第七章pH对发酵的影响与控制(6)
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。
07 第七章 发酵工艺过程控制 20171024 课后
第七章发酵工艺过程控制11. 发酵工艺过程控制2. 温度对发酵的影响及其控制3. pH值对发酵的影响及其控制4. 溶解氧对发酵的影响及其控制5. 泡沫对发酵的影响及其控制6. 补料（基质浓度）控制7. 发酵过程中的参数检测8. 高密度发酵21.发酵工艺过程控制3发酵过程控制的重要性•过程控制的内容：最佳工艺条件的优选（即最佳工艺参数的确定）以及在发酵过程中通过过程调节达到最适水平的控制。
•过程控制的目的：就是要为生产菌创造一个最适的环境，使所需要的代谢活动得以最充分的表达，以最经济、最大限度地获得发酵产物。
决定发酵水平的因素外部环境因素生物因素：菌株特性(营养要求、生长速率、产物合成速率)设备性能: 传递性能工艺条件物理：T 、Ws化学：pH 、DO 、基质浓度4工业微生物发酵过程52.温度对发酵的影响及其控制影响发酵温度变化的因素温度对微生物生长的影响温度对基质消耗的影响温度对产物合成的影响最适温度的选择与控制62.1 影响发酵温度的因素发酵热就是发酵过程中所产生的净热量Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射产热因素：生物热机械搅拌热散热因素：蒸发热辐射热7（1）生物热Q生物生物热是生产菌在生长繁殖过程中产生的热能。
在发酵过程中，菌体不断利用培养基中的营养物质，将其分解氧化产生能量，一部分用于合成ATP提供细胞代谢产物合成需的能量，另一部分以热的形式散发，这散发出来的热就叫生物热。
影响生物热的因素：菌株发酵类型、培养基、发酵时期8生物热与发酵类型有关微生物进行有氧呼吸产生的热比厌氧发酵产生的热多。
和水一摩尔葡萄糖彻底氧化成CO2好氧：产生287.2千焦耳热量，–183千焦耳转变为高能化合物–104.2千焦以热的形式释放厌氧：产生22.6千焦耳热量，–9.6千焦耳转变为高能化合物–13千焦以热的形式释放9培养过程中生物热的产生具有强烈的时间性细胞呼吸量强弱与生物热的大小有关：1.在培养初期，菌体处于适应期，菌数少，呼吸作用缓慢，产生热量较少。
发酵过程中ph的控制方法
发酵过程中ph的控制方法发酵过程中pH的控制方法摘要:发酵是生物反应过程中的重要步骤,其成功与否与pH的控制密切相关。
本文将介绍发酵过程中pH的控制方法,包括pH调节剂的使用、pH测量和调节、发酵条件的变化等。
同时,还将探讨pH对发酵过程中各种生物反应的影响,以及如何优化发酵过程pH的控制,以提高发酵效率。
关键词:发酵,pH控制,生物反应,优化正文:1. 发酵过程中pH的控制方法在发酵过程中,pH的控制对于发酵的成功至关重要。
pH的控制可以影响发酵过程中的各种生物反应,包括酶活性、代谢途径、微生物生长等。
以下是几种常见的pH控制方法:(1)pH调节剂的使用pH调节剂是一种可以控制发酵反应pH的药物或化学物质。
常用的pH调节剂包括酸、碱、缓冲剂等。
例如,在葡萄糖发酵过程中,使用pH调节剂可以降低反应液的pH值,抑制酵母的发酵反应。
(2)pH测量和调节pH测量是控制发酵过程中pH值的重要手段。
常用的pH测量方法包括电泳法、pH计等。
pH计是一种常用的pH测量方法,可以实时测量发酵反应液的pH 值,并及时进行调整。
(3)发酵条件的变化发酵条件的变化也可以影响发酵过程中pH的控制。
例如,在发酵过程中可以通过调整温度、氧气浓度、温度控制等方法来改变pH值,以优化发酵过程。
2. pH对发酵过程中生物反应的影响pH的控制对于发酵过程中的生物反应具有重要影响。
