发酵工艺控制 基质浓度控制

7.发酵工艺的控制7.3.2基质浓度控制一、碳源对发酵的影响及其控制1、C源种类影响按菌体利用快慢而言，分为迅速利用的碳源和缓慢利用的碳源。前者(如葡萄糖)能较迅速地参与代谢、合成菌体和产生能量，并产生分解代谢产物，因此有利于菌体生长，但有的分解代谢产物对产物的合成可能产生阻遏作用；后者(如乳糖)为菌体缓慢利用，有利于延长代谢产物的合成，特别有利于延长抗生素的生产期，也为许多微生物药物的发酵所采用。选择最适碳源对提高代谢产物产量是很重要的：图--糖对青霉素生物合成的影响试验一、碳源对发酵的影响及其控制2、C源浓度的影响过少，菌体量小，产物少过大，菌体量大，好氧多，传氧慢，产物少，若产生阻遏作用的C源过多，菌体生长和产物合成都会受到影响一、碳源对发酵的影响及其控制3、控制发酵工业中常采用含迅速利用的碳源和缓慢利用的碳源的混合碳源。在发酵过程中，补加糖类控制碳源浓度二、氮源对发酵的影响及其控制迅速利用的氮源缓慢利用的氮源种类氨水、铵盐黄豆饼粉、花生饼粉、和棉子饼粉优点易被菌体利用，明显促进菌体生长利用缓慢，有利于延长物的分泌期。防止早衰。缺点对于有些菌种高浓度的铵离子抑制产物合成溶解度低，发酵液粘度大。1.氮源的影响二、氮源对发酵的影响及其控制2.控制办法1）发酵培养基一般是选用含有快速利用和慢速利用的混合氮源。如氨基酸发酵用铵盐(硫酸铵或醋酸铵)和麸皮水解液、玉米浆。2）控制基础培养基中的配比。3）通过补加氮源。（1）补加有机氮源（2）补加无机氮源二、氮源对发酵的影响及其控制（1）补加有机氮源根据产生菌的代谢情况，可在发酵过程中添加某些具有调节生长代谢作用的有机氮源，如酵母粉、玉米浆、尿素等土霉素发酵，补加酵母粉可提高发酵单位；青霉素发酵，后期出现糖利用缓慢、菌浓变稀、pH值下降的现象，补加尿素可改善这种状况并提高发酵单位；氨基酸发酵补加作为氮源和pH值调节剂的尿素。二、氮源对发酵的影响及其控制（2） 补加无机氮源补加氨水或硫酸铵是工业上的常用方法。氨水既可作为无机氮源，又可调节pH值。

在抗生素发酵工业中，通氨是提高发酵产量的有效措施。当pH值偏高而又需补氮时，就可补加生理酸性物质的硫酸铵，以达到提高氮含量和调节pH值的双重目的三、磷酸盐对发酵的影响及其控制1、磷酸盐的影响磷是微生物菌体生长繁殖所必需的成分，也是合成代谢产物所必需的。磷酸盐能明显促进产生菌的生长。对于次级代谢产物，高浓度的磷酸盐能抑制产物合成。微生物生长良好所允许的磷酸盐浓度为0.32～300mmol/L，次级代谢产物合成良好所允许的最高平均浓度仅为1.0mmol/L.三、磷酸盐对发酵的影响及其控制2.控制办法一般在基础培养基中采用适宜浓度。（1）对于初级代谢产物，磷酸盐浓度采用足量。（2）对于次级代谢产物，磷酸盐浓度采用生长亚适量(对菌体生长不是最适合但又不影响生长的量)。（3）其最适浓度取决于菌种特性、培养条件、培养基组成和来源等因素三、磷酸盐对发酵的影响及其控制2.控制办法一般磷酸盐采用单消，防止发生沉淀反应使溶磷量达不到最适量。（1）要控制有机氮源中的磷含量，以防溶磷量超过最适量。（2）当菌体生长缓慢时，可适当补