工业发酵中溶氧因素的探讨

工业发酵影响因素很多,其中发酵液中的溶氧浓度(DissolvedOxygen,简称DO)是最基本因素,对微生物的生长和产物形成有着极其重要的影响。在发酵过程中,必须供给适量的无菌空气,菌体才能繁殖和积累所需代谢产物。不同菌种及不同发酵阶段的菌体的需氧量是不同的,发酵液的DO值直接影响微生物的酶活性、代谢途径及产物产量。发酵过程中氧的传质速率主要受发酵液中溶解氧的浓度和传递阻力影响。研究溶氧对发酵的影响及控制对提高生产效率、改善产品质量等都有重要意义。     

工业发酵中溶氧因素的探讨

工业发酵影响因素很多,其中发酵液中的溶氧浓度(DissolvedOxygen,简称DO)是最基本因素,对微生物的生长和产物形成有着极其重要的影响.在发酵过程中,必须供给适量的无菌空气,菌体才能繁殖和积累所需代谢产物.不同菌种及不同发酵阶段的菌体的需氧量是不同的,发酵液的DO值直接影响微生物的酶活性、代谢途径及产物产量.发酵过程中氧的传质速率主要受发酵液中溶解氧的浓度和传递阻力影响.研究溶氧对发酵的影响及控制对提高生产效率、改善产品质量等都有重要意义.     

溶氧(DO)对混菌发酵生产Nisin影响的研究

Nisin(乳酸链球菌素)是由乳酸菌产生的一种抑菌活性肽。其在生产过程中需要控制发酵体系的pH,以避免由于乳酸菌代谢积累的乳酸导致pH迅速降低抑制菌体生长。本文采用以能够代谢消耗乳酸的酵母菌为辅助发酵菌的新型混菌发酵方法,在小试条件下研究了在混菌发酵过程中对菌体特别是酵母菌代谢有显著影响的因素溶氧(DO)对混菌发酵生产过程中发酵体系的pH与乳酸含量的变化nisin产量的影响。结果表明,不同水平溶氧对混菌发酵体系中两种菌的生长及代谢产物生成有一定影响。DO 10%与DO 30%时的nisin效价的水平波动范围为24.35%;在分阶段控制发酵体系溶氧水平的条件下获得了较高的nisin效价,效价水平比恒定溶氧提高45.38%。说明分阶段控制发酵体系溶氧水平是较为理想的溶氧控制策略。     

产胶期溶氧水平对土壤杆菌ATCC 31749发酵产热凝胶流变性质的影响

热凝胶是由土壤杆菌在氮源限制条件下生产的水不溶性胞外多糖。通过在线实时调节通气量建立了恒定溶氧控制策略,并将产胶期溶氧分别恒定控制在饱和溶氧浓度DO 5%、25%、50%和75%水平。然后,考察了产胶期溶氧浓度对土壤杆菌(Agrobacterium.sp.ATCC 31749)发酵过程及热凝胶流变性质的影响。结果表明,低溶氧(DO 5%)造成热凝胶生产强度显著下降,而溶氧水平高于DO 25%后,热凝胶比生成速率基本恒定。同时,热凝胶-碱溶液的流变行为符合假塑性流体特征,随着产胶期发酵时间增加,热凝胶溶液粘度迅速升高,且非牛顿流体特征逐渐显著。相同发酵时间时,适度溶氧(DO 25%)热凝胶溶液具有最大粘度,而溶氧限制(DO 5%)和高溶氧时(DO 75%)粘度均较低。控制发酵溶氧水平可以获得具有不同流变性质的热凝胶产品。     

谷氨酸发酵标准溶解氧水平的确定

在谷氨酸发酵过程中,溶氧水平是影响发酵的重要因素之一。文中通过对发酵过程中不同阶段的溶氧水平对发酵指标的影响比较,确定了谷氨酸发酵的标准溶氧水平,产酸达到12.20mg/mL,残糖量为0.62mg/mL,糖酸转化率达到63.73%,因此,可以利用标准溶解氧参数指导工艺,以达到提高产酸率的目的。     

溶氧控制对木聚糖酶发酵过程影响的研究

溶氧是影响木聚糖酶发酵的重要因素之一。为了优化木聚糖酶发酵过程的溶氧控制,在30 L自动发酵罐上,考察了搅拌转速和通风比不同条件下的溶氧水平对木聚糖酶发酵的影响。结果表明,发酵前期通过搅拌转速自动控制溶氧,对数期溶氧控制在15%,后期溶氧控制在45%,在此条件下,木聚糖酶活高达2406.175 U/m L,比分段控氧前酶活提升了50%。本文提出了通过溶氧与搅拌联动并配合通风比的调节实现罐内分段控氧的新思路。      

