发酵过程的工艺控制
发酵是一种利用微生物（如酵母、乳酸菌等）对物质进行转化以产生有用产物的过程。在食品、饮料、药物和能源产业中，酵母发酵被广泛应用于生产酒精、面包、酸奶和生物燃料等产品。在发酵过程中，工艺控制是至关重要的，它可以确保发酵过程的高效进行，并优化产物的质量和产量。
在发酵过程的工艺控制中，有几个关键方面需要考虑和管理。首先是基质含量和组成的优化。发酵基质是提供微生物生长和代谢所需的营养物质的载体。通过合理的基质设计，可以最大限度地提高发酵效率和产物产量。例如，在酿酒发酵中，酵母对葡萄糖的利用效率通常较高，因此应该控制葡萄糖的浓度，以避免过高或过低的浓度对发酵效果的影响。
其次是发酵过程的温度控制。温度是影响微生物生长和代谢的最重要因素之一、不同的微生物对温度的要求不同，因此需要根据所采用的微生物菌株来控制发酵过程的温度。通常情况下，发酵反应的最佳温度需要通过试验确定，以确保微生物能够在最适宜的温度下生长和活性表现。
此外，溶氧浓度的控制也是发酵过程中的重要环节。微生物在进行发酵代谢时需要氧气作为底物，以促进细胞生长和代谢产物的形成。因此，在发酵过程中需要保持合适的氧气供给，以防止微生物活性和产物产量的降低。这可以通过控制搅拌速度、气泡量和气体通量等方式来实现。
此外，pH值的控制也是发酵过程中的重要方面。微生物对酸碱度的敏感程度各不相同，因此需要根据所采用的微生物菌株来优化发酵过程的pH控制。通常情况下，维持中性到微酸性的pH值范围对于大多数微生物来说是最适合的。 最后，发酵过程的时间控制也需要加以考虑。不同的微生物菌株对于发酵反应的时间要求不同，因此需要根据所采用的菌株和产品要求来确定发酵时间。过长的发酵时间可能会导致产物的质量下降，而过短的发酵时间则可能无法实现所需要的产物产量。
总之，发酵过程的工艺控制是确保发酵反应高效进行的关键要素。通过优化基质含量和组成、温度控制、溶氧浓度控制、pH值控制和时间控制等方面，可以最大限度地提高发酵效率和产物产量，从而获得高质量的发酵产品。
发酵工艺控制—— pH对发酵的影响及控制
发酵过程中培养液的pH值是微生物在一定环境条件下代谢活动的综合指标，是一项重要的发酵参数。它对菌体的生长和产品的积累有很大的影响。因此，必须掌握发酵过程中pH的变化规律，及时监测并加以控制，使它处于最佳的状态。尽管多数微生物能在3～4个pH单位的pH范围内生长，但是在发酵工艺中，为了达到高生长速率和最佳产物形成，必须使pH在很窄的范围内保持恒定。
一、PH对发酵的影响
微生物生长和生物合成都有其最适和能够耐受的pH范围，大多数细菌生长的最适pH范围在6.3～7.5，霉菌和酵母生长的最适pH范围在3～6，放线菌生长的最适pH范围在7～8。有的微生物生长繁殖阶段的最适pH范围与产物形成阶段的最适pH范围是一致的，但也有许多是不一致的。表7-1列举了几种生长最适pH范围与产物形成最适pH范围不一致的例子。
pH还会影响菌体的形态。例如，产黄青霉细胞壁的厚度随pH的增加而减小；当pH低于6时，菌丝的长度缩短，直径为2～3μm，当pH=7或>7时，直径为2～18μm，酵母状膨胀菌丝的数目增加。pH下降后，菌丝形态又恢复正常。pH还影响细胞膜的电荷状态，引起膜的渗透性发生改变，进而影响菌体对营养物质的吸收和代谢产物的形成。对产物的稳定性同样有影响。
除此之外，pH对某些生物合成途径有显著影响。例如，丙酮丁醇发酵中，细菌增殖的pH范围是5.5～7.0为好，发酵后期pH=4.3～5.3时积累丙酮丁醇，pH升高则丙酮丁醇产量减少，而丁酸、乙酸含量增加。又如，黑曲霉在pH=2～3时产生柠檬酸，pH近中性时，积累草酸和葡萄糖酸。谷氨酸发酵中，pH=7或微碱时形成谷氨酸，pH酸性时产生N—乙酰谷酰胺。从以上看出，为要更有效地控制生产过程，必须充分了解微生物生长和产物形成的最适pH范围。
二、影响发酵pH的因素
发酵过程中，pH的变化是微生物在发酵过程中代谢活动的综合反映，其变化的根源取决于培养基的成分和微生物的代谢特性。