不同的微生物对不同的pH值有不同的适应性,因此在发酵过程中需要根据微生物的适应性来调整pH 值。
此外,pH的控制还可以影响发酵过程中的代谢途径和微生物生长。
3. 优化发酵过程pH的控制优化发酵过程pH的控制是提高发酵效率的重要手段。
在发酵过程中,可以根据微生物的适应性来调整pH值,以优化发酵过程。
同时,还可以通过调整发酵条件来改变pH值,以优化发酵过程。
结论:发酵过程中pH的控制对于发酵的成功至关重要。
pH的控制可以影响发酵过程中的各种生物反应,包括酶活性、代谢途径、微生物生长等。
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。
简明微生物工程_7.1发酵工艺控制-温度、pH
（3）、生物参数
a．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。一般都以菌丝形态作为衡量种子质 量、区分发酵阶段、控制发酵过程的代谢变化和 决定发酵周期的依据之一。
b．菌体浓度
菌体浓度的大小和变化速度对菌体的生化反应 都有影响。在生产上，常常根据菌体浓度来决定 适合的补料量和供氧量，以保证生产达到预期的 水平。
影响发酵温度的因素：发酵热（续）
②、搅拌热(Q搅拌)
• 主要来源：液体之间、液体与搅拌器等设备之间 的摩擦产生。搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下 式计 Q搅拌＝P/V*3600 拌功率，(kW/m3)； (kJ／h)
• 式中：P/V——通气条件下，单位体积发酵液搅 3600——机械能转变为热能的热功当量，
②通过罐温度的自动控制，先使罐温达到恒定，再 关闭自控装置，测量温度随时间上升的速率，按下
式求出发酵热：
Q发酵 = (m1cl +m2c2)*S
其中： m1 ——发酵液的质量，kg; cl ——发酵液的比热，kJ/(kg*º C)； m2 ——发酵罐的质量，kg； c2 ——发酵液的比热, kJ/(kg*º C) ； S —— 温度上升速率, º C/h。
代谢参数按性质可分为三类： （1）:物理参数 温度（℃） 压力（Pa） 搅拌转速(r/min) 搅拌功率（kW） 空气流量（V/(V· min)） 粘度（Pa· s 或kg.s/m2） 浊度（％） 料液流量（L／min）.
（2）、化学参数
1．pH（酸碱度） 2．基质浓度（g或mg％） 3．溶解氧浓度（ppm或饱和度，％） 4．氧化还原电位（mV） 5．产物的浓度（μg（u）／ml） 6. 废气中的氧浓度（Pa） 7. 废气中的CO2浓度（％） 细胞生物活性的其它化学参数：如NAD－ NADH体系、ATP－ADP－AMP体系、 DNA、RNA、生物合成的关键酶等
《发酵工程》理论课教学大纲(供四年制本科生物工程专业使用)
《发酵工程》理论教学大纲(供四年制本科生物工程专业使用)I 前言发酵工程是生物学各专业本科生的专业课。
通过学习在工、农、医等方面的应用及发酵工艺的控制、发酵产物的提取、生产设备的结构，了解该学科的发展前沿、热点和问题，使学生牢固掌握发酵工程的基本理论和基础知识，为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
本大纲适用于四年制本科生物工程专业使用。
现将大纲使用中有关问题说明如下：一为了使教师和学生更好地掌握教材，大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。
教学目的注明教学目标，教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别，教学内容与教学要求级别对应，并统一标示（核心内容即知识点以下划实线，重点内容以下划虚线，一般内容不标示）便于学生重点学习。