利用溶氧控制策略进行高密度和高强度乙醇发酵的初步研究

在搅拌罐式生物反应器中,考察了乙醇发酵过程中不同溶氧控制条件对菌体量和其它发酵参数的影响。结果表明,溶氧浓度和通气时间是影响菌体生长和乙醇发酵强度的重要因素。通过将溶氧控制在较为合适的水平,发酵48h,菌体密度达到5.5～6亿个/mL,发酵强度为2.7lg/(L·h),比传统发酵分别提高了200%和48.9%。为进一步深入研究溶氧控制策略,实现高密度和高强度乙醇发酵提供了依据。     

溶氧测量在双丙氨磷(HB)生产中的应用

<正>发酵液中的氧含量对菌体生长和产物形成有着重要的影响,供氧对需氧微生物是必不可少的,在发酵过程中,必须供给适量的无菌空气,菌体才能繁殖和积累所需要的代谢产物,不同菌种及不同菌龄、不同发酵阶段所需的氧是不同的。微生物只能从其生活的液体基质中获得氧,以供其生理活动。发酵液中所含氧的多少就显得很重要。氧是难溶气体,为满足发酵过程中菌体对氧的需求,必须采用强制供氧措     

双液相发酵与氧传递研究进展

发酵体系中的溶氧水平直接影响微生物的生长及代谢产物的形成和累积,通过合理的强化传氧的手段,是改善供氧、提高发酵效率的有效途径。双液相发酵系统被公认为是有效改善和控制培养液溶氧的新技术。本文综述了双液相发酵体系中的氧传递模式和机理,并着重介绍了不同类别氧载体在双液相发酵中的作用特点及其典型应用。      

双液相发酵与氧传递研究进展

发酵体系中的溶氧水平直接影响微生物的生长及代谢产物的形成和累积,通过合理的强化传氧的手段,是改善供氧、提高发酵效率的有效途径.双液相发酵系统被公认为是有效改善和控制培养液溶氧的新技术.本文综述了双液相发酵体系中的氧传递模式和机理,并着重介绍了不同类别氧载体在双液相发酵中的作用特点及其典型应用.     

溶氧控制和pH控制在赖氨酸分批发酵过程中的应用

研究了溶氧和ｐＨ值对赖氨酸产生菌ＦＢ４２发酵的影响，结合发酵过程的动力学分析，得出了分批发酵操作的溶氧和ｐＨ控制模式。结果表明两种控制都使发酵水平得到提高，但以溶氧控制更有效，在溶氧控制模式下，发酵的转化率从３３．６％提高到３８．１％。     

pH值及溶解氧对灵芝多糖深层液态发酵的影响与控制

探讨了 pH值及溶解氧 (DO)对灵芝多糖深层液态发酵的影响和控制措施。结果表明 ,灵芝胞内多糖的生成与菌丝体的生长呈偶联型 ,胞外多糖的形成与菌丝体生长呈部分偶联型。菌丝体生长及胞内多糖产生的最适 pH值为 5 4 ,胞外多糖产生的最适 pH值为 4 6。菌丝体生长最适溶氧和胞外多糖生成最适溶氧基本一致 ,在 80 0 %左右 ,溶氧超过这一水平 ,不利于胞外多糖的形成。据此设计出灵芝多糖发酵 pH和DO优化控制条件 ,在此优化条件下进行发酵 ,灵芝菌丝体生物量、胞内多糖量、胞外多糖量较未经优化控制的发酵分别提高 57%、51%、31% ,总灵芝多糖产量提高了 33%     

新型射流内循环搅拌发酵罐的研制

溶氧已成为一些好氧发酵过程的限制因素,目前国家提倡节能减排,一个即节能又能提高溶氧速率的新型发酵罐应有良好的推广前景。本文重点介绍了新型射流内循环搅拌发酵罐的理论依据、布局及中试结果。     

色氨酸发酵过程溶氧控制的研究

在利用摇瓶研究了不同装液比、摇床转速对色氨酸发酵影响的基础上,用5L发酵罐初步探讨了在不同的控制方式下,溶氧水平对菌体生长及色氨酸发酵水平的影响,结果表明在5L发酵罐发酵过程中,K1a控制在504.6h-1左右时色氨酸积累量高,发酵液中溶氧水平过低或过高均不利于发酵液中色氨酸的积累.     

