《发酵工程》课程教学资源（讲义）第六章 透明质酸发酵过程优化

第三节分批发酵生产透明质酸条件的研究 言 Streptococcus zooepidemicus在生长过程中,会产生大量的乳酸。在摇瓶发酵过程中,由 于不能控制pH,因此发酵液pH会降低至50左右,导致菌种的生理特性及代谢机制发生变化, 使得摇瓶发酵透明质酸最髙产量仅为0.4g几L左右。小型发酵罐易于操作,可以通过控制溶氧 浓度、温度、pH等来控制发酵,为进一步研究 Streptococcus zooepidemicus H23菌株的发酵特 性和生产性能,采用小型发酵罐,在分批发酵中考察了营养和环境条件对透明质酸产量和分 子量的影响,提出了较为适宜的分批发酵培养条件;同时分析了S.x00 epidemicus菌体生长、 产物形成等动力学参数,对发酵过程动力学进行了研究,为建立透明质酸分批发酵动力学模 型,进而对发酵过程的优化和控制打下了基础 、初糖浓度对透明质酸发酵的影响 (一)初糖浓度对菌体生长的影响 摇瓶研究发现,葡萄糖是S.κ epidemicus H3发酵的最适碳源,初糖浓度40g最有利 于摇瓶发酵,但由于菌体在生长过程中产生大量乳酸,使pH在发酵过程中迅速下降,微生物 的生长和代谢规律仅为特定条件下的规律。 首先在控制pH的基础上进一步考察了不同初始葡萄糖浓度下H23菌株的发酵过程,如图 6-3-1所示。在较低的初糖浓度下,菌体的生长延迟期较短,而当初糖浓度为939L时则有明 显的生长延迟现象。从底物消耗曲线(图6-3-2)同样可以看出,菌体进入快速糖耗阶段的时间 随初糖浓度升高而延迟:初糖浓度为93g/时,发酵开始10h内,几乎没有底物消耗,因此 可以认为高初糖浓度对菌体生长有抑制作用。 5 4.5 525150 0000 0481216202428 048121620242832 time/h 图6-3-1不同初糖浓度下的菌体生长曲线图6-3-2不同初糖浓度下葡萄糖消耗曲线 初糖浓度(gL)◆30:■50.5:▲64:·93 (二)初糖浓度对产物生成的影响 图63-3为 S Zooepidemicus H23在不同初糖浓度下合成透明质酸的过程曲线,发酵结果 的比较列于表6-3-1。可以看出,透明质酸合成与菌体生长偶联,透明质酸合成的延迟期与菌 体生长的延迟期一致。结合图6-3-1和图6-3-3可知,初糖浓度越高,细胞量越多,发酵结束 时所获得的透明质酸产量也越高。但同时也可以看出,虽然细胞干重和透明质酸产量随着初 糖浓度的提高而增加,但透明质酸的增加幅度并不与底物浓度的增加成正比。从表6-3-1可以 看出,透明质酸对碳源的产率系数(透明质酸产率)在较低的初糖浓度下为0.05g以上,提高 初糖浓度,透明质酸产率则迅速下降。此外,从图6-3-3还可以看出,高初糖浓度时,生长后 期透明质酸的合成速度明显下降。表明虽然菌体生长可以继续进行,但透明质酸合成在发酵

16 第三节 分批发酵生产透明质酸条件的研究 一、引言 Streptococcus zooepidemicus 在生长过程中，会产生大量的乳酸。在摇瓶发酵过程中，由 于不能控制 pH，因此发酵液 pH 会降低至 5.0 左右，导致菌种的生理特性及代谢机制发生变化， 使得摇瓶发酵透明质酸最高产量仅为 0.4 g/L 左右。小型发酵罐易于操作，可以通过控制溶氧 浓度、温度、pH 等来控制发酵，为进一步研究 Streptococcus zooepidemicus H23 菌株的发酵特 性和生产性能，采用小型发酵罐，在分批发酵中考察了营养和环境条件对透明质酸产量和分 子量的影响，提出了较为适宜的分批发酵培养条件；同时分析了 S. zooepidemicus 菌体生长、 产物形成等动力学参数，对发酵过程动力学进行了研究，为建立透明质酸分批发酵动力学模 型，进而对发酵过程的优化和控制打下了基础。 二、初糖浓度对透明质酸发酵的影响 (一)初糖浓度对菌体生长的影响 摇瓶研究发现，葡萄糖是 S. zooepidemicus H23 发酵的最适碳源，初糖浓度 40 g/L 最有利 于摇瓶发酵，但由于菌体在生长过程中产生大量乳酸，使 pH 在发酵过程中迅速下降，微生物 的生长和代谢规律仅为特定条件下的规律。 