氧化碳对发酵的影响与控制.ppt

1、1、发酵过程中二氧化碳的来源 2、二氧化碳对发酵的影响 3、二氧化碳浓度的控制,二氧化碳对发酵的影响与控制,09发酵过程控制,1、发酵过程中二氧化碳的来源,1、微生物的代谢产物 2、通过通气和补料等，溶解在发酵液中的二氧化碳,2、二氧化碳对发酵的影响,1、CO2是某些合成代谢的一种基质，它是细胞代谢的重要指示 2、CO2对菌体生长具有抑制作用 3、CO2对菌体生长有时具有刺激作用 4、CO2对微生物发酵产物影响 5、CO2及HCO3影响细胞膜的结构，它们分别作用于细胞膜的不同位点 6、其他方面,当排气中CO2的浓度高于4时，微生物的糖代谢和呼吸速率下降 发酵液中CO2的浓度达到1.610-1m

2、ol，就会严重抑制酵母菌的生长；当进气口的CO2含量占混合气体的80时，酵母活力与对照相比降低20。,当微生物生长受到抑制时，也阻碍了基质的异化（或分解代谢）和ATP的生成量，由此而影响产物的合成。 在小单孢菌产生紫苏霉素生产中，在300L发酵罐于空气进口通以1CO2，发现微生物对基质的代谢极慢，菌丝增长速度降低，紫苏霉素的产量比对照组降低33。 通入2CO2，紫苏霉素的产量比对比照组降低85， CO2的含量超过3，则不产生紫苏霉素。CO2会影响产黄青霉菌的形态。研究者将产黄青霉菌接种到溶解不同CO2浓度的培养基中，发现菌丝形态发生变化。CO2分压08时，菌丝主要是丝状；CO2分压1522，则

3、膨胀，粗短的菌丝占优势；CO2为0.008MPa时，则出现球状或酵母状细胞，致使青霉素合成受阻，其比生成速率降低40左右。,环状芽孢杆菌等已经发芽的孢子在开始生长的时候，对CO2有特殊需要。 CO2还是大肠杆菌和链霉菌突变株的生长因子，菌体有时需要含30 CO2的气体才能生长。 以上的这些现象称为CO2效应。,（促进）如牛链球菌发酵生产多糖，最重要的发酵条件是提供的空气中要含有5的CO2 （抑制） CO2对某些发酵还能产生抑制作用，如对肌苷、异亮氨酸、组氨酸、抗生素等的发酵，特别是抗生素发酵中。例如， CO2能够抑制紫苏霉素的合成，在通气中加入11 CO2产生菌对基质的代谢极慢，菌丝生长速率降

4、低，紫苏霉素产量比不加CO2时下降33。,CO2影响发酵液的酸碱平衡，使发酵液的pH值下降，或与其他化学物质发生化学反应，或与生长必需金属离子形成碳酸盐沉淀，或氧的过分消耗引起溶氧浓度下降等原因，造成间接作用而影响菌体生长和产物合成。,二氧化碳浓度的控制,发酵罐中二氧化碳的特点： CO2在发酵液中的浓度变化没有规律：它的大小受到许多因素的影响，如细胞的呼吸强度、发酵液的流变学特性、通气搅拌程度、罐压大小、设备规模等。 CO2 的溶解度大：比氧气大，所以随着发酵罐压力的增加，其含量比氧气增加的更快。如果当CO2浓度增大时，若通气搅拌不改变， CO2不易排出，在罐底形成碳酸，使pH下降，进而影响微生物细胞的呼吸和产物合成。 控制发酵工艺增加CO2浓度：有时为了防止“逃液”而采用增加罐压消泡的方法，会增加CO2的溶解度，不利于细胞的生长。,对CO2浓度的控制主要看其对发酵的影响：如果对发酵有促进作用，应该提高其浓度；反之应设法降低其浓度 控制的方法：