1、第八節(jié)二氧化碳對(duì)發(fā)酵的影響及控制,二氧化碳的來(lái)源：是微生物的代謝產(chǎn)物，也是某些合成代謝的一種基質(zhì)。 二氧化碳對(duì)發(fā)酵的影響： 1、對(duì)菌體； 2、對(duì)產(chǎn)物。,一、二氧化碳對(duì)發(fā)酵的影響,1、對(duì)菌體： CO2效應(yīng)：在發(fā)酵生產(chǎn)中不同微生物或某一生長(zhǎng)階段對(duì)二氧化碳有著特殊的要求（促進(jìn)或必須）； 通常對(duì)菌體生長(zhǎng)有抑制作用。排氣中高于4時(shí)，糖代謝和呼吸速率下降。,例如，發(fā)酵液中CO2的濃度達(dá)到1.610-1mol，就會(huì)嚴(yán)重抑制酵母的生長(zhǎng)；當(dāng)進(jìn)氣口CO2的含量占混合氣體的80%時(shí)，酵母活力與對(duì)照相比降低20%。,2、對(duì)產(chǎn)物： 需占一定的比例（或分壓），過(guò)高、過(guò)低產(chǎn)量都會(huì)下降；如精氨酸發(fā)酵，PCO20.12105P

2、a。 CO2對(duì)某些發(fā)酵產(chǎn)生抑制作用。 如：抗生素，組氨酸等； 二氧化碳可通過(guò)改變pH而影響發(fā)酵生產(chǎn)。,CO2作用于膜脂質(zhì)核心部位，改變膜流動(dòng)性及表面電荷密度，影響膜運(yùn)輸效率，導(dǎo)致細(xì)胞生長(zhǎng)受限制，形態(tài)改變；（HCO3- 影響細(xì)胞膜的膜蛋白） 也可產(chǎn)生反饋?zhàn)饔?，使pH下降，與其他物質(zhì)反應(yīng)，與生長(zhǎng)必需金屬離子形成碳酸鹽沉淀，過(guò)分耗氧，引起溶解氧下降等，影響菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成。,CO2對(duì)細(xì)胞的作用機(jī)制：,二、二氧化碳濃度的控制,發(fā)酵液中CO2濃度的影響因素： 細(xì)胞呼吸強(qiáng)度； 發(fā)酵液流變學(xué)特性； 通氣攪拌程度； 罐壓大小； 設(shè)備規(guī)模。,二氧化碳濃度的控制方法：,調(diào)節(jié)罐壓、通氣量和攪拌速度； 通氣攪拌調(diào)節(jié)CO2的溶解度：在3 m3發(fā)酵罐中進(jìn)行四環(huán)素發(fā)酵試驗(yàn)，發(fā)酵40 h以前，通氣量減小到75 m3h，攪拌為80 rmin，提高CO2的濃度；40 h以后，通氣量和攪拌分別提高到110 m3h和140 rmin，降低CO2濃度，使四環(huán)素產(chǎn)量提高2530。 補(bǔ)料（青霉素：補(bǔ)糖，增加CO2 產(chǎn)生，降低pH。）,CO2釋放與發(fā)酵過(guò)程參數(shù)pH及操作參數(shù)補(bǔ)糖速率的關(guān)系,在青霉素發(fā)酵中補(bǔ)糖將引起排氣CO2增加，同時(shí)pH下降。 糖、CO2、pH三者的相關(guān)性，被青霉素工業(yè)生產(chǎn)上用于補(bǔ)料控制的參數(shù)，并認(rèn)為排氣CO2的變化比pH變化更為敏感，所以測(cè)定排氣CO2釋放率 （CER）來(lái)控