ph对发酵培养的影响
影响好氧发酵的速度因素
影响好氧发酵的速度因素好氧发酵是一种生物过程，通过微生物的代谢作用，将有机物转化为有用物质，同时释放出能量。
它广泛应用于生物化学工程、食品加工、化工和环境领域。
在好氧发酵过程中，速度是一个非常重要的因素，它影响着发酵的效率和产品的质量。
本文将探讨影响好氧发酵速度的因素。
1. 温度温度是影响好氧发酵速度的主要因素之一。
在合适的温度下，细菌的生长速度会加快，从而促进代谢过程。
在大多数的好氧发酵过程中，最适宜的温度范围为30~37℃。
如果温度过低或过高，都会对细菌的活动产生影响，导致发酵速度变慢。
2. pH 值pH 值也是影响好氧发酵速度的重要因素。
细菌的酶活性和生理代谢都受 pH 值的影响。
在合适的 pH 值范围内，细菌的代谢速度会最大化，从而提高发酵速度。
在大多数酸性发酵过程中，最适宜的 pH 值为 6.5~7.5。
但是，在不同的菌种和发酵条件下，最适宜的 pH 值也会有所不同。
3. 培养基成分培养基成分也是影响好氧发酵速度的关键因素。
培养基是细菌生长和代谢的基础，不同的培养基成分会影响细菌的代谢速度和生长速度。
在不同的好氧发酵过程中，通常需要添加不同的营养物质来满足细菌的代谢需求。
例如，一些好氧发酵过程需要添加碳源、氮源和磷源等。
4. 氧气含量氧气含量是影响好氧发酵速度的重要因素之一。
好氧发酵需要充足的氧气供应才能维持细胞的正常代谢和生长。
在好氧发酵过程中，氧气含量的变化会影响细菌的代谢速度和生长速度。
如果氧气含量过低或过高，都会导致细菌的代谢受到限制，从而影响发酵速度。
5. 搅拌速度搅拌速度也是影响好氧发酵速度的重要因素之一。
适当的搅拌可以改善培养液中的氧气分布，促进营养物质的均匀混合，从而提高细菌代谢的效率。
过强或过弱的搅拌速度都会影响细菌的生长和代谢。
以上是好氧发酵速度的影响因素，但不同的好氧发酵过程之间存在差异，不同的因素对速度的影响并不相同。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行调整和优化，以提高好氧发酵的效率和质量。
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。
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。
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。
发酵学 第7章 发酵工艺的控制2
• 微生物生长和发酵的最适宜pH可能不同。
丙酮丁醇菌 生长：pH 5.5－7.0; 发酵：pH 4.3-5.3; 生长：pH 6.5-7.2 青霉素菌 发酵：pH 6.2-6.8 生长： pH 6.3-6.9 链霉素菌 发酵： pH 6.7-7.3
pH对发酵影响的机理 • 1.pH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
• 初级代谢的氨基酸发酵，需氧量的大小与 氨基酸的合成途径密切相关。 • 根据发酵需氧要求不同可分为三类
• 第一类有谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和脯氨酸等 谷氨酸系氨基酸，它们在菌体呼吸充足的条件下， 产量才最大，如果供氧不足，氨基酸合成就会受 到强烈的抑制，大量积累乳酸和琥珀酸； • 第二类，包括异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸和天冬 氨酸，即天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高 产量，但供氧受限，产量受影响并不明显； • 第三类，有亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸，仅在供 氧受限、细胞呼吸受抑制时，才能获得最大量的 氨基酸，如果供氧充足，产物形成反而受到抑制。
