6、发酵的不同阶段采取不同的pH值
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总结 pH控制是一项非常细致的工作，不仅考虑最 佳pH值，而且要根据生长阶段考察对pH的要求。 在pH控制中还要采用合适的调节方法。
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• 发酵过程的pH控制
小
结
发酵过程pH会发生变化
变 基质代谢 化 原 产物形成 因 菌体自溶
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pH
对
pH影响酶的活性
第三节 发酵过程的pH控制
一、发酵过程pH变化的原因 1、基质代谢 2、产物形成 3、菌体自溶，pH上升，发酵后期，pH上升。
二、pH对发酵的影响
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三、pH的控制
1、调节好基础料的pH。 2、在基础料中加入维持pH的物质。 3、通过补料调节pH 4、当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH 5、不同调pH方法的影响
3
温度变化及其控制
2、温度影响发酵方向
3、温度还影响基质溶解度，同时氧在 发酵液中的溶解度也影响菌对某些基质 的分解吸收。
因此对发酵过程中的温度要严格控制。
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（二）最适温度的选择 1、根据菌种及生长阶段选择
2、根据培养条件选择
3、根据菌生长情况
总之，温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件 综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。
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三、发酵过程引起温度变化的因素
（一）发酵热Q发酵 发酵热是引起发酵过程温度变化的原因。 所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。
1、生物热Q生物
3、蒸发热Q蒸发
2、搅拌热Q搅拌
4、辐射热Q辐射
Q发酵＝Q生物＋Q搅拌－Q蒸发－Q辐射
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（二）发酵热的测定
方法：①一种是用冷却水进出口温度差计算发酵热。 在工厂里，可以通过测量冷却水进出口的水温，再 从水表上得知每小时冷却水流量来计算发酵热。
b.供氧充足条件下，可得最高产量；若供氧受 限，产量受影响不明显；如：异亮氨酸，赖氨 酸，苏氨酸等；
c.若供氧受限，细胞呼吸受抑制时，才获得最 大量产物；若供氧充足，产物形成反而受抑制； 如：亮氨酸，缬氨酸，苯丙氨酸等。
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3、发酵过程的溶氧变化
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4、溶氧的控制
4.1 调节通风与搅拌 4.2 限制基础培养基的浓度
发

pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变
酵
pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离
的 影
pH影响代谢方向
响
pH在微生物培养的不同阶段有不同的影响
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• 发酵过程的pH控制
p
基础培养基调节pH
H
在基础料中加入维持pH的物质
的
通过补料调节pH
控
制
当补料与调pH发生矛盾时，加酸碱调pH
方 式 选择合适的pH调节剂
1、泡沫的类型 2、泡沫形成的原因
（1）气液接触 （2）含助泡剂 （3）起泡速度高于破泡速度
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3、发酵过程泡沫产生的原因 （1）通气搅拌的强烈程度 （2）培养基配比与原料组成 （3）菌种、种子质量和接种量 （4）灭菌质量
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（二）起泡的危害 降低发酵设备的利用率 增加了菌群的非均一性 增加了染菌的机会 导致产物的损失 消泡剂会给后提取工序带来困难
缓慢，世代时间无限延长。
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二、温度的影响与控制
（一）温度对发酵的影响
1、温度影响反应速率
发酵过程的反应速率实际是酶反应速率，酶反应有 一个最适温度。
从阿累尼乌斯方程式可以看到 dlnKr/dt=E/RT2
积分得
E= 4.6 log K r2 / K r1 1/ T1 1/ T2
E——活化能
Kr——速率常数
发酵罐的热交换装置： • 罐外夹套 • 罐内蛇管、列管
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小结
温度对发酵的影响： 温度影响反应速率 温度影响发酵方向
发酵过程引起温度变化的因素
发酵热是引起发酵过程温度变化的原因 Q发酵＝Q生物＋Q搅拌－Q蒸发－Q辐射
选 最 根据菌种 适 生长阶段选择 温 度 根据培养条件选择
择 的 菌种的生长情况 11
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二、CO2对发酵的影响及控制 1、 CO2对发酵的影响 2、 CO2对发酵影响的机理 3、 CO2的控制
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三、发酵过程泡沫的形成与控制
发酵过程起泡的利弊： 气体分散、增加气液接触面积， 但过多的泡沫是有害的。
（一）、泡沫的形成
一般来说：泡沫是气体在液体中的粗分散体， 属于气液非均相体系。
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一、温度对生长的影响
不同微生物的生长对温度的要求不同，根据它们对温度 的要求大致可分为四类：嗜冷菌适应于0～26℃生长， 嗜温菌适应于15～43 ℃生长，嗜热菌适应于37～650C 生长，嗜高温菌适应于650C以上生长。
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每种微生物对温度的要求可用最适温度、最高 温度、最低温度来表征。
最适温度：微生物生长迅速； 最高温度：超过此温度，微生物受到抑制或死亡； 最低温度：微生物尚能生长，但生长速度非常
发酵的不同阶段采取不同的pH值
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第四节 氧、二氧化碳和泡沫对发酵的影响 与控制
一、氧对发酵的影响
1，发酵过程中氧的需求
临界氧浓度（C临）：QO2
指不影响菌体呼吸所允许 的最低氧浓度，或微生物 对发酵液中溶解氧浓度的 最低要求。
Ccritical
Dissolved Oxygen Concentration
Q发酵＝GCm(T出－T进) Cm——水的比热，G——冷却水流量
②另一种是根据罐温上升速率来计算。先自控，让发 酵液达到某一温度，然后停止加热或冷却，使罐温自 然上升或下降，根据罐温变化的速率计算出发酵热。
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四、利用温度控制提高产量
最 五、温度的控制 适 最适温度是一种相对概念，是指在该温度下 温 最适于菌的生长或发酵产物的生成。 度 最适发酵温度与菌种、培养基成分、培 的 养条件和菌体生长阶段有关。 确 最适发酵温度的选择 定 – 在发酵的整个周期内仅选一个最适培养温度
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2、溶氧对发酵的影响
由此可知，只有使溶氧浓度高于其临界值，才 能维持菌体的最大比摄氧率，得到最大的菌体 合成量。如果溶氧浓度低于临界值，则菌体代 谢受到干扰。
氧是制约发酵进行的重要因素
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根据需氧不同，可将初级代谢发酵分为： a. 供氧充足条件下，产量最大；若供氧不足， 合成受强烈抑制；如：谷氨酸，精氨酸，脯氨 酸等；
不一定好。
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进行温度控制时应考虑的因素 A 不同菌种在不同生长阶段的生长和生产
特性；
B 参考其它发酵条件（通气、培养基成分 和浓度、pH值等），如通气条件差时， 则最适发酵温度比通气良好时低。
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温度控制的方法
冷却是主要的方法，通常是利用发酵罐的热 交换装置进行降温，如果气温较高，冷却水 温度也较高时，多采用冷盐水进行降温。