化工儀器網
技術文章
發酵培養基pH值影響有哪些
閱讀：1373 發布時間：2022-3-23發酵培養基的pH值，對微生物生長具有非常明顯的影響，也是影響發酵過程中各種酶活的重要因素。pH值對微生物的生長繁殖和產物合成的影響有以下幾個方面：
①影響酶的活性，當pH值抑制菌體中某些酶的活性時，會阻礙菌體的新陳代謝；
②影響微生物細胞膜所帶電荷的狀態，改變細胞膜的通透性，影響微生物對營養物質的吸收和代謝產物的排泄；
③影響培養基中某些組分的解離，進而微生物對這些成分的吸收；
④pH值不同，往往引起菌體代謝過程的不同，使代謝產物的質量和比例發生改變。
培養基中營養物質的代謝，是引起pH值變化的主要原因，發酵液pH值的變化乃是菌體代謝的綜合效果。由于pH值不當，可能嚴重影響菌體的生長和產物的合成，因此對微生物發酵來說有各自的最適生長pH值和最適pH值。各種不同的微生物，對pH值的要求不同。多數微生物生長都有最適pH值范圍及其變化的上下限：上限都在8.5左右，超過此上限，微生物將無法忍受而自溶；下限以酵母為*低(2.5)。但菌體內的pH值一般認為是中性附近。pH值對產物的合成有明顯的影響，因為菌體生長和產物合成都是酶反應的結果，僅僅是酶的種類不同而已，因此代謝產物的合成也有自己最適的pH值范圍，如合成青霉素的最適pH值范圍為6.5～6.8。這兩種pH值的范圍對發酵控制來說都是很重要的參數。另外，pH值還會影響某些霉菌的形態。
一般認為，細胞內的H＋或OH－能影響酶蛋白的解離度和電荷情況，改變酶的結構和功能，引起酶活性的改變。但培養基的H＋或OH－并不是直接作用在胞內酶蛋白上，而是首先作用在胞外的弱酸(或弱堿)上，使之成為易于透過細胞膜的分子狀態的弱酸(或弱堿)，它們進入細胞后，再行解離，產生H＋或OH－，改變胞內原先存在的中性狀態，進而影響酶的結構和活性。所以培養基中H＋或OH－是通過間接作用來產生影響的。pH值還影響菌體對基質的利用速率和細胞的結構，影響菌體的生長和產物的合成。Collnig等人發現產黃曲霉的細胞壁的厚度就隨pH值的增加而減?。浩渚z直徑在pH6.0時為2～3μm；pH7.4時為2～18μm，并呈膨脹酵母狀；pH值下降后菌絲形態又會恢復正常。pH值還影響菌體細胞膜的電荷狀況，引起膜透性發生改變，因而影響菌體對營養物質的吸收和代謝產物的形成等。
如同溫度對發酵影響一樣，pH值對產物穩定性也有影響。如在β-內酰胺抗生素沙納霉素(thienamycin)的發酵中，考察pH值對產物生物合成的影響時，發現pH6.7～7.5之間，抗生素的產量相近，高于或低于這個范圍，合成就受到抑制。在這個pH值范圍內，沙納霉素的穩定性未受到嚴重影響，半衰期也無大的變化；但pH>7.5時，穩定性下降，半衰期縮短，發酵單位也下降。青霉素在堿性條件下發酵單位低，也與青霉素的穩定性有關。
由于pH值的高低對菌體生長和產物的合成產生明顯的影響，所以在工業發酵中，維持最適pH值已成為成敗的關鍵因素之一。