二教师在保证大纲核心内容的前提下，可根据不同教学手段，讲授重点内容和介绍一般内容。
三总教学参考学时数：40学时，其中理论课36学时，实验课（参观）4学时。
理论与实验学时之比为9:1。
四教材：《微生物工程》，科学出版社出版，曹军卫主编，第二版，2007年3月。
Ⅱ正文第1章微生物工程概论一教学目的学习微生物工程的发展简史及其应用，发酵的一般过程。
二教学要求（一）了解微生物工程的发展简史。
（二）熟悉微生物工程的应用。
（三）掌握发酵的一般过程三教学内容（一）微生物工程的发展简史。
（二）微生物工程的应用（三）发酵的一般过程第2章生产菌种的来源一教学目的学习生产菌种的来源、分离方法。
二教学要求（一）掌握生产菌种的分离方法。
（二）掌握抗生素产生菌的分离。
（三）掌握氨基酸产生菌的分离。
三教学内容（一）生物物质产生菌的筛选过程。
（二）菌种的分离。
第3章微生物的代谢调节与代谢工程一教学目的通过本章的学习，学习初级代谢与次级代谢的概念、特点及二者的关系；微生物代谢的类型及关系；微生物代谢自我调节的方法及代谢调控方法；代谢工程的定义及方法。
二教学要求（一）了解微生物的代谢类型及关系。
（二）掌握初级代谢与次级代谢的概念、特点及二者的关系。
发酵过程中ph的控制方法
发酵过程中ph的控制方法发酵过程中pH的控制方法引言：发酵是一种广泛应用于食品、饮料、药品等领域的生物技术。
在发酵过程中，pH的控制是非常重要的，它直接影响到微生物的生长和代谢，进而影响发酵的结果。
本文将介绍几种常见的发酵过程中pH 的控制方法。
一、选择合适的发酵菌种不同的微生物对pH的适应范围有所差异，因此选择合适的发酵菌种是pH控制的第一步。
一般来说，酸性发酵适合选择耐酸菌，碱性发酵适合选择耐碱菌，中性发酵适合选择耐中性菌。
这样可以使发酵过程中的pH变化幅度较小，有利于控制。
二、添加缓冲剂缓冲剂可以稳定发酵过程中的pH值，减少pH的波动。
常用的缓冲剂有磷酸盐、醋酸盐、碳酸盐等。
选择合适的缓冲剂需要考虑其溶解性、稳定性以及对微生物生长的影响。
三、调节进料pH在发酵过程中，可以通过调节进料的pH来控制整个发酵过程中的pH。
例如，当发酵过程中pH偏高时，可以将进料的pH调低；当pH偏低时，可以将进料的pH调高。
这样可以及时纠正发酵过程中的pH变化，保持其在适宜范围内。
四、加入酸碱调节剂当发酵过程中pH出现剧烈波动时，可以通过加入酸碱调节剂来控制pH的变化。
常用的酸碱调节剂有盐酸、氢氧化钠等。
需要注意的是，加入酸碱调节剂时应该适量，避免过量造成pH的剧烈变化。
五、使用自动控制系统为了更好地控制发酵过程中的pH，可以采用自动控制系统。
该系统可以通过传感器实时监测发酵液的pH值，然后根据设定值自动调节进料的pH或加入酸碱调节剂的量。
这样可以实现对pH的精确控制，提高发酵过程的稳定性和效率。
六、控制通气速率发酵过程中的通气速率对pH的控制也有一定影响。
当通气速率过高时，会导致发酵液中二氧化碳的积累，使pH下降；当通气速率过低时，会导致发酵液中氧气不足，使pH上升。
因此，需要根据具体的发酵过程调整通气速率，使其适合微生物的生长和代谢要求。
七、监测和调整发酵过程中的其他因素除了pH，发酵过程中还有其他因素也会对微生物的生长和代谢产生影响，进而影响pH的变化。
第七章 发酵过程控制
一、初级代谢的变化 二、次级代谢的变化 三、发酵过程的主要控制参数
初级代谢变化的根本原因在于菌体的代谢活 动引起环境的变化，而环境的变化又反过来影 响菌体的代谢。 在初级代谢中，菌体生长仍显示适应期、对 数生长期、静止期和衰亡期的特征。 由于菌体的生理状态与培养条件不同，各个 时期时间长短也不尽相同，且与接种微生物的 生理状态有关。
