从摇瓶到发酵罐遇到的异常情况

bmk

摇瓶实验菌种（大环内酯内抗生素）表达良好，但是在发酵罐上效价低很多。另外，在摇瓶模拟实验中，只要在瓶中加玻璃珠或者铝片模拟搅拌，摇瓶的效价就大幅降低；平行条件下未加搅拌模拟物的摇瓶则正常。

发酵罐上的情况，已排除染菌的因素，且前期菌丝的生长情况正常。PH曲线与摇瓶有差异，但是加酸/碱调节发酵PH后，效价仍然明显偏低。另外一个异常是溶氧，接种后溶氧水平持续下降。加快搅拌速度则发酵液变粘稠，表达异常，效价非常低。

目前认为溶氧可能是导致发酵异常的原因，目前在尝试改变搅拌方式，增大通气量。

请熟悉发酵的朋友给分析一下，看是否有其他可能原因导致放大的时候异常？谢谢大家！

xiayong

从摇瓶到发酵罐，因为消毒方式、流场特征、供氧方式等发生变化，微生物的生长代谢均会方式变化，可以说罐上的工艺需要重建，不能照搬摇瓶工艺。针对你遇到的情况可采取下述方法了确定罐上初步工艺，然后在对罐工艺进行优化：
1.从罐上取无菌培养基用摇瓶跟踪，排出罐上培养基配制消毒可能出现的问题
2.进罐的种子液用摇瓶跟踪，确定种子液质量是否与摇瓶试验时一致
3.测定摇瓶发酵的生长代谢曲线，根据生长代谢曲线控制罐上控制罐上参数
4.建议建立初步的罐工艺时不要控制pH，让其自然变化，不必控制，增加pH控制会增加工艺影响参数，不利于工艺的建立，应在初步工艺建立好后进行优化时再来考虑。
5.通过转速与流量对溶氧作适当控制，不要担心溶氧在一定阶段处于较低水平。
6.不能通过在摇瓶中加玻璃珠或其他东西来模拟发酵罐，菌丝会被打断，根本不能正常生长代谢。

bmk

xiayong 发表于 2013-7-30 09:02
从摇瓶到发酵罐，因为消毒方式、流场特征、供氧方式等发生变化，微生物的生长代谢均会方式变化，可以说罐上 ...

非常感谢xiayong的建议。

这里我补充一下背景，
关于溶氧，在发酵罐上的情况是开始正常（假设这是后是100%），然后一直持续下降（直到接近0%）。一般正常情况下溶氧会有下降过程，但是应该能在后期稳定在一定水平（比如40%左右）。
关于在摇瓶中加玻璃珠，我们的想法是模拟考察剪切力的影响。玻璃珠越多，类似于剪切力越大，确实也存在打断菌丝的可能性。

关于消毒因素和种子质量差异的影响，我们需要去确认一下。

bmk

最新情况更新：

罐子上菌丝生长正常，生物量和PH也基本与摇瓶一直，过程中有段时间溶氧水平较摇瓶低， 但是后面通过调节搅拌速度把溶氧提上去了。摇瓶能顺利得到需要的次级代谢产物， 但是发酵罐上效价只有摇瓶的15%左右。外在表现是发酵罐上发酵液的粘度变大，菌丝结团半径没有摇瓶中那么大。

请大家帮忙分析分析，看看有可能问题出在什么地方，谢谢！

a89440104

应该是搅拌和溶氧的问题；
大环内酯类抗生素我接触了几种，菌丝结团的是哪种？
如果说菌丝结团程度关联发酵单位，那也不难解决

bmk

a89440104 发表于 2013-8-12 16:45
应该是搅拌和溶氧的问题；
大环内酯类抗生素我接触了几种，菌丝结团的是哪种？
如果说菌丝结团程度关联发 ...

溶氧，已经通过加大搅拌速度和通气量提高溶氧，在确保没有出现菌丝断裂的情况下，仍然还是不产素（很低）。现象仍然是菌丝量正常，还是发酵液粘度比摇瓶大（没有出现菌体自溶），没有进入正常的次级代谢。我们打算继续补糖继续发酵两天看看是否能有转机。
是一种放线菌（a89440104你应该知道的）
种子差异的可能已经排除。
关于是不是因为搅拌不同（剪切力和流场差异），目前不太确定。至于菌丝结团程度是否有关联，也一头雾水。

另外想请教一下，像菌丝比例与摇瓶一致的情况下，会是什么原因导致发酵罐中发酵液比摇瓶的粘度大呢？

感觉有点没头绪了，头痛啊，可怜我脑袋上的本来就不多的头发又要被揪掉不少了。

梧桐木

发酵液发粘，可试试补水。建议降低搅拌，主要通过通气量来调节溶氧。

wangguangdong20

我做的放线菌和你说的差不多，刚上来效价也是上不来，我认为还是溶氧，没控制好，饱和氧是次级代谢的的关键，你可以通过搅拌桨的形式，，补水等来维持溶氧。把溶氧控制工艺要求之内。

k0705814

是不是罐 上的菌体量过大。疯长菌量而不产抗 啊。你和摇瓶上的菌量比较下。