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    發(fā)酵用PH電極是一個十分復雜的生物化學反應過程

    更新時間:2019-08-16      點擊次數(shù):4078
      發(fā)酵用PH電極是一個十分復雜的生物化學反應過程,由于生物體的生長、繁殖、代謝有許多不確定性,并受環(huán)境影響比較大,而微生物細胞內(nèi)同時進行著成千上萬種不同的生化反應,各有各的調(diào)控機制,相互促進相互制約,因此,其控制過程也比較難,只能依據(jù)宏觀現(xiàn)象或借助一些檢測手段來推測微觀變化,而后施行進行人為干預,進而引導其朝著我們設定的方向發(fā)展。
     
      1、物理參數(shù)包括:溫度、罐壓、攪拌轉(zhuǎn)速、攪拌功率、空氣流量、發(fā)酵液粘度;
     
      2、化學參數(shù)包括:酸堿度、基質(zhì)濃度、溶解氧濃度、氧化還原電位、中間體物質(zhì)濃度、產(chǎn)物濃度、比生產(chǎn)速率、尾氣氧含量、尾氣二氧化碳含量;
     
      3、生物參數(shù)包括:菌體濃度、比生長速率、菌體形態(tài);
     
      為什么要控制pH值?
     
      1.影響菌體生長:
     
      每種微生物都有其適合生長的pH值范圍,原因有二:
     
      (1)對營養(yǎng)成分的影響:不同的pH值條件下,培養(yǎng)基中各營養(yǎng)物質(zhì)的穩(wěn)定性不同;各營養(yǎng)物質(zhì)之間發(fā)生化學反應不同;有機碳、氮源的水解或變性情況不同。進而影響菌體對營養(yǎng)物質(zhì)的利用。
     
      (2)對菌體生物酶活性影響:培養(yǎng)基中的H+或OH-直接影響胞外生物酶的活性,進而影響菌體生長。
     
      (3)對菌體細胞結(jié)構(gòu)的影響。
     
      (4)對菌體細胞膜荷電影響:引起細胞膜的通透性發(fā)生改變,因而影響菌體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝物排泄。
     
      2.影響菌體代謝:
     
      培養(yǎng)基中的H+、OH-首先作用在胞外的弱酸(或弱堿)上,使之成為易于透過細胞膜的分子狀態(tài)的弱酸(弱堿),它們進入細胞后,再進行解離,產(chǎn)生H+或OH-離子,改變胞內(nèi)原先的中性狀態(tài),影響酶的結(jié)構(gòu)和活性。進而影響菌體代謝。
     
      3.影響產(chǎn)物穩(wěn)定性:
     
      不同的物質(zhì)有不同的穩(wěn)定pH值范圍。特別是胞外表達的產(chǎn)物,直接裸露于培養(yǎng)液中,給予合適的pH條件至關重要。
     
      4.影響發(fā)酵液的后處理:
     
      (1)pH值直接影響發(fā)酵液中某些物質(zhì)的電荷性質(zhì)
     
      (2)pH值會影響發(fā)酵液的粘度。

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