發(fā)酵工業(yè)是既古老又嶄新的工業(yè)，它的形成經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)酵工業(yè)不斷地得到發(fā)展和充實(shí)�，F(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)就是傳統(tǒng)的發(fā)酵技術(shù)與現(xiàn)代DNA重組、細(xì)胞融合等新技術(shù)相結(jié)合，而發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)代生物技術(shù)，并通過(guò)現(xiàn)代化學(xué)工程技術(shù)生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接用于工業(yè)化生產(chǎn)的一種大工業(yè)體系，是生物技術(shù)的重要組成部分。

    發(fā)酵工業(yè)在基因工程藥物的研制方面起著不可替代的作用。重組DNA技術(shù)和大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，使得原來(lái)無(wú)法大量獲得的天然蛋白特別是基因工程藥物能夠大量生產(chǎn)，應(yīng)用于臨床的基因工程藥物的市場(chǎng)正以每年5~15%的速度增長(zhǎng)。采用高密度發(fā)酵技術(shù)，可以提高菌體的密度，最終提高產(chǎn)物的比生產(chǎn)率（單位體積單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)物的產(chǎn)量）不僅可以減少培養(yǎng)體積、強(qiáng)化下游分離提取，還可以縮短生產(chǎn)周期，減少設(shè)備投資從而降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

    發(fā)酵工程菌除有高濃度、高產(chǎn)量、高產(chǎn)率外還應(yīng)該滿足：能利用易得的廉價(jià)原料；不致病，不產(chǎn)生內(nèi)毒素；容易進(jìn)行代謝調(diào)控；易于進(jìn)行DNA重組技術(shù)。目前應(yīng)用最多的是大腸桿菌（遺傳背景清楚、操作簡(jiǎn)便、培養(yǎng)條件容易控制、成本低）。

    工程菌生長(zhǎng)繁殖需要的條件是：良好的物理環(huán)境--發(fā)酵溫度、pH值、溶氧量等；合適的化學(xué)環(huán)境--適宜工程菌生長(zhǎng)代謝所需的各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度，并限制阻礙生長(zhǎng)代謝的有害物質(zhì)的濃度。在發(fā)酵過(guò)程中許多控制參數(shù)對(duì)工程菌的生長(zhǎng)構(gòu)成影響，需不斷加以調(diào)整（見(jiàn)下表），從而達(dá)到優(yōu)化控制目的。

    發(fā)酵工藝分為批式發(fā)酵、流加式培養(yǎng)（Fed-batch）和程控發(fā)酵

試劑的配制

1. 種子液(1000ml, pH7.0)： 

Trypton        16g

Yeast Extract  10g

Glycerol       20ml

NaCl            5g

2. 發(fā)酵液（600ml）：      

Trypton            50g

Yeast Extract       50g

Glycerol           100ml

MgSO4·7H2O          3g

3. 補(bǔ)料（2400ml）：       

Trypton            200g

Yeast Extract      100g

Glycerol           1000ml

MgSO4·7H2O         12g

4. 鹽（1000ml,pH7.2）：    

KH2PO4            20g

K2HPO4            40g

Na2HPO4·12H4O    70g

(NH4)2SO4         12g

NH4Cl             0.2g

儀器

Biostat 5L自動(dòng)發(fā)酵罐，德國(guó)B.Braun公司。

操作步驟

1.消毒所有試劑、管路等。

2.發(fā)酵罐消毒。

3.發(fā)酵用菌種篩選  取-70℃保存的甘油菌種劃平板，37℃培養(yǎng)過(guò)夜，挑取單菌落于5ml試管中，振蕩培養(yǎng)至A6000.6左右，按20ml/L接種于含種子液的500ml搖瓶中，振蕩培養(yǎng)至對(duì)數(shù)中期，作為發(fā)酵罐的種子液。

以上環(huán)節(jié)應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行前準(zhǔn)備好。

4.打開(kāi)儀器，調(diào)節(jié)相應(yīng)的參數(shù)。

5.在發(fā)酵罐中加入發(fā)酵液、鹽。

6.將種子液按40ml/L接種至發(fā)酵罐，控制適當(dāng)范圍的參數(shù)：溶氧為≥30%；溫度為37℃；pH值設(shè)定為7.0，流加300ml/L的氨水以保持恒定。

7.當(dāng)發(fā)酵密度到一定范圍的時(shí)候（溶氧開(kāi)始上升）。

8.誘導(dǎo)目的蛋白表達(dá)。

9.收集菌體

10.清洗發(fā)酵罐，關(guān)閉儀器。