生物热的大小随培养时间的不同而不同。 实验发现抗生素高产量批号的生物热高于低产 量批号的生物热。说明抗生素合成时微生物的新陈 代谢十分旺盛。
生物热的大小与菌体的呼吸强度有对应关系，呼 吸强度越大，所产生的生物热也越大。
在四环素发酵中，还发现 生物热和菌的呼吸强度的 变化有对应关系，特别是 在80小时以前。从此实验 中还可看到，当产生的生 物热达到高峰时，糖的利 用速度也最大。另外也有 人提出，可从菌体的耗氧 率来衡量生物热的大小。
• 蒸发热的计算： Q蒸发=G（I2-I1） G：空气流量，按干重计算，kg/h I1 、I2 ：进出发酵罐的空气的热焓量，J/kg （干空气）
• 辐射热：由于发酵罐内外温度差，通过罐 体向外辐射的热量。
• 辐射热可通过罐内外的温差求得，一 般不超过发酵热的5%。
发酵热的测定
（1）通过测定一定时间内冷却水的流量和 冷却水进出口温度，由下式求得这段时间内 的发酵热。
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；
H+或OH-在细胞内改变了胞内原有的中性状 态，影响到酶蛋白的解离度和电荷情况，从而 改变酶的结构和功能。
•
影响微生物原生质膜所带电荷的状态。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。
ph对发酵的影响
ph对发酵的影响发酵过程中培养液中的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。
选择最适PH值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。
第七章发酵工艺控制
如：许多抗生素和色素的发酵
第二节
一、物理参数
工业发酵过程的主要 控制参数
1、温度 与温度有关的因素： 氧在培养液中的溶解度和传递速率 菌体生长速率和产物合成速率 测量工具：铂电阻或热敏电阻
• 2、压力（Pa）
与压力高低有关的因素： 罐压高低与氧和CO2在培养液中的溶解度有关 罐压一般范围： 0.2×105～0.5×105 Pa 测量工具： 隔膜法压力表或压敏电阻压力表
1、分批发酵
概念：
分批发酵：指将微生物和营养物一次性加入发酵 罐中，经过培养生长，最后一次收获的培养方式， 中间除了空气进入和尾气排出，没有物料交换。 在分批发酵中，培养基是一次性加入，不再 补充，随着微生物的生长繁殖活跃，营养物质逐 渐消耗，有害代谢产物不断积累，因此其生长速 度将随时间发生有规律性的变化。
2.补料分批培养的优缺点 优点：与分批培养相比
① 解除底物抑制和葡萄糖的分解阻遏效应。 ② 可以避免在分批发酵中因一次投料过多造成 细胞大量生长所引起的一切影响；
③ 可用作为控制细胞质量的手段，以提高发芽 孢子的比例； ④ 可作为理论研究的手段，为自动控制和最优 控制提供实验基础。
与连续培养相比优点
④ 衰亡期
细胞死亡率增加，明显超过新生率，进入 衰亡期。多数发酵在到达衰亡期前就结束。 特点：活的细胞数目以对数速率急剧下降、 细胞裂解或自溶。衰亡期比其它期相对较 长。
分批发酵优缺点：
•
① ② ③ ④
优点：
操作简单 周期短 染菌机会少 产品质量易于控制
•
缺点：
① 生产能力不是很高 ② 非生产周期较长，使得发酵成本高
三、生物参数
1、菌体形态 菌体形态是衡量种子质量、区分发酵阶段、控 制发酵过程的代谢变化和决定发酵周期的依据之 一。 用显微镜观察菌体形态 2、菌体浓度 概念：菌体浓度是指单位体积培养液中菌体的 含量。 根据菌体浓度的大小决定适合的补料量和供氧 量，同时可判断目的产物的产量是否达到最大量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8 15 20 25 30 35 500mL三角瓶装液量/mL L-亮氨酸 糖酸转化率
