發酵設計過程中的工藝控制
發布時間：
2022-08-12
在酶的發酵設計生產中，菌株的產酶性能是決定發酵效果的重要因素，但發酵條件也會影響細菌的生長和酶的產量。除了適宜的培養基外，酶的合成還需要適宜的溫度、pH、溶解氧等。各種參數相互影響，相互聯系，只有配合得當，才能取得預期的效果。
在酶的發酵設計生產中，菌株的產酶性能是決定發酵效果的重要因素，但發酵條件也會影響細菌的生長和酶的產量。除了適宜的培養基外，酶的合成還需要適宜的溫度、pH、溶解氧等。各種參數相互影響，相互聯系，只有配合得當，才能取得預期的效果。
1、溫度：微生物的生長、繁殖和代謝都需要在適宜的溫度下進行，不同的細菌有不同的適生長溫度。發酵設計過程中細胞產酸的理想溫度通常低于細胞的生長溫度，這是因為在較低的溫度下，可以提高酶的穩定性，但溫度越低越好。選擇生長期適合細菌生長的溫度和產酶期適合產酶的溫度，在這樣的發酵條件下獲得的酶產量將是理想的。
2、pH:微生物的生長和代謝產物的合成不僅需要適宜的溫度，還需要適宜的pH，發酵對微生物細胞的生長和酶的合成有重要影響，在適宜的pH下酶的產量會增加幾倍甚至十幾倍，由于菌株的遺傳轉化、培養基的成分、培養條件和營養物質的分解代謝，發酵設計過程中的pH發生變化，發酵液的初始PH對發酵酶活性影響很大。
3、溶氧：微生物根據需氧量的不同分為好氧、厭氧和兼性厭氧微生物，而工業發酵所需的微生物大部分是好氧的，它們需要從周圍環境中不斷獲取氧氣。特別是在深層發酵中，溶解氧的控制是一個非常重要的參數。供氧不足會影響產酶量，但溶解氧濃度越高越好。不同的發酵階段需要不同的溶解氧濃度，發酵過程中有一些酶。然而，有些酶在發酵設計過程中對溶解氧的需求正好相反，這取決于菌株、酶的種類和培養基的成分等因素。
4、泡沫：發酵過程中，由于必要的通氣和攪拌，培養基成分的變化，發酵過程中氣體的產生，培養基中蛋白質表面活性劑的存在等。泡沫將不可避免地產生，這將對發酵過程產生嚴重的負面影響，過多的泡沫會降低發酵罐的負荷系數。由于泡沫是氣體分散在少量液體中的膠體體系，會造成氣液不循環，降低發酵過程中的氧傳遞效率。此外，如果泡沫過多，因此，泡沫控制是發酵設計過程中的重要內容。
除上述條件外，攪拌、壓力、CO濃度和濕度都會影響發酵過程，它們也是發酵設計過程中的重要參數。在發酵過程中，還要防止雜菌的污染。發酵罐要消毒，接菌后要進行嚴格的無菌操作。發酵過程中應及時取樣和鏡檢，防止雜菌污染。發酵是多種因素綜合作用的結果，在發酵過程中，需要探索獲得合理產酶量的理想條件。
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