好氧微生物(Organism)細(xì)胞分散在培養(yǎng)液中，只能利用溶解氧，但是氧是一種難溶氣體，并且培養(yǎng)基中一般含有大量的有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽，由于鹽析等作用造成氧在培養(yǎng)基中的溶解度更低，因此在好氧微生物的發(fā)酵過(guò)程中，氧的供應(yīng)往往是成功與否的重要限制因素(factor)之一。溶解氧測(cè)定儀是測(cè)定水中溶解氧的裝置，工作原理是氧透過(guò)隔膜被工作電極還原，產(chǎn)生與氧濃度成正比的擴(kuò)散電流，通過(guò)測(cè)量此電流，得到水中溶解氧的濃度。  一般來(lái)說(shuō)，在大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)中，通常采用深層培養(yǎng)方式，氧的提供是給培養(yǎng)中的微生物通入無(wú)菌（fungus)(意思:沒(méi)有活菌)空氣來(lái)進(jìn)行。此時(shí)需要不斷通風(fēng)和攪拌，才能滿(mǎn)足不同發(fā)酵過(guò)程對(duì)氧的需求，而且為了提高供氧效率(efficiency)，還必須控制攪拌速率。溶氧的大小對(duì)菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物的形成及產(chǎn)量都會(huì)產(chǎn)生不同的影響。如谷氨酸發(fā)酵，供氧不足時(shí)，谷氨酸積累就會(huì)明顯降低（reduce)，產(chǎn)生大量乳酸和琥珀酸。  改變通氣速率發(fā)酵前期菌絲體大量繁殖，需氧量大于供氧，溶氧出現(xiàn)一個(gè)低峰。在生長(zhǎng)階段，產(chǎn)物合成（解釋:由幾個(gè)部分合并成一個(gè)整體)期，需氧量減少，溶氧穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))，但受補(bǔ)料、加油等條件(tiáo jiàn)大影響。補(bǔ)糖后，攝氧率就會(huì)增加，引起溶氧濃度的下降，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后又逐步（step by step)回升并接近原來(lái)的溶解氧濃度。如繼續(xù)補(bǔ)糖，又會(huì)繼續(xù)下降，甚**引起生產(chǎn)受到限制。發(fā)酵后期，由于菌體衰老，呼吸減弱，溶氧濃度上升，一旦菌體自溶，溶氧濃度會(huì)明顯上升。    好氧微生物的酶的活性對(duì)氧有著很強(qiáng)的依賴(lài)性。  以谷氨酸發(fā)酵為例，高溶氧條件下乳酸脫氫(Hydrogen)酶(LDH)活性明顯比低溶氧條件下的LDH酶活要低，產(chǎn)酸中后期谷氨酸脫氫酶(GDH)的酶活下降很快,這可能是由于在高溶氧條件下,劇烈的通氣和攪拌加劇了菌體的死亡速度和發(fā)酵活性的衰減。[1 ]       下圖1 和圖2 所示的分別是在不同溶氧條件下的谷氨酸發(fā)酵的谷氨酸濃度和乳酸濃度的變化曲線(xiàn)圖。從圖1 中可以看出,溶氧水平對(duì)谷氨酸發(fā)酵中谷氨酸的生成量有很大的影響。低溶氧(DO = 10 %) 控制條件下,谷氨酸生成速度明顯比高溶氧(DO = 50 %) 條件下要高,并且**終谷氨酸濃度也比高溶氧條件下的高;從圖2 可以看出,低溶氧(DO = 10 %) 控制條件下,主要代謝副產(chǎn)物乳酸的生成速度比高溶氧條件下要高出許多,乳酸積累量也很大,而高溶氧條件下則積累很少。

