pH值对普鲁兰多糖发酵的影响及其机理分析
pH值对微生物发酵的影响及其控制
pH值对微生物发酵的影响及其控制一、pH值对发酵的影响发酵培养基的pH值，对微生物生长具有非常明显的影响，也是影响发酵过程中各种酶活的重要因素。
pH值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响有以下几个方面：①影响酶的活性，当pH值抑制菌体中某些酶的活性时，会阻碍菌体的新陈代谢；②影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变细胞膜的通透性，影响微生物对营养物质的吸收和代谢产物的排泄；③影响培养基中某些组分的解离，进而微生物对这些成分的吸收；④pH值不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。
培养基中营养物质的代谢，是引起pH值变化的主要原因，发酵液pH值的变化乃是菌体代谢的综合效果。
由于pH值不当，可能严重影响菌体的生长和产物的合成，因此对微生物发酵来说有各自的最适生长pH值和最适生产pH值。
各种不同的微生物，对pH值的要求不同。
多数微生物生长都有最适pH值范围及其变化的上下限：上限都在8.5左右，超过此上限，微生物将无法忍受而自溶；下限以酵母为最低(2.5)。
但菌体内的pH值一般认为是中性附近。
pH值对产物的合成有明显的影响，因为菌体生长和产物合成都是酶反应的结果，仅仅是酶的种类不同而已，因此代谢产物的合成也有自己最适的pH值范围，如合成青霉素的最适pH值范围为6.5～6.8。
这两种pH值的范围对发酵控制来说都是很重要的参数。
另外，pH值还会影响某些霉菌的形态。
一般认为，细胞内的H＋或OH－能影响酶蛋白的解离度和电荷情况，改变酶的结构和功能，引起酶活性的改变。
但培养基的H＋或OH－并不是直接作用在胞内酶蛋白上，而是首先作用在胞外的弱酸(或弱碱)上，使之成为易于透过细胞膜的分子状态的弱酸(或弱碱)，它们进入细胞后，再行解离，产生H＋或OH－，改变胞内原先存在的中性状态，进而影响酶的结构和活性。
所以培养基中H＋或OH－是通过间接作用来产生影响的。
pH值还影响菌体对基质的利用速率和细胞的结构，影响菌体的生长和产物的合成。
普鲁兰多糖作为培养基原料
普鲁兰多糖作为培养基原料
普鲁兰多糖（Pullulan）是一种由出芽短梗霉（Aureobacidium pullulans）发酵产生的细胞外纯天然高分子多糖。
它是一种水溶性粘质多糖，由葡萄糖通过O-1,4-糖苷键连
接的麦芽三糖重复单位组成。
普鲁兰多糖具有较高的分子量（一般在4.8×10^4至
2.2×10^6之间），结构富有弹性，溶解度较大。
普鲁兰多糖在医药、食品、轻工、化工和石油等领域具有广泛的应用。
在食品行业，它被用作稳定剂、增稠剂和被膜剂等。
在医药领域，普鲁兰多糖由于其独特的物理和化学性质，被用作药物载体、药物控释系统和生物材料等。
当普鲁兰多糖作为培养基原料时，它可以为微生物提供碳源和能量。
由于普鲁兰多糖具有良好的水溶性和生物相容性，它可以促进微生物的生长和代谢。
此外，普鲁兰多糖还可以通过调节培养基的粘度和成膜性，改善微生物培养的条件。
在实际应用中，研究者可以通过改变培养基中普鲁兰多糖的浓度来调控微生物的生长特性。
例如，在发酵过程中，提高普鲁兰多糖浓度可以促进高分子量普鲁兰多糖的产生。
同时，通过研究普鲁兰多糖发酵过程中基因的转录差异，可以揭示影响普鲁兰多糖分子量调控的关键基因，为优化培养基配方提供依据。
总之，普鲁兰多糖作为一种培养基原料，在微生物培养中具有重要作用。
通过调整普鲁兰多糖浓度和探究其对微生物生长特性的影响，可以为发酵工艺优化和产率提高提供支持。
发酵过程ph升高的原因
发酵过程ph升高的原因
发酵过程中pH升高的原因
发酵是一种生物化学过程，通过微生物的作用将有机物转化为有用的产物。
在发酵过程中，pH的变化是一个重要的指标。
一般情况下，发酵过程中pH会逐渐升高，这是由多种因素共同作用引起的。
发酵过程中产生的酸性物质的消耗是导致pH升高的主要原因之一。
在发酵过程中，微生物会分解有机物质，产生一系列有机酸，如乳酸、醋酸等。
这些有机酸会降低培养基的pH值。
然而，随着发酵的进行，微生物会利用这些有机酸作为能源，逐渐将其分解代谢，从而消耗掉这些酸性物质，使pH升高。
微生物的代谢产物也可以影响发酵过程中的pH值。
在发酵过程中，微生物会产生一些碱性物质，如氨、氢氧化钠等。
这些碱性物质会中和酸性物质，从而提高培养基的pH值。
发酵过程中微生物的生长和繁殖也会对pH的变化起到影响。
微生物的生长需要适宜的环境条件，包括适宜的pH值。
在发酵过程中，微生物会根据自身的需要调节环境的pH值。
一般情况下，微生物的生长和繁殖会使培养基中的有机酸物质减少，从而导致pH升高。
发酵过程中温度的变化也可能对pH值产生一定的影响。
温度的增加会促进微生物的代谢活动，加快有机物的分解速度。
随着有机物的分解产生的酸性物质的消耗，pH值也会相应地升高。
总结起来，发酵过程中pH升高的原因主要包括：酸性物质的消耗、碱性物质的产生、微生物生长和繁殖以及温度的变化等。
这些因素共同作用，使得发酵过程中的pH值逐渐升高。
了解这些原因对于控制发酵过程中的pH值，保证发酵过程的顺利进行和产物的质量具有重要意义。
普鲁兰多糖的吸湿、保湿性及其黏度稳定性
普鲁兰多糖的吸湿、保湿性及其黏度稳定性孙芳艳;王萌;王建梓;郝华璇;殷海松;乔长晟【摘要】通过将普鲁兰多糖与透明质酸以及甘油进行对比，对普鲁兰多糖的吸湿和保湿性能进行了研究，并对其吸湿过程作了初步的动力学分析．同时研究不同黏度普鲁兰多糖的保湿性以及温度、pH 和 Na+浓度对普鲁兰多糖黏度稳定性的影响．结果表明：普鲁兰多糖在相对湿度81%,时其吸湿、保湿效果与透明质酸不相上下，其吸湿过程符合二级吸附动力学模型，相关系数达到0.99以上；质量浓度为1,mg/mL 的普鲁兰多糖(黏度为42.7,mPa·s)保湿性能最佳．普鲁兰多糖黏度受温度、pH 以及离子浓度的影响较小，表明其具有较好的黏度稳定性．因此，这为普鲁兰多糖在食品中作为持水剂、增稠剂和稳定剂以及在化妆品中作为保湿因子提供了一定的理论依据．%By comparing hyaluronic acid and glycerin,the moisture absorbing and retaining capacities of pullulan were investigated.Kinetic analysis of moisture absorption process of pullulan was carried out.In addition,the moisture retaining capacity of pullulan with different viscosity and the effects of temperature,pH andNa+concentration on the viscosity stabil-ity of pullulan were examined.Under atmospheric condition of RH 81%,,the moisture absorbing and retaining capacities of pullulan were