发酵中间控制对发酵工业的重要性

时间:2015-09-28 09:56 来源:发表吧作者:闫吉美　汪先平点击: 次

　　【摘要】：微生物工业是利用微生物的生长代谢活动生产各种有用物质的现代工业，由于它以培养微生物为主，习惯上称为发酵工业。在发酵工业上，目前还不能对发酵进行全面控制，使其按人的意志进行目标产物的生物合成。要实施有效优化的发酵中间控制，必须采用各种监测手段获得发酵过程中各种参数随时间的变化。常规的发酵工艺控制参数主要有温度、PH、溶氧、泡沫、补料。

　　【关键词】：发酵中间控制；发酵工业；重要性

　　微生物工业是利用微生物的生长代谢活动生产各种有用物质的现代工业，由于它以培养微生物为主，习惯上称为发酵工业。在发酵工业上，发酵体系是一个非常复杂的多相共存的动态系统，要实施有效优化的发酵中间控制，必须采用各种监测手段获得发酵过程中各种参数随时间的变化。常规的发酵工艺控制参数主要有温度、PH、溶氧、泡沫、补料。

　　一、温度控制

　　温度是保证各种酶活性的重要条件，微生物的生长和产物合成均需在其各自适合的温度下进行。

　　1、影响发酵温度的因素。在发酵过程中，引起温度变化的原因是由于发酵过程中所产生的净热量，称为发酵热，它包括生物热、搅拌热、蒸发热、通气热、辐射热和显热等。由于生物热、蒸发热、显热在发酵过程中随时间而变化，因此发酵热在整个发酵过程中也随时间而变化，必须加以控制，才能满足微生物生长代谢的需要，从而达到高效生产的目的。

　　2、温度对微生物生长的影响。温度对微生物的影响，不仅表现在对菌体表面的作用，而且对菌体内部的结构物质也会产生影响。温度对微生物生长的影响是多方面的，每种微生物都有其最低、最适和最高生长温度。

　　3、最适温度的控制。不同的菌种、不同的培养条件以及不同的生长阶段，最适温度都有所不同。为了使微生物的生长速度最快和代谢产物的产率最高，在发酵过程中必须根据菌种的特性，选择和控制最合适的温度。如青霉素产生菌的最适生长温度是30℃，而最适于青霉素合成的温度是25℃。

　　二、pH控制

　　不同种类的微生物其生长的最适pH值有所不同，而同种微生物在生长阶段和产物合成阶段的最适pH值也有所不同，pH值不仅影响着微生物的生长，也影响着代谢产物的形成。大多数细菌的最适生长pH为6.5～7.5，真菌为5.0～6.0，放线菌为6.5～8.0。青霉菌的最适生长pH为6.5～7.2，而青霉素合成的最适pH为6.2～6.8。

　　酵母菌在最适生长pH(4.5～5.0)时，发酵产物主要是酒精；而在pH为8.0时，发酵产物不仅有酒精，还有醋酸和甘油。所以，在发酵过程中，应根据不同微生物的特性，控制适当的pH。

　　三、溶氧控制

　　发酵过程中，微生物只能利用溶解于发酵液中的氧，因此，溶解氧的量直接关系到微生物的生长和代谢产物的积累。发酵过程中，应将发酵液中氧的浓度维持在氧的临界浓度以上，并要采用有效而又经济的方法（如搅拌）使发酵液维持这样的溶解氧浓度。如在普鲁兰多糖发酵过程中搅拌速度300r/min时,细胞生物量最大。原因是随着搅拌速度的增高,培养基的溶氧量会增加,有助于细胞生长和多糖量的产生;但过高的搅拌速度对细胞和酶的稳定性是不利的。[1]

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