对数期细菌生长特征，培养液PH变化趋势？

boboheao

对数期细菌培养液PH怎么变化？

hhwang

对数期菌体迅速增殖，表观的讲就是OD迅速变大
PH变化要看你的培养基是啥东西，如果是葡萄糖居多，则表现为PH下降，以Ecoll最为明显

gl19860312

随着发酵时间的延长，高密度发酵体系中的菌体密度迅速增大，菌液粘度也有所上升，而同时溶氧浓度随之下降，最终导致细胞生长缓慢。特别是在发酵后期，由于菌体量极度增大，耗氧量极大，此时发酵罐的各项物理参数再不能满足菌体对氧的需求，结果导致目标蛋白表达量很低。因此，将溶氧浓度维持在较高水平能提高基因工程菌的生长，而且有利于形成目标产物。人们通常采用以下四种方法将溶氧控制在适合菌体生长的范围内：提高搅拌速率、通入富氧空气、适当提高罐压以及补料反馈调控[30, 35]。培养温度是影响细菌生长和调控细胞代谢的重要因素。较高的温度有利于细菌的高密度发酵，而低温培养能提高外源目标产物的表达量，而且采用不同培养阶段不同培养温度的方法能够有效增加菌体量和目标产物的表达量，并可明显缩短培养周期[26]。
一般在对数生长期或对数生长后期进行升温诱导操作，这时菌体繁殖迅速，需要大量的营养底物和氧气，菌体旺盛的新陈代谢受到一定抑制，因此，此时进行诱导最有利于外源基因的表达。菌体保持最佳生长状态的一个必要条件就是保持较稳定的pH值。大肠杆菌能够利用葡萄糖产酸，而发酵过程中所产生的有机酸（其中主要是乙酸）可使发酵液的pH值降低。除此之外，细胞新陈代谢所产生的CO2与发酵液中的水相互作用所生成的碳酸也会导致发酵液的pH值降低。在高密度发酵体系中，由于基质中葡萄糖的浓度较高，而且细菌密度也很高，因此导致细胞产生大量的乙酸和CO2，从而使得pH值显著降低。为了减弱pH值下降对菌体生长和目标蛋白表达所产生的负面影响，必须保证发酵液的pH值处于一个比较合适的的范围内(使用低浓度的碱和氨水调节)，以避免pH值的剧烈变化对细胞的生长代谢所造成的不利影响。

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pH值的控制方法
许多发酵培养在恒定或小范围pH值波动下进行时最为有效，通常可选择测量pH值和给定值之差作为过程输入，加入酸或碱的量为目标输出。在控制过程中，为了保证控制系统既不出现超调（超调后的酸碱环境，不宜于菌体生长和产物合成，且菌体衰老加快，故应避免），又要有较快的过渡过程（很快达到稳定），易异勋[42]等人设计的控制方案大体：当遇干扰，罐内pH值低于设定值较大时，此时采用逻辑门开关转向开关量控制，使系统的pH值迅速调整至接近设定值，当pH值与设定值接近时逻辑门的开关转向高比例度的PID控制策略，使系统调节平稳，实际的pH值缓慢接近设定值，系统不出现超调现象。
张嗣良[43]以青霉素发酵为例，提供了两种很好的pH值调节方法，有一定的借鉴意义。方法一，在发酵过程中均匀补糖，使菌体处于半饥饿状态，通过硫酸或氢氧化钠调节pH值，青霉素产量显著提高;方法二，通过改变补糖量来控制pH值使之在6.6～6.9之间，显然由于不仅使pH值的调节在菌体生产最佳范围内，并且把pH值作为菌体糖代谢调节的依据，效果更明显，产量提高达25%。
另外苏春玉[44]介绍了金霉素发酵过程中采用TP（时钟脉冲）的pH值控制方式在工厂中成功应用的经验，以及姜长洪[45]提出一种具有非线性补偿的变增益控制策略，即将整个pH值参数的变化范围分成若干个区间，每个区间对应一组控制器参数。由于专业所限，此内容不做过多描述。

boboheao

谢谢你的回复，很全面！