similar to those of hyaluronic acid,and its moisture absorption process meets the mode of second-order ad-sorption kinetic equation with correlation coefficient higher than0.99.The optimal concentration for moisture retention was1,mg/mL(42.7,mPa·s).The viscosity of pullulan has good stability to temperature,pH and ion concentration.This research has provided atheoretical basis for using pullulan as a water-absorbing agent,thickener and stabilizer in food,as well as a moisturizer factor in cosmetics.【期刊名称】《天津科技大学学报》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】5页(P20-24)【关键词】普鲁兰多糖;吸湿性;保湿性;黏度稳定性【作者】孙芳艳;王萌;王建梓;郝华璇;殷海松;乔长晟【作者单位】工业发酵微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300457;工业发酵微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300457;工业发酵微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300457;天津北洋百川生物技术有限公司，天津 300457;工业发酵微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300457;工业发酵微生物教育部重点实验室，天津科技大学生物工程学院，天津 300457; 天津北洋百川生物技术有限公司，天津 300457【正文语种】中文【中图分类】O636普鲁兰多糖（pullulan）又名茁霉多糖、普鲁兰糖，是出芽短梗霉（Aureobasidium pullulans）菌株在其生长过程中通过糖发酵途径合成的一种胞外中性多糖.其分子将麦芽三糖作为基本单位，两端再以α-1，6-糖苷键将其连接，反复聚合形成高分子直链多糖，α-1，4-糖苷键和α-1，6-糖苷键的比例为2∶1［1］.干燥的普鲁兰多糖是一种易溶于水的白色粉末，溶液无胶凝作用且黏稠稳定.普鲁兰多糖的黏结、成膜以及阻氧性能极佳，且具有易自然降解等独特的理化和生物学性质，对人体无毒无害，是一种有极大应用开发价值和前景的多功能新型生物制品［2］.保湿是化妆品不可或缺的功效，皮肤的湿度是保证皮肤年轻化的最基本的条件.透明质酸（HA）是目前自然界中发现的保湿性能最好的物质［3］，被国际化妆品行业公认为最理想的天然保湿因子，但是HA制备方法的局限性使其价格居高不下，难以满足市场需求，寻找合适的透明质酸替代品一直是研究热点［4］.此外，多糖物质的黏性对发挥活性功效也会产生很大影响.目前，普鲁兰多糖作为保湿功效性添加剂在化妆品中的应用研究较浅，本实验以实验室提取干燥的普鲁兰多糖为研究对象，以HA、甘油为对照，研究普鲁兰多糖的吸湿、保湿性，进一步研究其吸湿动力学以及黏度稳定性，旨在为低成本生产的普鲁兰多糖在食品工业和化妆品行业的应用提供一定理论依据.1.1 原料与试剂普鲁兰多糖，本实验室提取所得（Mw=2.0× 105）；透明质酸（HA，化妆品级），山东福瑞达生物化工有限公司；甘油（分析纯），湖北化工科技开发公司；其他化学试剂均为分析纯.1.2 仪器101-0 型电热鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司；NDJ-1型旋转式黏度计，北京爱格森自动化有限公司；S21-3型磁力搅拌器，上海司乐仪器有限公司；FG2-FiveGoTM型便携式 pH计，梅特勒-托利多国际贸易（上海）有限公司；SHZ-GWX型数显恒温振荡水浴锅，金坛市国旺实验仪器厂；FA2104A型电子分析天平，上海精天电子仪器有限公司.1.3 普鲁兰多糖吸湿、保湿性测定1.3.1 普鲁兰多糖吸湿性的测定以具有吸湿性的HA、甘油为对照，测定普鲁兰多糖的吸湿性.将普鲁兰多糖、HA、甘油置于 105，℃烘箱中 3，h，再将样品移至干燥器中，冷却至室温后分别称取各样品 1，g于干净玻璃培养皿中（直径6，cm），25，℃条件下将培养皿置于相对湿度为81%，（饱和硫酸铵溶液）的干燥器中，每隔 3，h称量 1次. 每个样品作3 组平行.按式（1）计算吸湿率.式中：mt为t小时后培养皿和样品的质量，g；m0为质量恒定的培养皿和样品的质量，g；m为样品质量，g.1.3.2 普鲁兰多糖保湿性的测定将1.3.1中吸湿24，h后的样品移至干燥器（装有硅胶）中进行保湿实验，每 3，h称量 1次培养皿的质量，按式（2）计算样品的保湿率.式中：m0为质量恒定的培养皿和样品的质量，g；ma为 a小时后培养皿和样品的质量，g；mb为放入干燥器前培养皿和样品的初始质量，g.1.4 不同质量浓度普鲁兰多糖保湿性的测定采用 NDJ-1型旋转式黏度计测定普鲁兰多糖溶液不同质量浓度（0.4、0.6、0.8、1.0、1.2，mg/mL）的绝对黏度.25，℃下分别吸取 10，mL不同质量浓度普鲁兰多糖溶液置于质量恒定的敞口玻璃皿中，放入相对湿度为 43%，的密闭干燥器（饱和碳酸钠溶液）中.每3，h称 1次玻璃皿质量，每个样品作 3组平行，计算保湿率.1.5 普鲁兰多糖黏度稳定性采用NDJ-1型旋转式黏度计测定普鲁兰多糖溶液的绝对黏度，探究温度、Na+浓度和pH对普鲁兰多糖黏度的影响［5-6］.1.5.1 温度对普鲁兰多糖黏度的影响将1.0，mg/mL普鲁兰多糖溶液置于水浴锅中，5～95，℃（每5，℃为一梯度）水浴 20，min后测溶液的黏度，每个样品作 3组平行，测定温度对普鲁兰多糖黏度的影响.1.5.2 pH对普鲁兰多糖黏度的影响将 1.0，mg/mL普鲁兰多糖溶液 pH分别调节至1、3、5、7、9、11、13，静置20，min后测溶液的黏度，每个样品作3组平行，测定pH对普鲁兰多糖黏度的影响.1.5.3 Na+浓度对普鲁兰多糖黏度的影响向 40，mL 1.0，mg/mL普鲁兰多糖溶液中分别加入 0.6、1.2、1.8、2.4、3.0，mol/L NaCl溶液 20，mL，混匀，空白组加入 20，mL蒸馏水，静置 20，min后测溶液的黏度，每个样品作 3组平行，测定 Na+浓度对普鲁兰多糖黏度的影响.1.6 数据统计分析采用Origin软件整理数据，用ANOVA 进行方差分析，结果以“平均值±标准差”表示.2.1 普鲁兰多糖的吸湿、保湿性普鲁兰多糖、HA和甘油的吸湿性，如图1所示.在高相对湿度（81%，）环境下，前 12，h，3 种样品吸湿率都随放置时间的延长而显著升高，吸湿快慢顺序为甘油＞HA＞普鲁兰多糖；12～15，h，3种样品吸湿率都有小幅的增大；但是15，h之后，样品的吸湿率基本达到稳定，其中 HA和普鲁兰多糖的吸湿率相近，甘油则高于二者.