论文部分内容阅读
摘 要：在生物化工領域内，微生物高细胞密度培养技术是一项重点关注的研究课题，它可以有效地缩短生物工程的培养、生产周期，减少企业生产的资金投入。微生物高细胞密度培养技术应用于食品添加剂领域内，可以大大提高产品质量及生产能力，对该行业的发展具有非常积极的意义。本文综述了高细胞密度培养技术，并介绍了该技术在食品添加剂领域的应用情况，同时也对该行业的发展进行展望，相信微生物高细胞密度培养技术的应用将越来越广。
关键词：微生物高细胞密度 食品添加剂 应用
引言
目前，微生物高细胞密度培养技术已经发展为生物化工领域的重点研究课题，也是微生物技术生产的核心技术。微生物高细胞密度培养技术具有很多优点，它可以缩短产品生产周期，降低企业生产成本，减少设备投资。通过对微生物高细胞密度培养技术的研究，充分了解微生物的生产特性，进而提高微生物产品生产率。通过技术的革新，提高生产水平，促进食品添加剂行业的发展。
一、微生物高细胞密度培养技术研究
1.影响高密度细胞生长的因素
微生物高细胞密度培养技术是生物工程中的一项新技术，实现高细胞密度培养需要调解影响细胞生长速度和生长周期的制性因素。在高细胞密度培养过程中，影响细胞培养的因素主要包括限限制性底物、生长抑制性物质、溶解氧、发酵液流变学特性等等。
在高细胞密度培养过程中，要满足高细胞密度的新陈代谢和生长需要，我们需要在细胞内加入高浓度的底物，为细胞生长提供营养需要。从目前阶段的细胞培养来看，多数情况的底物采用甘油作为碳源，从而减少细胞培养过程中产生的乙酸，从而提高细胞密度。
在高细胞密度培养过程中，细胞的新陈代谢出现许多副产物例如乙酸、乙醇等等，这些副产物对细胞的生长和细胞浓度具有很强的抑制性作用。在培养过程中，如果乙酸浓度过高，培养皿内的大肠杆菌就会停止生长，因此，如果通过生物技术维持较高的溶解氧浓度，可以维护高细胞浓度的生长。
高细胞密度经过发酵的过程，由于细菌的生长，菌体体积会发生变化。在发酵体系培养过程中，会存在气、液、固三种形态的变化。而且菌体的变化会影响微生物细胞的增殖、生长和代谢。通过发酵液流变学特性，影响细胞的生长。
2.高细胞密度培养生物反应器
在微生物高细胞密度培养过程中，需要用到良好的生物反应器。在培养过程中，常用的反应器皿主要有搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、膜生物反应器等等。搅拌式生物反应器可以保证培养物的混合均匀，从而保证培养液的浓度。气升式生物反应器可以实现较高的溶解氧密度，从而为微生物的生长提供高浓度的溶解氧的要求。
膜生物反应器是通过膜分离技术可以将培养物与产物进行分离，从而促进产物的分离，从而保证产物的浓度。在大多数情况下，微生物细胞培养底物与产物存在连续性的输入和输出。而且通过膜分离技术，有助于菌体的生长。
在微生物反映过程中，透析反应器可以根据不同溶质分子对半透膜的扩散速度，从而促进细胞的分离。通过透析反应可可以将培养液中的低分子代谢产物透析出来，在培养液中保留细胞与大分子产物。在细胞培养过程中，通过半透膜的透析反应器，我们可以有效解除代谢产物乙酸、乙醇的抑制作用。
二、微生物高细胞密度培养技术在食品添加剂中的应用
在食品添加剂生产中，一般主要采用化学合成、生物合成和天然提取三种途径进行生产。生物合成技术是现代食品添加剂生产的重要方式，也是发酵工程的首选生产方式。利用微生物发酵生产技术，可以生产维生素、防腐剂、色素等多种食品添加剂。这里重点介绍几种微生物高细胞密度培养技术生产的食品添加剂。
1.虾青素
