奇虎收购搜狗:发酵工艺控制—— 二氧化碳对发酵的影响及控制

来源：百度文库编辑：中财网时间：2024/05/05 13:24:25

发酵工艺控制—— 二氧化碳对发酵的影响及控制

来源：青岛海博《微生物工程》
一、CO₂对菌体生长和产物形成的影响 C0₂对菌体的生长有直接作用，碳水化合物的代谢及微生物的呼吸速率下降。大量实验表明，C0₂对生产过程具有抑制作用。 C0₂会影响产黄青霉菌的形态。研究者将产黄青霉菌接种到溶解C0₂浓度不同的培养基中，发现菌丝形态发生变化。C0₂分压0～8％时，菌丝主要是丝状；C0₂分压15％～22％，则膨胀，粗短的菌丝占优势；C0₂为0．08X10SPa时，则出现球状或酵母状细胞，致使青霉素合成受阻，其比生产速率降低40％左右。 C0₂对细胞作用机制是怎样的呢?二氧化碳及HCO^3-都会影响细胞膜结构，它们分别作用于细胞膜的不同位点。C0₂主要作用在细胞膜的脂肪核心部位。HCO^3-则影响磷脂，亲水头部带电荷表面及细胞膜表面的蛋白质。当细胞膜的脂质相中C0₂浓度达临界值时，使膜的流动性及表面电荷密度发生变化，这将导致许多基质的膜运输受阻，影响细胞膜的运输效率，使细胞处于“麻醉”状态，细胞生长受到抑制，形态发生了改变。 二、C0₂浓度的控制 C0₂在发酵液中的浓度变化不像溶氧那样，没有一定的规律。它的大小受到许多因素的影响，如菌体的呼吸强度、发酵液流变学特性、通气搅拌程度和外界压力大小等因素。设备规模大小也有影响，由于C0₂的溶解度随压力增加而增大，大发酵罐中的发酵液的静压可达1X10⁵Pa以上，又处在正压发酵，致使罐底部压强可达1.5X10⁵Pa。因此C0₂浓度增大，如不改变搅拌转数，C0₂就不易排出，在罐底形成碳酸，进而影响菌体的呼吸和产物的合成。为了控制C0₂的影响，必须考虑C0₂在培养液中的溶解度、温度和通气情况。在发酵过程中，如遇到泡沫上升而引起“逃液”时，采用增加罐压的方法来消泡。但这样会增加C0₂的溶解度，对菌体生长是不利的。 C0₂浓度的控制应随它对发酵的影响而定。如果C0₂对产物合成有抑制作用，则应设法降低其浓度；若有促进作用，则应提高其浓度。通气和搅拌速率的大小，不但能调节发酵液中的溶解氧，还能调节C0₂的溶解度，在发酵罐中不断通人空气，既可保持溶解氧在临界点以上，又可随废气排出所产生的C0₂，使之低于能产生抑制作用的浓度。因而通气搅拌也是控制C0₂浓度的一种方法，降低通气量和搅拌速率，有利于增加C0₂在发酵液中的浓度；反之就会减小C0₂浓度。

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