恒溫?fù)u床溫度對發(fā)酵的影響
溫度對發(fā)酵產(chǎn)生的孢數(shù)和活菌數(shù)有十分顯著的影響。微生物一般的最佳存活溫度在20到35攝氏度,過高過低的溫度都會導(dǎo)致菌類失活,甚至死亡。從酶反應(yīng)動力學(xué)來看,溫度升高,反應(yīng)速度加大,生長代謝加快,產(chǎn)物生成提前。但是,溫度愈高酶失活愈快,菌體易于衰老,影響產(chǎn)物的生成。同一菌類生長和積累代謝產(chǎn)物所需的最佳溫度也不同。
比如,適合青霉素產(chǎn)生菌生長的溫度為30℃,而產(chǎn)生青霉素的最適溫度為25℃。黑曲霉生長溫度為37℃,產(chǎn)生糖化酶和檸檬酸時(shí)都在32~34℃。這就需要根據(jù)生產(chǎn)所需產(chǎn)物的不同來調(diào)節(jié)溫度,以及在生產(chǎn)的不同階段設(shè)定不同的溫度。溫度還能影響酶系組成及酶的特性。例如55℃培養(yǎng)所產(chǎn)生的酶在90℃保持60min,其剩余活性為88%~99%;在35℃培養(yǎng)所產(chǎn)生的酶,經(jīng)相同條件處理,剩余活性僅有6%-10%。不同的溫度對菌類產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物也有不同的影響。如利用金霉素鏈霉菌NRRLB-1287進(jìn)行四環(huán)素發(fā)酵,當(dāng)發(fā)酵溫度設(shè)置在30℃以下,會導(dǎo)致金霉素合成增多。
當(dāng)我們提高發(fā)酵溫度時(shí),則有利于四環(huán)素的合成。在35℃時(shí),金霉素鏈霉菌只產(chǎn)出四環(huán)素,幾乎停止合成金霉素。溫度還會影響發(fā)酵液的物理性質(zhì),如發(fā)酵液的黏度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等。發(fā)酵溫度通過對上述條件的影響,最終影響發(fā)酵的動力學(xué)特性和產(chǎn)物的生物合成。
因此,在發(fā)酵過程中需要維持適當(dāng)?shù)臏囟?,才能使菌體生長和代謝產(chǎn)物的合成順利進(jìn)行。在選擇細(xì)胞搖床時(shí),對溫度的精確控制就成為選擇的重要參數(shù)之一。