的发酵工艺及控制-的发酵生产

发布时间:2024-07-23
的发酵工艺及控制
发酵过程需连续流加补人葡萄糖、硫酸铵以及前体物质盐,补糖率是关键的控制指标,不同时期分段控制。
在的生产中,让培养基中的主要营养物只够维持青霉菌在前40h生长,而在40h后,靠低速连续补加葡萄糖和氮源等,使菌半饥饿,延长的合成期,可大大提高产量。所需营养物的补加常用来控制营养缺陷型突变菌种,使代谢产物积累到大。
(1)培养基
发酵中采用补料分批操作法,对葡萄糖、铵、进行缓慢流加,维持适宜的浓度。葡萄糖的流加波动范围较窄,浓度过低使抗生素合成速度减慢或停止,过高则导致呼吸活性下降,甚至引起自溶,葡萄糖浓度调节是根据ph、溶解氧或co.释放率予以调节。
碳源的选择:生产菌能利用多种碳源、乳糖、蔗糖、葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、淀粉和天然油脂。生产成本中碳源占12%以上,对工艺影响很大;糖与6-氨基青霉烷酸(g-apa)结合形成糖基-6-apa,影响的产量。葡萄糖、乳糖结合能力强,而且随时间延长而增强,因此通常采用葡萄糖和乳糖。发酵初期,利用高效的葡萄糖使菌丝生长,当葡萄糖耗竭后,利用缓效的乳糖,使ph稳定,分泌,可根据形态变化滴加葡萄糖,取代乳糖。目前普遍采用淀粉的酶水解产物,葡萄糖化液流加,降低成本。
氮源:玉米浆是好的氮源,是玉米淀粉生产时的副产品,含有多种氨基酸及其前体和衍生物。玉米浆质量不稳定,可用花生饼粉或棉籽饼粉取代。需补加无机氮源。
无机盐:硫、磷、镁、钾等。铁有毒,控创在30ug/ml以下。
流加控制:补糖,根据残糖、ph、尾气中co2和o:含量添加,残糖在0.6%左右,ph开始升高时加糖。补氮,流加酸酸铵、氨水、尿素,控制氨基酸态氮为0.05%。添加前体:合成阶段,及其衍生物、、、苯乙酰等均可为侧链的前休,直接掺入分子中,也具有刺激合成的作用。但浓度大于0.19%时对细胞和合成有毒性,还能被细胞氧化。可流加低浓度前体,次加入量低于0.1%,保持供应速率略大于生物合成的需要。
(2)温度
生长适宜温度为30℃,分泌温度为20℃,但20℃破坏少,周期很长。生产中采用变温控制,不同阶段不同温度,前期控制在25~26℃,后期降温控制在23
℃,过高会降低发酵产率,增加葡萄糖的消耗,降低葡萄糖至的转化率。有的发酵过程在茵丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间,生产阶段适当降低温度,以利于的合成。
(3)ph合成的适宜
ph为6.4~6.5,应避免超过7.0.青需素在破性条件下不稳定,易水解。缓冲能力弱的培养基,ph降低,意味着加糖率过高而造成酸性中间产物积累。ph上升,加糖率过低,不足以中和蛋白产生的氨或其他生理碱性物质。前期ph控制在5.7
~6.3,中后期ph控制在6.3~6.6,通过补加氨水进行调节。ph较低时,加入caco?、通氨调节或提高通气量。ph上升时,加糖或天然油脂。般直接加酸或碱自动控制,流加葡萄薪控制。
(4)溶解氧
溶解氧小于30%饱和度,产率急鹏下降,低于10%,会造成不可逆的损害,因此不能低于30%饱和溶解氧浓度。通气比般为1:0.8,溶解氧过高,菌丝生长不良或加糖率过低,呼吸强度下降,影响生产能力的发挥。适宜的搅拌速度,保证气液混合,提高溶解氧量,根据各阶段的生长和耗氧量不同,应对搅拌转速进行调薇:
(5)菌丝生长速度与形态、浓度
对于每个有固定通气和搅拌条件的发酵罐内进行的特定好氧过程,都有个使氧传递速率(otr)和氧消耗率(our)在某溶解氧水平上达到平衡的临界菌丝浓度。超过此浓度,our>otr,溶解氧水平下降,发酵产率下降。在发辞稳定期,湿菌浓度可达15%~~20%,丝状菌干重约为3%,球状菌干重在5%左右。另外,因补人物料较多,在发酵中后期般每天带放次,每次放掉总发酵液的10%左右。
菌丝的生长形态有丝状生长和球状生长两种。丝状菌丝由于所有菌丝体都能充分和发酵液中的基质及氧接触,生产率高,发酵黏度低,气、液两相中氧的传递率提高,允许更多菌丝生长。球状菌丝形态的控制,与碳、氮源的流加状况,搅拌的剪切强度及稀释度相关。
(6)消沫
发酵过程泡沫较多,需补入消沫剂。少量多次。不宜在前期多加入,以免影响呼吸代谢。
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