【儀器儀表網(wǎng) 專題推薦】本文分享：搖瓶裝液量對溶氧水平，營養(yǎng)物質濃度和代謝產(chǎn)物積累的影響。

　　1 、對溶氧水平的影響

　　溶氧是好氧微生物發(fā)酵的關鍵限制因素之一。在搖瓶培養(yǎng)中，裝液量直接決定了培養(yǎng)液與空氣的接觸面積以及液層厚度。

　　當裝液量較少時，例如在 250mL 搖瓶中裝液 50mL，培養(yǎng)液的液層較薄，與空氣接觸充分，氧氣能夠快速從氣相擴散至液相，為微生物提供充足的溶氧，滿足其有氧呼吸的需求。以釀酒酵母為例，在低裝液量下，酵母細胞能夠迅速利用溶氧進行旺盛的代謝活動，快速進入對數(shù)生長期，發(fā)酵速度加快 。

　　然而，隨著裝液量增加，液層變厚，氧氣在培養(yǎng)液中的擴散路徑變長，傳質阻力增大，溶氧效率降低。當裝液量過高時，如 250mL 搖瓶裝液 150mL 甚至更多，培養(yǎng)液內部溶氧濃度顯著下降，可能無法滿足微生物對氧的需求。對于一些對溶氧要求苛刻的微生物，如生產(chǎn)青霉素的產(chǎn)黃青霉，溶氧不足會抑制其生長和青霉素合成相關酶的活性，導致青霉素產(chǎn)量大幅下降 。

　　2 、對營養(yǎng)物質濃度與利用的影響

　　裝液量的變化會顯著影響培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質的濃度和分布。裝液量少，營養(yǎng)物質相對濃縮，但總量有限；裝液量多，營養(yǎng)物質雖總量增加，但被稀釋。不同微生物對營養(yǎng)物質濃度的適應性存在差異。一些生長迅速、對營養(yǎng)需求較高的微生物，在適量增加裝液量以保證營養(yǎng)物質總量時，能夠更好地生長。例如，在生產(chǎn)單細胞蛋白的過程中，某些酵母菌在較高裝液量下，由于營養(yǎng)物質充足，細胞能夠大量繁殖，提高單細胞蛋白的產(chǎn)量 。

　　但營養(yǎng)物質濃度過高或過低都可能對微生物生長和發(fā)酵產(chǎn)生不利影響。過高的營養(yǎng)物質濃度可能導致滲透壓失衡，影響微生物細胞對水分和其他營養(yǎng)物質的吸收；過低的營養(yǎng)物質濃度則無法滿足微生物生長和代謝產(chǎn)物合成的需求。

　　3 、對代謝產(chǎn)物積累與反饋調節(jié)的影響

　　微生物在發(fā)酵過程中會不斷產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物，裝液量影響著代謝產(chǎn)物在培養(yǎng)液中的積累程度。裝液量少，代謝產(chǎn)物相對容易在有限的培養(yǎng)液中積累，當達到一定濃度時，可能會對微生物生長和代謝產(chǎn)生反饋抑制作用。

　　例如，乳酸菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生乳酸，在低裝液量下，乳酸快速積累，降低培養(yǎng)液 pH 值，抑制乳酸菌自身的生長和代謝，影響乳酸的進一步合成 。

　　裝液量多，雖然代謝產(chǎn)物被稀釋，但如果微生物生長旺盛，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物總量較大，也可能超出培養(yǎng)液的承載能力，同樣影響發(fā)酵過程。此外，不同類型的代謝產(chǎn)物對微生物生長和發(fā)酵的影響不同。一些次生代謝產(chǎn)物，如抗生素、毒素等的合成和積累還可能與裝液量影響下的微生物代謝途徑變化有關 。