溶氧状况对甘蔗糖蜜发酵产黄原胶的影响

黄原胶是一种具有重要商业价值的微生物胞外多糖,甘蔗糖蜜是糖厂生产过程中的主要副产品、是一种理想的发酵原料,利用甘蔗糖蜜发酵生产黄原胶具有一定的经济效益和社会效益。本研究在前期菌种选育和发酵条件优化实验的基础上,进一步研究了溶氧浓度对甘蔗糖蜜发酵生产黄原胶的影响,溶氧浓度是需氧发酵过程中提高产量的限制性因素,实验研究了氧载体、表面活性剂、摇床转速、装液量四个影响溶氧浓度的因素对甘蔗糖蜜发酵生产黄原胶的影响,实验结果显示:发酵液添加0.4%的Tween80,发酵至24h,再加入3%的大豆油,装液量150mL/500mL,摇床转速180r/min,28℃培养86h,在此条件下,黄原胶的产量为34.23g/L,是原始发酵液的1.55倍。实验结果表明:增加溶氧可以有效的增加黄原胶的发酵产量。     

光学溶氧电极在工业发酵过程监测及优化中的应用

介绍了光学溶氧电极在工业发酵过程优化中的应用。光学溶氧电极相对于传统极谱氧电极具有精度高,漂移小,响应快等优点。同时配套的软件具有数字化管理功能,在发酵过程中具有代替传统极谱氧电极的巨大潜力。     

溶氧等参数对耐高温α-淀粉酶发酵的影响

利用耐高温α－淀粉酶的生产菌种－地衣芽孢杆菌IIY－1菌株，对其发酵过程中的各种参数的变化规律与控制方式进行了研究。实验结果表明，采用连续式的pH值的控制方式有利于提高耐高温α－淀粉酶的发酵水平，最后的发酵液的酶活力明显地高于脉动式的pH值控制方式。菌体在产酶阶段对发酵液的溶氧水平要求不高，但是溶氧浓度（DO值）不应低于10％。     

两阶段溶氧控制及FeSO_4添加对谷氨酸棒杆菌合成4-羟基异亮氨酸的影响

优化4-羟基异亮氨酸发酵过程中溶氧水平及FeSO_4添加量,以提高其发酵水平。结合菌株Corynebacterium glutamicum HIL18及4-羟基异亮氨酸合成特点,首先考察不同溶氧水平及两阶段溶氧控制对4-羟基异亮氨酸发酵的影响。然后考察FeSO_4添加对其发酵的作用。20%溶氧有利于4-羟基异亮氨酸的合成。利用两阶段溶氧控制工艺(0～20 h、20%溶氧;20～64 h、30%溶氧)经64 h发酵,4-羟基异亮氨酸产量达到38.7 g/L,较未使用该工艺提高11.2%。采用两阶段FeSO_4添加策略(初始浓度为65μmol/L、20 h添加30μmol/L),4-羟基异亮氨酸的产量达到43.4 g/L。采用优化后的工艺使得4-羟基异亮氨酸产量较优化前提高27.3%。获得了4-羟基异亮氨酸发酵过程中两阶段溶氧控制及FeSO_4添加工艺。该结果为4-羟基异亮氨酸的高效发酵合成提供参考。     

L-组氨酸发酵条件优化

以L-组氨酸生产菌TL1105为供试菌株,研究了接种龄、接种量及温度溶氧等因素对L-组氨酸发酵的影响,结果表明,接种龄为20h,接种量为6%,pH7.0,温度31℃,溶氧为20%时,L-组氨酸产量最高,在此条件下进行5批1m3中试罐实验,发酵产量稳定在30g/L左右,糖酸转化率大于20%。     

谷氨酸发酵过程不同溶氧水平产有机酸

运用HPLC法对标准溶氧水平和低溶氧水平谷氨酸发酵液中的α-酮戊二酸、乳酸、柠檬酸、琥珀酸进行了跟踪检测。结果发现,在不同溶氧水平谷氨酸发酵过程中,四种有机酸的变化趋势比较相似,但其浓度有一定差别。产酸期有机酸分泌到胞外;发酵后期琥珀酸和柠檬酸作为碳源被细胞吸收利用,而乳酸较少被吸收到胞内。低溶氧水平发酵液中乳酸的大量积累,耗糖快、最终糖酸转化率偏低。