首先在控制 pH 的基础上进一步考察了不同初始葡萄糖浓度下 H23 菌株的发酵过程，如图 6-3-1 所示。在较低的初糖浓度下，菌体的生长延迟期较短，而当初糖浓度为 93 g/L 时则有明 显的生长延迟现象。从底物消耗曲线(图 6-3-2)同样可以看出，菌体进入快速糖耗阶段的时间 随初糖浓度升高而延迟∶初糖浓度为 93 g/L 时，发酵开始 10 h 内，几乎没有底物消耗，因此 可以认为高初糖浓度对菌体生长有抑制作用。 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0 4 8 12 16 20 24 28 32 time /h biomass /gL-1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 4 8 12 16 20 24 28 32 time /h glucose /gL-1 图 6-3-1 不同初糖浓度下的菌体生长曲线 图 6-3-2 不同初糖浓度下葡萄糖消耗曲线 初糖浓度(g/L): ◆ 30；■ 50.5；▲ 64；● 93 (二)初糖浓度对产物生成的影响 图 6-3-3 为 S. zooepidemicus H23 在不同初糖浓度下合成透明质酸的过程曲线，发酵结果 的比较列于表 6-3-1。可以看出，透明质酸合成与菌体生长偶联，透明质酸合成的延迟期与菌 体生长的延迟期一致。结合图 6-3-1 和图 6-3-3 可知，初糖浓度越高，细胞量越多，发酵结束 时所获得的透明质酸产量也越高。但同时也可以看出，虽然细胞干重和透明质酸产量随着初 糖浓度的提高而增加，但透明质酸的增加幅度并不与底物浓度的增加成正比。从表 6-3-1 可以 看出，透明质酸对碳源的产率系数(透明质酸产率)在较低的初糖浓度下为 0.05 g/g 以上，提高 初糖浓度，透明质酸产率则迅速下降。此外，从图 6-3-3 还可以看出，高初糖浓度时，生长后 期透明质酸的合成速度明显下降。表明虽然菌体生长可以继续进行，但透明质酸合成在发酵

后期受到强烈的抑制 453525 1 600000 048121620242832 048121620242832 图6-3-3不同初糖浓度下的透明质酸变化曲线图6-3-4不同初糖浓度下的乳酸变化曲线 初糖浓度(g)◆30:■50.5:▲64:●93 表6-3-1初糖浓度对发酵结果的影响 葡萄糖/g 93 透明质酸/gL 162 2.71 2.98 3.92 透明质酸产率/gg10.05 0.054 0.0460.042 乳酸/gL 乳酸产率/gg 0.65 0.81 0.9 0.93 Mm(×10°Da) 1.68 1.71 1.76 Mn:粘均分子量 图6-3-5乳酸浓度对透明质酸合成的影响 初糖浓度(gL)◆50.5:■64:▲93 许多链球菌的生长都伴随着乳酸的形成,成为工业用乳酸生产菌株。S. zooepidemicus H23 菌株在产透明质酸的同时也会产生大量乳酸(图6-3-4)。由图6-34及表6-3-1可以看出,微生 物将80%左右的底物转化为乳酸,当总糖浓度分别为30gL、50.5g,64g/L和93gL时, 乳酸相应产量可达196g几,42.59/L,59.5gL和81.3g/L。乳酸的合成同样也是偶联于菌体 生长的。将透明质酸浓度对乳酸浓度作图,如图63-5,可以发现当乳酸浓度达30gL以上后, 透明质酸合成已基本停止或只有少量的增加。可以认为乳酸浓度为30g/L是对透明质酸合成 抑制作用的转折点,在此浓度以上对透明质酸合成的抑制极为强烈,而在此浓度以下乳酸抑 制会大为减轻。 对以上实验结果分析,可以发现初糖浓度对菌种H23的生产性能有很大的影响:高初糖

