工业规模发酵罐中溶氧控制对微生物生长与产物合成的影响

王 刚 （ 天津禾润生物技术有限公司 ）

https://doi.org/10.37155/2811-0617-0509-33

Abstract

在现代生物制造领域，工业规模发酵是生产抗生素、氨基酸、有机酸、酶制剂及重组蛋白等高附加值产 品的核心技术。作为好氧发酵过程中的关键限制性底物，溶解氧（Dissolved Oxygen,DO）浓度的精准调控，直接决 定了微生物的生理状态、代谢流向及最终产物的产量与质量。本文系统性地阐述了工业发酵罐中溶氧传递的基本原理 与影响因素，并深入剖析了不同溶氧水平对微生物生长动力学、中心碳代谢途径、能量代谢效率以及次级代谢产物合 成的复杂调控机制。研究表明，溶氧不足会迫使微生物转向低效的厌氧代谢，抑制菌体生长并改变产物谱；而溶氧过 量则可能引发氧化应激，损伤细胞结构并抑制特定产物的合成。基于此，文章进一步探讨了在工业实践中实现溶氧精 准控制的综合策略，包括优化通气与搅拌参数、采用先进的在线监测与反馈控制技术、以及根据特定微生物和产物需 求制定动态的溶氧控制曲线。本研究旨在为提升工业发酵过程的稳定性、效率与经济性提供理论依据和技术指导。

Keywords

工业发酵；溶氧控制；微生物生长；产物合成；代谢调控

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Copyright © 2026 王 刚 Publishing time:2026-09-30
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