普鲁兰多糖、HA和甘油的保湿性，如图 2所示.甘油、普鲁兰多糖和HA在干燥环境下的保湿率都随时间的延长而呈下降趋势.在前6，h样品保湿率的下降快慢顺序为甘油＞普鲁兰多糖＞HA；在后6，h甘油的保湿率明显下降，HA和普鲁兰多糖的保湿率趋于平稳，但HA的保湿性略高于普鲁兰多糖.影响高分子物质吸湿、保湿性能的根本原因在于其物质结构中亲水基团的数量及其亲水性的强弱.由图1、2可知，甘油作为传统保湿剂表现出较好的吸湿性、保湿性，但保湿性却明显低于普鲁兰多糖和 HA.这可能是由于甘油分子中虽然存在大量羟基导致其吸湿性能很强，但与水形成的氢键结合力较弱，水分子容易离去导致其保湿性能较差.普鲁兰多糖和 HA这两种生物多糖由于分子质量较大且都含有亲水基团使其具有吸湿、保湿特性.在吸湿、保湿性能方面普鲁兰多糖与 HA相近，但普鲁兰多糖的价格却只有HA的10%，，因此，完全可以作为HA的替代品，应用于保湿化妆品行业.2.2 普鲁兰多糖的吸湿动力学由图 1 可以看出，初始阶段时普鲁兰多糖、HA和甘油的吸水速率较快，9，h后吸水速率逐渐变慢，15，h 时基本达到平衡，为了进一步了解这 3种样品的吸湿性能，分别采用一级和二级吸附动力学方程来拟合吸湿实验.一级吸附的动力学方程式［7］式中：qe为达到吸附平衡时的吸水量，mg/g；q为时间t时的吸水量，mg/g；k1为一级速率常数，min-1；t为时间，min.一级动力学拟合得到的结果见图 3 和表1.由表1可知，qe/exp和qe/cal之间差距较大，说明普鲁兰多糖、HA和甘油对水分的吸收不符合一级吸附动力学.现转用二级吸附动力学模拟，二级吸附动力学方程式［8］式中：qe为达到吸附平衡时的吸水量，mg/g；q为时间t 时的吸水量，mg/g；k2为二级速率常数，min-1.二级动力学拟合得到的结果见图4和表2.由表2可知，用二级吸附动力学拟合后曲线的相关系数都高于 0.99，且 qe/exp 和 qe/cal更为接近，这说明用二级动力学模型拟合普鲁兰多糖、甘油和HA的吸湿过程更准确，表明是化学作用在控制它们的吸湿过程.普鲁兰多糖（相对湿度81%，）的吸附方程式为式中：t为时间，min；q为时间t时的吸水量，mg/g.2.3 不同质量浓度普鲁兰多糖的保湿性普鲁兰多糖质量浓度与黏度的关系如图 5所示.普鲁兰多糖的黏度与质量浓度呈线性正相关.这可能是由于普鲁兰多糖分子之间的交联度以及聚合度随着质量浓度的增大而增大，从而提高了多糖溶液的黏度.不同黏度普鲁兰多糖的保湿率结果见表3.由表3可知：同一黏度普鲁兰多糖随时间延长，保湿率逐渐减小.当普鲁兰多糖放置 3，h，不同黏度普鲁兰多糖保湿率几乎相同；放置 6，h后，不同黏度普鲁兰多糖保湿率差异明显.低黏度普鲁兰多糖保湿率降低速率大于高黏度普鲁兰多糖，且当溶液的黏度为42.7，mPa·s，即质量浓度为 1，mg/mL时，普鲁兰多糖保湿率不随质量浓度的增加而变化，保湿率几乎不变，说明普鲁兰多糖的最佳保湿黏度为 42.7，mPa·s，即质量浓度为1，mg/mL.这可能是由于随普鲁兰多糖质量浓度的增加，普鲁兰多糖溶液中的羟基也在不断增多，普鲁兰多糖与溶液中水分子形成氢键增多，持水能力增强，保湿性增强.2.4 普鲁兰多糖黏度稳定性2.4.1 温度对普鲁兰多糖黏度的影响温度对普鲁兰多糖溶液黏度的影响如图 6所示.普鲁兰多糖溶液的黏度几乎不受温度变化的影响，黏度变化范围小于 4，mPa·s.当温度低于室温时黏度有所波动，但是在高温环境下黏度几乎不受影响，这说明普鲁兰多糖溶液黏度具有较好的热稳定性.这可能是由于普鲁兰多糖本身呈线性结构导致其黏度比其他多糖低很多，热作用未对其结构产生影响，因此黏度的稳定性较高.2.4.2 pH对普鲁兰多糖黏度的影响pH对普鲁兰多糖溶液黏度的影响如图 7所示.由图7可知：普鲁兰多糖溶液黏度在pH 3～11范围内稳定性较高；当pH＜3或pH＞11时，溶液黏度迅速下降.这可能是由于在pH＜3或pH＞11环境下，大量的 H+和 OH-会破坏普鲁兰多糖的结构，使多糖的聚合度降低，进一步减小多糖溶液的黏度.2.4.3 Na+浓度对普鲁兰多糖黏度的影响离子浓度对普鲁兰多糖溶液黏度的影响如图 8所示.由图 8可知，Na+的浓度并不影响普鲁兰多糖溶液的黏度，说明即使在电解质溶液中普鲁兰多糖也表现出较好的黏度稳定性.因此当普鲁兰多糖用作食品添加剂时其效果不会因盐分的存在而发生变化.普鲁兰多糖的吸湿、保湿性能和 HA相近，可作为HA的替代品用于化妆品中；甘油表现出较好的吸湿性能，但保湿效果却不理想.用二级动力学模型拟合普鲁兰多糖、甘油和HA的吸湿过程曲线的相关系数均高于0.99，表明是化学作用在控制样品的吸湿过程.质量浓度为 1，mg/mL的普鲁兰多糖（黏度为42.7，mPa·s）保湿性能最佳.普鲁兰多糖溶液黏度受温度、离子浓度的影响较小，表现出很好的黏度稳定性，并且在较广pH范围（pH 3～11）内黏度较稳定.因此，这为普鲁兰多糖在食品中作为持水剂、增稠剂和稳定剂以及在化妆品中作为保湿因子提供了一定的理论依据.【相关文献】［1］ Mishra B，Vuppu S，Rath K. The role of microbial pullulan，a biopolymer in pharmaceutical approaches：A review［J］. Journal of Applied Pharmaceutical Science，2011，1（6）：45-50.［2］ Prajapati V D，Jani G K，Khanda S M. Pullulan：An exopolysaccharide and its various applications［J］. Carbohydrate Polymers，2013，95（1）：540-549.［3］崔媛，段潜，李艳辉. 透明质酸的研究进展［J］. 长春理工大学学报：自然科学版，2011，34（3）：101-106.［4］ Sudha P N，Rose M H. Chapter nine：Beneficial effects of hyaluronic acid［J］. Advances in Food and Nutrition Research，2014，72：137-176.［5］纵伟，王会晓，闵婉平，等. 红枣多糖黏度特性的研究［J］. 食品科技，2011，36（2）：69-71.［6］ Jang H Y，Zhang Ke，Chon B H，et al. Enhanced oil recovery performance and viscosity characteristics of polysaccharide xanthan gum solution［J］. Journal of Industrial and Engineering Chemistry，2015，21：741-745.［7］汪剑炜，毕丹霞，杨柳林，等. 透明质酸与两种甲壳素类新保湿剂的吸湿/保湿动力学［J］. 商丘师范学院学报，2007，23（3）：13-17.［8］ Ho Y S，Mckay G. Pseudo-second order model for sorption processes［J］. Process Biochemistry，1999，34（5）：451-465.。
发酵过程pH会发生变化变化原因基...