17 后期受到强烈的抑制。 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 4 8 12 16 20 24 28 32 time /h HA /gL-1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 4 8 12 16 20 24 28 32 time /h lactic acid /gL-1 图 6-3-3 不同初糖浓度下的透明质酸变化曲线 图 6-3-4 不同初糖浓度下的乳酸变化曲线 初糖浓度(g/L): ◆ 30；■ 50.5；▲ 64；● 93 表 6-3-1 初糖浓度对发酵结果的影响 葡萄糖 /gL -1 30 50.5 64 93 透明质酸 /gL -1 1.62 2.71 2.98 3.92 透明质酸产率 /gg -1 0.054 0.054 0.046 0.042 乳酸 /gL -1 19.6 41 59.5 81.3 乳酸产率 /gg -1 0.65 0.81 0.92 0.93 M(106Da) 1.68 1.71 1.76 1.80 M: 粘均分子量 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 20 40 60 80 100 lactic acid /gL -1 HA /gL-1 图 6-3-5 乳酸浓度对透明质酸合成的影响 初糖浓度(g/L): ◆ 50.5；■ 64；▲ 93 许多链球菌的生长都伴随着乳酸的形成，成为工业用乳酸生产菌株。S. zooepidemicus H23 菌株在产透明质酸的同时也会产生大量乳酸(图 6-3-4)。由图 6-3-4 及表 6-3-1 可以看出，微生 物将 80%左右的底物转化为乳酸，当总糖浓度分别为 30 g/L、50.5 g/L，64 g/L 和 93 g/L 时， 乳酸相应产量可达 19.6 g/L，42.5 g/L，59.5 g/L 和 81.3 g/L。乳酸的合成同样也是偶联于菌体 生长的。将透明质酸浓度对乳酸浓度作图，如图 6-3-5，可以发现当乳酸浓度达 30g/L 以上后， 透明质酸合成已基本停止或只有少量的增加。可以认为乳酸浓度为 30 g/L 是对透明质酸合成 抑制作用的转折点，在此浓度以上对透明质酸合成的抑制极为强烈，而在此浓度以下乳酸抑 制会大为减轻。 对以上实验结果分析，可以发现初糖浓度对菌种 H23 的生产性能有很大的影响：高初糖

浓度对菌体生长和透明质酸形成产生抑制,而发酵过程中产生的乳酸同样会抑制菌体生长和 透明质酸形成。初糖浓度小于50g/L时,细胞干重和透明质酸产量都明显偏少:而当初糖浓度 较高时,透明质酸产率系数降低,发酵时间延长,生产强度偏低。综合考虑透明质酸的产量、 产率系数、生产强度,分批发酵生产透明质酸采用50gL左右的初糖浓度较为适宜 pH对透明质酸发酵的影响 (一)pH值对菌体生长的影响 pH是一项重要的发酵参数,它对菌体的生长和产物的积累有很大的影响,发酵液pH影 响微生物细胞原生质的电荷,引起各种酶活力的改变,影响菌体对底物的利用速度和细胞的 结构,以致影响菌体的生长和产物的合成。 图636为不同pH下的菌体生长曲线。由图可以看出,pH70时细胞生长最好,表明H23 菌株适合在中性条件下生长。摇瓶发酵中如不对pH进行控制,pH将迅速下降到50左右,对 菌体的生长产生了明显的抑制。可见要使H23菌株进行正常的发酵,须将pH控制在70左右 70 3 1.5 0510152025 图6-3-6不同pH下的菌体生长曲线 图6-3-7不同p下葡萄糖消耗曲线 pH:◆6.0;■6.5;▲7.0:●8.0 (二)pH值对产物合成的影响 图6-3-8和6-3-9分别为不同pH下发酵产物透明质酸和乳酸合成的过程曲线。可以看出 pH对菌体合成透明质酸和乳酸有不同的影响apH70时透明质酸产量最高(26g/L),表明pH7.0 不仅是细胞的最适生长pH,也是透明质酸合成的最适pH 图6-3-8不同pH下的透明质酸变化曲线 图6-3-9不同pH下的乳酸变化曲线 pH:◆6.0:■6.5;▲7.0:●8.0 不同pH下乳酸的最终产量是相同的pH80除外),但在pH65时,菌体合成乳酸速度最 快(图6-3-7);葡萄糖消耗速度也最快(图6-3-7)p值对透明质酸分子量影响不大,只有在pH6.O 时分子量才明显降低(表6-3-2)

