发酵过程中智能溶氧控制

在微生物/细胞发酵过程中，溶氧是需氧发酵控制中最重要的参数之一。溶氧的大小对发酵产物的形成及产量都会产生不同的影响，其结果直接影响整个发酵的效率。

现在市面上发酵罐对溶氧的控制，主流的方式是通过控制通入气体的量或者改变通入气体中氧气的比例来调节发酵液中溶氧%。更高一级的控制是将发酵液中溶氧%和通入气体的量、搅拌桨的转速、添加的补料及罐压进行关联，从而通过发酵系统自动控制这些参数来调节溶氧%。但是，直到今日，还没有任何一家发酵罐制造厂家的发酵罐能实现溶氧%与上述4个参数实现4级以上关联。现在市场上普遍能实现的是二级关联，及溶氧%与搅拌转速和通气量的关联，而其中做的好的是赛多利斯（贝朗）发酵罐，由于其柜式集成化自动关联控制系统，能对发酵总体要求进行自动化多级（最多4级）参数关联调节。

酵母基因组另一个明显的特征是含有许多DNA重复序列，其中一部分为完全相同的DNA序列，如rDNA与CUP1基因、Ty因子及其衍生的单一LTR序列等。在开放阅读框或者基因的间隔区包含大量的三核苷酸重复，引起了人们的高度重视。因为一部分人类遗传疾病是由三核苷酸重复数目的变化所引起的。还有更多的DNA序列彼此间具有较高的同源性，沼气常压储存罐多少钱，这些DNA序列被称为遗传丰余（genetic redundancy）。酵母多条染色体末端具有长度超过几十个kb的高度同源区，它们是遗传丰余的主要区域，这些区域至今仍然在发生着频繁的DNA重组过程。遗传丰余的另一种形式是单个基因重复，其中以分散类型最为典型，另外还有一种较为少见的类型是成簇分布的基因家族。成簇同源区（cluster homology region，简称CHR）是酵母基因组测序揭示的一些位于多条染色体的同源大片段，各片段含有相互对应的多个同源基因，它们的排列顺序与转录方向十分保守，同时还可能存在小片段的插入或缺失。这些特征表明，成簇同源区是介于染色体大片段重复与完全分化之间的中间产物，因此是研究基因组进化的良好材料，被称为基因重复的化石。染色体末端重复、单个基因重复与成簇同源区组成了酵母基因组遗传丰余的大致结构。研究表明，遗传丰余中的一组基因往往具有相同或相似的生理功能，因而它们中单个或少数几个基因的突变并不能表现出可以辨别的表型，这对酵母基因的功能研究是很不利的。所以许多酵母遗传学家认为，弄清遗传丰余的真正本质和功能意义，以及发展与此有关的实验方法，是揭示酵母基因组全部基因功能的主要困难和中心问题。

小型发酵罐分批培育进程中大肠杆的菌体成长情况，通过操控发酵进程的温度、溶氧、搅拌速度、空气流量、泡沫水对等参数，并每小时取样测OD值和还原糖量，制造菌体成长曲线，以此判别大肠菌的成长发酵情况。结果表明大肠菌在发酵的前三个小时处于成长推迟期，发酵3～6小时为对数成长期，发酵6小时后该菌开端进入平衡期，第8小不时完毕发酵实验。

   发酵罐是进行液体发酵的特别设备。生产上运用的发酵罐容积大，均用钢板或不锈钢板制成；供实验室运用的小型发酵罐，其容积可从约1L至数百升或稍大些。一般来说，5L以下是用耐压玻璃制造罐体，10 L以上用不锈钢板或钢板制造罐体。发酵罐配备有操控器和各种电极，可以自动地调控实验所需求的培育条件，是微生物学、遗传工程、工业等科学研究所必需的设备。

   在当今市场上，各厂家生产的发酵罐会有所不一样，但根本原理是一样的，根本布局是相似的。本实验运用的是BIOTECH-7BGZ发酵罐，其布局首要又罐体和操控器两大部分组成，罐体为一硬质玻璃圆筒，底和顶两头用不锈钢板及橡胶垫圈密封构成，容积为5L，顶盖上有多个孔口，分别是加料及接种口补料口、放置 DO（溶解氧）电极口、放置pH电极口、放置消泡电极口、放置取样管口等；本罐可装备不一样功能的操控器，操控器能完结最根本的功能。