1、影響重組工程菌發酵產率的因素 影響重組工程菌發酵產率的因素 【摘 要】隨著科技的飛速開展，分子生物學對外源基因重組的研究不斷深入和重組DNA技術的不斷突破，給我國發酵工程提供了更多的技術支持。但是對于重組工程菌的發酵問題還有很多問題需要解決，只有及時準確的處理好各個因素的關系才會更好的實現產率的最大效益。本文通過對影響工程菌產率的各種因素的分析來進一步闡述各個因素的重要性。 【關鍵詞】溶氧量；酶活性；物質濃度 社會在開展各個領域對于各種工程菌發酵產物的需求也越來越大，對于各種發酵產物的需求量的增加，最大效益增加工程菌的發酵產率也成了一個各個企業關心的問題，如何實現最大化的發酵產率也是研究人員一

2、直在努力的目標。在不斷研究的同時最大程度上滿足菌類生存的最正確狀態，才會更好的實現產率的增加。 1 影響重組工程菌的生存因素 1.1 溫度對微生物的影響 萬物的生存都離不開溫度的影響，溫度的變化直接影響著微生物的新陳代謝速度。首先，溫度的變化直接影響到各種酶的活性。當溫度在酶的最正確范圍之內隨著溫度的增加菌的新陳代謝也會增加，同樣發酵的反響速度也會增加。當溫度超過這個適宜溫度以后溫度增加時會直接影響到酶的活性，溫度進一步升高的話還會導致酶失去活性。從而使菌體出現衰老，發酵周期縮短，產量降低等情況。當溫度降低時酶的新陳代謝也會隨之降低。例如，金色鏈菌在低于30度以下時合成金霉素的產率很大但是溫度

3、高于35度時不但不會生成金霉素反而會生成四環素。所以溫度不僅影響到酶的活性還會有時影響到發酵液的物理性質和菌對營養物質的吸收及分解。要想更大效益的增加產率就應該了解工程菌酶的最正確活性溫度。更好的控制菌在最正確范圍之間。對于各種菌類得最正確溫度可以通過實驗的方法來確定，采用分段控制。 1.2 PH值對酶活性的影響 PH值能夠直接影響酶的活性。同時還會影響細胞膜的帶電荷的情況。隨著PH值得變化會直接影響細胞電荷的變化，從而使細胞膜的滲透性發生變化。細胞膜的變化直接會導致微生物對營養物質的吸收情況以及新陳代謝的速度。除此以外，PH值得變化還會導致營養物質的分解。因此，在重組工程細菌培養的同時一定要

4、知道這種菌的最適宜的PH值，只有更清楚的了解此菌在什么PH值的情況下才會最大效益的產生所需要的產物才是提高產率的重要因素。根據不同PH情況下產物生成以及效率問題的分析實驗才會更好的了解不通菌類最適宜的PH值。 隨著發酵的過程，各種營養物質的消耗以及產物的生成必然會影響培養液的PH值得變化。例如在尿素被分解的同時，發酵液中的NH+濃度也會增加。由于產物帶有堿性從而直接回影響PH值得變化。在工業上為了更好的滿足工程菌生長以及增加產物，基中根據PH值得變化情況往往會在培養參加氨水，尿素，碳酸鈣等物質來維持PH值得穩定。 1.3溶氧量對工程菌的影響 生物的生存開展都離不開氧氣。氧氣對于微生物來說也是一

5、個關鍵因素。就拿葡萄糖的氧化分解來說，1mol的氧化糖徹底分解需要6mol的氧氣。當菌類合成代謝產物是也需要消耗一定的氧氣。根據計算，1mol的葡萄糖大概需要1.9mol的氧氣。所以根據不同種類的細菌需要氧氣的情況也各不相同，對于好樣細菌來說生成產物所需要的氧氣也就隨之增加。但是由于菌類所需要的氧氣并不是直接吸收大氣中的氧氣，而是吸收營養液中的溶解氧。但是大氣中的氧氣卻很難溶解到水中。在外界壓力為101.32kpa溫度為25度的時候，氧氣在水中的溶解度為0.26mol/L。在這個溫度下氧氣在發酵液中的溶解度確是0.20mmol/L，但隨著菌類的新陳代謝的活動以及各種因素的影響，溫度也會隨之增加