第七章发酵的中间控制重点温度控制发酵热温度对发酵的影响 pH值的控制pH值对菌生长和代谢产物形成的影响影响pH变化的因素发酵过程中pH的调节及控制泡沫的控制发酵过程中泡沫的变化补料的控制发酵的中间控制的项目包括温度控制pH控制泡沫控制补料控制发酵过程中主要要控制的参数有⑴pH值发酵液的pH值是发酵过程中各种生化反应的综合结果是重要参数之一⑵温度是整个发酵过程或在不同阶段所维持的温度⑶溶解氧浓度溶解氧是需氧菌发酵的必备条件⑷基质含量指发酵液中糖氮磷等重要营养物质的浓度⑸空气流量是指单位时间内每单位体积发酵液通入空气的体积也称通风比⑹压力指发酵过程中发酵罐所维持的压力⑺搅拌转速⑻搅拌功率⑼黏度黏度大小可做为细胞生长或细胞形态的一项指标表示相对菌体丝状菌浓度⑽浊度是能及时反映单细胞生长状况的参数⑾料液流量这是控制流体进料的参数⑿产物的浓度这是发酵产物产量高低或合成代谢正常与否的重要参数也是决定生产周期长短的根据⒀氧化还原电位⒁废气中的氧含量废气中氧含量与产生菌摄氧率和KLa有关⒂废气中的CO2含量废气中的CO2含量就是产生菌呼吸放出的CO2 ⒃菌丝形态丝状菌发酵过程中菌丝形态的改变是生化代谢变化的反映⒄菌体浓度菌体浓度是控制微生物发酵的重要参数之一⒅细胞生物活性的其他参数如NAD-NADH体系ATP-ADP-AMP体系DNARNA及生物合成的关键酶发酵热伴随发酵的进行而产生的热量叫发酵热发酵热的产生引起发酵液温度变化发加热对温度的影响在发酵过程中某些因素导致热量的产生另外一些因素又导致热量散失如果在过程中产生的热量大于散失的热量则有净热量堆积这时发酵液的温度将上升相反产热小于耗热则温度将下降产热的情况生物热有氧呼吸的最高效率贮能转换成ATP高能键约为42％厌氧发酵如同型乳酸发酵约为27％表明菌体分解的基质中的能量大部分是以热能的形式散失到环境中用Q生物表示生物热产生的特征具有强烈的时间性搅拌热通风搅拌过程中发酵液之间发酵液与搅拌器及罐壁之间均有摩擦由此产生的热量称为摩擦热用Q搅拌表示 Q搅拌 P 功率× 3061热功当量散热的情况蒸发热空气经发酵液时发酵液中有部分水汽化变成水蒸气随空气一起排出罐外这部分水汽化时带走的热量用Q蒸发表示假设进出口气体温度相同则由通气带走的热量为Q蒸发qmH出-H进 qm 空气流量kghH气体热焓kJkg 辐射热通过罐体表面向环境中发射红外线而散失的热量热量的大小决定于罐内外温度差大小罐的表面积等发酵过程中发酵液温度变化取决于上面几个因素 Q发酵 Q 生物 Q搅拌 - Q蒸发 - Q辐射二发酵热的测量及计算发酵热的测定可采用以下几种方法①利用热交换原理测量一定时间内冷却水的流量和冷却水进出口温度根据 Q发酵 qvCt2 – t1V 式中qv为冷却水流量Lh c为水的比热t1t2为进出冷却水的温度V发酵液体积m3 ②利用温度变化率u℃h先使罐温恒定再关闭自控装置测量S根据 Q 发酵 M1C1 M2C2u 式中M1M2分别为发酵液和发酵罐的质量kg C1C2分别为发酵液和发酵罐的材料的比热容u为温度上升速率℃h ③热力学方法根据盖斯定律在恒压和恒容条件下一个反应不论是一步完成或几步完成其反应热是相同的这实际上是热力学第一定律的必然推论因为焓H是状态函数过程的焓变与途径无关只决定于过程的始态和终态发酵热可根据标准燃烧热或标准生成热来计算三温度对微生物生长的影响 1任何微生物的生长温度均在一定范围内可用最高温度最适温度和最低生长温度进行描述 2温度对微生物的影响主要从以下几个方面酶活性膜的通透性以及影响细胞内各种反应的速率工业发酵上常采用阶段温度控制来进行发酵不同微生物生长的温度范围宽窄不同同一微生物在其生长和产物积累阶段的温度要求也不同温度对微生物生长的影响在其他条件如pH环境溶液的离子强度变化时变化也较大是他们协同综合作用的结果四温度对发酵的影响既然温度对微生物的生长活动影响很大当然在发酵生产上就成为一个过程控制的参数酶学方面在一定温度范围内温度升高反应速率加大有利于菌体生长和产物积累但菌体的衰退也加快菌体对氧的消耗相应加快而温度升高时氧的溶解度下降所以应综合考虑温度能影响菌体分泌的产物种类及酶系用米曲霉制曲时如温度在低限时得到蛋白酶此时α-淀粉酶的合成受到抑制又如用凝结芽孢杆菌合成α-淀粉酶时发酵温度控制在55℃时合成的α-淀粉酶较耐高温在90℃60min条件下其活性丧失仅10％左右而发酵温度控制在35℃时合成的α-淀粉酶在相同条件下丧失90％菌体特性方面同种菌体在生长和产物积累阶段所要求的温度往往有差别多数情况下是最适生长温度比产物积累的最适温度要略高些温度冠毒素发酵发酵的影响六最适温度的控制由于微生物在生长和发酵过程中对温度有以上要求在生产上为获得较高的生产率针对所用菌种的特性在发酵周期的各阶段需要进行温度控制提供该阶段微生物活动的最适温度如用产黄青霉进行青霉素的发酵过程中根据不同生理代谢过程的温度特点而采用四段控制其发酵温度30℃起始发酵5h→25℃40h→20℃125h→25℃165h→放罐该法其青霉素产量比自始至终进行30℃恒温发酵培养的对照组提高了147％发掘罐中温度的控制措施温度的检测温度计温度的控制①温度过高用冷水②温度过低用热水第二节 pH值的控制一pH值对菌体生长和代谢产物形成的影响 1pH值的意义pH表示溶液氢离子浓度的负对数纯水的[H]浓度是10-7molL因此pH为7pH＞7呈碱性pH＜7呈酸性pH值差1时其[H]浓度就相差10倍 