微生物發(fā)酵即是指利用微生物,在適宜的條件下,將原料經(jīng)過(guò)特定的代謝途徑轉化為人類(lèi)所需要的產(chǎn)物的過(guò)程。微生物發(fā)酵生產(chǎn)水平主要取決于菌種本身的遺傳特性和培養條件。
一般來(lái)說(shuō)影響菌類(lèi)的產(chǎn)量的條件有:碳源、pH和培養時(shí)間、發(fā)酵溫度,搖床轉速振幅等。其中碳源PH值等因素靠培養基來(lái)決定,發(fā)酵溫度和搖床轉速振幅就需要“脫色搖床”來(lái)實(shí)現了。
脫色搖床溫度對發(fā)酵的影響是多方面的:
1、溫度對發(fā)酵產(chǎn)生的孢數和活菌數有十分明顯的影響。微生物一般的存活溫度在20到35℃,過(guò)高過(guò)低的溫度都會(huì )導致菌類(lèi)失活,甚至死亡。從酶反應動(dòng)力學(xué)來(lái)看,溫度升高,反應速度加大,生長(cháng)代謝加快,產(chǎn)物生成提前。但是,溫度愈高酶失活愈快,菌體易于衰老,影響產(chǎn)物的生成。
2、同一菌類(lèi)生長(cháng)和積累代謝產(chǎn)物所需的溫度也不同。比如,適合青霉素產(chǎn)生菌生長(cháng)的溫度為30℃,而產(chǎn)生青霉素的合適溫度為25℃。這就需要根據生產(chǎn)所需產(chǎn)物的不同來(lái)調節溫度,以及在生產(chǎn)的不同階段設定不同的溫度。
3、溫度還能影響酶系組成及酶的特性。例如55℃培養所產(chǎn)生的酶在90℃保持60min,其剩余活性為88%~99%;在35℃培養所產(chǎn)生的酶,經(jīng)相同條件處理,剩余活性?xún)H有6%-10%。
4、不同的溫度對菌類(lèi)產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物也有不同的影響。如利用金霉素鏈霉菌NRRLB-1287進(jìn)行四環(huán)素發(fā)酵,當發(fā)酵溫度設置在30℃以下,會(huì )導致金霉素合成增多。當我們提高發(fā)酵溫度時(shí),則有利于四環(huán)素的合成。在35℃時(shí),金霉素鏈霉菌只產(chǎn)出四環(huán)素,幾乎停止合成金霉素。
5、溫度還會(huì )影響發(fā)酵液的物理性質(zhì),如發(fā)酵液的黏度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等。發(fā)酵溫度通過(guò)對上述條件的影響,從而影響發(fā)酵的動(dòng)力學(xué)特性和產(chǎn)物的生物合成。
因此,在發(fā)酵過(guò)程中需要維持適當的溫度,才能使菌體生長(cháng)和代謝產(chǎn)物的合成順利進(jìn)行。在選擇脫色搖床時(shí),對溫度的精確控制就成為選擇的重要參數之一。
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