批(batch)和連續培養(continuous culture)的區別

微生物如細菌和真菌對各種工業都非常有益。在工業應用中，微生物在發酵過程中應大規模生長，以提取微生物代謝所需的產物。一種稱為工業發酵罐的特殊裝置用於培養和維持微生物量。它是一個為微生物生長和代謝提供空間和必要條件的大容器。工業發酵培養基有兩種，即分批培養和連續培養。分批培養和連續培養的關鍵區別在於，分批培養是一種在封閉系統中，在有限營養條件下生長微生物的技術，而連續培養是在工業開放系統中，在最佳和持續的營養供應下培養微生物的技術。

內容1。概述和主要區別2。什麼是批處理培養3。什麼是持續文化4。並排比較-分批培養與連續培養5。摘要

什麼是分批培養(a batch culture)？

分批培養是一種在封閉系統中培養微生物的技術，在這個系統中，最初提供的營養是有限的。這是工業中最常見的利用微生物如細菌和真菌**有用產品的技術。在發酵罐中生長的微生物使營養物質發酵。發酵是微生物在缺氧條件下將碳水化合物分解成醇和酸的過程。在分批培養技術中，首先提供營養物質，然後將特定的微生物接種到發酵罐中。發酵罐關閉，保持溫度和pH值，以便微生物生長。並利用內部提供的其他營養物質。隨著時間的推移，營養成分變得有限，發酵罐內的環境條件也會發生變化。因此，微生物的生長表現出明顯的滯後期、對數期、靜止期和死亡期四個階段。在發酵結束時，停止該過程，提取和純化有用的產品。發酵罐在用於另一批培養之前進行清洗和消毒。

分批培養技術的特點是，這是在有限的營養物質和一定的時間內運行。發酵罐裝置易於**和操作。發酵罐內的環境條件隨時間而變化。然而，所需的溫度、pH條件、攪拌、壓力等都得到了適當的保持，以獲得成功的產品。

分批培養技術廣泛應用於抗生素、色素等次生代謝產物的純化，該技術不適合生產與生長有關的初級代謝產物和產物。

圖01：分批培養

什麼是持續的文化(a continuous culture)？

連續培養是另一種培養有用微生物的技術。它的目的是保持微生物培養在指數階段持續增長。它可以通過不斷地提供新鮮的營養物質，以相同的速度清除積累的廢物和產品，並保持其他條件處於最佳值來實現。它是在一個稱為恆化器的特殊腔室中完成的，如圖02所示。新鮮培養基從一端連續添加，代謝產物從恆化器的另一端不斷提取，以保持培養體積恆定。

當需要從微生物中提取有用的初級代謝物如氨基酸、有機酸等時，連續培養被用於工業中。當微生物處於指數階段時，初級代謝產物的產生率最高。因此，連續培養的目的是保持微生物在對數階段的生物量。它是通過持續監控過程和控制系統來實現的。

圖02：恆化器中的連續培養

批(batch)和連續培養(continuous culture)的區別

分批培養與連續培養
分批培養技術是在密閉的發酵罐中，在一定時間內，在有限的營養條件下培養有益微生物。分批培養中的微生物生長呈現出典型的微生物生長曲線，在曲線中可以識別出四個不同的階段。	連續培養技術是在一個開放的系統中，在最佳營養水平下培養有益的微生物，在這個系統中，不斷地添加營養物質，以相同的速度去除廢物和產品，使其保持指數級增長。
營養物
在開始發酵過程之前，營養素供應一次。	營養素被添加了很多次（在開始和中間的過程）。
系統類型
間歇培養是一個封閉系統	持續文化是一個開放的系統。
程序終止
產品成型後停止分批培養。	雖然產品已經成型，但過程並沒有停止。在連續培養過程中，連續去除產品而不停止過程。
環境條件
分批培養的環境條件不是恆定的。	連續培養的環境條件保持在恆定水平。
微生物生長
分批培養中的微生物生長遵循滯後、對數和固定相。	微生物生長維持在最佳水平，即指數增長階段。
週轉率
由於內部營養成分和其他條件的限制，週轉率較低。	由於保持了最佳營養水平和其他條件，週轉率很高。
使用發酵罐
大型發酵罐用於分批培養	採用小型發酵罐連續培養。
使用
分批培養髮酵是工業上常用的發酵方法	連續培養髮酵在工業中應用較少。
區域設置
批處理區域性設置易於**和運行。	連續培養設置不容易**和運行。
汙染
分批培養中汙染最少	連續培養汙染機率高。
控制方法
控制方法簡單快捷。	控制方法複雜耗時。
適用性
分批培養更適合生產抗生素等次生代謝產物。	連續培養更適合生產氨基酸和有機酸等初級代謝產物。

總結 - 批(batch) vs. 連續培養(continuous culture)

分批培養和連續培養是工業和其他用途微生物大規模培養的兩種技術。在分批培養中，微生物在開始和生長時都會得到營養。當微生物利用可利用的營養物質時，營養物質在一定時間後就會變得有限。微生物通過滯後期、對數期、靜止期和死亡期生長。在分批培養技術中，發酵過程是分批進行的。每一批之後，發酵罐都要清洗乾淨，以便下一批使用。在連續培養中，不斷地向微生物提供足夠量的新鮮營養素，使微生物始終保持在對數相，以提取微生物的主要代謝產物。通過添加新鮮營養素和以相同的速度去除產品，連續培養的體積保持在恆定值，而不停止該過程。分批培養需要較大的封閉式發酵罐，而連續培養則需要一個小型的開放式發酵罐。這就是分批培養和連續培養的區別。

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