培养条件对发酵的影响PPT演示文稿
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各工艺条件对发酵的影响发酵条件控制的目的就是要为生产菌创造一个最适的环境,使我们所需要的代谢活动得以最充分的表达,积累更多的代谢产物。
影响L-苏氨酸产量的因素有很多,如培养基、温度、pH、溶氧等。
1、培养基对发酵的影响:发酵培养基必需满足微生物的能量、元素及特殊养分的需求:碳源、氮源、无机盐类、生长因子等。
(1)碳、氮、磷的平衡:C/N直接影响菌体的生长和代谢,如果C/N偏小(氮源丰富),会导致菌体生长过剩,易造成菌体提前衰老自溶;C/N过大,菌体繁殖数量少,发酵密度低,细菌代谢不平衡,不利于产物的积累。
磷是核酸与磷脂的成分,组成高能磷酸化合物及许多酶的活性基,磷不足影响菌体生长。
在代谢方面,适量磷有利于糖代谢的进行;磷酸根在能量代谢中起调节作用。
另外,在一定范围内,磷酸盐对培养基pH值的变化起缓冲作用。
(2)基质浓度对发酵的影响:低浓度有诱导作用(迟滞期产生各种酶),高浓度会起分解代谢物阻遏作用;培养基过于丰富,会使菌体生长过盛,发酵液黏稠,影响传质。
(3)碳源的种类和浓度对发酵的影响:碳源的种类对发酵的影响主要取决于其性质,即快速利用的碳源(速效碳源)和缓慢利用的碳源(迟效碳源)。
速效碳源(如葡萄糖)能较快地参与微生物的代谢,合成菌体、产生能量、合成代谢产物等;迟效碳源(如蔗糖)不能被微生物直接吸收利用,需要微生物分泌胞外酶先将其分解成小分子物质,因此菌体利用缓慢。
速效碳源(葡萄糖)的特点:优点:吸收快,利用快,能迅速参加代谢合成菌体和产生能量。
缺点:有的分解代谢产物对产物的合成会产生阻遏作用。
碳源的浓度对菌体的生长和产物的合成有着明显的影响。
以葡糖糖为例,它对糖代谢中的一个关键酶——葡糖糖氧化酶(GOD)的形成具有双重效应,即低浓度下有诱导作用,而高浓度下有分解代谢产物阻遏效应。
为避免初始培养基中渗透压过高,一般采用中间补糖的方法控制碳源浓度。
发酵过程中补糖过量,碳代谢流在糖酵解途径中过量,必须分解部分氧化副产物(如乙酸、乳酸、其它氨基酸等)来维持碳代谢流平衡,易造成碳源浪费,糖酸转化率低。