可以推測(cè)這可能（maybe)與不同溶氧條件下谷氨酸(Acerbity)脫氫酶和乳酸脫氫酶的酶活大小有關(guān),為此我們測(cè)量(cè liáng)了不同溶氧條件下的谷氨酸脫氫酶的酶活以驗(yàn)證上述試驗(yàn)現(xiàn)象。      圖3所示的是不同溶氧(DO = 10 %和DO =50 %) 條件下谷氨酸脫氫酶的酶活曲線(xiàn)圖。從圖3可以看出,高溶氧條件下,產(chǎn)酸中后期GDH 的酶活下降很快,這可能是由于在高溶氧條件下,劇烈的通氣和攪拌加劇了菌（fungus)體的死亡速度和發(fā)酵活性的衰減。圖4所示的是不同溶氧(DO = 10 %和DO =50 %) 條件下乳酸脫氫酶的酶活曲線(xiàn)圖。從圖4可以看出,高溶氧條件下,LDH 酶活明顯比低溶氧條件下的LDH 酶活要低,有報(bào)道認(rèn)為,一定的厭氧環(huán)境(environment)對(duì)于乳酸脫氫酶的酶活有利[3 ] 。
通過(guò)上述對(duì)谷氨酸(Acerbity)發(fā)酵(fermentation)過(guò)程中溶氧(Oxygen)水平對(duì)谷氨酸脫氫酶和乳酸脫氫酶酶活的影響的研究,可以看出極端缺氧的條件對(duì)谷氨酸脫氫酶造成的影響是不可逆的;低溶氧對(duì)保持谷氨酸脫氫酶的酶活有利,但是這也造成乳酸脫氫酶活力的提高,使得代謝副產(chǎn)物乳酸大量積累,所以應(yīng)該把溶氧控制（control)在適當(dāng)?shù)乃?在保持谷氨酸脫氫酶較高活力的同時(shí)盡可能（maybe)的降低乳酸脫氫酶的酶活。ph計(jì)測(cè)量通常有比色法（pH試紙或比色皿）和電極法二種。溶解氧測(cè)定儀是水質(zhì)檢測(cè)一項(xiàng)非常重要的指標(biāo)。尋找這個(gè)**佳溶氧策略(strategy)就是生產(chǎn)(Produce)的關(guān)鍵。[1]    對(duì)溶解氧進(jìn)行控制的目的是把溶解氧濃度值穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒(méi)有變動(dòng))控制在一定的期望值或范圍(fàn wéi)內(nèi)。  例如氧在啤酒生產(chǎn)過(guò)程[2 ]中的影響有兩個(gè)方面在啤酒的發(fā)酵階段, 酵母的繁殖需要有足夠的氧氣，在除此之外的任何階段都應(yīng)極力避免氧的參與。  其中氧的有利一面, 即麥汁充氧。在麥汁營(yíng)養(yǎng)(nutrition)充分、溫度相對(duì)穩(wěn)定、酵母接種量、生理活性相對(duì)一致的情況下, 酵母的增殖速度和數(shù)量主要取決于麥汁中的氧含量。麥汁充氧量太低不利于酵母的繁殖, 酵母收率和發(fā)酵速度下降(descend), **醇生成量減少, 醋的含量增加, 雙乙酞還原減慢充氧量太高, 酵母繁殖過(guò)于旺盛, 會(huì)形成多量的α一乙酞乳酸, 而且會(huì)消耗多量的還原性物質(zhì), 從而導(dǎo)致后期雙乙酞還原緩慢, 發(fā)酵副產(chǎn)物中含有多量的**醇。麥汁的充氧量和酵母菌（fungus)種、接種量、麥汁濃度等有關(guān), 一般要求達(dá)到8-10ppm（百萬(wàn)分比濃度）, 高濃發(fā)酵或要求發(fā)酵度高時(shí), 可適當(dāng)增加充氧量。充氧時(shí)間在添加酵母后的冷麥汁管道(Conduit)中, 不宜將氧充人熱麥汁中, 會(huì)造成麥汁的氧化, 增加麥汁的色度。同時(shí)要求麥汁一進(jìn)人大罐就必須立即充氧,太遲的充氧會(huì)延長(zhǎng)酵母生長(zhǎng)的遲滯(解釋?zhuān)貉泳彍?期, 影響酵母的繁殖。