發(fā)酵指人們借助微生物在有氧或無氧條件下的生命活動來制備微生物菌體本身、或者直接代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物的過程。發(fā)酵有時(shí)也寫作酦酵，其定義由使用場合的不同而不同。通常所說的發(fā)酵，多是指生物體對于有機(jī)物的某種分解過程。
生物發(fā)酵罐，指工業(yè)上用來進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置。其主體一般為用不銹鋼板制成的主式圓筒，其容積在一立方米至數(shù)百立方米之間。在設(shè)計(jì)和加工中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，合理，能耐受蒸汽滅菌、有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少(避免死角)、物料與能量傳遞性能強(qiáng)，并可進(jìn)行一定調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染，適合于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)以及減少能量消耗。發(fā)酵是人類較早接觸的一種生物化學(xué)反應(yīng)，如今在食品工業(yè)、生物和化學(xué)工業(yè)中均有廣泛應(yīng)用。其也是生物工程的基本過程，即發(fā)酵工程。對于其機(jī)理以及過程控制的研究，還在繼續(xù)。
實(shí)驗(yàn)室的發(fā)酵罐發(fā)酵是工業(yè)發(fā)酵罐發(fā)酵的原型和基礎(chǔ)，工業(yè)發(fā)酵罐發(fā)酵是在實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上進(jìn)行放大改進(jìn)而得到的，因此做好實(shí)驗(yàn)室生物發(fā)酵罐的發(fā)酵是今后投入工業(yè)生產(chǎn)的必經(jīng)之路。
一、種子活性
種子的活性對發(fā)酵實(shí)驗(yàn)的成功至關(guān)重要，菌種如果活性普遍較低，那么將無法順利完成繁殖，或者繁殖速度較慢，那么將無法達(dá)到預(yù)期的發(fā)酵效果。
在搖瓶發(fā)酵時(shí)，如果搖瓶時(shí)間過長，則會起到物極必反的效果，微生物的生長分為四個時(shí)期，分別為：調(diào)整期，對數(shù)期，穩(wěn)定期，和衰亡期，微生物在對數(shù)期時(shí)繁殖效果好，如果搖瓶時(shí)間過長，在接種時(shí)微生物的發(fā)酵已經(jīng)經(jīng)過了對數(shù)期，那么將停止快速繁殖，其數(shù)目一般不會有太大變化，甚至還會有所減少。
二、發(fā)酵培養(yǎng)基
發(fā)酵培養(yǎng)基是供菌種生長、繁殖和合成產(chǎn)物之用。它既要使種子接種后能迅速生長，達(dá)到一定的菌絲濃度，又要使長好的菌體能迅速合成需產(chǎn)物。因此，要求發(fā)酵培養(yǎng)基的組成應(yīng)豐富、*，碳、氮源要注意*和遲效的互相搭配，少用*營養(yǎng)，多加遲效營養(yǎng);還要考慮適當(dāng)?shù)奶嫉龋泳彌_劑穩(wěn)定pH值;并且還要有菌體生長所需的生長因子和產(chǎn)物合成所需要的元素、前體和促進(jìn)劑等。除有菌體生長所必需的元素和化合物外，還要有產(chǎn)物所需的特定元素、前體和促進(jìn)劑等。但若因生長和生物合成產(chǎn)物需要的總的碳源、氮源、磷源等的濃度太高，或生長和合成兩階段各需的條件要求不同時(shí)，則可考慮培養(yǎng)基用分批補(bǔ)料來加以滿足。
三、雜菌污染
生物發(fā)酵罐進(jìn)行發(fā)酵操作之前，必須進(jìn)行高壓滅菌處理，以殺死罐內(nèi)殘留的雜菌。有的時(shí)候雖然在高壓滅菌后消滅了發(fā)酵罐內(nèi)的雜菌，但是在接種時(shí)也可能會引入新的細(xì)菌，因此接種時(shí)的無菌操作也是十分重要的一個注意點(diǎn)。如果在發(fā)酵操作進(jìn)行時(shí)，其罐內(nèi)含有雜菌，則會導(dǎo)致以下兩種結(jié)果：1、會對發(fā)酵所需的微生物造成不可挽回的毀滅性打擊，導(dǎo)致發(fā)酵所需的微生物大面積死亡，從而使整個發(fā)酵實(shí)驗(yàn)以失敗告終。2、不會對發(fā)酵所需的微生物造成危害，但是其會在發(fā)酵過程中與發(fā)酵所需的微生物搶奪養(yǎng)分，從而在一定程度上抑制了微生物的正常生長繁殖，久而久之，還是會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)走向失敗。
