溶解氧传感器在生物发酵过程中如何影响微生物的生理代谢？

发酵是食品、医药等许多行业的一个关键生产过程，溶解氧又是微生物发酵过程中的一个至关重要的参数。对溶解氧的在线监测及数据采集是对整个发酵过程进行监控和研究的必备手段，发酵过程的自动控制必然要求对溶解氧进行有效的在线控。

在工业生产耗氧发酵中，溶解氧水平会影响微生物生理代谢，从而影响微生物的生长和产物的合成。据研究证实，过低溶解氧会对微生物的有氧呼吸过程产生抑制，副产物增多。过高的氧供给会直接将底物氧化而没有产物表达，提高发酵成本。因此，在发酵过程监测、优化放大中，相关参数分析离不开溶解氧数据。控制合适的溶解氧，既能保证菌体的正常生长，又能尽可能的降低搅拌及通气成本。

日前大多数生物反应器都采用通用仪表对溶解氧及其相关参数进行监测，在无特殊要求的生产场合通用仪表一般能满足需要，但在对测量精度和抗干扰能力的要求较高时，尤其是在需要对溶解氧进行研究和在线控制时，通用仪表往往表现出多方面的不足。目前使用的专用溶解氧测量仪表不但价格昂贵，功能不够灵活，其动态特性尚需进一步探讨。

对溶解氧进行控制的首要目的是将溶氧浓度值稳定在一定的期望值或范围内。在微生物深层发酵过程中，溶解氧受到生物反应器中多种物理、化学和微生物因素的影响和制约，与其它过程参数的关系极为复杂。对这些参数进行精确实时的在线测量是实现溶解氧自动控制的一个基本前提口。

溶解氧（DO）是好氧微生物生长及合成代谢产物所必需的。氧在水中和发酵液中的溶解度很低，溶解氧往往易成为好氧微生物发酵过程的限制因素。在对数生长期，在发酵液达到100％的空气饱和度的情况下停止供氧，菌体会很快消耗掉发酵液中的溶解氧而处于缺氧状态，代谢活动受到阻碍。另一方面，微生物好氧发酵合成代谢产物时，并不是溶解氧愈多愈好，溶解氧太多有时反而抑制产物的形成。研究发现，发酵需氧量主要与产物的合成途径有关。

溶解氧浓度要控制好发酵液中的溶解氧浓度，需从需氧和供氧两方面着手。从供氧方面考虑，实际生产中通常采取调节搅拌转速或通气速率来控制溶解氧浓度。供氧量还必须与需氧量相协调，使生产菌生长和产物合成的需氧量不超过设备的供氧能力，发挥生产菌的最大生产能力。保持供氧与耗氧的平衡，才能满足微生物呼吸和代谢对氧的需求。

接下来就由工采网小编给大家分别介绍一下三款工采网从国外进口的高质量的溶解氧传感器，将它们的功能和特质能给大家详细的捋捋。

首先是从日本FIGARO公司进口的溶解氧传感器 - KDS-25B， 这是专门为水质控制而开发的，这款溶解氧传感器最显著的特点就是，使用寿命长，不受CO2影响。溶解氧传感器KDS-25B 使用特殊酸性电解液，阴极采用惰性金属金，阳极采用金属铅，氧气以扩散的方式通过氟树脂膜参与氧化还原反应，构成一种氧铅蓄电池，然后由内部电阻将氧化还原反应产生的电流转化成电压输出。产生的电流与溶解氧的浓度成正比，严格地来说是与氧分压成正比（溶解氧含量越高，透过氟树脂膜参与反应的氧分子越多），KDS-25B是环境监测、水质检测的理想传感器之一。

再来就是从美国Global Water公司进口的光学溶解氧传感器 - WQ-FDO，WQ-FDO光学传感器是测量的仪器设计做在液体浓度。光学传感器开发满足需求从地表水监测程序的废水的应用程序。WQ-FDO被专门设计来满足环境的要求要求moni-toring和科学研究领域，提供长期的、准确和可靠的溶解氧mea-surement。传感器已经极低的电力re-quirements和4 - 20毫安输出使其适合纳入远程环境监测设施。

最后就是从山东凯米斯公司引进的荧光法溶解氧传感器 - RDO-200， 荧光法溶解氧传感器是基于物理学中特定物质对活性荧光的猝熄原理。来自一个发光二极管（LED）发出的蓝光照射在荧光帽内表面的荧光物质上，内表面的荧光物质受到激发，发出红光，通过检测红光与蓝光之间的相位差，并与内部标定值比对，从而计算出氧分子的浓度，经过温度和气压自动补偿输出最终值。