ph对微生物发酵的影响

发酵过程中微生物的正常生长需要维持在一定的ph值下,ph对微生物的生长和代谢产物生成都有很大影响。不同的微生物对ph值的要求是不同的,每种微生物都有自己的生长最适和耐受的ph值。大多数细菌的最适ph值为6.5~7.5;霉菌的最适ph值为4.0~5.8,酵母菌的最适ph值为3.8~6.0;放线菌的最适ph值为6.5~8.0。有的微生物生长繁殖阶段的最适ph范围与产物生成阶段的是不一致的,这不仅与菌种特性有关,也与产物的化学性质有关。例如,丙酮丁醇菌生长最适ph值为5.5~7.0,而发酵最适ph值为4.3~53。又如,青霉菌生长最适ph值为6.5~7.2,而青霉素合成最适ph值为6.2~6.8。

ph值对发酵的影响主要有以下几个方面:

①影响原生质膜的性质,改变膜电荷状态,影响细胞的结构。如产黄青霉的细胞壁厚度随ph值的增加而减小:其菌丝的直径在ph 6.0时为2~3μm,在ph 7.4时则为2~18μm,呈膨胀酵母状细胞增加,随ph下降,菌丝形状可恢复正常。

②影响培养基某些重要营养物质和中间代谢产物的解离,从而影响微生物对这些物质的吸收利用。

③影响代谢产物的合成途径。黑曲霉在ph值为2~3的情况下,发酵产生柠檬酸;而在ph值接近中性时,则生成草酸和葡萄糖酸。又如,酵母菌在最适生长ph值为4.5~5.0时,发酵产物为酒精;而在ph值为8.0时,发酵产物不仅有酒精,还有乙酸和甘油。

④影响产物的稳定性。如在β内酰胺类抗生素噻纳霉素的发酵中,当ph>7.5时,噻纳霉素的稳定性下降,半衰期缩短,发酵单位也下降。青霉素在碱性条件下发酵单位低,就与青霉素的稳定性差有关。

⑤影响酶的活性。由于酶作用均有其最适的ph值,所以在不适宜的ph值下,微生物细胞中某些酶的活性受到抑制,从而影响菌体对基质的利用和产物的合成。由于ph的高低对菌体生长和产物的合成能产生上述明显的影响,所以在工业发酵中维持生长和产物合成的最适ph是生产成功的关键之一。

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