对照罐发酵66小时pH达7.93，以后维持在8.0以上至115小 时，菌丝浓度降低，NH2-N升高，发酵不再继续。 发酵15小时左右，pH值可以从消后的6.5左右下降到5.3， 调节这一段的 pH 值至 7.0 左右，以后自控 pH ，可提高发酵单位。
pH 7.0 pH 效价
t 不调pH 调pH
例：克拉维酸发酵中pH变换控制
• 2. pH值影响基质和中间代谢物的解离
– 进而影响微生物对这些成分的吸收
• 3. pH影响发酵产物的稳定性
影响产物稳定性
• β-内酰胺抗生素沙纳霉素的发酵中，pH在6.7～7.5 之间时抗生素的产量相近，高于或低于这个范围， 合成受到抑制。在这个pH值范围内，沙纳霉素的稳 定性未受到严重影响；但pH>7.5时，稳定性下降， 半衰期缩短，发酵单位也下降。 • 青霉素在碱性条件下发酵单位低，也与青霉素的稳 定性有关。
实验四 pH对发酵的影响
实验四：培养基初始pH对发酵的影响
一、实验目的：
1、了解pH对微生物代谢和发酵的影响 2、掌握发酵培养基最佳pH选择方法
二、 基本原理
pH是微生物代谢的综合反映，影响代谢的 进行，所以是十分重要的参数。
六、 实验报告
1. 记录实验结果，并选择出最佳初始pH
pH 5.5 6.5 7.5 8.5 9.5
抑菌圈直径（mm）
发酵培养基的初始pH对发酵也产生重要影 响。
三 、最佳初始pH选择的方法
1. 根据文献或pH的一般数据，确定中间的pH
2. 在中间的pH数值上下，改变pH，考察在改 变pH时，pH对产物合成产生的影响，选择 出最佳初始pH。
四、 试验材料和用具
1.培养皿、试管、移液管、三角瓶、摇床、 pH计 2. 培养基 发酵培养基为葡萄糖15g/L、蛋白胨10g/L 、 氯化钠30g/L 、复合盐A液20mL/L、复合 盐B液1mL/L、pH 7.0。 斜面培养基和种子培养基为ISP2 3. 接种工具、酒精灯、天平、培养箱等。
五、实验步骤
1.菌种活化 2. 斜面菌种的扩大培养 3.液体菌种培养基的配置 4.液体菌种接种 5.液体ห้องสมุดไป่ตู้种振荡培养 6.不同初始pH（5.5、6.5、7.5、8.5、9.5）发 酵培养基的配制 7.发酵培养基接种和振荡培养 8.用琼脂扩散法检测不同pH情况下，抗菌物质 产生情况，选择出最佳pH。
各工艺条件对发酵的影响(一)
各工艺条件对发酵的影响发酵条件控制的目的就是要为生产菌创造一个最适的环境，使我们所需要的代谢活动得以最充分的表达，积累更多的代谢产物。
影响L-苏氨酸产量的因素有很多，如培养基、温度、pH、溶氧等。
1、培养基对发酵的影响：发酵培养基必需满足微生物的能量、元素及特殊养分的需求：碳源、氮源、无机盐类、生长因子等。
（1）碳、氮、磷的平衡：C/N直接影响菌体的生长和代谢，如果C/N偏小（氮源丰富），会导致菌体生长过剩，易造成菌体提前衰老自溶；C/N过大，菌体繁殖数量少，发酵密度低，细菌代谢不平衡，不利于产物的积累。
磷是核酸与磷脂的成分，组成高能磷酸化合物及许多酶的活性基，磷不足影响菌体生长。
在代谢方面，适量磷有利于糖代谢的进行；磷酸根在能量代谢中起调节作用。
另外，在一定范围内，磷酸盐对培养基pH值的变化起缓冲作用。
（2）基质浓度对发酵的影响：低浓度有诱导作用（迟滞期产生各种酶），高浓度会起分解代谢物阻遏作用；培养基过于丰富，会使菌体生长过盛，发酵液黏稠，影响传质。
（3）碳源的种类和浓度对发酵的影响：碳源的种类对发酵的影响主要取决于其性质，即快速利用的碳源（速效碳源）和缓慢利用的碳源（迟效碳源）。
速效碳源（如葡萄糖）能较快地参与微生物的代谢，合成菌体、产生能量、合成代谢产物等；迟效碳源（如蔗糖）不能被微生物直接吸收利用，需要微生物分泌胞外酶先将其分解成小分子物质，因此菌体利用缓慢。
速效碳源（葡萄糖）的特点：优点：吸收快，利用快，能迅速参加代谢合成菌体和产生能量。
