěn)定，產(chǎn)量低于最高菌體產(chǎn)量。量低于最高菌體產(chǎn)量。應(yīng)用范圍：應(yīng)用范圍：實驗室科學(xué)研究實驗室科學(xué)研究57figure . schematic diagram of a chemostat, a device for the continuous culture of bacteria. the chemostat relieves

57、 the environmental conditions that restrict growth by continuously supplying nutrients to cells and removing waste substances and spent cells from the culture medium. 58恒化器恒化器chemostat 或或bactogen59概念：概念：通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基流速，使培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)使培養(yǎng)液濁度保持恒定的連續(xù)培養(yǎng)方法。培養(yǎng)方法。原理原理：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流：通過調(diào)節(jié)新鮮培養(yǎng)基流入的速度和培養(yǎng)物流出的速度入的

58、速度和培養(yǎng)物流出的速度來來維持菌濃度不變維持菌濃度不變,即濁度不變即濁度不變。主要采用恒濁器，當濁度高時，主要采用恒濁器，當濁度高時，使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁使新鮮培養(yǎng)基的流速加快，濁度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。度降低，則減慢培養(yǎng)基的流速。特點：特點：基質(zhì)過量，微生物始終基質(zhì)過量，微生物始終以最高速率進行生長，以最高速率進行生長，并可在并可在允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密允許范圍內(nèi)控制不同的菌體密度度；但工藝復(fù)雜，煩瑣。；但工藝復(fù)雜，煩瑣。連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)連續(xù)培養(yǎng)技術(shù)恒濁培養(yǎng)恒濁培養(yǎng)使用范圍：使用范圍：用于生產(chǎn)大量菌用于生產(chǎn)大量菌體、生產(chǎn)與菌體生長相平行體、生產(chǎn)與菌體生長相平行的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸

59、、的某些代謝產(chǎn)物，如乳酸、乙醇等。乙醇等。60裝置裝置控制對象控制對象培養(yǎng)培養(yǎng)基基培養(yǎng)基培養(yǎng)基流速流速生長速生長速率率產(chǎn)物產(chǎn)物應(yīng)用應(yīng)用范圍范圍恒濁器恒濁器 菌體密度菌體密度（內(nèi)控制）（內(nèi)控制）無限無限制生制生長因長因子子不恒定不恒定最高最高大量菌體大量菌體或與菌體或與菌體形成相平形成相平行的產(chǎn)物行的產(chǎn)物生產(chǎn)生產(chǎn)為主為主恒化器恒化器 培養(yǎng)基流培養(yǎng)基流速（外控速（外控制）制）有限有限制生制生長因長因子子恒定恒定低于最低于最高高不同生長不同生長速率的菌速率的菌體體實驗實驗室為室為主主恒濁器與恒化器的比較恒濁器與恒化器的比較61連續(xù)發(fā)酵（連續(xù)發(fā)酵（continuous fermentation）連續(xù)培

60、養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，相對于單批發(fā)酵而言。連續(xù)培養(yǎng)在生產(chǎn)上的應(yīng)用，相對于單批發(fā)酵而言。優(yōu)點：優(yōu)點：高效，簡化了操作高效，簡化了操作裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作；裝料、滅菌、出料、清洗發(fā)酵罐等單元操作；自控：便于利用各種儀表進行自動控制；自控：便于利用各種儀表進行自動控制；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定節(jié)約大量動力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負荷均衡合理。節(jié)約大量動力、人力、水和蒸汽，且使水、汽、電的負荷均衡合理。缺點：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營養(yǎng)物利用率低于缺點：菌種易于退化；易于遭到雜菌污染；營養(yǎng)物利用率低于單批培養(yǎng)。單批培養(yǎng)。連續(xù)發(fā)酵的生產(chǎn)時間受以上因素限制，一般只能維持數(shù)月