6、。隨著溫度的增加，溶解液中的氧氣含量隨之降低。因此為了更好的滿足營養液中氧氣的含量，必須及時的掌握培養液中的氧氣含量的問題。通過不斷補充氧氣來彌補溫度的增加營養液中氧氣的降低。同樣也可以采取一定的措施來控制液體的溫度，把溫度調整到酶的最適宜溫度從而更大效率的提高產率。 1.4 生產過程中泡沫以及營養物質濃度對菌類的影響 在生產的過程中由于機械的不斷攪拌以及菌類的不同常常會出現氣泡。雖然出現氣泡的現象是正常的，但是隨著氣泡的不斷產生也會在一定程度上影響菌類的生長發酵。由于氣泡的不斷增加最直接的就是會占據發酵罐的體積，從而影響氣體的通透性以及代謝出現異常。為了更好的促進菌類的生長往往采取一定的措施

7、來防止氣泡的產生。一種方法是安裝消泡沫擋板，通過擋板強烈的震蕩來使氣泡破裂。另一種是使用化學方法，通過噴灑消泡沫來到達去除泡沫的效果。 在發酵過程中往往由于生成物的增加在一定程度上也會影響菌類的發酵率。因此應該及時的掌握發酵液中的產物以及各種物質的濃度變化。例如由于營養液中碳氮比、無機鹽、維生素的濃度發生變化是直接會影響到菌類的生長以及代謝產物的集聚問題。在谷氨酸的培養過程中，由于NH+4濃度的增加直接會影響產物的產生速度。所以要根據不同菌類的代謝產物對菌類的影響來適當降低產物的濃度從而更好的增加產率。 2 發酵工程外界因素的影響 2.1 補料對發酵的影響 菌類的生長發酵所必須的因素都達標的同

8、時，補料的及時準確的供應也是直接影響著菌類的發酵。補料的作用是及時的補充菌類生長發酵所需要的能源。例如在酵母菌的培養過程中，適當的補充營養物質會抑制乙醇的生成，從而防止了菌類的生長周期變長，產率下降等問題。在培養過程中準確的添加補料量可以有效的調節菌類的呼吸防止中間出現氧氣的限制。這樣做的方法很大程度上減少了酵母菌的發芽問題，同時促進酵母菌細胞的快速成熟，從而直接提高了酵母菌的產物的產量。在不斷的利用先進設備進行檢測的同時更好的了解菌類發酵過程中的動態信息從而更好的了解發酵過程中原料的需求情況。根據需求以及菌類種類的不同可以適中選擇添加物的物理特征。例如添加液態物質，固態物質。 2.2 二氧化

9、碳對菌類生長的影響 二氧化碳作為新陳代謝的最終產物直接影響到菌類的生存情況。當溶解在發酵液中的二氧化碳的濃度超過一定范圍以后直接會對氨基酸、抗生素等出現抑制或者刺激現象。當菌類代謝產生的二氧化碳的濃度超過4%的時候，直接會影響菌類的糖代謝和呼吸速率。就算營養液中的氧氣到達標準由于二氧化碳的濃度超過一定的范圍也會直接影響到氨基酸的發酵問題。因此，在更快的提高發酵產率的同時也要考慮到產物二氧化碳的排放問題。在生產過程中，要考慮到二氧化碳隨著液體深度壓力變化的情況。為了更好的滿足生產的需求常常采取減少通氣量以及提高罐的壓力來減少逃液，但是根據二氧化碳的性質這樣做的在很大程度上增加了二氧化碳的含量從而直接影響菌類的生長。所以，在考慮到菌類生長發酵的同時也要考慮到二氧化碳濃度以及排泄的因素。 3 總結 隨著科技的開展工程細菌的不斷研究的深入，如何才會更好的實現菌類的最大效益的發酵也是每個企業所關心的話題。要想更大程度上增加產率就要真正的了解影響菌類生存發酵的各個因素。只有更好的掌握各個因素的內在影響關系才會更好的促進工程菌的發酵產率。 參考文獻： 【1】趙東鋒，梁春艷.溶氧對生物轉化泰樂菌素為其酰化物