虾青素是一种存在于鱼、藻类等生物中的色素物质，它具有很强的抗氧化性，同时还能增强机体免疫力的作用。通过微生物高细胞密度培养技术，会对细胞的培养具有很大的影响。而真菌细胞可以产生虾青素，通过真菌细胞的培养技术，以法夫酵母的方式培养细胞，从而提高虾青素的高产率。
法夫酵母技术的培养中，ph值是影响细胞浓度的关键因素之一。在细胞的培养过程中，我们需要根据菌体的生长需要，将培养液的ph值维持在6.0左右，从而保证微生物菌体生长速度达到最大值。一般情况下，在虾青素培养过程中，虾青素的大量积累会导致ph值下降，进而影响到菌体的生长。
2.植酸酶
植酸酶是一种胞外酶，它广泛存在于动植物和微生物中，作为植酸酶能够降低食物中的植酸而且改善人体对磷、钙等矿物质的吸收。植酸酶是食品加工助剂，它可以有效地改善食品性能，从而提高食品的营养价值。而且，近年来，随着微生物发酵技术的发展，微生物高细胞密度培养技术具有很多中培养方法，它可以有效地改善营养液的环境，从而提高微生物的生产环境。
在培养高细胞密度培养技术培养植酸酶，需要根据菌体浓度和酶的活性，根据酵母膏条件获取较高的菌体浓度，从而提高植酸酶的浓度。但是，这就要求我们要保证菌体的生产环境，减少乙酸等细胞副产物对细胞生产的抑制作用，从而提高添加剂产量。
结语：微生物高细胞密度培养技术是生物工程中的一项重要生产技术，它可以改变微生物的生产环节，提高微生物的生产速率，缩短微生物生长周期，从而增加食品添加剂的产量，大大提高产品生产效率。通过分析微生物高细胞密度培养技术的影响因素，希望可以大大提高微生物高细胞产物的生产量，从而提高食品添加剂的生产效率。
参考文献：
[1]李寅，高海军，陈坚.高细胞密度发酵技术[M].北京：化学工业出版社，2006：4-5.
[2]陈保立，王世立，韩金祥.重组大肠杆菌高密度培养的研究进展[J].中国生物制品学杂志，2009，22（11）：1156-1158.
[3]陈理，俞昌喜.重组大肠杆菌高密度发酵工艺进展[J].海峡药学，2011，23（3）：15-18.
关键词：微生物高细胞密度 食品添加剂 应用
引言
目前，微生物高细胞密度培养技术已经发展为生物化工领域的重点研究课题，也是微生物技术生产的核心技术。微生物高细胞密度培养技术具有很多优点，它可以缩短产品生产周期，降低企业生产成本，减少设备投资。通过对微生物高细胞密度培养技术的研究，充分了解微生物的生产特性，进而提高微生物产品生产率。通过技术的革新，提高生产水平，促进食品添加剂行业的发展。
一、微生物高细胞密度培养技术研究
1.影响高密度细胞生长的因素
微生物高细胞密度培养技术是生物工程中的一项新技术，实现高细胞密度培养需要调解影响细胞生长速度和生长周期的制性因素。在高细胞密度培养过程中，影响细胞培养的因素主要包括限限制性底物、生长抑制性物质、溶解氧、发酵液流变学特性等等。
在高细胞密度培养过程中，要满足高细胞密度的新陈代谢和生长需要，我们需要在细胞内加入高浓度的底物，为细胞生长提供营养需要。从目前阶段的细胞培养来看，多数情况的底物采用甘油作为碳源，从而减少细胞培养过程中产生的乙酸，从而提高细胞密度。
在高细胞密度培养过程中，细胞的新陈代谢出现许多副产物例如乙酸、乙醇等等，这些副产物对细胞的生长和细胞浓度具有很强的抑制性作用。在培养过程中，如果乙酸浓度过高，培养皿内的大肠杆菌就会停止生长，因此，如果通过生物技术维持较高的溶解氧浓度，可以维护高细胞浓度的生长。
高细胞密度经过发酵的过程，由于细菌的生长，菌体体积会发生变化。在发酵体系培养过程中，会存在气、液、固三种形态的变化。而且菌体的变化会影响微生物细胞的增殖、生长和代谢。通过发酵液流变学特性，影响细胞的生长。