2微生物生长的pH范围微生物生长的pH范围很广大多数在pH5～9之间与温度对微生物的影响相似微生物活动的pH范围也存在最高最适最低三基点微生物活动的pH范围也存在最高最适最低三基点常见微生物的最适pH值根据不同微生物生长的最适pH不同可将微生物分为嗜酸性嗜碱性嗜中性微生物即使在产物积累阶段由于pH值不同也可能会得到不同的发酵产物如黑曲霉在酸性pH2～3时进行柠檬酸发酵而在接近中性时则进行草酸发酵二影响PH值变化的因素在发酵过程中PH值的变化取决于下列因素冠毒素发酵过程中pH变化一发酵过程中pH值得检测一发酵过程中pH值的检测方法及设备常见的pH值计和在线检测电极 pH值计和在线检测电极使用方法pH值计和在线检测电极的校正使用前 pH值计和在线检测电极的校正方法常采用两点法采用的标准pH值缓冲液com校正25℃发酵过程中最适pH值的确定⑴单因素实验法如图所示⑵多因素实验法如正交实验法L9⑶3二次旋转正交实验法均匀设计等三最适pH与微生物生长和产物形成的相互关系在发酵过程中实验所得的最适pH在各种微生物生长和产物形成中3个参数的相互关系①菌体的必生长速率μ和Qp产物比生产速率的最适pH值都在一个相似较宽的适宜范围内这种发酵过程易控制②第二种是μ或Qp 的最适pH值范围很窄而μ的范围较宽③第三种是μ和Qp对pH值都很敏感它们的最适pH值又是相同的第二第三模式的发酵pH值应严格控制④第四种更复杂μ和Qp有各自的最适pH值应分别严格控制各自的最适pH值才能优化发酵过程三发酵过程中pH值的调节及控制在发酵过程中发酵液的pH随着微生物活动而不断变化为提供菌体适宜的生长或产物积累的pH值需要对发酵生产过程各阶段的pH值实施控监控实际生产中从以下几个方面进行一调整培养基组分适当调整CN比使盐类与碳源配比平衡一般情况CN高时真菌培养基pH降低CN低时一般细菌经过发酵后pH上升根据发酵液pH值的变化进行相应控制如过酸时可加入NaOHNa2CO3等碱性物质进行中和或流加尿素蛋白质提高通风量等过碱时加H2SO4HCl或流加糖类乳酸降低通风量等措施在生产上主要的过程控制方法有①添加CaCO3当用NH4盐作为氮源时可在培养基中加入CaCO3用于中和NH4被吸收后剩余的酸②氨水流加法氨水作为一种碱可以中和发酵中产生的酸且NH4可作为氮源供给菌体营养③尿素流加法味精厂多采用此法以尿素作为菌体氮源时尿素首先被菌体尿酶分解成氨氨进入发酵液使pH上升当NH4被菌体作为氮源消耗并形成有机酸时发酵液pH下降这时随着尿素的补加氨进入发酵液又使发酵液pH上升及补充氮源如此循环致至发酵液中碳源耗尽完成发酵一泡沫的产生性质及变化性质泡沫实际上是气溶胶构成的胶体系统其分散相是空气和代谢气连续相是发酵液泡沫间隔着一层液膜而被彼此分开不相连通泡沫的分类⑴存在于发酵液的也液面上泡沫气相比例大⑵存在于发酵液中分散得很细很均匀较稳定①外界引入在通气过程中伴随机械搅拌空气被分成细小的气泡从溶氧的角度讲气泡越细越好使空气中的氧和发酵液中的CO2能充分的进行交换这些气泡升到发酵液面形成泡沫②微生物产生发酵活动时产生一些气体如CO2这些代谢气体凝结形成气泡冒出到发酵液面成为发酵泡沫菌体代谢越旺盛这部分泡沫的产生量越多二发酵过程泡沫的变化一形成泡沫的多少的原因⑴与通风搅拌的剧烈程度有关搅拌影响更大⑵与培养基的原材料的性质有关蛋白质是主要因素⑶其他因素胶体物质多多糖水解灭菌等二好气性发酵过程中泡沫的形成的规律产生过多持久的泡沫会给发酵带来很多不利①减少发酵的有效容积若不加控制过多的泡沫通过排气管溢出造成发酵液流失②过多的泡沫可能从罐顶的轴封渗出罐外这就增加了染菌的机会③使部分菌体粘附在罐盖或罐壁上而失去作用④泡沫严重时影响通气搅拌的正常进行妨碍代谢气的排出对菌体呼吸造成影响甚至使菌体代谢异常影响生产率泡沫控制的目的在于打碎泡沫液膜使气相和液相分离化学方法降低泡沫液膜的表面张力使泡沫破灭物理方法使泡沫液膜的某些部分局部受力打破液膜原来的受力平衡而破裂微生物工业消泡常用的方法一化学消泡 1化学消泡是一种使用化学消泡剂的消泡法 2消泡剂选用依据①表面活性剂具有较低的表面张力内聚力弱消泡效果明显②对气-液界面的散布系数必须足够大才能迅速消泡③无毒害性且不影响发酵菌体④不干扰各种测量仪表的使用⑤在水中的溶解度较小以保持持久的消泡性能⑥来源方便使用成本低①天然油脂②高碳醇脂肪酸和酯类③聚醚类④硅酮类 2应用在消泡剂的使用时主要是让其有足够的分散性能除用机械方式协助其扩散外还用载体以助其分散具体使用有以下几种形式①消泡剂载体聚氧丙烯甘油用豆油作载体115的效果明显②复合消泡剂05-3硅酮20-30植物油等与水组成消泡剂可增强消泡作用③消泡剂乳化剂聚氧丙烯甘油用土温-80为乳化剂1-2倍⑴机械消泡是一种物理作用靠机械强烈振动压力变化促使气泡破裂或借机械力将排出气体中的液体加以分离回收⑵化学和机械消泡的优缺点化学消泡最显著的优点效果好作用迅速可靠用量少可自动控制缺点是影响氧气的溶解使其减少15～13 这对微生物供氧极为不利机械消泡能克服这一缺点但其应用效果不如化学消泡迅速可靠不能从根本上消除引起稳定泡沫的因素①动力小②结构简单③易清洁④运行可靠⑤维护费用低 2机械消泡方式⑴罐内消泡①耙式消泡桨的机械消泡②旋转圆盘板式的机械消泡③流体吹入管内吸引消泡④超声波消泡等①流体吹入式消泡②气体吹入管内吸引消泡③冲击反射板消泡④超声波消泡⑤碟片式消泡器的机械消泡⑵罐外消泡①旋转叶片罐外消泡②喷雾消泡③离心力消泡等①旋转叶片罐外消泡②喷雾消泡③离心力消泡④旋风分离器消泡⑤转向板消泡第四节补料的控制一补料的意义内容原则意义补充菌体营养延长发酵期推迟自溶期提高发酵产量内容补充C源N源无机盐诱导酶的底物原则根据菌体生长代谢规律生产需要二补料操作时间为达到生产目的在需要时加入方式以不引起发酵液成分剧烈波动为前提补量加入与消耗平衡一补料的作用 