生物制药工艺技术 pH值的控制 pH值的控制.pptVIP

微生物生长阶段和产物合成阶段的最适pH往往不同，这不仅与菌种特性有关，也取决于产物的化学性质。 以玻璃电极为指示电极，饱和甘汞电极为参比电极，插入待测样液中组成原电池，该电池电动势大小与溶液pH值有直线关系： E=E0-0.0591pH(250C)。即在250C时，每相差一个pH值单位就产生59.1mV的电池电动势，利用酸度计测量电池电动势并直接以pH表示，故可从酸度计上读出样品溶液的pH值。 * 《生物制药工艺技术》 * 项目6 发酵过程控制 pH 值 的 控制 一、pH值对菌体生长和产物合成的影响 菌种不同，对pH要求不同。 菌种相同，pH不同，形成的产物不同。 菌种生长和发酵的最适pH不同，形成的产物不同。 项目6 发酵过程控制 ● 大多数细菌生长的最适pH6.3～7.5 ● 霉菌、酵母菌最适生长pH3～6 ● 放线菌生长最适 pH7～8 项目6 发酵过程控制 黑曲霉在pH2-3时，发酵产生柠檬酸，在pH接近中性时，则产生草酸。 丙酮丁醇发酵中，发酵后期pH为4.3-5.3时积累丙酮丁醇，pH升高则丙酮丁醇产量减少，而丁酸、乙酸含量增加。 实例 例如： 一般产生碱性抗生素的，如灰色链霉菌生产链霉素、红色链霉菌产生红霉素，其合成产物的最适pH为6.8-7.3，中性偏碱；而产生两性抗生素的，如金色链霉菌生产金霉素，其合成产物的最适pH为5.9-6.3,弱酸性。 项目6 发酵过程控制 项目6 发酵过程控制 二、影响pH值变化的因素 1、基质代谢 （1）糖代谢 特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一。 （2）氮代谢 当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降；当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。 （3）生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降。 项目6 发酵过程控制 2、产物形成 某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化。如有机酸类的产生使pH下降，红霉素、洁霉素、螺旋霉素等抗生素呈碱性，使pH上升。 3、发酵后期，菌体自溶，菌体蛋白酶的活跃，培养液中氨基氮增加，pH上升。 项目6 发酵过程控制 三、 最适pH的选择 ◇ 选择合适pH值的准则是有利于菌的生长和产物的合 成，以获得较高的产量 ◇ 生长期和生产期的pH不一定相同 例如利福霉素B发酵的最佳pH方案是：生长期pH保持在6.5，生产期pH为7.0。 四、pH测量 1、取样罐外测量 试纸法 （精密级） 酸度计法 罐外取样测量不利于实现自动化管理 项目6 发酵过程控制 项目6 发酵过程控制 2、在线测量 发酵用复合pH电极 + pH显示仪表 pH测量原理图 项目6 发酵过程控制 项目6 发酵过程控制 * *