生物發酵消泡劑對溶氧量的影響

發布時間:2022-08-15 10:30:00
在發酵工業中,好氧微生物的生長、繁殖及表達外源蛋白均需要大量溶解狀態的氧氣, 而實際生產中氧的利用率很低。因此提高傳氧效率,就能大大降低空氣消耗量,從而降低設備費和動力消耗,而消泡劑作為發酵工業上廣泛使用的添加劑對生物發酵過程溶氧量的影響也成為眾多發酵企業必須研究的課題之一。 好氧發酵中,即使發酵液被空氣飽和,若此時中止供氧,發酵液中溶氧可在幾分鐘之內便耗盡。氧是一種難溶于水的氣體。在25℃,1×10?Pa條件下,氧在純水中的溶解度為1.26mmol/L,空氣中的氧在純水中的溶解度更低(0.25mmol/L)。而氧氣在聚硅氧烷消泡劑中的溶解度是大于水的,消泡劑可能會從上升的氣泡中積聚氧氣,并將其釋放到液體中。表面破裂的氣泡也會分散消泡劑油滴,導致更多的氧氣被釋放。因此,為了確保發酵體系獲得最佳氧氣傳遞,需要評價不同濃度的消泡劑對溶氧的影響。 生物發酵消泡劑對溶氧量的影響 KOCH V等研究發現,不含硅消泡劑對氧氣傳遞沒有太大影響,含硅消泡劑在發酵初始階段對氧氣傳遞有顯著影響,但是這種影響隨著發酵的進行逐漸減弱,60~100min后完全消失。有文獻報道在釀酒酵母發酵中添加0.25%(V/V)的消泡劑,溶氧傳遞系數k1a增加到90%:消泡劑添加量低于0.25%(V/V)時,kla有所降低。ROUTLEDGE S J等的研究結果正好相反,其發現kla在0.4%一0.6%(V/V)的消泡劑中較高,而在0.6%~1.0%(V/V)的消泡劑中逐漸降低。這是因為幾位學者使用不同的發酵體系,從而得出不同的研究結論。 綜上所述,消泡劑對不同好氧發酵體系中的溶氧影響還未建立統一的評價標準,好氧發酵體系中的溶氧水平受多種因素影響,如培養基、菌種、代謝產物等。除此之外采用調節溫度、液化培養基、中間補水、添加表面活性劑等工藝措施,均能來改善溶氧水平。 本文章參考文獻:曹家明.消泡劑在生物發酵過程中的應用研究進展[J].中國釀造,2019,38(9):19-23.
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