Главная Обратная связь

Дисциплины:






Регуляція рН в процесі ферментації



Відомо, що в деяких процесах ферментації оптимальні умови для нагромадження біомаси й синтезу цільових продуктів біосинтезу не збігаються, що викликає необхідність підтримки певної програми зміни рн у ході ферментації. Підбор середовища, що забезпечує виконання такої оптимальної програми, ще більш складний, хоча одним зі способів регулювання рн є підбор компонентів у концентраціях, що створюють необхідний інтервал рн для росту культури. Деякі мікроорганізми виявляються здатними самі регулювати рн середовища. Так, бактерії, що утворять при зброджуванні вуглеводів нейтральні продукти, можуть протягом усього періоду росту культури підтримувати необхідне для неї значення рн. При цьому спочатку може відбуватися перетворення вуглеводів до утворення органічних кислот, коли ж кислотність середовища досягне певної величини, у дію вступають ферментні системи, що сприяють утворенню не кислоти, а нейтральних продуктів, зокрема спиртів.

На практиці щоб уникнути закислення середовища застосовують крейду. При цьому більшість органічних кислот, синтезованих культурою й виділених у середовище, утворюють із іонами кальцію нерозчинні або малорозчинні солі.

На величину рн середовища істотний вплив здійснюють мінеральні солі, що є її компонентами. Якщо в середовищі присутня сульфат амонію, то можна чекати її закислення, внаслідок інтенсивного споживання іонів амонію як необхідного джерела азоту. Потреба гетеротрофних мікроорганізмів у сірці звичайно значно менша, чим в азоті. Стало бути, надлишок вільних іонів сульфату амонію приведе до зниження рн. Протилежний ефект виникає, коли в середовище уведений нітрат натрію або калію. У цьому випадку нітрат після його відновлення буде асимілюватися клітиною, а лужні іони калію або натрію викличуть зрушення рн у лужну зону.

Від величини рН залежить ступінь дисоціації присутніх у середовищі солей. Можна вважати, що в кислому середовищі слабкі кислоти виявляються у вигляді цілих молекул, а в лужному - у вигляді іонів, тому що солі слабких кислот сильно диссоційовані, а самі кислоти - слабко. При цьому для кожної кислоти й солі є певна критична зона рН, у якій кислота може переходити з диссоційованого стану в не диссоційований.

Для підтримки необхідного рн найбільше часто використають луг, переважно їдкий натр, і кислоти - сірчану й соляну. Найбільше зручно застосовувати концентровані розчини лугів і кислот (близько 20%), інакше об’єм середовища у ферментері може істотно змінитися. Як правило, цей процес автоматизований, необхідні інгредієнти подаються за сигналом датчика, пов'язаного із системою виміру рн.

У ряді випадків для регулювання рн застосовується подача у ферментер розчину глюкози або інших подібних джерел харчування. Це не завжди доцільно, тому що програма подачі глюкози як джерела харчування може не збігатися з її використанням як титруючого агента. Аналогічна ситуація може виникнути при використанні розчину сечовини.

Існує також дробове введення газоподібних аміаку й вуглекислого газу з балонів через редуктор безпосередньо через барботер разом з повітрям. Регулювання рн при цьому здійснюється досить м'яко при невеликих межах зміни рн в процесі. При використанні вуглекислого газу недоліком є зниження ефективності аерації за рахунок зменшення парціального тиску кисню в подаваній газовій суміші. У деяких процесах відзначається інгібуючий вплив розчиненого вуглекислого газу на подих культури й біосинтез цільового продукту. У мікробіологічних процесах регулювання рн звичайно здійснюється в області, близької до нейтрального.

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...