温度对发酵的影响.docx

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1、温度对发酵的影响（1）影响产物生成速率和产率.温度越高，酶反应速度越快，微生物细胞生长代谢加快，产物提前生成。（2）改变发酵液的物理性质而间接影响发酵.改变培养液的物理性质会影响到微生物细胞的生长。例如，温度通过影响氧在培养液中的溶解、传递速度等，进而影响发酵过程。（3）影响生物合成的方向：金色链霉菌的四环素发酵中，在低于30℃主要合成金霉素，温度达35℃则只产四环素。通过改变酶的调节机制实现。（4）影响酶系组成及酶的特性：温度越高，酶反应速度越快，微生物细胞生长代谢加快，产物提前生成。但温度升高，酶的失活也越快，表现出微生物细胞容易衰老，使发酵周期缩短，从而影响发酵过程最终产物的产

2、量。（5）同一种生产菌，菌体生长和积累代谢产物的最适温度也往往不同。最适温度：最适于菌的生长或发酵产物生成的温度。如谷氨酸菌的生长最适温度为30℃-32℃，产谷氨酸的最适温度为34℃-37℃。pH值对发酵的影响发酵液pH的改变将对发酵产生很大的影响。①改变细胞膜的电荷性质，影响新陈代谢的正常进行。原生质体膜具有胶体性质，在一定pH时原生质体膜可以带正电荷，而在另一pH值时，原生质体膜则带负电荷。这种电荷的改变同时会引起原生质体膜对个别离子渗透性的改变，从而影响微生物对培养基中营养物质的吸收及代谢产物的分泌，妨碍新陈代谢的正常进行。如产黄青霉的细胞壁厚度随pH的增加而减小，其菌丝的直径

3、在pH6.0时为2～3um，在pH7.4时，则为2～1.8um，呈膨胀酵母状细胞，随pH下降菌丝形状可恢复正常。②影响菌体代谢方向。培养液的pH对微生物的代谢有更直接的影响。在产气杆菌中，与吡咯并喹呤醌(PQQ)结合的葡萄糖脱氢酶受培养液pH影响很大。在钾营养限制性培养基中，pH8.O时不产生葡萄糖酸，而在pH5.0～5.5时产生的葡糖酸和2-酮葡萄糖酸最多。此外，在硫或氨营养限制性的培养基中，此菌生长在pH5.5下产生葡萄酸与2-酮葡萄酸，但在pH6.8时不产生这些化合物。发酵过程中在不同pH范围内以恒定速率(O.055%／h)加糖，青霉素产量和糖耗并不一样，见表8—4。表8—4在

4、不同pH范围内恒定速率加糖，青霉素产量和糖耗的关系pH范围糖耗残糖PenG相对单位pH范围糖耗残糖PenG相对单位pH6．O～6.3加糖10%O.5％较高pH7.3～7.67%>O.5％低pH6.6～6.9加糖7%0.2％高pH6.8控制加糖<7%

5、酵中维持生长和产物合成的最适pH是生产成败的关键之一。CO2对发酵的影响（1）CO2可作为重要的基质。如在以氨甲酰磷酸为前体之一的精氨酸的合成过程中，无机化能营养菌能以CO2作为唯一的碳源加以利用。异养菌在需要时可利用补给反应来固定CO2，细胞本身的代谢途径通常能满足这一需要。若发酵前期大量通气，可能出现CO2减少，导致这种异养菌延迟期延长。（2）溶解在发酵液中的CO2对氨基酸、抗生素等发酵有抑制或刺激作用。大多数微生物适应低含量CO2(O.02％～O.04％)。当尾气CO2含量高于4％时，微生物的糖代谢与呼吸速25Pa时，青霉素比合成速率降低2率下降；当CO分压为0.08×1040

6、％。又如发酵液中溶解CO为O.0016％时会强烈抑制酵母的生长。当进气CO含量占混合气体流量的80％时，酵母活2力只有对照值的80％。在充分供氧条件下，即使细胞的最大摄氧率得到满足，发酵液中的CO2浓度对精氨酸和组氨酸发酵仍有影响。组氨酸发酵中CO2分压大于0.05×105Pa时，其产量随CO分压的提高而下降。精氨酸发酵中有一最适CO分压，即1.525×10Pa,高于此值对22精氨酸合成有较大影响。因此，即使供氧已足够,但应考虑通气量,以控制发酵液中的CO2含量。（3）CO抑对氨基糖苷类抗生素如紫苏霉素的合成也有影响。当进气中的CO含量为1%22和2%时，紫苏霉素的产量分别为对照组的

7、2/3和1/7。（4）CO对细胞的作用机制2溶解于培养液中的CO2主要作用在细胞膜的脂溶性部位，而CO2溶解于水后形成的-HCO3则影响细胞膜上的膜磷脂、膜蛋白质等亲水性部位。当细胞膜的脂质相中CO2浓度达一临界值时，使膜的流动性及表面电荷密度发生变化，这将导致许多基质的跨膜运输受阻，影响了细胞膜的运输效率，使细胞处于“麻醉”状态，细胞生长受到抑制，形态发生了变化。为了排除CO的影响，工业生产中需要综合考虑发酵液的温度、通气状况和CO在发酵22液中的溶解度