缺点：有的分解代谢产物对产物的合成会产生阻遏作用。
碳源的浓度对菌体的生长和产物的合成有着明显的影响。
以葡糖糖为例，它对糖代谢中的一个关键酶——葡糖糖氧化酶（GOD）的形成具有双重效应，即低浓度下有诱导作用，而高浓度下有分解代谢产物阻遏效应。
为避免初始培养基中渗透压过高，一般采用中间补糖的方法控制碳源浓度。
发酵过程中补糖过量，碳代谢流在糖酵解途径中过量，必须分解部分氧化副产物（如乙酸、乳酸、其它氨基酸等）来维持碳代谢流平衡，易造成碳源浪费，糖酸转化率低。
发酵过程的影响因素与调控方法
发酵过程的影响因素与调控方法发酵过程是一种将有机物质转化成发酵产物的过程。
在发酵过程中，微生物通过各种代谢途径将有机物质分解成气体、酒精、醋酸和有机酸等产物。
发酵过程的影响因素有很多，如温度、pH值、氧气、营养物质等，这些因素对发酵产物的种类和数量有着重要的影响。
为了调控发酵过程，提高发酵产物的产率和质量，人们采取了一系列调控方法。
首先，温度是影响发酵过程的重要因素之一。
温度的升高可以促进微生物的代谢活动，从而加快发酵速度。
一般来说，每增加10℃，微生物的代谢速率就会增加一倍。
但是，过高的温度会使微生物遭受热破坏，影响发酵过程。
因此，在控制发酵过程中，要根据具体的微生物种类选择合适的发酵温度。
其次，pH值也是影响发酵过程的关键因素之一。
不同的微生物对pH值有不同的适应范围。
对于大多数微生物来说，酸性条件（pH<6）是最适宜的发酵环境。
微生物的代谢活动会产生一些有机酸，导致环境的酸化。
酸性环境对微生物的生长有抑制作用，从而调节微生物种群结构，影响发酵产物的种类和数量。
因此，在发酵过程中，要根据微生物种类和发酵产物的要求调节pH值。
此外，氧气的存在也会影响发酵过程。
氧气是微生物呼吸和代谢的必需物质之一，但在一些发酵过程中，过多的氧气会削弱或抑制微生物的代谢活动，从而影响发酵效果。
因此，在一些发酵过程中，需要通过控制发酵容器的通气速率或使用无氧条件来调节氧气的浓度，以达到最佳的发酵效果。
最后，营养物质也是影响发酵过程的关键因素。
微生物的生长和代谢活动需要各种营养物质，如糖类、氨基酸、维生素等。
不同的发酵产物对营养物质的需求有所不同，因此，在发酵过程中，要根据不同的微生物和发酵目标选择适宜的营养物质组成和浓度。
为了调控发酵过程，提高发酵产物的产率和质量，人们采取了一系列的调控方法。
首先，可以通过控制发酵温度和pH值来调节微生物的生长和代谢活动，从而影响发酵产物的种类和数量。
其次，可以通过调节发酵容器的通气速率或使用无氧条件来控制氧气的浓度，以调节微生物的代谢途径和产物生成途径。
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发酵工艺控制—— pH对发酵的影响及控制
录入时间:2010-8-13 9:19:45 来源：青岛海博《微生物工程》
发酵过程中培养液的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。
它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，及时监测并加以控制，使它处于最佳的状态。
尽管多数微生物能在3～4个pH单位的pH范围内生长，但是在发酵工艺中，为了达到高生长速率和最佳产物形成，必须使pH在很窄的范围内保持恒定。
一、PH对发酵的影响
微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围，大多数细菌生长的最适pH范围在6.3～7.5，霉菌和酵母生长的最适pH范围在3～6，放线菌生长的最适pH范围在7～8。
有的微生物生长繁殖阶段的最适pH范围与产物形成阶段的最适pH范围是一致的，但也有许多是不一致的。
表7-1列举了几种生长最适pH范围与产物形成最适pH范围不一致的例子。
pH还会影响菌体的形态。