18 浓度对菌体生长和透明质酸形成产生抑制，而发酵过程中产生的乳酸同样会抑制菌体生长和 透明质酸形成。初糖浓度小于 50g/L 时，细胞干重和透明质酸产量都明显偏少；而当初糖浓度 较高时，透明质酸产率系数降低，发酵时间延长，生产强度偏低。综合考虑透明质酸的产量、 产率系数、生产强度，分批发酵生产透明质酸采用 50 g/L 左右的初糖浓度较为适宜。 三、pH 对透明质酸发酵的影响 (一)pH 值对菌体生长的影响 pH 是一项重要的发酵参数，它对菌体的生长和产物的积累有很大的影响，发酵液 pH 影 响微生物细胞原生质的电荷，引起各种酶活力的改变，影响菌体对底物的利用速度和细胞的 结构，以致影响菌体的生长和产物的合成。 图 6-3-6 为不同 pH 下的菌体生长曲线。由图可以看出，pH7.0 时细胞生长最好，表明 H23 菌株适合在中性条件下生长。摇瓶发酵中如不对 pH 进行控制，pH 将迅速下降到 5.0 左右，对 菌体的生长产生了明显的抑制。可见要使 H23 菌株进行正常的发酵，须将 pH 控制在 7.0 左右。 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 5 10 15 20 25 time /h biomass /gL-1 0 10 20 30 40 50 60 70 0 5 10 15 20 25 time /h glucose /gL-1 图 6-3-6 不同 pH 下的菌体生长曲线 图 6-3-7 不同 pH 下葡萄糖消耗曲线 pH: ◆ 6.0；■ 6.5；▲ 7.0；● 8.0 (二)pH 值对产物合成的影响 图 6-3-8 和 6-3-9 分别为不同 pH 下发酵产物透明质酸和乳酸合成的过程曲线。可以看出 pH对菌体合成透明质酸和乳酸有不同的影响。pH7.0时透明质酸产量最高(2.6 g/L)，表明pH 7.0 不仅是细胞的最适生长 pH，也是透明质酸合成的最适 pH。 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0 5 10 15 20 25 time /h HA /gL-1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 10 15 20 25 time /h lactic acid /gL-1 图 6-3-8 不同 pH 下的透明质酸变化曲线 图 6-3-9 不同 pH 下的乳酸变化曲线 pH: ◆ 6.0；■ 6.5；▲ 7.0；● 8.0 不同 pH 下乳酸的最终产量是相同的(pH8.0 除外)，但在 pH6.5 时，菌体合成乳酸速度最 快(图6-3-7)；葡萄糖消耗速度也最快(图6-3-7)。pH值对透明质酸分子量影响不大，只有在pH6.0 时分子量才明显降低(表 6-3-2)

表6-3-2控制不同pH对透明质酸分批发酵的影响 6.0 6.5 7.0 8.0 初始葡萄糖/g·L 53.8 53.3 50.5 剩余葡萄糖/gL 6-4-3 0.8 10 46.3 明质酸/gL 2.1 2.4 2.6 0.90 透明质酸产率/gg 0.0390.0450.051 0.048 乳酸/gLl 40.7 乳酸产率/gg 0.76 0.75 0.27 Mn/(×10Da) 四、温度对透明质酸发酵的影响 如图6-3-10、6-3-11及表63-3所示。从图6-3-10可以看出,随着温度的升高,细胞生长 速度加快。但温度太高不利于透明质酸合成。从图6-3-11可以看出,35℃时透明质酸产量最 高为39叽L,而39℃时透明质酸最终浓度仅2.1g/L。培养温度33℃时,细胞生长速率降低, 发酵时间延长,透明质酸合成速度也降低,但透明质酸产量最终也可达到34g/L 图6-3-10不同温度下的菌体生长曲线 图6-3-11不同温度下的透明质酸变化曲线 由表6-3-3可以看出,随着培养温度的升高,乳酸产量迅速增加,而透明质酸分子量却反 之。Δ armstrong和 Johns也发现低的培养温度可以获得高分子量透明质酸。综合考虑各项指标 可以认为35℃是较为合适的小罐发酵温度。 表6-3-3温度对发酵结果的影响 温度/℃ 33353739 透明质酸/gL 3.43.9 透明质酸产率/gg10.0670.0740.0510041 乳酸/gL 9.731.140.845.7 乳酸产率/gg 0.580.600.810.89 Mn/(×10 1.961.821.71165 五、搅拌转速对透明质酸发酵的影响 搅拌对发酵体系的传质有着重要的作用,但过高的搅拌转速,会产生很大的剪切作用, 可能对所培养的菌体细胞造成伤害,影响丝状透明质酸分子的分子量。透明质酸溶液是一种 高粘度的非牛顿型流体,具有常见发酵液所没有的流变学特性,使得搅拌在透明质酸发酵过 程中具有特殊的作用

