第七章 发酵工艺控制(二).pdf

第二节pH对发酵的影响及控制 pH值是发酵过程中重点监测并加以控制的参数； pH值是微生物代谢的综合反映； 生产前，微生物生长和产物形成的最适pH值必须进 行研究、试验并确定其变化规律; 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； 发酵工艺中，为了达到高生长速率和最佳产物形成，必须使pH在很窄的范围内保 持恒定。 一、影响发酵过程pH的因素 发酵过程中，pH值的变化是微生物在发酵过程中代谢 活动的综合反映 变化的原因： 培养基成分； 发酵条件 （通气调节的变化等）； 杂菌污染； 微生物的代谢特征。 三种pH值培养基 土霉素发酵 培养基pH值 成分：花生饼粉 6. 5 —7.0 pH：5.0、6.0、7.0 24h 微生物代谢过程具有惊人的迅速改变培养基pH 值的能力 pH变化原因： I 微生物自身代谢； II 培养基成分 生理碱性物质：微生物利用后能够使pH值上升的一类 物质，如有机氮源 、硝酸盐 、有机酸等。 生理酸性物质：微生物利用后能够使pH值下降的一类 物质，如糖、脂肪、胺盐等 引起pH下降的因素 碳源过量 消泡油添加过量 生理酸性物质的存在 酸性代谢产物的生成 引起pH上升的因素 氮源过多 生理碱性物质的存在 中间补料，碱性物质添加过多 碱性代谢产物的生成 1、基质代谢 1）氮代谢 一般有机氮源、硝酸盐等的代谢能提高pH 值，如氨基酸的氧化 氨基酸氧化酶 R-CH-COOH+[O] NH + R-C-COOH 3 NH2 O 硝酸钠的还原： NaNO +4H NH +2H O+NaOH 3 2 3 2 2 ）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 3 ）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降。当碳源不 足时氮源当碳源利用也会使pH上升。 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，而其消耗使pH上升。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 菌体自溶，pH上升，故发酵后期，pH上升。 二、pH对发酵的影响 微生物生长繁殖和产物合成都有其特定的最适和能够忍 受的pH值； 有些微生物两者是一致的，也有许多是不一致的。 几种抗生素发酵的最适pH值 产品 生长最适pH值 产物形成最适pH值 青霉素 6.5-7.2 6.2-6.8 链霉素 6.3-6.9 6.7-7.3 四环素 6.1-6.6 5.9-6.3 土霉素 6.0-6.6 5.8-6.1 红霉素 6.6-7.0