生物反应器使用过程pH调控
时间：2022.08.08
生物培养过程中，pH值对微生物生长具有非常明显的影响，也是影响实验过程中各种酶活的重要因素。pH值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响有以下几个方面：
在确定了实验各个阶段所需要的最适ph之后，需要采用各种方法来控制，使整个过程在预定的ph范围内进行。要使ph控制在合适的范围内，应首先根据不同的微生物的特性，不仅要在原始培养基中控制适当的ph值，而且要在整个发酵过程中随时检查ph值的变化情况，并进行相应的调控。
首先，从基础培养基的配方考虑，通过平衡盐类和碳源的配比，稳定培养液的ph值，或加入缓冲剂（如磷酸盐)调节培养基初始ph值至合适范围并使其有较强的缓冲能力。
发酵过程中，随着基质的消耗及产物的生成，ph值会有较大的波动。因此，在发酵过程中也应当采取相应的ph值调节和控制方法，主要有以下几种方法:
- ①影响酶的活性，当pH值抑制菌体中某些酶的活性时，会阻碍菌体的新陈代谢；
- ②影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变细胞膜的通透性，影响微生物对营养物质的吸收和代谢产物的排泄；
- ③影响培养基中某些组分的解离，进而微生物对这些成分的吸收；
- ④pH值不同，往往引起菌体代谢过程的不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。
发酵过程pH变化曲线
在确定了实验各个阶段所需要的最适ph之后，需要采用各种方法来控制，使整个过程在预定的ph范围内进行。要使ph控制在合适的范围内，应首先根据不同的微生物的特性，不仅要在原始培养基中控制适当的ph值，而且要在整个发酵过程中随时检查ph值的变化情况，并进行相应的调控。
首先，从基础培养基的配方考虑，通过平衡盐类和碳源的配比，稳定培养液的ph值，或加入缓冲剂（如磷酸盐)调节培养基初始ph值至合适范围并使其有较强的缓冲能力。
发酵过程中，随着基质的消耗及产物的生成，ph值会有较大的波动。因此，在发酵过程中也应当采取相应的ph值调节和控制方法，主要有以下几种方法:
- ①直接补加酸、碱物质，如h2SO4、NaOh等。当ph值偏离不大时，使用强酸碱物质容易破坏缓冲体系，而且会引起培养液成分发生水解，故目前已较少使用此方法。
- ②通过调整通风量来控制ph值。此方法主要是在加多了消泡剂的个别情况下使用，提高空气流量可加速脂肪酸的氧化，以减少因脂肪酸积累引起的ph降低。
- ③补加生理酸性或碱性盐基质，如氨水、尿素、(Nh4)2SO4等，通过代谢调节ph值。补加生理性酸碱物质，既调节了发酵液的ph值，又可以补充营养物质，还能减少阻遏作用。补加的方式根据实际生产情况而定，可以是直接加入、流加、多次流加等方式。
- ④采用补料方式调节ph值。例如，当ph值上升至超过最适值，意味着菌处于饥饿状态，可加糖调节，糖的过量又会使ph下降。采用补料的方法可以同时实现补充营养、延长周期、调节ph和改变培养液的性质(如黏度）等几种目的，特别是那些对产物合成有阻遏作用的营养物质，通过少量多次补加可以避免它们对产物合成的阻遏作用。
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