• 为什么pH的变化能对代谢产生影响？ 培养基中H+或OH-离子通过间接作用来 产生影响，其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-离 子，影响胞内酶蛋白的解离度和电荷状
一般根据实验结果确定。
最适pH与菌株，培养基组成，发酵工 艺有关。应按发酵过程的不同阶段分 别控制不同的pH范围。
最适pH与微生物生长，产物形成之间相互 关系有四种类型：
菌体比生长速率μ和产物比生产速率QP的最适pH在 一个相似的较宽的范围内（比较容易控制）； μ较宽，Qp范围较窄，或μ较窄，Qp范围较宽（难 控制，应严格控制）； μ和 Qp对pH都很敏感，其最适pH相同（应严格控 制）； 更复杂，μ和 Qp对pH都很敏感，并有各自的最适 pH（难度最大）；
糖过多加上溶氧不足，致使有机酸大
量积累而pH下降；利用，
pH下降。
引起pH上升的因素
① 培养基中碳、氮比例不当。氮源过
多，氨基氮释放，使pH上升；
② 生理碱性物质存在； ③ 中间补料氨水或尿素等碱性物质加 入过多。
最适pH的选择
原则：有利于菌体生长和产物的合成。
• 一般来说，高碳源培养基倾向于向酸性pH转移，
高氮源培养基倾向于向碱性pH转移，这都跟碳 氮比直接有关。 • 生理酸性物质和生理碱性物质的消耗
在发酵过程中，随着菌种对培养基种碳、氮 源的利用，随着有机酸和氨基酸的积累，会 使pH值产生一定的变化。
• 生长阶段
• 生成阶段 • 自溶阶段
1、生长阶段：菌体产生蛋白酶水解培养基 中的蛋白质，生成铵离子，使pH上升至 碱性；随着菌体量增多，铵离子的消耗 也增多，另外糖利用过程中有机酸的积 累使pH值下降。 2、生产阶段：这个阶段pH值趋于稳定。 3、自溶阶段：随着养分的耗尽，菌体蛋白 酶的活跃，培养液中氨基氮增加，致使 pH又上升，此时菌体趋于自溶而代谢活 动终止。
pH值
培养过程中培 养液pH值的大 致变化趋势
培养时间
由此可见，在适合于菌生长及合成产物的环境条 件下，菌体本身具有一定的调节pH的能力，但是 当外界条件变化过于剧烈，菌体就失去了调节能 力，培养液的pH就会波动。
引起pH下降的因素
① 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
（4）pH影响代谢方向
pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代
谢产物的质量和比例发生改变。例如黑曲霉
在pH2-3时发酵产生柠檬酸，在pH近中性时，
则产生草酸。
谷氨酸发酵，在中性和微碱性条件下积累谷
氨酸，在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和
N-乙酰谷氨酰胺
20
糖酸转化率/％
-1
L-亮氨酸/g•L
16
12
四、pH的控制
1.需要考虑和试验发酵培养基的基础配方， 使它们有个适当的配比，使发酵过程中 的pH变化在合适的范围内。
在分批发酵中，常添加缓冲剂如CaCO3、
生理酸性物质或碱性物质来控制pH。
2.在发酵过程中直接补加酸、碱或补料的
方式来控制，特别是补料效果比较明显。
现在常用的是以生理酸性物质像（NH4)2SO4
• 在发酵过程中直接补加酸或碱和补料的
方式来控制；补充生理酸性物质（如
(NH4)2SO4）和生理碱性物质（如NaNO3）
来控制。
4、pH的测定
• 发酵过程中pH的测定一般采用可原位蒸汽 灭菌的复合pH电极，因为复合pH电极便于 安装、标定与作用。 • 它由内外两个玻璃管构成，其中心为pH指 示电极，外部为参比电极及参比电解液。 • pH极在灭菌前先标定，再插入发酵液中灭 菌使用。
