爆单助手：微生物酵素发酵过程中的温度与pH值控制研究

微生物酵素的发酵控制（二）

3、发酵过程中温度的变化及最适宜温度的选择

在酵素发酵过程中温度常常发生一定的变化，其变化规律是：前低-中高-后回落。影响温度变化的因素主要是发酵热，它是微生物代谢产生的生物热、搅拌器与发酵液摩擦产生的搅拌热、发酵罐中由尾气排出时带走的蒸发热以及发酵罐体向外辐射的辐射热等不同形式热的代数之和。

由于温度对酵素产物产生较大影响，因此在发酵生产上需要选择一个最适宜的温度，使得微生物的生长速度最快，目标产物的合成量最大。爆单助手认为，在酵素发酵过程中，最适宜温度需要分段选择。

二、pH值

1、pH值对发酵过程的影响

（1）对微生物生长和产物合成的影响。pH对发酵的影响主要有以下几个方面：①影响微生物生长繁殖。不同微生物对pH要求，多数细菌最适宜的pH值6.5-7.5，霉菌4.0-5.8，酵母菌为3.8-6.0。

②影响微生物的菌体形态。如当pH值＜6时，菌丝直径为2-3微米，当pH值＞7时，菌丝直径为2-18微米。

③影响产物的形成。如在塞纳霉菌的发酵过程中，当pH值6.5-7.5时，产量相对稳定，当pH值＞7.5时，合成受到抑制，产量下降。

④影响生物合成途径。

（2）pH值影响发酵的主要机理：

①影响酶的活性。

②影响微生物细胞膜所带的电荷，从而改变细胞膜的渗透性，影响微生物细胞对营养的吸收和对代谢产物的排泄。

③影响培养基中某些营养物和中间代谢产物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。此外，pH值改变还会引起菌体代谢途径的改变。

2、影响pH值变化的因素

酵素发酵液pH值变化有一定规律：菌体生长期pH值上升或下降；产物合成期pH值比较稳定；菌体自溶阶段pH值上升。引起发酵液pH值变化的因素主要是以下三点：

（1）微生物的代谢特性。微生物代谢过程中，会释放出一些生理酸性物质或一些生物碱性物质，从而引起发酵液pH值的变化。

（2）酵素原料及其配方，酵素配方实际上就是培养基，其成分变化会直接影响pH值。爆单助手观察到，发酵条件也会对pH值产生影响。

（3）发酵条件。主要是通气或搅拌。在正常通气条件下，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水；当通气不足时，则合成乳酸。

3、发酵过程中的pH值控制

（1）调节酵素原始的pH值，或加入pH值缓冲剂。

（2）在发酵过程中，通过加弱酸或弱碱来稳定pH值。

（3）控制发酵液中各营养物的比例，即选择适宜的酵素原料和配方，注意控制碳氮比。

（4）通过补料调节pH值。爆单助手建议，合理的补料可以有效地维持发酵过程中的pH稳定。