生物发酵消泡剂与发酵生产的有关问题

（一）碳氮源 嘌呤核酸类物质的生物发酵消泡剂的发酵生产，碳源多用葡萄糖，可考虑使用淀粉水解液。氮源有氯化铵、硫酸铵或尿素等，需用量一般较高。 （二）无机盐 对无机盐的要求，各菌有所不同。肌苷生产菌中可溶性磷酸盐多时，会显著抑制肌苷的积累，而非水溶性磷酸盐则具促进作用。作为肌苷酸生产的产氨短杆菌，有些菌株需要高达1%的磷酸氢二钾和磷酸二氢钾，也相应地添加高浓度硫酸镁。 （三）氨基酸、嘌呤和维生素 加入酪朊氨基酸可促进菌体生长与IMP的积累，它的促进作用能为添加组氨酸、赖参酸、高丝氨酸、甘氨酸及丙氨酸的混合物（各4.0mg/L）所代替。
　一般核酸类物质生产菌都是有关的营养缺陷型，培养基中加入亚适量的有关嘌呤或含有有关嘌呤的物质如酵母膏等是必需的。 （四）微量元素 使用产氨短杆菌，无论是从头合成，还是补救合成，5'-IMP积累都受非常低浓度Mn²⁺的显著影响。Mn²⁺限量时，会引起细胞形态变化，造成细胞伸长或膨胀，呈不规则形，积累IMP。若Mn²⁺过量，则IMP产量急减，转换成次黄嘌呤发酵。在Mn²⁺限量和腺嘌呤亚适量下，生物发酵消泡剂在发酵过程的化学变化是不同的。在发酵初期（2-3天）积累次黄嘌呤，发酵后期（第3天后），IMP的生成与次黄嘌呤的消失同时进行。 生物发酵消泡剂在发酵培养第二天后，也发生细胞形态的变化，异常形态细胞迅速增多。这显示细胞形态和积累IMP有着一种密切的关系。这是由于随着这种异常形态细胞的出现，与IMP补救合成有关的磷酸核糖焦磷酸激酶、次黄嘌呤焦磷酸转移酶及5ˊ-磷酸核糖等漏出胞外，分泌于培养基中，催化R5P，PRPP与Hx结合，形成IMP。当Mn²⁺过量时，并不发生这样的分泌，上述物质仍留在菌体内。这表明，Mn²⁺与胞膜透性有着密切的关系。还有研究表明，在培养后期，由于突变株从头合成途径所形成的IMP也分泌于细胞外，排除相应的代谢抑制与阻遏作用，使细胞内IMP的生物合成继续进行'再不断地漏出外，在胞外积累IMP。 Mn²⁺与生物素都与细胞膜透性有关，产氨短杆菌也是要求生物素的菌株，那么它们之间有无联系呢？研究表明，生物素添加量的控制仅影响菌的生长，而IMP只是在生物素充足、腺瞟呤适量时才积累；另一方面，通过控制Mn²⁺浓度，研究了IMP在发酵时细胞内脂肪酸含量的情况，发现Mn²⁺亚适量时，细胞内的脂肪酸含量反而增加，与生物素亚适量正好相反，表明两者对细胞膜透性的机制是不一样的。有人由产氨短杆菌诱变得到一株丧失GMP合成酶的鸟瞟呤缺陷型菌株，研究积累XMP的情况，当Mn²⁺过量时，尽管细胞形态呈正常的短杆状，却仍能积累XMP。 IMP与XMP只是在嘌呤碱基的第2位上有无羟基，然而两者对细胞膜的渗透性却迥然不同。这究竟是因为透过物质的化学性质决定的，还是由于细胞膜渗透机制专一性的原因，或是两者相互作用的结果，尚不清楚。 在使用大型发酵罐的工业生产中，要把Mn²⁺控制在10-20 ug/L的浓度范围内，并非易事，况且发酵工业上所用的工业原料和工业用水都含有较多的Mn²⁺。为了解决这个问题，可以采用两种方法：一是在生物发酵消泡剂发酵期间添加表面活性剂，对积累IMP是有效的；另一种方法是选育对Mn²⁺中有抗性的突变株。 （五）培养条件 pH一般控制在5-7，范围比较宽。温度方面一般在30℃左右。特殊的是IMP生产中，发现有一枯草杆菌突变株在30℃培养时，不仅积累IMP，不副生次黄嘌呤。但在40℃培养时，却仅有IMP的积累，其产量明显增加；另一突变株在40℃培养，还能把添加于培养基中的次黄嘌呤高效率地转化成IMP，这可以认为是由于Hx-IMP的补救途径为温度所激活的缘故。 本文参考《发酵微生物学》一书。 相关链接 硅聚醚消泡剂是什么？

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如何控制发酵过程中产生的泡沫