如：青霉素生产的葡萄糖补加控制pH。
（按需补糖比恒速补糖效果好。） –添加弱酸或弱碱、加缓冲剂。（一般效果不好）
具体操作：
• 首先考虑和试验发酵培养基的基础配方， 使它们有个适当的配比，使发酵过程中的 pH值变化在合适的范围内。
补料方法，既可以达到稳定pH值的目的， 又可以不断补充营养物质，特别是能产生 阻遏作用的物质。 • 少量多次补加还可解除对产物合成的阻遏 作用，提高产物产量。 • 最成功的例子就是青霉素的补料工艺，利 用控制葡萄糖的补加速率来控制pH值的变 化范围(现已实现自动化)，其青霉素产量 比用恒定的加糖速率和加酸或碱来控制pH 值的产量高25％。
况，改变酶的结构和功能，引起酶活性
的改变。
二、 发酵pH的变化
• 影响发酵液pH值变化的主要因素有：菌种
遗传特性、培养基的成分、培养条件。
培养基中营养物质的代谢引起pH的变化： • 培养基pH在发酵过程中能被菌体代谢所改变。 若阴离子氮源被利用后产生NH3 ，则pH上升； 有机酸的积累，使pH下降。
三、发酵pH值的确定
最适pH值是根据实验结果来确定的。
微生物发酵的最适pH值范围一般是在5～8之间。
• 将发酵培养基调节成不同的出发pH值，进行发酵， 在发酵过程中，定时测定和调节pH值，以分别维 持出发pH值，或者利用缓冲液来配制培养基来维 持。 • 到时观察菌体的生长情况，以菌体生长达到最高 值的pH值为菌体生长的合适pH值。 • 用同样的方法，可测得产物合成的合适pH值。 • 同一产品的合适pH值，与所用的菌种、培养基组 成和培养条件有关。 • 在确定合适发酵pH值时，不定期要考虑培养温度 的影响，若温度提供或降低，合适pH值也可能发 生变动。
或碱性物质氨水来控制。
在加多了消沫油时，采用提高空气流量来加
速脂肪酸的氧化，以提高pH。 在氨基酸、抗生素等的发酵中，已经成功地 采用了补料的方法来调节pH。
3、最适pH的选择和调节
• 最适pH的选择和调节的原则：
–既有利于菌体的生长繁殖，又可最大限度的获得高产。
–根据不同微生物的特性，在发酵过程中随时检查pH 值的变化，选用适当的方法进行调节。 • 生长最适pH和产物形成最适pH的相互关系： ①两者相同，范围都宽；容易控制。
②两者相同，范围都窄；必须严格控制。
③两者相同，范围一宽一窄；必须严格控制。 ④两者不同，范围都窄；分别严格控制。
3、最适pH的选择和调节
• 选择pH值的方法：通过实验确定。
配制并始终调节控制不同pH，检出菌体或产物最大值。
• 调节pH值的方法： –主要考虑培养基中生理酸、碱性物质的配比； –补料调节：调节通气量、调整盐类、氮源、碳源的配 比平衡；
3～6，最适pH的变化范围是0.5～1.0。
2、 pH对发酵的影响有哪些呢？
（1）pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些 酶的活性时使菌的新陈代谢受阻 （2）pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变， 从而改变细胞膜的透性，影响微生物对营养 物质的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈 代谢的进行 （3）pH值影响培养基某些成分和中间代谢物 的解离，从而影响微生物对这些物质的利用
pH对发酵的影响与控制
本节内容
• pH对发酵的影响
• 发酵pH的变化
• 发酵pH的确定 • 发酵pH的控制
一、pH对发酵的影响
• 微生物菌体的生长、发育及代谢产物的
合成，不仅需要合适的温度，还需要合
适的pH值。
• 适合微生物生长的pH和适合微生物合成
产物的pH往往不同。
• 适宜大多数微生物生长的pH值范围是