發(fā)酵指人們借助微生物在有氧或無(wú)氧條件下的生命活動(dòng)來(lái)制備微生物菌體本身、或者直接代謝產(chǎn)物或次級(jí)代謝產(chǎn)物的過(guò)程。發(fā)酵有時(shí)也寫作酦酵，其定義由使用場(chǎng)合的不同而不同。通常所說(shuō)的發(fā)酵，多是指生物體對(duì)于有機(jī)物的某種分解過(guò)程。
生物發(fā)酵罐，指工業(yè)上用來(lái)進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置。其主體一般為用不銹鋼板制成的主式圓筒，其容積在一立方米至數(shù)百立方米之間。在設(shè)計(jì)和加工中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，合理，能耐受蒸汽滅菌、有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少(避免死角)、物料與能量傳遞性能強(qiáng)，并可進(jìn)行一定調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染，適合于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)以及減少能量消耗。發(fā)酵是人類較早接觸的一種生物化學(xué)反應(yīng)，如今在食品工業(yè)、生物和化學(xué)工業(yè)中均有廣泛應(yīng)用。其也是生物工程的基本過(guò)程，即發(fā)酵工程。對(duì)于其機(jī)理以及過(guò)程控制的研究，還在繼續(xù)。
實(shí)驗(yàn)室的發(fā)酵罐發(fā)酵是工業(yè)發(fā)酵罐發(fā)酵的原型和基礎(chǔ)，工業(yè)發(fā)酵罐發(fā)酵是在實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上進(jìn)行放大改進(jìn)而得到的，因此做好實(shí)驗(yàn)室生物發(fā)酵罐的發(fā)酵是今后投入工業(yè)生產(chǎn)的必經(jīng)之路。
一、種子活性
種子的活性對(duì)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的成功至關(guān)重要，菌種如果活性普遍較低，那么將無(wú)法順利完成繁殖，或者繁殖速度較慢，那么將無(wú)法達(dá)到預(yù)期的發(fā)酵效果。
在搖瓶發(fā)酵時(shí)，如果搖瓶時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)起到物極必反的效果，微生物的生長(zhǎng)分為四個(gè)時(shí)期，分別為：調(diào)整期，對(duì)數(shù)期，穩(wěn)定期，和衰亡期，微生物在對(duì)數(shù)期時(shí)繁殖效果好，如果搖瓶時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，在接種時(shí)微生物的發(fā)酵已經(jīng)經(jīng)過(guò)了對(duì)數(shù)期，那么將停止快速繁殖，其數(shù)目一般不會(huì)有太大變化，甚至還會(huì)有所減少。
二、發(fā)酵培養(yǎng)基
發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌種生長(zhǎng)、繁殖和合成產(chǎn)物之用。它既要使種子接種后能迅速生長(zhǎng)，達(dá)到一定的菌絲濃度，又要使長(zhǎng)好的菌體能迅速合成需產(chǎn)物。因此，要求發(fā)酵培養(yǎng)基的組成應(yīng)豐富、*，碳、氮源要注意*和遲效的互相搭配，少用*營(yíng)養(yǎng)，多加遲效營(yíng)養(yǎng);還要考慮適當(dāng)?shù)奶嫉?，加緩沖劑穩(wěn)定pH值;并且還要有菌體生長(zhǎng)所需的生長(zhǎng)因子和產(chǎn)物合成所需要的元素、前體和促進(jìn)劑等。除有菌體生長(zhǎng)所必需的元素和化合物外，還要有產(chǎn)物所需的特定元素、前體和促進(jìn)劑等。但若因生長(zhǎng)和生物合成產(chǎn)物需要的總的碳源、氮源、磷源等的濃度太高，或生長(zhǎng)和合成兩階段各需的條件要求不同時(shí)，則可考慮培養(yǎng)基用分批補(bǔ)料來(lái)加以滿足。
三、雜菌污染
生物發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵操作之前，必須進(jìn)行高壓滅菌處理，以殺死罐內(nèi)殘留的雜菌。有的時(shí)候雖然在高壓滅菌后消滅了發(fā)酵罐內(nèi)的雜菌，但是在接種時(shí)也可能會(huì)引入新的細(xì)菌，因此接種時(shí)的無(wú)菌操作也是十分重要的一個(gè)注意點(diǎn)。如果在發(fā)酵操作進(jìn)行時(shí)，其罐內(nèi)含有雜菌，則會(huì)導(dǎo)致以下兩種結(jié)果：1、會(huì)對(duì)發(fā)酵所需的微生物造成不可挽回的毀滅性打擊，導(dǎo)致發(fā)酵所需的微生物大面積死亡，從而使整個(gè)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)以失敗告終。2、不會(huì)對(duì)發(fā)酵所需的微生物造成危害，但是其會(huì)在發(fā)酵過(guò)程中與發(fā)酵所需的微生物搶奪養(yǎng)分，從而在一定程度上抑制了微生物的正常生長(zhǎng)繁殖，久而久之，還是會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)走向失敗。