19 表 6-3-2 控制不同 pH 对透明质酸分批发酵的影响 pH 6.0 6.5 7.0 8.0 初始葡萄糖 /gL -1 53.8 53.3 50.5 66 剩余葡萄糖 /gL -1 6-4-3 0.8 1.0 46.3 透明质酸 /gL -1 2.1 2.4 2.6 0.90 透明质酸产率 /gg -1 0.039 0.045 0.051 0.048 乳酸 /gL -1 40.7 40 41 5.4 乳酸产率 /gg -1 0.76 0.75 0.81 0.27 M /(106Da) 1.58 1.64 1.71 1.68 四、温度对透明质酸发酵的影响 如图 6-3-10、6-3-11 及表 6-3-3 所示。从图 6-3-10 可以看出，随着温度的升高，细胞生长 速度加快。但温度太高不利于透明质酸合成。从图 6-3-11 可以看出，35℃时透明质酸产量最 高为 3.9 g/L，而 39℃时透明质酸最终浓度仅 2.1 g/L。培养温度 33℃时，细胞生长速率降低， 发酵时间延长，透明质酸合成速度也降低，但透明质酸产量最终也可达到 3.4 g/L。 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 5 10 15 20 25 30 time /h biomass /gL-1 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 0 5 10 15 20 25 30 time /h HA /gL-1 图 6-3-10 不同温度下的菌体生长曲线 图 6-3-11 不同温度下的透明质酸变化曲线 温度(℃): ◆ 33；■ 35；▲ 37；● 39 由表 6-3-3 可以看出，随着培养温度的升高，乳酸产量迅速增加，而透明质酸分子量却反 之。Armstrong 和 Johns 也发现低的培养温度可以获得高分子量透明质酸。综合考虑各项指标， 可以认为 35℃是较为合适的小罐发酵温度。 表 6-3-3 温度对发酵结果的影响 温度 /℃ 33 35 37 39 透明质酸 /gL -1 3.4 3.9 2.6 2.1 透明质酸产率 /gg -1 0.067 0.074 0.051 0.041 乳酸 /gL -1 29.7 31.1 40.8 45.7 乳酸产率 /gg -1 0.58 0.60 0.81 0.89 M /(106Da) 1.96 1.82 1.71 1.65 五、搅拌转速对透明质酸发酵的影响 搅拌对发酵体系的传质有着重要的作用，但过高的搅拌转速，会产生很大的剪切作用， 可能对所培养的菌体细胞造成伤害，影响丝状透明质酸分子的分子量。透明质酸溶液是一种 高粘度的非牛顿型流体，具有常见发酵液所没有的流变学特性，使得搅拌在透明质酸发酵过 程中具有特殊的作用

表6-3-4搅拌速度对透明质酸发酵的影响 搅拌转速/rmim1透明质酸/gL透明质酸产率gg 2.7 0.055 450 0.074 0.080 0.051 表634为不同搅拌转速下的透明质酸发酵结果,可以看出,搅拌转速小于650rm时, 透明质酸的产量和产率系数随着搅拌转速的增加而增加,这是因为,透明质酸的形成使发酵 液的粘度显著增加,而透明质酸溶液是假塑性流体,具有剪切变稀的特性,高搅拌转速时, 发酵液传质、传氧性能得到改善,有利于菌体生长和产物合成。同时,由于荚膜会阻止营养 物质进入细胞,影响细胞的生长代谢和透明质酸的合成,较高的搅拌转速能使荚膜更快地脱 落,解除荚膜对细胞吸收营养物质的阻碍。搅拌转速达850及r/mi会使透明质酸产量迅速下 降的可能原因是过高的搅拌转速对菌体细胞产生伤害,虽然菌体还能生长,但受损细胞合成 透明质酸的能力大大下降;同时高搅拌转速时,溶氧浓度增高,可能对透明质酸合成也产生 抑制。 六、通气量对透明质酸发酵的影响 通气量是影响供氧的一个重要因素,增大通气量可以増加罐内截面气速,增加发酵液的 气含率,从而使气-液比表面积增大,有利于氧的传递。