TA的每日心情 | 慵懒 4 天前 |
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一、pH值对菌体生长和代谢产物形成的影响
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pH表示溶液氢离子浓度的负对数,纯水的[H+]浓度是10-7mol/L,因此pH为7,pH>7呈碱性,pH<7呈酸性,pH值差1时,其[H+]浓度就相差10倍。
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微生物生长的pH范围很广,大多数在pH5~9之间,与温度对微生物的影响相似,微生物活动的pH范围也存在最高、最适、最低三基点,其对味生物的影响主要是影响微生物活动环境的离子强度、细胞膜的透性及膜上的带电性和氧化-还原电位、酶活性。% E+ R7 Z+ i/ E" {0 j6 g5 k
) }& ^3 h, Z3 M. }- Q( q" }根据不同微生物生长的最适pH不同,可将微生物分为嗜酸性、嗜碱性、嗜中性微生物;同种微生物的生长最适pH和产物积累pH往往不一致,青霉菌生长的最适pH为6.5~7.2,而青霉素合成的最适pH为6.2~6.8;即使在产物积累阶段,由于pH值不同,也可能会得到不同的发酵产物,如黑曲霉在酸性(pH2~3)时,进行柠檬酸发酵,而在接近中性时,则进行草酸发酵。
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# E- b7 K7 o6 a& j8 k8 I6 j二、发酵过程中pH值的调节及控制
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9 j7 q9 N2 K3 W. u" d$ z在发酵过程中,发酵液的pH随着微生物活动而不断变化,为提供菌体适宜的生长或产物积累的pH值,需要对发酵生产过程各阶段的pH值实施控监控,实际生产中,从以下几个方面进行:
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3 D* p* I3 b9 A(一)调整培养基组分:适当调整C/N比,使盐类与碳源配比平衡,一般情况:C/N高时(真菌培养基),pH降低;C/N低时(一般细菌),经过发酵后,pH上升。
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+ K1 w5 X/ c0 J) C(二)在发酵过程中进行控制,根据发酵液pH值的变化,进行相应控制,如过酸时,可加入NaOH、Na2CO3等碱性物质进行中和或流加尿素、蛋白质、提高通风量等;过碱时加H2SO4、HCl或流加糖类、乳酸,降低通风量等措施,具体应根据发酵生产实际灵活掌握,在生产上,主要的过程控制方法有:2 z7 B6 R n, R9 }
; w) b# s, s0 [6 s9 Q; t- n6 n; l①添加CaCO3:当用NH4+盐作为氮源时,可在培养基中加入CaCO3,用于中和NH4+被吸收后剩余的酸,但在操作中应注意控制染菌危险。
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# a: a6 T) [3 @②氨水流加法:氨水作为一种碱,可以中和发酵中产生的酸,且NH4+可作为氮源,供给菌体营养,在操作上应采用少量多次流加的方法,避免对发酵pH引起剧烈波动。
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③尿素流加法:味精厂多采用此法,以尿素作为菌体氮源时,尿素首先被菌体尿酶分解成氨,氨进入发酵液,使pH上升,当NH4+被菌体作为氮源消耗并形成有机酸时,发酵液pH下降,这时随着尿素的补加,氨进入发酵液,又使发酵液pH上升及补充氮源,如此循环,致至发酵液中碳源耗尽,完成发酵。在操作上应根据具体情况,采用少量多次流加,力求发酵液的pH平稳。 |
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