1可以控制抑制性底物的浓度高浓度底物对微生物生长不利的影响为①使渗透压过高细胞脱水死亡②使微生物细胞热致死如乙醇浓度10使酵母细胞热致死③某些基质对代谢关键酶或细胞组分产生抑制④高浓度基质还会改变菌体的生化代谢而影响生长等例如苯乙酸丙醇分别是青霉素和红霉素的前体物质浓度过大就会使抗生素产量减少 2可以解除或减弱分解代谢物的阻遏 3可以使发酵过程最佳化二补料的内容补料的内容大致可分为以下四个方面⑴补充能源和碳源⑵补充菌体所需要的氮源⑶加入某些微量元素或无机盐⑷对于某些产诱导酶的微生物常补加该酶的作用底物提高酶产量三补料的原则补料的原则就在于控制微生物的中间代谢使之向着有利于产物积累的方向发展四补糖的控制五补充氮源及无机盐在工业发酵中中间常添加某些具有调节生长代谢作用的物料如磷酸盐尿素硝酸盐Na2SO4 酵母粉或玉米浆等如土霉素发酵中前期补加2-3次酵母粉结果产量比对照的高出约1500umL青霉素发酵不正常时菌体成葫芦状菌丝展不开糖不被利用这时添加尿素水溶液有一定的作用补加料是注意的问题①料液配比要合适②注意无菌控制③应考虑经济核算节约粮食第五节菌体浓度与基质对发酵的影响一菌体浓度对发酵的影响一菌体浓度cell concentration 菌体浓度指单位体积中菌体的含量不仅代表菌体数量的多少还反映菌体细胞生理特性不完全分化阶段常用在动力学研究如计算比生长速率和比生产速率等二影响菌体浓度的因素菌体浓度的大小对发酵产物得率会产生重要的影响四发酵过程中菌体浓度的控制发酵过程中菌体浓度的控制发酵过程应设法控制菌体浓度在合适的范围内二基质对发酵的影响及控制一基质基质即培养微生物的营养物质是生产菌代谢的物质基础二碳源对发酵的影响 1碳源的分类 2特点⑴速效碳源菌体利用较快但对产物的合成可能产生阻遏作用⑵缓效碳源多为聚合物菌体利用缓慢有利于延长代谢产物的合成选择最适碳源对提高代谢产物的产量非常重要 2氮源的种类和浓度对发酵的影响和控制⑴氮源的分类⑵氮源对发酵的影响例1在谷氨酸发酵中①当NH4不足形成酮戊二酸②当NH4过量时形成谷氨酰胺③只有控制适量的NH4浓度才合成谷氨酸不同氮源的作用⑴速效氮源菌体容易利用促进菌体生长但对某些代谢产物抗生素的合成产生调节而影响产量⑵缓效氮源菌体利用较缓慢能延长抗生素的分泌提高产物的产量但一次性投入容易促进菌体生长和养分过早耗尽导致菌体过早衰老而自溶从而缩短产物分泌期例如链霉菌的竹桃霉素发酵中采用铵盐作氮源能促进菌丝生长但抗生素的产量下降发酵培养基中常用混合氮源例如氨基酸发酵用铵盐和麸皮水解液玉米浆作氮源链霉素发酵采用硫酸铵和黄豆饼粉作氮源生产上常采用的不料控制氮源浓度的方法⑴补加有机氮源如酵母粉玉米浆尿素等土霉素发酵中补加酵母粉青霉素发酵补加尿素⑵补加无机氮源如氨水或硫酸铵等抗生素发酵工业中常补加氨水 3磷酸盐对发酵的影响及控制磷是微生物生长所必需的成分也是合成代谢产物所必需的生长所需磷酸盐浓度为032-300mmolL 次级代谢产物合成良好所需磷酸盐浓度为平均为10mmolL提高到10mmolL则抑制磷酸盐浓度的控制⑴一般在基础培养基中采用适当的浓度如抗生素发酵采用生长亚适量⑵在代谢缓慢情况下可补加磷酸盐如在四环素发酵中间歇添加微量KH2PO4有利提高产量第六节二氧化碳和呼吸商二氧化碳的来源及作用⑴来源微生物的代谢产物和空气中含有的⑵作用是细胞代谢的重要指标也是生物合成的必要物质一CO2对菌体生长和产物合成的影响 1CO2对菌体的生长的直接作用⑴影响碳水化合物的代谢⑵影响微生物的呼吸速率例如 CO2对生产过程具有抑制作用当CO2分压为003105Pa时青霉素合成速度降低40当浓度为16 10-2molL时会严重抑制酵母菌的生长一般以1L L·min 的通气量 CO2的浓度达抑制水平的10 2 CO2对细胞的作用机制 CO2及其产生的HCO3-都会影响细胞膜的结构使细胞处于麻醉状态细胞生长受到抑制形态发生改变二排气中CO2浓度与发酵的关系 1检测菌体的生长分析尾气中CO2的含量用计算机计算的CO2积累量与菌体的干重进行比较得出对数期菌体生长速率与CO2释放率成正比关系 2 CO2的释放率carbon dioxide release ratioCRR CRR QCO2X q进Vψ惰进·ψCO2出 1-ψO2出ψCO2进-ψCO2进 f 式中QCO2为比CO2释放率X为菌体干重q进为进气流量ψ为气体的体积分数V发酵液体积f为系数 3补糖与排气CO2浓度的关系发酵液中补加葡萄糖即增加碳源排气CO2浓度增加pH值下降三呼吸商与发酵的关系 1发酵过程中菌体的耗氧速率oxygen uptake rate简称OUROUR QO2X F进 V ψO2进- 四 CO2浓度的控制 1 CO2浓度的变化规律 CO2浓度的变化没有一定的规律 2影响CO2浓度的变化的因素影响因素较多如菌体的呼吸强度发酵液的特性通气搅拌程度和外界压力大小等因素 3 CO2浓度的控制① CO2对合成起抑制作用应降低其浓度② CO2若有促进作用则应提高其浓度 4 CO2控制的方法通气和搅拌速率的大小可调节CO2的溶解度第七节微生物发酵终点的判断微生物发酵终点的判断对提高产物的生产能力和经济效益很重要生产能力是指单位时间内单位罐体积的产物积累一经济因素发酵时间需要考虑经济因素即以最低的综合成本来获得最大生产能力的时间为最适发酵时间二产品质量因素发酵时间长短对后续工艺和产品质量有很大的影响三特殊因素在个别发酵情况下还要考虑特殊因素如老品种的发酵已掌握了他们的放罐时间在正常情况下可根据作业计划按时放罐合理的放罐时间是由试验确定的⑴当原料成本是整个产品成本的主要部分时所追求的是提高产物得率⑵当生产成本是整个产品成本的主要部分时所追求的是提高生产率和发酵系数⑶当下游技术成本占产品成本的主要部分而产品价格较贵时追求的是高的产物浓度 