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啤酒酿造过程中ｐＨ值作用及控制
王志坚
（河北钟楼集团邯郸啤酒有限公司邯郸０５６００１）
１综述
１．１ ｐＨ值是啤酒酿造过程中重要技术参数。
其取决于：
（１）啤酒中酸的组成、性质及各组分浓度及
电离度。 啤酒中酸主要包括两大类。一类是麦芽生
酸，糖化和发酵生化和化学反应产生的酸，主要
是有机酸；另一类是糖化时外加酸。如果这些酸
中电离度强的酸含量高，释放Ｈ 多，啤酒ｐＨ值
低。但ｐＨ值与Ｈ 浓度成对数关系。较小的ｐＨ值变
化可能导致Ｈ 浓度较大改变。同时，Ｈ 浓度还受
到盐基所饱和的酸根的比例影响。
（２）啤酒缓冲能力
麦汁或啤酒缓冲能力即由麦汁或啤酒的ｐＨ值
提高所消耗的０．１Ｎ氢氧化钠毫升数的多少来判断。
其缓冲能力强弱直接影响到成品酒ｐＨ值高低。糖
化时蛋白质分解的同时，麦芽中有机酸磷酸盐产生
的游离磷酸盐并进一步反应为～一级磷酸盐。使醪
液酸度增加，ｐＨ值下降。从而麦汁缓冲能力增强。
在发酵初期，随着酵母增殖，麦汁中磷酸盐被酵母
吸收，氨基酸的氨基被同化，从而ｐＨ值下降。
（３）啤酒中所含的各种矿物质阳离子浓度
啤酒中钙离子、镁离子、钠离子等矿物质阳
离子含量对啤酒ｐＨ值会产生一定的影响。如钙离
子能调节麦汁ｐＨ值，保护淀粉酶。
１．２ ｐＨ值与总酸、口感酸度之关系
成品啤酒ｐＨ值控制在４．３～４．４，啤酒口感风味
淡爽，柔和与协调。ｐＨ值低于４．０，啤酒口感发
酸。实验证明，有的啤酒滴定酸度偏高，但口感
可能不酸；而有的滴定总酸并不高，但口感却偏
酸。ｐＨ值低的滴定酸度一定高。但滴定酸高的ｐＨ 值并不一定低。
酸味与各酸阈值有关。阈值低的酸在一定
浓度下呈现味越明显。随饮用者对各种酸认知程
度，敏感度及记忆能力不同，酸阈值也是变化
的。越熟悉阈值越低，即越敏感阈值越低。啤酒
酸度还和啤酒杀门力有关。ＣＯ，充足的啤酒酸味明
显些，但也爽快些。
２ ｐＨ值在啤酒生产中作用
第３６卷第４期 ２００７年１０月 发酵科技通讯
发酵过程的控制
赵春海
（滨江职业学院２５６６０３）
摘要：发酵过程包括大量复杂的生化反应和迁移现象．发酵过程中的浓度、茵体浓度、产物浓度随
时间变化。发酵液物料的性质，如密度、粘度、流变学特征，表面张力、氧及其他性质如扩散系统、氧饱和
浓度也随时间变化。由于一系列分解代谢和合成代谢的结果，引起了温度、ｐＨ、溶解氧、氧化还原电位、 排气二氧化碳和排气氧的变化。为了能够有效控制发酵，就需要获得发酵过程变量的变化信息，对发酵
过程参数的变化进行检测。
关键词：发酵罐；发酵控制；参数
１发酵参数及检测方法
发酵参数是发酵过程及其菌株的生理生化特 征数据。反应环境变化和细胞代谢生理变化的许
多重要信息，发酵参数的检测是为了获得各种信 息，以便对于发酵过程实施有效的控制。
１．１发酵参数
发酵参数可分为物理参数，如温度、压力、体 积、流量等。物理化学参数，如ｐＨ、溶解氧、溶ＣＯ 、
氧化还原电位、气相分成等。化学参数，如基质浓 度、产物浓度等。生物学参数，如生物量、细胞形 太 ＪＩ Ｏ １．２发酵参数的测量方法、原理 根据发酵参数的不同，测量的原理、方法也不
同、各种参数发酵过程检测技术的测量方法、原理 如表１。
表１发酵过程的参数测定方法及原理
参数 测量方法 测量原理 温度 热敏电阻 电阻随温度的改变而改变 压力 隔膜 隔膜直接感受压力的变化
压力 压敏电阻 电阻随承受压力的大小而改变 发酵液体积 压差传感受器 静压差于液层深度成正比 发酵液体积 荷重传感器 传感器电阻正比于荷重
泡沫 电导或电容探头 探头与液面及电池阀组成回路 气体流量 热质量流量计 气流带走的热量与质量流量成正比 液体流量 蠕动泵 转速与流量成正比 搅拌转速 频率计数器 光反射计数
ｐＩ－Ｉ 复合玻璃电极 电极对Ｈ＋呈特异反应
氧通过膜扩散探头．在金属电极上 溶解氧 复膜氧探头 进行电子转移反应产生电流
