持续文化-定义，原则，过程，类型，应用，限制

表的内容

连续的文化定义

连续培养是指不断向生物反应器中添加营养物质，同时去除培养液(含细胞和代谢物)的连续过程。培养液的体积是恒定的，这是由于恒定的进料和出料率(即消耗的营养物质被替换，有毒代谢物被从培养物中去除)。

连续性文化的一些优点是:

在连续培养中，保持工作体积恒定简化了基于恒定功率体积策略的培养放大。
为建立最长、长期的最佳合成条件提供了可能。
能够获得稳定的产品质量(稳定状态包括均匀的细胞培养与恒定的生物量和代谢物浓度)。
它还导致更高的生产率单位体积，因为费时的任务，如清洁和消毒是不必要的。
稳定状态下的培养可以持续几天、几周甚至几个月，从而大大减少停机时间，使过程更具经济竞争力。

持续文化原则

连续流动系统由一个反应器组成，反应物以稳定的速率泵入，产物从反应器中释放出来。
控制它们运作的因素是:
- 材料如何通过反应堆(这取决于它的设计);
- 反应发生的动力学。
在连续培养中，限制生长的营养物质可以维持在稳定的浓度，这使得微生物可以以亚最大的速度生长。
在稳定状态下，细胞生长速率和环境条件，如代谢物浓度，保持不变
此外，在连续培养中，pH、氧张力、排泄产物浓度、种群密度等参数易于监测和控制。

持续文化的过程

在连续培养中，建立一个开放系统，在该系统中，一个或多个含有必要营养物质的进料流被连续地输入，而含有细胞、产物和残余物的流出流被连续地除去。
通过保持进料流和出水流的相同容积流量来建立稳态。
培养体积保持恒定，所有营养物质浓度保持恒定的稳态值。
在此过程中，延长了指数增长阶段，避免了副产品的形成。
连续发酵是由微生物生长活性或副产物形成监测，这些过程被称为-

答:恒浊器方法

在这个系统中，细胞的生长是可控的，并且保持恒定，但是新鲜培养基的流速是变化的。
细胞密度是根据浑浊度的设定值来控制的，浑浊度是由细胞数量产生的，同时新鲜的培养基是不断供应的。

无花果:带光源的浊度仪，用于检测细胞浊度和细菌光密度。图像源: Najafpour, g.d.(2015)。生化工程与生物技术．爱思唯尔。https://doi.org/10.1016/b978 - 044452845 - 2/50005 - 7所示。

b .恒化器方法

在恒温器中，营养物质以恒定的流速源源不断地供应，细胞的密度根据供应的生长必需营养物质进行调整。
在恒温器中，生长速率是通过调节基质(如碳、氮和磷)的浓度来决定的。

图:恒化器连续文化。图像源: Najafpour, g.d.(2015)。生化工程与生物技术．爱思唯尔。ttp: / / doi.org/10.1016/b978 - 044452845 - 2/50005 - 7所示。)

恒化系统和浊度系统的连续培养有以下标准:

培养基和细胞是不断变化的
细胞密度是恒定的
稳态增长
开放的系统

c .平推流反应器

在这种连续培养中，培养液流经管状反应器而不需要重新混合。
在塞流反应器中，营养物质(反应物)以“塞”的形式进入反应器，这些“塞”沿轴向流过反应器。
培养基通过一根管子稳定地流动，细胞从出口回收到进口。

图:塞流反应器设计。图像来源:Jaibiba, P.， Vignesh, s.n .和Hariharan, S.(2020)。典型生物反应器的工作原理。在生物反应器．公司。https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821264-6.00010-3］

持续培养的应用

连续培养发酵已被用于生产单细胞蛋白、有机溶剂、发酵剂等。
已应用于啤酒、饲料酵母、食醋、面包酵母等生产。
在工业生产中产生的次生代谢物(如抗生素从a青霉菌或者一个链霉菌属sp)。
连续培养已用于生产l -赖氨酸C。glutamicum突变体b - 6
它已被用于城市垃圾处理工艺。

读也:

持续文化的局限性

在长期的种植过程中，保持无菌是很棘手的，而下游的加工也很有挑战性。
控制一些非生长相关产品的生产并不容易。正因为如此，经常需要连续培养馈料式培养以及持续的营养供应。
由于混合物的粘度和异质性，维持丝状生物体可能具有挑战性。
如果一个快速增长的菌株超过了最初的产品菌株，它可能会随着时间的推移而丢失。

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