以雙孢蘑菇為實驗菌種的研究發(fā)現,攪拌轉速和通氣量對菌體生長和胞外多糖分泌具有重要影響。在適宜的溶氧控制條件下,菌體生物量和胞外多糖產量提高。類似地,對于生物發(fā)酵產酶過程,溶氧水平也會影響酶的產量,當溶氧水平適宜時,細胞能夠正常進行代謝活動,為酶的合成提供所需的物質和能量。例如,在某些酶的合成過程中,需要特定的代謝途徑參與,而這些代謝途徑可能對氧氣有一定的需求。如果溶氧水平不足,可能會導致這些代謝途徑受阻,從而影響酶的合成。另一方面,過高的溶氧水平也可能對細胞產生不利影響,如產生氧化應激等,進而影響酶的合成效率。此時,我們就需要能夠很好測量溶氧值的工具——溶氧電極,微基智慧科技有著熒光法、極譜法溶氧電極可供選擇,適應多種環(huán)境、能滿足多種現場選擇需求。國內廠商通過技術創(chuàng)新降低溶氧電極成本,逐步替代進口品牌。上海生物發(fā)酵用溶解氧電極
谷氨酸棒桿菌在生物發(fā)酵產酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。在 3L 發(fā)酵罐上系統研究溶氧水平對谷氨酸棒桿菌菌體生長及新型生物絮凝劑 REA-11 合成的影響,提出生物絮凝劑 REA-11 合成的分階段供氧控制策略:發(fā)酵過程 0~16h 維持體積傳氧系數 kLa 為 100h?1,16h 后降低 kLa 為 40h?1 至發(fā)酵結束,整個發(fā)酵過程通氣量保持在 1L?L?1?min?1。采用該分階段供氧控制策略,生物絮凝劑產量達到 900mg?L?1,發(fā)酵周期縮短到 30h,比恒定 kLa 為 40h?1 條件下的 REA-11 產量(549mg?L?1)提高了 64%,產率提高了 45%,生產強度也比 kLa 恒定為 40h?1、100h?1 和 200h?1 的分批發(fā)酵過程分別提高了 81.2%、120% 和 420%,實現了高細胞生長速率和高產物產率的統一。綜上所述,不同種類的微生物在生物發(fā)酵產酶過程中對溶氧水平的需求差異較大。這些差異主要體現在不同的微生物對攪拌轉速、通氣量、溫度、pH 等因素的要求不同,且溶氧水平的變化會對菌體生長和產物產量產生較大影響。因此,在生物發(fā)酵過程中,需要根據不同的微生物種類和發(fā)酵目的,優(yōu)化溶氧控制條件,以提高發(fā)酵效率和產物產量。上海生物發(fā)酵用溶解氧電極通過溶解氧電極的實時監(jiān)測,可快速識別發(fā)酵異常(如污染或代謝停滯)。
土壤中的溶解氧對植物根系的呼吸作用和土壤微生物的活動影響深遠,溶氧電極在土壤研究中也有用武之地??蒲腥藛T將特制的溶氧電極插入土壤不同深度,能夠測量土壤中溶解氧的垂直分布情況。這些數據有助于了解土壤的通氣性,判斷土壤是否處于健康狀態(tài)。微基智慧科技(江蘇)有限公司 例如,在濕地土壤研究中,通過監(jiān)測溶解氧,可分析濕地生態(tài)系統中物質循環(huán)和能量流動的規(guī)律,為濕地保護和修復提供科學依據。微基智慧科技(江蘇)有限公司。
在微生物培養(yǎng)和實驗研究中,溶氧電極可以幫助研究人員精確控制溶氧水平,研究不同溶氧條件對微生物生長和代謝的影響。例如,可以通過調節(jié)通氣量、攪拌速度等參數,控制培養(yǎng)體系中的溶氧水平,觀察微生物的生長曲線、代謝產物變化等指標,深入了解溶氧水平與微生物生長和代謝之間的關系。溶氧電極測值的溶氧水平還會影響微生物的遺傳穩(wěn)定性。長期處于不適宜的溶氧環(huán)境下,微生物可能會發(fā)生基因突變等遺傳變化,影響其生長和代謝性能。因此,通過溶氧電極監(jiān)測溶氧水平,保持適宜的生長環(huán)境,可以提高微生物的遺傳穩(wěn)定性,保證其生產性能的穩(wěn)定。在實驗室小試階段,溶解氧電極的數據可為放大生產提供關鍵的工藝轉移依據。
淀粉液化芽孢桿菌、出芽短梗霉和短梗霉,在生物發(fā)酵產酶過程中對溶氧電極水平的具體需求和差異說明。1、淀粉液化芽孢桿菌(Bacillus amyloliquefaciens)BS5582 在 IOL - 全自動發(fā)酵罐規(guī)模生產 β- 葡聚糖酶時,通過控制通氣量、罐壓和攪拌轉速進行溶氧優(yōu)化。在裝液量 6L,接種量 6.67%,發(fā)酵溫度 37℃的條件下,優(yōu)化后通氣量 9L/min,攪拌轉速 600r/min,罐壓 0.6MPa,β- 葡聚糖酶酶活在 44h 達到 511U/mL,比優(yōu)化前提高了 122.76%。2、從自然界中分離篩選出的短梗霉菌株 ipe-3 和 ipe-5,經 2.7L 發(fā)酵罐發(fā)酵。研究發(fā)現,在 70%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產量為 10.027g/L,蘋果酸產量為 5.70g/L,ipe-5 聚蘋果酸產量為 03g/L,蘋果酸產量較高為 57.24g/L。與 70%溶氧條件下發(fā)酵產量相比,在 10%溶氧條件下,ipe-3 聚蘋果酸產量降低了 41.67%,蘋果酸產量降低了 62.63%;ipe-5 不產聚蘋果酸,蘋果酸產量降低了 83.05%。得出溶氧降低導致菌體濃度及葡萄糖利用速率降低,從而造成短梗霉發(fā)酵產酸的產量降低。國際認證機構(如 SGS)提供溶氧電極的合規(guī)性測試服務。熒光淬滅溶解氧電極供應商推薦
溶解氧電極的響應時間必須足夠快,以捕捉發(fā)酵過程中瞬態(tài)的氧氣消耗高峰。上海生物發(fā)酵用溶解氧電極
在食品發(fā)酵工業(yè)中,溶氧電極的應用對于控制發(fā)酵過程和提高產品質量至關重要。不同的發(fā)酵階段需要不同的溶氧水平,通過溶氧電極監(jiān)測可以及時調整通風和攪拌等操作,確保微生物在適宜的溶氧條件下進行發(fā)酵。例如,在發(fā)酵過程中,氧的傳質速率主要受發(fā)酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力影響。研究溶氧對發(fā)酵的影響及控制,對提高生產效率和改善產品質量都有重要意義。溶氧電極測值的溶氧水平還會影響微生物的生存策略。在低氧環(huán)境下,微生物可能會采取一些特殊的生存策略,如改變代謝途徑、產生抗氧化物質等,以適應低氧條件。而在高氧環(huán)境下,微生物可能會增強抗氧化能力,防止氧化損傷。通過研究溶氧水平對微生物生存策略的影響,可以更好地理解微生物在不同環(huán)境條件下的適應性和生存機制。上海生物發(fā)酵用溶解氧電極