[转帖]发酵pH值的控制

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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。

% V5 Q8 J, n! @' \+ ~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。
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6 _8 u1 U% O( k! t; N) v$ V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。

, d# P4 v2 Z0 r# t5 i二、发酵过程中pH值的调节及控制
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$ v% n5 m8 @: j- x5 C( n, F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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0 g5 x: C% T: b4 [: Z0 ?/ w. i（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。

+ o& A1 ~) {7 V" E! t( }. b（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：

①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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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。

7 M# w, ~, o) A- w- N; d③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。