文档介绍：发酵工程精品课程
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华东理工大学·生物工程学院
第四节发酵过程的pH控制
pH是微生物代谢的综合反映,又影响代谢的进行,所以是十分重要的参数。
发酵过程中pH是不断变化的,通过观察pH变化规律可以了解发酵的正常与否
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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一、发酵过程pH变化的原因
1、基质代谢
(1)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
(2)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。
(3)生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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2、产物形成
某些产物本身呈酸性或碱性,使发酵液pH变化。如有机酸类产生使pH下降,红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性,使pH上升。
3、菌体自溶,pH上升,发酵后期,pH上升。
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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二、pH对发酵的影响
例 pH对林可霉素发酵的影响
林可霉素发酵开始,葡萄糖转化为有机酸类中间产物,发酵液pH下降,待有机酸被生产菌利用,pH上升。若不及时补糖、(NH4)2SO4或酸,,阻碍或抑制某些酶系,使林可霉素增长缓慢,甚至停止。,,菌丝浓度降低,NH2-N升高,发酵不再继续。
发酵15小时左右,,,以后自控pH,可提高发酵单位。
1、实例
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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pH
t
不调pH
调pH
效价
pH
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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例:培养基初始pH值对漆酶分泌的影响
pH在4~7范围内产酶最高
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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2、pH对发酵的影响
(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
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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(4)pH影响代谢方向
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。例如黑曲霉在pH2~3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***和N-乙酰谷氨酰***
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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3、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
例青霉素:~,~
四环素:~,~
X
pH
四环素
发酵过程控制
发酵过程的pH控制
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