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选择合适的发酵用pH的有利于菌的生长和产物合成

 发布时间:2021-05-10 点击量:43
  发酵用pH值是微生物在一定环境条件下代谢活动的综合指标,是一项重要的发酵参数,对菌体的生长和产品的积累有很大的影响。因此必须掌握发酵过程中PH的变化规律,以便对发酵过程进行合理有效控制。
 
  每一类菌都有其最适的和能耐受的PH范围。细菌和放线菌在6.5~7.5,酵母在4~5,霉菌在5~7。微生物生长阶段和产物合成阶段的最适PH往往也不一样,这不仅与菌种的特性有关,也取决于产物的化学性质。因此,为了更有效地控制生产,必须充分了解微生物生长和合成产物的最适PH。
 
  选择合适的发酵用pH的准则即是有利于菌的生长和产物合成,以获得较高的产量。以利福霉素为例,由于利福霉素分子中所有碳单位都是由葡萄糖衍生的,在生长期葡萄糖利用情况对利福酶素B生产产生一定影响。
 
  试验证明,其最适PH在7.0~7.5范围。当PH在7.0时,平均得率系数达最大值,在利福酶素B发酵的各种参数中从经济角度考虑,平均得率系数最重要,故PH7.0是利福酶素B的最佳条件。
 
  发酵过程中由于菌在一定温度及通气条件下对培养基中碳氮源等的利用,随着有机酸或氨基氮的积累,会使PH产生一定的变化.在适合菌生长及合成产物的环境条件下,菌体本身具有一定调节PH的能力,但是当外界条件变化过于激烈,菌体就失去调节能力,培养液中的PH就会发生波动.引起发酵PH下降的因素有:
 
  培养基中碳氮比例不当,碳源过多,特别是葡萄糖过量,或者中间补糖过多加之溶解氧的不足,致使有机酸大量积累而PH下降。
 
  消沫剂加的过多生理酸性物质的存在,氨被利用,PH下降.引起PH上升的因素有培养基中碳氮比例不当,氮源过多,氨基氮释放使PH上升.生理碱性物质存在中间补料中氨水或尿素等的碱性物质加入过多使PH上升。
 
  PH的变化会引起各种酶活力的改变,影响菌对基质的利用速度和细胞的结构,以致影响菌体的生产和产物的合成.产黄青霉素细菌的细胞壁随PH增大而减少,其菌丝的直径在PH6.0时为2~3um,而PH7.4时,菌体直径为2~18um,呈大量膨胀酵母状细胞,随PH下降菌丝形态将会恢复正常。PH值还会影响菌体细胞膜电荷状况,引起膜的渗透性变化,从而影响菌对营养吸收和代谢产物形成等。
 
  因此在了解发酵过程中各阶段合理PH以后,需要进一步设法控制PH在合适的范围内。首先要在基础培养基配方中考虑到维持PH的需要,然后通过中间补料来控制PH。如在青霉素发酵中,根据产菌代谢需要改变加糖速率来控制PH。
 
  另外,也可通过中间补加氨水,尿素或硫酸铵,碳酸钙来调节PH。如在某种抗生素发酵过程中,当发酵液中氨基氮较低时可通入氨水。
 
  但如此PH过高,超过适合范围,则可以用硫酸铵代替氨水降低PH,并补充氮源的不足。目前国内使用一些电极和控制器来监控和调节PH,这样使得调控更加方便
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