1会残留过多的养分如糖脂肪可溶解性蛋白对分离纯化不利 2放罐过晚菌体自溶会延长过滤时间还会使产品的数量下降扰乱分离纯化作业计划判断放罐的主要指标①产物浓度②氨基氮③菌体形态④pH值⑤培养液的外观⑥黏度等染菌的防治二发酵染菌对提炼和产品质量的影响 1发酵染菌对过滤的影响染菌的发酵液一般发粘菌体大多数自溶所以在发酵液过滤时不能或很难形成滤饼导致过滤困难即使采取加热冷却添加助滤剂等措施使部分蛋白质凝聚但效果并不理想污染杂菌的种类对过滤的影响程度有差异如污染霉菌时影响较小而污染细菌时很难过滤由于过滤困难过滤时间拉长影响发酵液储罐和过滤设备的周转使用破坏了生产平衡染菌发酵液还会因过滤困难而大幅度降低过滤收率直接影响提炼总收率 2发酵染菌对提炼的影响染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和其它杂质采用有机溶剂萃取的提炼工艺则极易发生乳化很难使水相和溶剂相分离影响进一步提纯采用直接用离子交换树脂的提取工艺如链霉素庆大霉素染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面或被离子交换树脂吸附大大降低离子交换树脂的交换容量而且有的杂菌很难用水冲洗干净洗脱时与产物一起进入洗脱液影响进一步提纯二染菌的原因一发酵染菌率计算基准总染菌率指一年发酵染菌的批次数与总投料批次数之比的百分率染菌批次数应包括染菌后培养基经重新灭菌又再次染菌的批次数在内这是习惯的计算方法也是我国的统一计算方法总染菌率二染菌原因成染菌的因素很多但总结几十年的经验对绝大部分罐批染菌的原因是比较清楚的但在实际生产中发酵染菌率仍比较高可以说产生这种现象大多数是由于工作中明知故犯不负责任和侥幸心理所造成的例如灭菌的蒸汽压不足不能灭菌设备有渗漏不能进罐等等都是众所周知的但因为有侥幸心理还是照样灭菌进罐结果以污染杂菌而告终现将我们收集到的国内外几家抗生素工厂发酵染菌原因列于下日本工业技术院发酵研究所多年来抗生素发酵染菌原因分析项目百分率种子带菌或怀疑种子带菌 964 接种时罐压跌零019 培养基灭菌不透 079 总空气系统有菌1996 泡沫冒顶 048 夹套穿孔1236 盘管穿孔 589 接种管穿孔039 阀门渗漏145 搅拌轴密封渗漏209 罐盖漏。
发酵过程中ph变化的原因
发酵过程中ph变化的原因发酵是很多生物生产过程中不可缺少的一步，包括啤酒、酸奶、面包、酱油等。
发酵过程中，有一项非常重要的指标就是pH值，pH值的变化直接影响到发酵效率和发酵产品的质量。
那么，为什么发酵过程中pH值会发生变化呢？这里将详细介绍一下发酵过程中pH值变化的原因。
1. 菌种代谢产物在发酵过程中，微生物的代谢活动会释放出大量代谢产物，例如乳酸、醋酸、酒精等。
这些产物会被溶解在培养基中，进而导致培养基的pH值发生变化。
例如在乳酸发酵过程中，乳酸的生成会使得培养基pH值下降，达到酸化的效果。
这也是为什么酸奶会酸味十足的原因。
2. 氨基酸解离微生物在代谢过程中，会分解氨基酸并产生NH3和OH-，这些离子会导致培养基中氢离子的浓度减少，pH值回升。
例如在啤酒酿造过程中，啤酒酵母会分解氨基酸并产生NH3和OH-离子，导致啤酒的pH值上升。
3. 培养基成分的缓冲能力培养基中含有一些具有一定缓冲能力的物质，能够在发酵过程中减缓pH值的变化。
这些物质通常是酸碱度比较中性的缓冲物资，例如磷酸氢二钾、三聚磷酸、氢氧化钠等，它们可以在微生物产生的酸或碱使培养基pH值变化时，通过吸收或释放离子来抵消pH值的变化。
4. 代谢过程中H+和OH-离子的生成发酵过程中，微生物的代谢活动会产生一些H+和OH- 离子，这些离子会直接影响到培养基中的pH值。
例如在乳酸菌的乳酸发酵过程中，乳酸的生成产生了H+离子，酸化了培养基。
总之，发酵过程中pH值的变化是由多方面因素共同作用的结果，包括菌种代谢产物、氨基酸解离、培养基成分的缓冲能力以及代谢过程中H+和OH-离子的生成等。
必须要注意的是，pH值的变化对于发酵效率和发酵产品的质量都有着很大的影响，因此在发酵过程中必须要进行pH值的监控和调节，以维持最佳的发酵环境。
有机肥发酵ph趋势
有机肥发酵ph趋势有机肥发酵是一种常见的肥料生产方法，通过微生物的作用，将有机物质分解转化为植物所需的养分。
发酵的过程中，pH值起着重要的作用，它会影响到有机肥的质量和养分释放速度。
本文将详细介绍有机肥发酵过程中的pH趋势及其影响因素。
一、有机肥发酵的pH趋势在有机肥的发酵过程中，pH值一般会经历以下几个阶段的变化：酸性阶段、中性阶段和碱性阶段。
1. 酸性阶段：刚开始发酵时，有机物中的糖类会被微生物迅速分解产生有机酸，如乳酸、醋酸等。
这些有机酸的产生导致发酵堆体呈酸性环境，pH 值通常在4-6之间。
酸性环境有利于抑制有害微生物的生长，同时也可以促进有机物的分解。
2. 中性阶段：随着有机物的分解，有机酸逐渐减少，而产生的氨基酸和氨等物质会使堆体中的pH值逐渐上升。
当pH值接近中性（约为6.5-7）时，堆体进入中性阶段。
在中性环境中，有机物的分解速度相对较慢，但养分的损失也较少。
3. 碱性阶段：当有机物的分解接近尾声时，堆体中产生的氨等碱性物质会进一步提高pH值，使其超过7。
