092发酵过程pH控制.ppt

第九章发酵过程控制
pH的中间控制
引起pH变化的因素
pH对发酵的影响
pH的选择与控制
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(1)pH影响酶的活性。当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌的新陈代谢受阻
(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
(3)pH值影响培养基某些营养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、pH值影响微生物生长繁殖和代谢的原因
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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。
●例如:黑曲霉在pH2-3时,发酵产生柠檬酸,在pH接近中性时,则产生草酸。
●又如:丙酮丁醇发酵中,-,pH升高则丙酮丁醇产量减少,而丁酸、乙酸含量增加。
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2、pH对发酵的影响
1)影响微生物的生长繁殖。
石油吃蜡酵母(解脂假丝酵母和热带假丝酵母)在 pH - 范围内生长良好且不易染菌;高于5时,形态变小,发酵液变黑,发酵过程中容易被细菌污染;pH低于3时,生长受到严重的抑制,细胞极不齐整,且出现细胞自溶的情况。
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2)影响微生物的形态。
产黄青霉细胞壁的厚度会随pH的增加而减小。
pH低于6时,菌丝长度变短,直径为2-3μm,
pH 大于7时,菌丝直径为2-8 μm ,膨胀菌丝增多,
pH下降后,菌丝又恢复到正常状态。
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3)pH影响代谢产物的形成的数量和方向
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。
如黑曲霉:在pH 2-3时发酵产生柠檬酸,
在pH近中性时,则产生草酸。
谷氨酸发酵:在中性和微碱性条件下积累谷氨酸,
在酸性条件下则容易形成谷氨酰胺和N-乙酰谷氨酰胺
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4)影响产物的稳定性
如噻纳霉素的发酵中,
-,抗生素的产量相近,产品稳定性未受影响,半衰期也无变化,
,抗生素半衰期缩短,稳定性下降,发酵产量也减少。
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5)pH在微生物培养的不同阶段有不同的影响
生长
合成
pH对菌体生长影响比产物合成影响小
X
pH
四环素
放线菌金色链丛菌
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:
初期:接种后到孢子萌发,因碳氮源代谢水平比较低, pH一般可维持不变,或者由于添加了CaCO3而略有上升。
快速生长期:pH值变化较大,因菌种及培养基不同而上升或下降
,一般发酵液的pH值趋于稳定,维持在适合产物形成的pH范围。
,养分的耗尽,菌体蛋白酶的活跃,培养液中氨基氮增加,致使pH又上升。

3、发酵过程pH变化及其原因
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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
被微生物利用后会导致环境pH下降(上升)的物质称为生理酸性(碱性)物质。
引起发酵过程pH变化的原因
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