发酵用pH值對微生物菌體的生长(zhang)及產物的合成有重要(yao)的影響,也(ye)是影響发酵過程中各種酶活性的重要因素,是一項重點檢測(ce)的发酵參数。因此,必须掌握(wo)发酵(jiao)過程中ph的變(bian)化(hua)規律,以便及時進行(xing)监(jian)控,使(shi)其(qi)一直處於生產的最佳状態水平。
发酵過程ph變化的原因
在(zai)发酵過程中,影響(xiang)发酵液ph值變化的主要因(yin)素有:菌種遗(yi)傳特性、培(pei)养基的成分和培养条(tiao)件。在適合於微生物生长及(ji)產物(wu)合成的環境下,微生物本身具有一定(ding)的調(diao)節ph值的能(neng)力,會使ph值處於(yu)比较適宜的状態(tai)。
但外(wai)界(jie)条件发生较大變化時,菌(jun)體將失去調節能力(li),使ph值(zhi)不断波動。如對以地中海諾卡氏菌進(jin)行发酵生產(chan)利福霉素SV研究時发現,采用(yong)ph6.0、6.8、7.5三個不同的(de)起始(shi)ph值,結果ph在6.8、7.5時,最(zui)終发酵ph都(dou)達到7.5左右,菌丝生长和发酵單位都達到正常水平;但ph為6.0時,发酵(jiao)中期ph只達4.5,菌(jun)浓(nong)仅為20%,发酵單位為(wei)零。这說明菌體的調節(jie)能力是有一定限度的(de)。
引起发酵液(ye)ph上升(sheng)的主要原因有:培养基中的碳氮(dan)比不当,氮源過多,氨(an)基氮释放;有生理(li)碱性物質生成,如紅霉素、洁(jie)霉素、螺旋霉素等抗生素;中間补料液中氨(an)水或尿素等碱性物質加(jia)入過多;乳酸等有機酸被利用。
引起发酵液(ye)ph下降的主要原因有:培养基中的碳氮(dan)比不当,碳源過多,特別(bie)是葡萄糖過量;消泡油加(jia)入量大;有(you)生理酸性物質(zhi)存在,如微生物通過代谢(xie)活動分泌有機(ji)酸(如乳(ru)酸、乙酸、柠(ning)檬酸等),使ph下降;通氣条件變化,氧化不*,使有機酸、脂肪酸等物質积累;
一些生理酸性盐(yan),如(Nh4)2SO4,其中Nh+4被菌體利(li)用后,残留的SO2-2就會引起发酵液ph值下降。 在灰(hui)黄霉素(su)发酵中,ph的變化就與(yu)所用碳源種類有密切關系(xi)。如以乳糖為碳(tan)源,乳糖被缓慢利(li)用,丙(bing)酮酸堆积很少,ph維持在6.0~7.0;如以葡萄糖(tang)為碳源(yuan),丙酮酸迅速积累,使ph下降到3.6。
凡是导致酸性物質(zhi)生成(cheng)或释放,碱性物質的消耗都會引起发酵液的ph下降;反(fan)之,凡是造成碱性(xing)物質的生成或释放,酸性物質的消耗將(jiang)使发酵液的ph上升。