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生物發酵罐中的pH值對發酵的影響及如何控製

作者:發酵罐 時間:2018-03-29 09:13
生物發酵罐發酵過程中培養液的pH值是微生物在一定環境條件下代謝活動的綜合指標,是一項重要的發酵參數。它對菌體的生長和產品的積累有很大的影響。因此,必須掌握發酵罐發酵過程中 信息摘要:
生物 發酵罐 發酵過程中培養液的pH值是微生物在一定環境條件下代謝活動的綜合指標,是一項重要的發酵參數。它對菌體的生長和產品的積累有很大的影響。因此,必須掌握發酵罐發酵過程中pH的變化規律,及時監測並加以控製,

生物發酵罐中的pH值對發酵的影響及如何控製

在傳統釀酒發酵罐工藝中,通常采用機械翻動強化傳質、傳熱過程,即氣相不動,固相連續翻動,以達到固體基質顆粒完全混合,強化顆粒間或氣體分子間的接觸,使料層間的氣體由分子擴散變為對流擴散。氣相雙動態釀酒發酵罐可以克服傳統固態發酵中的一些缺點,提高傳質、傳熱速率,減小溫度、O2及CO2濃度梯度。在微生物代謝活躍階段,較高的壓力脈衝可以更好地促進微生物生長,利於酶產量的提高。?

釀酒發酵罐的周期性壓力脈衝有利於發酵過程的傳熱與傳質,利於微生物生長。但同時,不鏽鋼儲罐較高的頻率會加速固體基質水分損失,導致水活度下降影響菌體的生長。因此需要對脈衝周期進行適當控製。實際操作中通常根據溫度探針反應基質溫度變化,建立底物溫度變化與菌體生長曲線,通過上述曲線結合實際情況來優化氣體脈衝周期。發酵罐中氣體內循環使氣相始終處於對流擴散狀態,隨著微生物代謝活動的加劇,氣體內循環速率也應增加。但風速太大時,料層表麵基質將被吹起,影響發酵的進行。

 

生物發酵罐中的pH值對發酵的影響及如何控製

生物發酵罐發酵過程中培養液的pH值是微生物在一定環境條件下代謝活動的綜合指標,是一項重要的發酵參數。它對菌體的生長和產品的積累有很大的影響。因此,必須掌握發酵罐發酵過程中pH的變化規律,及時監測並加以控製,使它處於最佳的狀態。盡管多數微生物能在3~4個pH單位的pH範圍內生長,但是在發酵工藝中,為了達到高生長速率和最佳產物形成,必須使pH在很窄的範圍內保持恒定。

1,pH值對微生物的生長繁殖和產物合成的影響

pH通過以下方式影響發酵過程:

(1)pH影響酶的活性當pH抑製菌體中某些酶的活性時,使菌體的新陳代謝受阻;

(2)pH影響微生物細胞膜所帶電荷的狀態,從而改變細胞膜的滲透性,影響微生物對營養物質的吸收及代謝產物的排泄,因此影響代謝的正常進行;

(3)pH影響培養基某些組分和中間代謝產物的離解,從而影響微生物對這些物質的利用;

(4)pH不同,往往引起菌體代謝過程的不同,使代謝產物的質量和比例發生改變。

2,發酵過程中pH的變化

生長階段

生成階段

自溶階段

3,引起pH下降的因素

(1)碳源過量

(2)消泡油添加過量

(3)生理酸性物質的存在

4,引起pH上升的因素

(1)氮源過多

(2)生理堿性物質的存在

(3)中間補料,堿性物質添加過多

5,最適pH的選擇

選擇原則:有利於菌體生長和產物的合成。一般根據實驗結果確定。

最適pH與菌株,培養基組成,發酵工藝有關。應按發酵過程的不同階段分別控製不同的pH範圍。

最適pH與微生物生長,產物形成之間相互關係有四種類型:

(1)菌體比生長速率μ和產物比生產速率QP的最適pH在一個相似的較寬的範圍內(比較容易控製);

(2)μ較寬,Qp範圍較窄,或μ較窄,Qp範圍較寬(難控製,

,應嚴格控製);

(3)μ和Qp對pH都很敏感,其最適pH相同(應嚴格控製);

(4)更複雜,μ和Qp對pH都很敏感,並有各自的最適pH(難度最大);

6,pH的控製

在發酵過程中可通過以下方式來控製pH

(1)調節基礎培養基的配方

(2)調節碳氮比(C/N)

(3)添加緩衝劑

(4)補料控製

(5)直接加酸加堿

(6)補加碳源或氮源

 

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