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生物发酵罐中的pH值对发酵的影响及如何控制

作者:发酵罐 时间:2018-03-29 09:13
生物发酵罐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,必须掌握发酵罐发酵过程中 信息摘要:
生物 发酵罐 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,必须掌握发酵罐发酵过程中pH的变化规律,及时监测并加以控制,

生物发酵罐中的pH值对发酵的影响及如何控制

在传统酿酒发酵罐工艺中,通常采用机械翻动强化传质、传热过程,即气相不动,固相连续翻动,以达到固体基质颗粒完全混合,强化颗粒间或气体分子间的接触,使料层间的气体由分子扩散变为对流扩散。气相双动态酿酒发酵罐可以克服传统固态发酵中的一些缺点,提高传质、传热速率,减小温度、O2及CO2浓度梯度。在微生物代谢活跃阶段,较高的压力脉冲可以更好地促进微生物生长,利于酶产量的提高。?

酿酒发酵罐的周期性压力脉冲有利于发酵过程的传热与传质,利于微生物生长。但同时,不锈钢储罐较高的频率会加速固体基质水分损失,导致水活度下降影响菌体的生长。因此需要对脉冲周期进行适当控制。实际操作中通常根据温度探针反应基质温度变化,建立底物温度变化与菌体生长曲线,通过上述曲线结合实际情况来优化气体脉冲周期。发酵罐中气体内循环使气相始终处于对流扩散状态,随着微生物代谢活动的加剧,气体内循环速率也应增加。但风速太大时,料层表面基质将被吹起,影响发酵的进行。

 

生物发酵罐中的pH值对发酵的影响及如何控制

生物发酵罐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,必须掌握发酵罐发酵过程中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。

1,pH值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响

pH通过以下方式影响发酵过程:

(1)pH影响酶的活性当pH抑制菌体中某些酶的活性时,使菌体的新陈代谢受阻;

(2)pH影响微生物细胞膜所带电荷的状态,从而改变细胞膜的渗透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄,因此影响代谢的正常进行;

(3)pH影响培养基某些组分和中间代谢产物的离解,从而影响微生物对这些物质的利用;

(4)pH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。

2,发酵过程中pH的变化

生长阶段

生成阶段

自溶阶段

3,引起pH下降的因素

(1)碳源过量

(2)消泡油添加过量

(3)生理酸性物质的存在

4,引起pH上升的因素

(1)氮源过多

(2)生理碱性物质的存在

(3)中间补料,碱性物质添加过多

5,最适pH的选择

选择原则:有利于菌体生长和产物的合成。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:

(1)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);

(2)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);

(3)μ和Qp对pH都很敏感,其最适pH相同(应严格控制);

(4)更复杂,μ和Qp对pH都很敏感,并有各自的最适pH(难度最大);

6,pH的控制

在发酵过程中可通过以下方式来控制pH

(1)调节基础培养基的配方

(2)调节碳氮比(C/N)

(3)添加缓冲剂

(4)补料控制

(5)直接加酸加碱

(6)补加碳源或氮源

 

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