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適發(fā)酵溫度的選擇

適發(fā)酵溫度指的是既適合菌體的生長，又適合代謝產(chǎn)物合成的溫度。但菌體生長的適溫度與產(chǎn)物合成的適溫度往往是不致的。因此，選擇適發(fā)酵溫度應(yīng)該從兩個方面考慮，即菌體生長的適溫度和產(chǎn)物合成的適溫度。

如初代謝產(chǎn)物乳酸的發(fā)酵，乳酸鏈球菌的適生長溫度為34℃，而產(chǎn)酸多的溫度為30℃。次代謝產(chǎn)物的發(fā)酵更是如此，如在2%乳糖、2%玉米漿和無機鹽的培養(yǎng)基中對產(chǎn)生菌產(chǎn)黃青霉進行發(fā)酵研究，測得菌體的適生長溫度為30℃，而合成的適溫度僅為24.7℃。故經(jīng)常根據(jù)微生物生長及產(chǎn)物合成的適溫度不同進行二階段發(fā)酵。

如抗生素生產(chǎn)，在生長初期，抗生素還未開始合成的階段，菌體的生物量需大量積累，應(yīng)該選擇適于菌絲體生長的溫度；到了抗生素分泌期，此時生物合成成為主要方面，應(yīng)考慮采用抗生素生物合成的適溫度。

對梅嶺霉素發(fā)酵的溫度控制研究表明，發(fā)酵前期（0~76h）將溫度控制在30℃，能縮短產(chǎn)生菌的生長適應(yīng)期，提前進入梅嶺毒素的合成期；中后期（約76h后）將溫度調(diào)低到28℃，可以維持菌的正常代謝，從而使產(chǎn)物合成速率與整個發(fā)酵水平得到提高。

培養(yǎng)基成分和濃度也會影響到適溫度的選擇。如在使用基質(zhì)濃度較稀或較易利用的培養(yǎng)基時，提高培養(yǎng)溫度會使養(yǎng)料過早耗竭，導(dǎo)致菌絲自溶，發(fā)酵產(chǎn)量下降。例如，提高發(fā)酵溫度，在玉米漿培養(yǎng)基中的效果就不如在黃豆粉培養(yǎng)基中的效果好，因后者相對難以利用，提高溫度有利于菌體對黃豆粉的同化。

適發(fā)酵溫度還隨培養(yǎng)條件的不同而變化。在通氣條件較差的情況下，適發(fā)酵溫度通常比正常良好通氣條件下的發(fā)酵溫度低些。

這是由于在較低的溫度下，氧溶解度大些，菌的生長速率則小些，從而防止因通氣不足可能造成的代謝異常。

在抗生素發(fā)酵過程中，采用變溫培養(yǎng)往往會比恒溫培養(yǎng)獲得的產(chǎn)物更多。例如，根據(jù)計算機對發(fā)酵佳點的計算，得到變溫發(fā)酵的溫度變化過程是，起初5h維持在30℃，以后降到25℃培養(yǎng)35h，再降到20℃培養(yǎng)85h，后又提高到25℃培養(yǎng)40h，放罐。在這樣的條件下，產(chǎn)量比在25℃恒溫培養(yǎng)時提高14.7%。又如，在四環(huán)素發(fā)酵中，前期0~30h以稍高溫度促使菌絲迅速生長，以盡可能縮短菌體生長所需的時間；此后30~150h則以稍低溫度盡量延長抗生素合成與分泌所需的時間；150h后又升溫培養(yǎng)，以刺激抗生素的大量分泌，雖然這樣使菌絲衰老加快，但因已接近放罐，升溫不會降低發(fā)酵產(chǎn)量目對后處理十分有利。

以上例子說明，在發(fā)酵過程中，通過適發(fā)酵溫度的選擇和合理控制，可以有效地提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量，但實際應(yīng)用時還應(yīng)注意與其他條件的配合。