恒温摇床的温度和振幅对菌类发酵的影响

2022-09-23 16:56:52 创始人 0

微生物发酵即是指利用微生物,在适宜的条件下,将原料经过特定的代谢途径转化为人类所需要的产物的过程。微生物发酵生产水平主要取决于菌种本身的遗传特性和培养条件。

一般来说影响菌类的产量的条件有:碳源、pH和培养时间、发酵温度,摇床转速振幅等。其中碳源PH值等因素靠培养基来决定,发酵温度和摇床转速振幅就需要“恒温摇床”来实现了。


恒温摇床温度对发酵的影响是多方面的:

1、温度对发酵产生的孢数和活菌数有十分显著的影响。微生物一般的最佳存活温度在20到35摄氏度,过高过低的温度都会导致菌类失活,甚至死亡。从酶反应动力学来看,温度升高,反应速度加大,生长代谢加快,产物生成提前。但是,温度愈高酶失活愈快,菌体易于衰老,影响产物的生成。

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2、同一菌类生长和积累代谢产物所需的最佳温度也不同。比如,适合青霉素产生菌生长的温度为30℃,而产生青霉素的最适温度为25℃。黑曲霉生长温度为37℃,产生糖化酶和柠檬酸时都在32~34℃。这就需要根据生产所需产物的不同来调节温度,以及在生产的不同阶段设定不同的温度。

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3、温度还能影响酶系组成及酶的特性。例如55℃培养所产生的酶在90℃保持60min,其剩余活性为88%~99%;在35℃培养所产生的酶,经相同条件处理,剩余活性仅有6%-10%。

4、不同的温度对菌类产生的代谢产物也有不同的影响。如利用金霉素链霉菌NRRLB-1287进行四环素发酵,当发酵温度设置在30℃以下,会导致金霉素合成增多。当我们提高发酵温度时,则有利于四环素的合成。在35℃时,金霉素链霉菌只产出四环素,几乎停止合成金霉素。

5、温度还会影响发酵液的物理性质,如发酵液的黏度、基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率、某些基质的分解和吸收速率等。发酵温度通过对上述条件的影响,最终影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。

因此,在发酵过程中需要维持适当的温度,才能使菌体生长和代谢产物的合成顺利进行。在选择细胞摇床时,对温度的精确控制就成为选择的重要参数之一。



恒温摇床振幅转速对发酵的影响

1、摇床的振幅和转速都会影响培养基中的氧气传递效率OTR。氧气传递效率是指氧气从大气中传入到液体中的效率。OTR数值越高,氧传递效率越高。混合效果越好,氧传递速率(OTR)就越好。当然很多科研人员也会用溶氧量这个数据来解释。一般来说,振幅大,转速快,OTR和溶氧效率都会高。转速振幅的高低对于耗氧量大的菌,受溶氧影响大的菌株影响十分明显。像做柠檬酸发酵等需氧量大时实验,转速过低会导致活菌数目大大减少的。

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2、如果在转速很低(比如100rpm)的细胞培养中,振幅的不同对氧传递几乎没有明显影响。但是转速过高又会导致剪切力过大,一些对剪切力敏感的菌类,可能会因高转速而死亡。

所以一些科研人员在做实验室,需要大振幅的摇床来增加溶氧量,但是一般常见的摇床的转速都早150到200rpm之间,300转的摇床可遇而不可求,非常的难找。幸运的是我们的恒温摇床系列一般都能达到300rpm


而且摇床系统还有温度和转速偏差警报,如果温度和转速不准实验人员可以第一时间发现,减少损失。