2.高细胞密度培养生物反应器
在微生物高细胞密度培养过程中，需要用到良好的生物反应器。在培养过程中，常用的反应器皿主要有搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、膜生物反应器等等。搅拌式生物反应器可以保证培养物的混合均匀，从而保证培养液的浓度。气升式生物反应器可以实现较高的溶解氧密度，从而为微生物的生长提供高浓度的溶解氧的要求。
膜生物反应器是通过膜分离技术可以将培养物与产物进行分离，从而促进产物的分离，从而保证产物的浓度。在大多数情况下，微生物细胞培养底物与产物存在连续性的输入和输出。而且通过膜分离技术，有助于菌体的生长。
在微生物反映过程中，透析反应器可以根据不同溶质分子对半透膜的扩散速度，从而促进细胞的分离。通过透析反应可可以将培养液中的低分子代谢产物透析出来，在培养液中保留细胞与大分子产物。在细胞培养过程中，通过半透膜的透析反应器，我们可以有效解除代谢产物乙酸、乙醇的抑制作用。
二、微生物高细胞密度培养技术在食品添加剂中的应用
在食品添加剂生产中，一般主要采用化学合成、生物合成和天然提取三种途径进行生产。生物合成技术是现代食品添加剂生产的重要方式，也是发酵工程的首选生产方式。利用微生物发酵生产技术，可以生产维生素、防腐剂、色素等多种食品添加剂。这里重点介绍几种微生物高细胞密度培养技术生产的食品添加剂。
1.虾青素
虾青素是一种存在于鱼、藻类等生物中的色素物质，它具有很强的抗氧化性，同时还能增强机体免疫力的作用。通过微生物高细胞密度培养技术，会对细胞的培养具有很大的影响。而真菌细胞可以产生虾青素，通过真菌细胞的培养技术，以法夫酵母的方式培养细胞，从而提高虾青素的高产率。
法夫酵母技术的培养中，ph值是影响细胞浓度的关键因素之一。在细胞的培养过程中，我们需要根据菌体的生长需要，将培养液的ph值维持在6.0左右，从而保证微生物菌体生长速度达到最大值。一般情况下，在虾青素培养过程中，虾青素的大量积累会导致ph值下降，进而影响到菌体的生长。
2.植酸酶
植酸酶是一种胞外酶，它广泛存在于动植物和微生物中，作为植酸酶能够降低食物中的植酸而且改善人体对磷、钙等矿物质的吸收。植酸酶是食品加工助剂，它可以有效地改善食品性能，从而提高食品的营养价值。而且，近年来，随着微生物发酵技术的发展，微生物高细胞密度培养技术具有很多中培养方法，它可以有效地改善营养液的环境，从而提高微生物的生产环境。
在培养高细胞密度培养技术培养植酸酶，需要根据菌体浓度和酶的活性，根据酵母膏条件获取较高的菌体浓度，从而提高植酸酶的浓度。但是，这就要求我们要保证菌体的生产环境，减少乙酸等细胞副产物对细胞生产的抑制作用，从而提高添加剂产量。
结语：微生物高细胞密度培养技术是生物工程中的一项重要生产技术，它可以改变微生物的生产环节，提高微生物的生产速率，缩短微生物生长周期，从而增加食品添加剂的产量，大大提高产品生产效率。通过分析微生物高细胞密度培养技术的影响因素，希望可以大大提高微生物高细胞产物的生产量，从而提高食品添加剂的生产效率。
参考文献：
[1]李寅，高海军，陈坚.高细胞密度发酵技术[M].北京：化学工业出版社，2006：4-5.
[2]陈保立，王世立，韩金祥.重组大肠杆菌高密度培养的研究进展[J].中国生物制品学杂志，2009，22（11）：1156-1158.
[3]陈理，俞昌喜.重组大肠杆菌高密度发酵工艺进展[J].海峡药学，2011，23（3）：15-18.