例如，产黄青霉细胞壁的厚度随pH的增加而减小；当pH低于6时，菌丝的长度缩短，直径为2～3μm，当pH=7或>7时，直径为2～18μm，酵母状膨胀菌丝的数目增加。
pH下降后，菌丝形态又恢复正常。
pH还影响细胞膜的电荷状态，引起膜的渗透性发生改变，进而影响菌体对营养物质的吸收和代谢产物的形成。
对产物的稳定性同样有影响。
除此之外，pH对某些生物合成途径有显著影响。
例如，丙酮丁醇发酵中，细菌增殖的pH范围是5.5～7.0为好，发酵后期pH=4.3～5.3时积累丙酮丁醇，pH升高则丙酮丁醇产量减少，而丁酸、乙酸含量增加。
又如，黑曲霉在pH=2～3时产生柠檬酸，pH近中性时，积累草酸和葡萄糖酸。
谷氨酸发酵中，pH=7或微碱时形成谷氨酸，pH酸性时产生N—乙酰谷酰胺。
从以上看出，为要更有效地控制生产过程，必须充分了解微生物生长和产物形成的最适pH范围。
二、影响发酵pH的因素
发酵过程中，pH的变化是微生物在发酵过程中代谢活动的综合反映，其变化的根源取决于培养基的
成分和微生物的代谢特性。
有研究表明，培养开始时发酵液pH的影响是不大的，因为微生物在代谢过程中，迅速改变培养基pH的能力十分惊人。
例如，以花生饼粉为培养基进行土霉素发酵，最初将pH分别调到5.0、6.0和7.0，发酵24h后，这三种培养基的pH已经不相上下，都在6.5～7.0之间。
但是当外界条件发生较大变化时，菌体就失去了调节能力，发酵液的pH将会不断波动。
引起这种波动的原因除了取决于微生物自身的代谢外，还与培养基的成分有极大的关系。
一般来说，有机氮源和某些无机氮源的代谢起到提高pH的作用，例如氨基酸的氧化和硝酸钠的还原，玉米浆中的乳酸被氧化等，这类物质被微生物利用后，可使pH上升，这些物质被称为生理碱性物质，如有机氮源、硝酸盐、有机酸等。
而碳源的代谢则往往起到降低pH的作用，例如，糖类氧化不完全时产生的有机酸，脂肪不完全氧化产生的脂肪酸、铵盐氧化后产生的硫酸等。
这类物质称为生理酸性物质。
此外通气条件的变化，菌体自溶或杂均污染都可能引起发酵液pH的改变，所以确定最适pH以及采最适有效的控制措施，是使菌种发挥最大生产能力的保证。
三、最适pH的选择和调控
选择最适pH的原则是既有利于菌体的生长繁殖，又可以最大限度地获得高的产量。
一般最适pH是根据实验结果来确定的，通常将发酵培养基调节成不同的起始pH值，在发酵过程中定时测定、并不断调节pH，以维持其起始pH值，或者利用缓冲剂来维持发酵液的pH。
同时观察菌体的生长情况，菌体生长达到最大值的pH即为菌体生长的最适pH。
产物形成的最适pH也可以如此测得。
微生物生长最适pH与产物形成最适pH相互关系的四种情况。
第一种情况是菌体的比生长速率(μ)和产物的比生产速率(Qp)都有一个相似的并且较宽的最适pH范围；第二种是Qp(或μ)的最适pH范围很窄，而μ(或Qp)的范围较宽；第三种是μ和Qp有相同的最适pH范围，但范围很窄，即对pH值的变化敏感；第四种，μ和Qp都有各自的最适pH范围。
属于第一种情况的发酵过程比较易于控制，第二、三模式的发酵pH须要严格控制，最后一种情况应该分别严格控制各自的最适pH。
在测定了发酵过程中不同阶段的最适pH要求后，便可采用各种方法来控制。
在工业生产中，调节pH的方法并不是仅仅采用酸碱中和，因为酸碱中和虽然可以中和培养基中当时存在的过量碱，但是却不能阻止代谢过程中连续不断发生的酸碱变化。
即使连续不断地进行测定和调节，也是徒劳无益的，因为这没有根本改善代谢状况。
因为发酵过程中引起pH变化的根本原因是因微生物代谢营养物质的结果，所以调节控制pH的根本措施主要应该考虑培养基中生理酸性物质与生理碱性物质的配比，然后是通过中间补料进一步加以控制。
补料也不是仅仅加入酸碱来控制，可用生理酸性和生理碱物质来控制，这些物质不仅可以调节pH，还可以补充氮源。
当pH和氨基氮含量低时，加入氨水；当pH高，氨基氮含量低时，加入硫酸铵。
补糖是根据pH的变化来决定补糖速率，恒速补糖则通过加人酸碱来控制pH。