溶氧电极——溶氧对生物发酵产类胡萝卜素调控,调控策略:1.物理调控法,(1)通气与搅拌:a.提高通气量(0.5-2.0vvm)和搅拌速率(200-800rpm)以增强氧传递速率(OTR)但需避免剪切力损伤细胞。b.分段控制:生长初期高DO(40-60%饱和度)促进生物量;产素期适当降低DO20-30%以诱导次级代谢。(2)压力调控:微正压(0.05-0.1MPa)可增加氧溶解度,但可能抑制某些菌株代谢。2.工艺优化,(1)补料策略:通过补加碳源(如葡萄糖)与DO耦合控制,避免Crabtree效应(过量糖抑制有氧代谢)。(2)发酵模式:采用两阶段发酵(先高DO促生长,后低氧促产物)或微氧发酵(如虾青素生产)。3.化学调控,氧载体添加:a.正十二烷、全氟化碳等可提高氧传递效率,但需考虑生物相容性和成本。b.过氧化氢酶(CAT)抑制剂可适度增加胞内ROS,刺激类胡萝卜素合成。4.菌种改造,(1)强化氧响应转录因子(如SREBP、Hap1)或引入血红蛋白基因(如VitreoscillaHb)以提升低氧耐受性。(2)改造MVA途径或异源表达类胡萝卜素合成基因簇(如crt基因)。在实验室小试阶段,溶解氧电极的数据可为放大生产提供关键的工艺转移依据。江苏光学法溶氧电极批发

溶氧电极测值的变化还会影响微生物的群落结构。在不同的溶氧水平下,微生物群落会发生适应性变化。例如,在高盐环境的微生物燃料电池中,当溶氧电极测值显示特定的溶氧水平时,阴极生物膜中的微生物群落会发生改变,一些特定的菌种如 Desulfuromonas sp. 和 Gammaproteobacteria 会成为关键物种,影响微生物燃料电池的性能。因此,通过溶氧电极监测溶氧水平的变化,可以研究微生物群落结构与溶氧水平之间的关系。对于一些对氧气敏感的微生物,溶氧电极的测值尤为重要。例如,微需氧微生物在低氧环境下生长,但对氧气的浓度要求非常严格。溶氧电极可以精确地测量这种低氧水平,帮助研究人员确定微需氧微生物的较好生长条件。同时,对于一些在低氧环境下具有特殊代谢功能的微生物,如在微氧条件下能够有效降解生物毒性污染物的微生物,溶氧电极可以监测到适宜的溶氧水平,促进其代谢过程。南京溶解氧电极在氨基酸发酵中,溶解氧电极帮助维持适宜的氧水平,提高目标产物得率。

除了测量溶氧水平外,溶氧电极还可以与其他传感器相结合,实现对发酵过程的多参数监测。例如,可以将溶氧电极与 pH 电极、温度传感器、压力传感器等相结合,实现对发酵过程中的多个参数的同时监测。通过多参数监测,可以更加完整的了解发酵过程的运行情况,为优化发酵条件提供更加丰富的数据支持。在发酵罐厂中,溶氧电极可以作为质量控制的重要手段之一。通过对溶氧电极测量得到的数据进行分析,可以判断发酵过程是否正常,发酵产物的质量是否符合要求。如果发现异常情况,可以及时采取相应的措施进行调整,确保发酵产物的质量稳定。在发酵罐厂中,溶氧电极还可以用于环保监测。例如,可以通过监测发酵过程中的溶氧水平,判断发酵过程是否对环境造成污染。如果发现溶氧水平过低,可能意味着发酵过程中产生了过多的有机物,对环境造成了污染。此时,可以采取相应的措施进行处理,如增加通气量、提高搅拌速度等,以降低有机物的含量,减少对环境的污染。
在大规模生物发酵生产中,改善溶氧电极水平均匀性对于提高发酵效率和产品质量至关重要,以下是使用压力补偿式发射器、添加表面活性剂 2种方法的讲解说明。1、使用压力补偿式发射器,在灌溉水中注入微气泡进行滴灌和地下滴灌系统中,压力补偿式发射器记录的溶解氧浓度明显高于非压力补偿式发射器沿整个灌溉线的浓度。这表明在大规模生物发酵生产中,使用压力补偿式发射器可以改善溶氧水平的均匀性。2、添加表面活性剂,在灌溉水中添加表面活性剂,至多可达4ppm,与对照相比,空气和氧气注入灌溉均导致气体空隙率和溶解氧浓度增加。在非压力补偿滴灌带200m处,空气注入(165%)和氧气注入(438%)处理中,4ppm表面活性剂记录的氧饱和度达峰值。在大规模生物发酵生产中,适当添加表面活性剂可能有助于提高溶氧水平的均匀性。在工业发酵中,溶解氧电极的长期稳定性直接关系到生产效率和产品质量的一致性。

不同类型的溶氧电极各有特点。原电池型溶氧电极无需外加电压,其工作原理基于电极自身材料的氧化还原反应产生电流,从而反映溶解氧浓度。这种电极结构相对简单,在一些对精度要求不是极高、电源获取不便的场景中有一定应用。而极谱型溶氧电极需要外加 0.6 - 0.8V 的极化电压,它具有更高的测量精度和灵敏度,能够更地测量溶液中的溶解氧浓度,因此在实验室研究、工业生产中对溶氧监测要求较高的环节应用更为广 。微基智慧科技(江苏)有限公司绿色制造工艺应用于溶氧电极生产,降低电解液和膜材料的环境风险。武汉生物发酵用溶解氧电极
长期使用后,溶氧电极需更换透气膜和电解液,避免性能衰减。江苏光学法溶氧电极批发
在大规模生物发酵生产中,改善溶氧电极水平均匀性对于提高发酵效率和产品质量至关重要,以下是优化搅拌转速和通气量这一方法的讲解说明。1、以双孢蘑菇为实验菌种,采用 5L 自控式发酵罐培养研究溶氧控制条件(搅拌转速和通气量)对双孢菇发酵过程的影响。结果表明,搅拌转速和通气量对双孢菇的菌体生长和胞外多糖分泌具有显明显影响。得出较佳的培养条件为:温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm,此条件下,培养 5d,菌体生物量多达 20.81g/L,胞外多糖产量多达 3.75g/L。2、在大规模生物发酵生产中,可以根据不同的发酵菌种和生产要求,优化搅拌转速和通气量,以提高溶氧水平的均匀性。江苏光学法溶氧电极批发
双孢蘑菇、短小芽孢杆菌,在生物发酵产酶过程中对溶氧电极水平的具体需求和差异说明。1、双孢蘑菇(Agaricus bisporus MJ-0811)在发酵过程中,搅拌转速和通气量对菌体生长和胞外多糖分泌具有较大影响。研究表明,较佳的培养条件为温度 25℃、搅拌转速 160r/min、通气量 0.9vvm。在此条件下,培养 5d,菌体生物量至高达 20.81g/L,胞外多糖产量峰值达 3.75g/L。2、短小芽孢杆菌在生产果胶裂解酶时,研究了初始 pH、碳源和氮源、通气、盐和磷酸盐对微生物生长、果胶裂解酶活性和释放总蛋白的影响。确定了比较好的果胶和硫酸铵浓度分别为 1%(w/v)和 0.05%(w...