阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中對DO的影響因素分析

侯東偉

寧夏泰益欣生物科技有限公司 寧夏銀川 750205

阿維菌素是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中最受歡迎的除蟲劑之一，其成分中既沒有抗菌性活性，也沒有抗真菌活性，但是其殺蟲效果非常好，有利于殺滅農(nóng)作物中的螨蟲、昆蟲以及寄生蟲等。阿維菌素用來防治農(nóng)作物中的蟲害，其具有非常特殊的殺蟲機(jī)制，這和其他殺蟲藥物沒有交叉耐藥性。阿維菌素是指一種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，這種大環(huán)內(nèi)酯類抗生素是白色或是淡黃色的結(jié)晶粉體，阿維菌素可以溶于甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等各種有機(jī)溶劑，水中的溶解度極低，其經(jīng)生物發(fā)酵培養(yǎng)、提取精制而得到。阿維菌素除蟲效益非常高，比如其對紅蜘蛛、螨類等除蟲效益非常高；其次，阿維菌素除蟲的安全性高，可以自然降解，不會損害農(nóng)作物的品質(zhì)，且這種除蟲劑對皮膚沒有刺激性影響，對益蟲危害較小；這種蟲劑用于農(nóng)作物除蟲，作用效果持久，有效期長，還具有一定的活性，不容易產(chǎn)生抗藥性。此外，阿維菌素除蟲使用過程中，在自然環(huán)境中可以被光解，在土壤中也可以被微生物代謝分解，不會被植物根系吸收到植物內(nèi)部，對環(huán)境損害小，有利于環(huán)境保護(hù)。

1 阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程分析

要重視阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中原材料的選擇和控制，一般發(fā)酵罐運(yùn)行360小時左右，要注意配料的把控。在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中，要根據(jù)染菌處理方式進(jìn)行滅菌，還要重視在轉(zhuǎn)種前根據(jù)溶解氧的使用方式對溶解氧探頭標(biāo)定溶解氧。

2 DO的影響因素的相關(guān)分析

一般阿維菌素發(fā)酵罐的溶解氧水平是非常高的，可以占70%以上的比例。這就說明阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中發(fā)酵罐的溶解氧緩沖水平高。阿維菌素發(fā)酵過程中未發(fā)現(xiàn)溶解氧有大幅度改變[1]。阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中的溶解氧的影響因素分析如下。

2.1 溶解氧和生物量生長有一定關(guān)系

在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中，生物量生長時溶解氧下降情況和生長時間有一定關(guān)系。在生物量生長的前半段時間，溶解氧會隨著菌濃的不斷擴(kuò)大而不服下降，在這過程中，雖然通風(fēng)也不斷增大，但是溶解氧值還是處于不斷下降的狀態(tài)的，一直到生物量生長造成后，溶解氧才開始不斷上升，這過程中菌絲體已經(jīng)進(jìn)入了生產(chǎn)期，這也體現(xiàn)了次級代謝的特殊性[2]。

2.2 開、關(guān)攪拌在不同時間影響溶解氧

在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中，一定時間后發(fā)酵罐就要開始攪拌，雖然風(fēng)量未發(fā)生變化，但是其溶解氧大幅度的增長了，這說明在阿維素發(fā)酵培養(yǎng)過程中，開啟攪拌會讓大的氣泡被打碎，這會大幅度的增加溶解氧。而關(guān)閉或停止攪拌，則會讓溶解氧不斷下降。在中期溶解酶溶解的速度是比較緩慢的。在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中的后半段，會有一個緩慢增長的過渡時期。

2.3 發(fā)酵培養(yǎng)中發(fā)酵罐罐壓對溶解氧的相關(guān)影響

阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中發(fā)酵罐的罐壓會增加溶解氧，阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)中的發(fā)酵罐的氧分壓增大了，風(fēng)量減小了，但是溶解氧卻會不斷增長，這可能是因?yàn)楹腿芙庋鯗y量的探頭有一定關(guān)系，不一定就是溶解氧在不斷增加。通常在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中，不會利用提高發(fā)酵罐壓的方法來促進(jìn)溶解氧的增加，因?yàn)樘岣吡税l(fā)酵罐的罐壓對二氧化碳的影響遠(yuǎn)大于對溶解氧的影響[3]。

2.4 發(fā)酵培養(yǎng)的后期溶解氧的變化

當(dāng)前阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)的工藝通風(fēng)一般都會依據(jù)溶解氧曲線判斷溶解氧的變化情況，當(dāng)溶解氧達(dá)到90%以上時，說明阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中菌絲體已經(jīng)生長完成，進(jìn)入了阿維菌素培養(yǎng)中的產(chǎn)素期，耗氧量較前階段會有所下降。另外，菌絲體雖然已經(jīng)生長完成，但如果阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)實(shí)際過程中菌絲體干重生長標(biāo)準(zhǔn)會向后延遲。這時阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)中的菌絲體內(nèi)的細(xì)胞物質(zhì)依然會增加，比如多元醇、酯類等細(xì)胞會增加，進(jìn)而會形成菌濃在不斷增加的表面現(xiàn)象。另外，當(dāng)耗氧量不斷下降，且下降一定時間后，會完全進(jìn)入產(chǎn)素期，產(chǎn)素期耗氧量會不斷減少，這有利于有效節(jié)省能耗，盡量降低風(fēng)量，以免帶走的阿維菌素發(fā)酵液中的水分[4]。

3 結(jié)語

總之，在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程中，要特別重視對溶解氧的控制，溶解氧的控制的重要性不言而喻。在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)的前期，可引入菌種增加發(fā)酵培養(yǎng)基的營養(yǎng)，讓細(xì)胞進(jìn)入相對快速的增長期。在快速增長期，溶解氧會受到菌體增加的影響，會隨著菌體增加而下降。在面對溶解氧處于臨界氧以下過程中對菌體呼吸的影響時，可以利用攪拌來將大空氣氣泡打成小氣泡，進(jìn)而讓空氣和發(fā)酵液有效結(jié)合起來，進(jìn)而不斷提高溶解氧值[5]。但要注意的是開攪拌容易攪碎菌絲，所以一般前期不應(yīng)該開攪拌；重視加大通氣量，來有效增加溶解氧的量，在阿維菌素發(fā)酵培養(yǎng)過程的后期，要注意溶解氧達(dá)到最高點(diǎn)時，降低風(fēng)量以及轉(zhuǎn)速，把溶解氧控制在30%內(nèi)。