此时，堆体呈碱性环境，有机物的分解速度会进一步减缓。
过高的pH值也会导致一些养分的损失，因此需要适时进行调节。
二、pH趋势的影响因素有机肥发酵过程中的pH值受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 原料的性质：不同种类的有机原料在发酵过程中产生的酸碱度不同，从而影响到整个堆体的pH趋势。
例如，果皮、秸秆等碱性物质较多的原料容易使pH值升高。
2. 水分含量：适宜的水分含量对有机肥的发酵过程至关重要。
过高或过低的水分含量都会影响堆体内部的氧气和有机物质的分布，进而影响到pH 值的变化。
3. 通风条件：良好的通风条件能够有效地调控堆体内的氧气和二氧化碳的含量，有助于维持适宜的pH值。
不良的通风条件会导致堆体发生缺氧现象，进而影响到发酵过程中的pH趋势。
4. 微生物的作用：微生物在有机肥的发酵过程中起着关键的作用。
它们分解有机物质产生酸碱性物质，从而影响到堆体的pH值。
不同发酵因素对发酵液中酶活性的影响研究
不同发酵因素对发酵液中酶活性的影响研究随着生物技术的不断发展和应用，发酵技术的重要性和影响也日益增加。
在发酵过程中，酶活性的变化与发酵因素密切相关。
因此，对不同发酵因素对酶活性的影响进行研究，对于优化发酵过程、提高发酵产品质量具有重要意义。
1. pH值对酶活性的影响pH值是影响发酵作用的关键因素之一，也会直接影响到酶的活性和稳定性。
不同的酶对于pH值的适应性是不同的，一般酸性酶对酸性环境适应性较强，碱性酶对碱性环境适应性较强。
以酒精发酵为例，通过研究发现，酿酒酵母对于醋酸性环境pH值的适应性较好，pH值在3.5左右时，酵母的细胞活性和酒精生产能力较高。
而糖化酶等水解酶对于中性或略微酸性的环境适应性较好。
2. 温度对酶活性的影响发酵是一个温度敏感的过程，温度的变化对于酶的活性和反应速度有较大的影响。
在过高或过低的温度下，酶的生物活性往往会受到极大的影响。
在酒精发酵过程中，对于酿酒酵母的最佳生长温度，一般在20℃-30℃之间，对于发酵速率的控制也有着重要的影响。
糖化酶等水解酶对温度也有较高的敏感性，适宜的温度范围会直接影响到它们的催化效率。
3. 氧气对酶活性的影响氧气通常对于呼吸过程和氧化解毒有着重要的作用，但在特定的发酵过程中，氧气也会对酶的活性和产物生成产生重要影响。
在发酵过程中，适量的氧气能够提高生物转化的效率，加速发酵过程。
但是，过多的氧气会对于一些酶的活性产生不利影响，例如在红曲酱油发酵过程中，过多的氧气会降低红糟的色泽和口感。
4. 培养介质对酶活性的影响培养介质是影响发酵质量和效率的核心因素之一，直接影响到酶的活性和生物代谢过程。
不同的培养介质可以影响到代谢产物的种类和质量，进而影响到酶的活性和反应速率。
以酵母细胞的培养为例，一般优质培养基会选用高蛋白质、高糖分的培养条件，如麦芽提取物、酵母粉等，这些培养基能够促进酵母的生长和代谢产物的合成。
总之，不同的发酵因素对于酶活性的影响是复杂而巨大的，需要通过综合考虑，进而优化发酵工艺和提高产品质量。
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pH值对普鲁兰多糖发酵的影响及其机理分析
谈梦飞;高谦;王建梓;乔长晟
【期刊名称】《食品研究与开发》
【年(卷),期】2018(039)005
【摘要】探究不同pH值条件对出芽短梗霉CGMCCNO.7055合成普鲁兰多糖的影响.同时通过测定合成普鲁兰多糖的前体尿苷二磷酸葡萄糖(uridine diphosphate glucose,UDPG)含量及其相关酶磷酸葡萄糖变位酶(phosphoglucomutase,PGM)和UDPG焦磷酸化酶(Uridine diphosphate glucose pyrophosphorylase,UGPase)活性来分析普鲁兰多糖合成机理.结果发现一种双阶段调控pH值的方法,即第一阶段,发酵开始后24 h(OD620<0.5)控制初始pH 6.0;第二阶段,发酵24 h后(OD620>0.5)调控pH值到5.0并维持恒定,此阶段磷酸葡萄糖变位酶(PGM)和UDPG焦磷酸化酶(UGPase)活性最高.采用该方法使普鲁兰多糖产量达到(92.5±2.41)g/L,生物量达到(13.87± 0.89)g/L,经相关性检验发现该发酵条件下普鲁兰多糖产量与尿苷二磷酸葡萄糖含量呈显著负相关关系.【总页数】6页(P89-94)
【作者】谈梦飞;高谦;王建梓;乔长晟
【作者单位】天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室,天津300457;代谢控制发酵技术国家地方联合实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津300457;天津科技大学工业发酵微生物教育部重点实验室,天津300457;代谢控制发酵技术国家地方联合实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津300457;天津科技大学食品工程与技术学院,天津300457;天津科技大学工业发酵
微生物教育部重点实验室,天津300457;代谢控制发酵技术国家地方联合实验室,天津300457;天津科技大学生物工程学院,天津300457;天津科技大学食品工程与技术学院,天津300457
【正文语种】中文
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