苏氨酸发酵总结Word 文档

发酵（苏氨酸）条件的影响及控制

影响发酵的因素有很多，现就几个重要的且容易控制的因素进行逐一分析。并以苏氨酸为例。这几个重要的因素有ph，温度，溶氧，补料，泡沫，副产物。

1 ph对发酵的影响

配料中的PH 很重要,其中有配前PH,配后PH,消前PH,消后PH,接种前PH,工艺控制PH等,配前PH,配后PH,可以用来检测厡材料的质量,初步估计配料的情况,如果出了错误,有时候可以从PH中的变化看出来,能够减少错误的发生.每次有新的配方可用PH方法检测其中的每种厡材料是否会和其他的发生反应,可以互相两两混合,检测PH的变化,也可以用来作为配微量元素的检测.消前PH可以用来减少消毒过程对培养基的破坏,因为培养基在消毒中会有PH的变化,在不同的PH条件下对培养基破坏也不一样,因此可以在消毒的时候选择合适的PH,消毒完后可以调节过来,这样一来可以对PH敏感的一些原材料减少破坏。工艺控制的PH,在发酵的产抗期间,通过在不同的发酵时间调整不同的PH,可以减少杂质的

产生,同时还可以缓解溶氧,比如在头孢发酵中,通过在后期调整PH可以减少DCPC的含量,给提取工序带来很大的好处。

1.1发酵过程不同时期pH值变化的原因

1.1.1 基质代谢

糖代谢：特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下

降，糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一；

氮代谢：当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。

生理酸碱性物质利.

1.1.2产物形成

某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化

1.1.3菌体自溶

发酵后期.ph上升

1.2 ph对发酵的影响

1.2.1 pH影响酶的活性：当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌体的新陈代谢受阻；

1.2.2 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；

1.2.3 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。

1.2.4 pH影响代谢方向及发酵产物：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。

1.3 最适ph的选择

原则：有利于菌体生长和最适最适pH与菌株，培养基组成，应

按发酵过程的不同阶段分别控制不同的 pH范围产物的合一般根据实验结果确定。

1.4 pH的控制

1.4.1 调节好基础料的pH

基础料中若含有玉米浆，pH呈酸性，必须调节pH。

1.4.2 在基础料中加入维持pH的物质

如CaCO3 ，或具有缓冲能力的试剂，如磷酸缓冲液等。

1.4.3通过补料调节pH

在发酵过程中根据糖氮消耗需要进行补料。在补料与调pH 没有矛盾时采用补料调pH；如（1）调节补糖速率，调节空气流量来调节pH（2）当NH2-N低，pH低时补氨水；当NH2-N 低，pH高时补(NH4)2SO4

1.4.4 当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH

1.4.5发酵的不同阶段采取不同的pH值

不同pH值对菌体的形态影响很大，当pH值高于7．5时，菌体易于老化，呈现球状；当pH值低于6．5时菌体同样受抑制，易于老化。而在7．2左右时，菌体是处于产酸期呈现长的椭圆形；在6．9左右时，菌体处于生长期，呈“八”字形状并占有绝对的优势。

1.5 苏氨酸的生长ph

苏氨酸生产菌生长的最适 pH 为7.0，菌体呼吸作用最为旺盛，调整 pH 略偏离最适值，放慢菌体的生长速率及对氧需

求量，在发酵的高峰期可获得较好的溶氧效果。

2 温度对发酵的影响

微生物的生长和产物的合成都是在各种酶的催化下进行温度是保持酶活性的重要条件。温度影响营养物和氧在发酵液中的溶解，菌体生物合成方向以及菌体的代谢调节。影响发酵温度的因素分为产热因素：生物热和搅拌热；散热因素：蒸发热和辐射热；发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。Q发酵=Q生物+ +Q 搅拌-Q蒸发-Q辐射。培养过程中生物热的产生具有强烈的时间性。生物热的大小与呼吸作用强弱有关：在培养初期，菌体处于适应期，菌数少，呼吸作用缓慢，产生热量少；菌体在对数生长期时，产生的热量多，温度上升快，必须注意控制温度；培养后期，菌体已基本上停止繁殖，主要靠菌体内的酶系进行代谢作用，产生热量不多，温度变化不大，且逐渐减弱。如果培养前期温度上升缓慢，说明菌体代谢缓慢，发酵不正常。如果发酵前期温度上升剧烈，有可能染菌，此外培养基营养越丰富，生物热也越大。

2.1 对酶的影响

从酶动力学看，T升，代谢及生长速度增快，生产期提前; 从酶性质看，T越高，酶越易失活 ,菌衰老,减产.

2.2 改变发酵液的物理性质

温度影响氧的溶解度和基质的传质速率以及菌体对养分的

分解和吸收速率，间接影响产物的合成。

2.3 影响生物合成的产量

黄金等人的研究结果表明: 在苏氨酸发酵前1 2 h 温度为37℃, 1 2 h 后温度升高至39℃,可同时获得最大细胞生物量和L - 苏氨酸产量; 在此基础上，发酵后期连续流加2 .0g/L酵母抽提物可有效地降低副产氨基酸的生成,稳定L 一苏氨酸发酵产酸水平，最高产酸质量浓度达105.8 g/L , 糖酸转化率达到47.5%.

2.4影响生物合成的方向：

2.5温度与菌体代谢的调节机制关系密切：

2.6 L 一苏氨酸最适温度的确定

L 一苏氨酸发酵过程中,在对数生长期和稳定期随温度控制模式的不同菌体生长、耗糖强度及产酸表现出较大差异.从酶动力学来看,微生物培养温度的提高,将使反应速度加快,生产期提前.但温度提高,酶的失活也将加快,菌体易于衰老而影响产物的生成.不同生长时期其最适生长温度范围往往不同.发酵前期,温度的提高虽可以显著提高菌体生长速率，而耗糖强度和L-苏氨酸的产酸速率提高却不是十分显著.在发酵前12h温度控在37℃在发酵中后期(12h后),温度转换至39℃对L 一苏氨酸发酵有促进作用.

3.溶氧对苏氨酸发酵的影响

3.1溶氧对发酵的影响