但是,通过增加通气量以提高氧传递 速率的效果是呈递减性的,即当气流速度较大时,再增加其速度对提高氧传质效率的作用变 小。从表6-3-5可以看出,相对较低的通气量对合成透明质酸有利 表6-3-5不同通气量对发酵结果的影响 通风量透明质酸透明质酸产率乳酸乳酸产率Mn生物量 /L-L- min-/g L- /g. /gL- /gL /106 /g. 2.60 0.051 41.00.81 1.713.30 0.049 36-4-60.84 1.973.78 七、分批发酵培养条件的优化与控制 根据以上实验结果可确定出较优的分批发酵条件为:初糖浓度50g/,pH7.0,培养温度 ℃,搅拌转速650rmin,通气量2 L/(Lmin)。采用这一工艺条件进行实验,结果如表6-3-6 中的条件1。从表可以看出,较优条件下虽然透明质酸分子量有所提高,但所得透明质酸产量 值大大低于单因素实验的结果,表明优化工艺并不是单因素条件的简单加和。经过进一步的 研究,实验确定了较优的工艺条件组合为∶初糖浓度50g/L,培养温度37℃,pH7.0,搅拌 转速650r/min,通气量2L(Lmin)。在此条件下透明质酸产量达到41gL。产生这种现象的 主要原因在于多种因素间的交互作用,几种培养条件同时影响一种或几种细胞生长代谢的内 在因素。在许多发酵的培养基或培养条件优化时都有类似的现象

20 表 6-3-4 搅拌速度对透明质酸发酵的影响 搅拌转速 /rmin-1 透明质酸 /gL -1 透明质酸产率/gg -1 300 2.7 0.055 450 3.6 0.074 650 6-4-1 0.080 850 2.6 0.051 表 6-3-4 为不同搅拌转速下的透明质酸发酵结果，可以看出，搅拌转速小于 650 r/min 时， 透明质酸的产量和产率系数随着搅拌转速的增加而增加，这是因为，透明质酸的形成使发酵 液的粘度显著增加，而透明质酸溶液是假塑性流体，具有剪切变稀的特性，高搅拌转速时， 发酵液传质、传氧性能得到改善，有利于菌体生长和产物合成。同时，由于荚膜会阻止营养 物质进入细胞，影响细胞的生长代谢和透明质酸的合成，较高的搅拌转速能使荚膜更快地脱 落，解除荚膜对细胞吸收营养物质的阻碍。搅拌转速达 850 及 r/min 会使透明质酸产量迅速下 降的可能原因是过高的搅拌转速对菌体细胞产生伤害，虽然菌体还能生长，但受损细胞合成 透明质酸的能力大大下降；同时高搅拌转速时，溶氧浓度增高，可能对透明质酸合成也产生 抑制。 六、通气量对透明质酸发酵的影响 通气量是影响供氧的一个重要因素，增大通气量可以增加罐内截面气速，增加发酵液的 气含率，从而使气-液比表面积增大，有利于氧的传递。但是，通过增加通气量以提高氧传递 速率的效果是呈递减性的，即当气流速度较大时，再增加其速度对提高氧传质效率的作用变 小。从表 6-3-5 可以看出，相对较低的通气量对合成透明质酸有利。 表 6-3-5 不同通气量对发酵结果的影响 通风量 /LL -1 min-1 透明质酸 /gL -1 透明质酸产率 /gL -1 乳酸 /gL -1 乳酸产率 /gL -1 M /106Da 生物量 /gL -1 2 2.60 0.051 41.0 0.81 1.71 3.30 4 2.41 0.049 36-4-6 0.84 1.97 3.78 七、分批发酵培养条件的优化与控制 根据以上实验结果可确定出较优的分批发酵条件为∶初糖浓度 50 g/L，pH7.0，培养温度 35℃，搅拌转速 650 r/min，通气量 2 L/(Lmin)。采用这一工艺条件进行实验，结果如表 6-3-6 中的条件 1。从表可以看出，较优条件下虽然透明质酸分子量有所提高，但所得透明质酸产量 值大大低于单因素实验的结果，表明优化工艺并不是单因素条件的简单加和。经过进一步的 研究，实验确定了较优的工艺条件组合为∶初糖浓度 50 g/L，培养温度 37 ℃，pH7.0，搅拌 转速 650 r/min，通气量 2 L/(Lmin)。在此条件下透明质酸产量达到 4.1 g/L。产生这种现象的 主要原因在于多种因素间的交互作用，几种培养条件同时影响一种或几种细胞生长代谢的内 在因素。在许多发酵的培养基或培养条件优化时都有类似的现象