發(fā)酵工藝控制 基質(zhì)濃度控制

7.發(fā)酵工藝的控制7.3.2基質(zhì)濃度控制一、碳源對(duì)發(fā)酵的影響及其控制1、C源種類影響按菌體利用快慢而言，分為迅速利用的碳源和緩慢利用的碳源。前者(如葡萄糖)能較迅速地參與代謝、合成菌體和產(chǎn)生能量，并產(chǎn)生分解代謝產(chǎn)物，因此有利于菌體生長(zhǎng)，但有的分解代謝產(chǎn)物對(duì)產(chǎn)物的合成可能產(chǎn)生阻遏作用；后者(如乳糖)為菌體緩慢利用，有利于延長(zhǎng)代謝產(chǎn)物的合成，特別有利于延長(zhǎng)抗生素的生產(chǎn)期，也為許多微生物藥物的發(fā)酵所采用。選擇最適碳源對(duì)提高代謝產(chǎn)物產(chǎn)量是很重要的：圖--糖對(duì)青霉素生物合成的影響試驗(yàn)一、碳源對(duì)發(fā)酵的影響及其控制2、C源濃度的影響過少，菌體量小，產(chǎn)物少過大，菌體量大，好氧多，傳氧慢，產(chǎn)物少，若產(chǎn)生阻遏作用的C源過多，菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成都會(huì)受到影響一、碳源對(duì)發(fā)酵的影響及其控制3、控制發(fā)酵工業(yè)中常采用含迅速利用的碳源和緩慢利用的碳源的混合碳源。在發(fā)酵過程中，補(bǔ)加糖類控制碳源濃度二、氮源對(duì)發(fā)酵的影響及其控制迅速利用的氮源緩慢利用的氮源種類氨水、銨鹽黃豆餅粉、花生餅粉、和棉子餅粉優(yōu)點(diǎn)易被菌體利用，明顯促進(jìn)菌體生長(zhǎng)利用緩慢，有利于延長(zhǎng)物的分泌期。防止早衰。缺點(diǎn)對(duì)于有些菌種高濃度的銨離子抑制產(chǎn)物合成溶解度低，發(fā)酵液粘度大。1.氮源的影響二、氮源對(duì)發(fā)酵的影響及其控制2.控制辦法1）發(fā)酵培養(yǎng)基一般是選用含有快速利用和慢速利用的混合氮源。如氨基酸發(fā)酵用銨鹽(硫酸銨或醋酸銨)和麩皮水解液、玉米漿。2）控制基礎(chǔ)培養(yǎng)基中的配比。3）通過補(bǔ)加氮源。（1）補(bǔ)加有機(jī)氮源（2）補(bǔ)加無機(jī)氮源二、氮源對(duì)發(fā)酵的影響及其控制（1）補(bǔ)加有機(jī)氮源根據(jù)產(chǎn)生菌的代謝情況，可在發(fā)酵過程中添加某些具有調(diào)節(jié)生長(zhǎng)代謝作用的有機(jī)氮源，如酵母粉、玉米漿、尿素等土霉素發(fā)酵，補(bǔ)加酵母粉可提高發(fā)酵單位；青霉素發(fā)酵，后期出現(xiàn)糖利用緩慢、菌濃變稀、pH值下降的現(xiàn)象，補(bǔ)加尿素可改善這種狀況并提高發(fā)酵單位；氨基酸發(fā)酵補(bǔ)加作為氮源和pH值調(diào)節(jié)劑的尿素。二、氮源對(duì)發(fā)酵的影響及其控制（2） 補(bǔ)加無機(jī)氮源補(bǔ)加氨水或硫酸銨是工業(yè)上的常用方法。氨水既可作為無機(jī)氮源，又可調(diào)節(jié)pH值。

在抗生素發(fā)酵工業(yè)中，通氨是提高發(fā)酵產(chǎn)量的有效措施。當(dāng)pH值偏高而又需補(bǔ)氮時(shí)，就可補(bǔ)加生理酸性物質(zhì)的硫酸銨，以達(dá)到提高氮含量和調(diào)節(jié)pH值的雙重目的三、磷酸鹽對(duì)發(fā)酵的影響及其控制1、磷酸鹽的影響磷是微生物菌體生長(zhǎng)繁殖所必需的成分，也是合成代謝產(chǎn)物所必需的。磷酸鹽能明顯促進(jìn)產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)。對(duì)于次級(jí)代謝產(chǎn)物，高濃度的磷酸鹽能抑制產(chǎn)物合成。微生物生長(zhǎng)良好所允許的磷酸鹽濃度為0.32～300mmol/L，次級(jí)代謝產(chǎn)物合成良好所允許的最高平均濃度僅為1.0mmol/L.三、磷酸鹽對(duì)發(fā)酵的影響及其控制2.控制辦法一般在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中采用適宜濃度。（1）對(duì)于初級(jí)代謝產(chǎn)物，磷酸鹽濃度采用足量。（2）對(duì)于次級(jí)代謝產(chǎn)物，磷酸鹽濃度采用生長(zhǎng)亞適量(對(duì)菌體生長(zhǎng)不是最適合但又不影響生長(zhǎng)的量)。（3）其最適濃度取決于菌種特性、培養(yǎng)條件、培養(yǎng)基組成和來源等因素三、磷酸鹽對(duì)發(fā)酵的影響及其控制2.控制辦法一般磷酸鹽采用單消，防止發(fā)生沉淀反應(yīng)使溶磷量達(dá)不到最適量。（1）要控制有機(jī)氮源中的磷含量，以防溶磷量超過最適量。（2）當(dāng)菌體生長(zhǎng)緩慢時(shí)，可適當(dāng)補(bǔ)