在发酵过程中，微生物只能利用溶解状态下的氧(有报道说处在气—液界面处的微生物也能直接利用气相中的氧)。氧是很难溶解的气体，在25℃、100MPa下，空气在水中的溶解氧为0.25mmol/L，相同条件下在发酵液中的溶解氧为0.2mmol/L，在谷氨酸发酵的操作灸件下，发酵液中氧的饱和浓度约为0.313mmol/L。在这种溶氧浓度下菌的正常呼吸只能维持20~30s。由于微生物不断消耗发酵液中的氧，而氧的溶解度又很低，故必须采取强化供氧。 在发酵工业中，随着高产菌株的筛得，高浓度发酵、丰富华体会体育最新地址 的采用对通气和搅拌的要求更高。 在丰富华体会体育最新地址 内，发酵旺盛期间，即使培养液完全被空气饱和，它所贮存的氧也是很少的，只能维持菌正常呼吸15~30s，之后菌的呼吸就受到抑制。这种随时都有室息可能的状态，是由于微生物在人工环境内比较集中，浓度大；另外在这种稠厚的培养液中氧的溶解度比在水中更小。这就决定了大多数的好气性发酵需要有适当的通气条件才能维持一定的生产水平。

近年来，许多好气性发酵已发展到如此地步，以致氧的需求超过现有的发酵设备的氧传递的能力，其后果是氧传递率成为这种发酵生产的限制因素。愈来愈多的事实表明， 氧的供应不足可能引起生产菌种的不可弥补的损失，或可能导致细胞代谢转向所不需的化台物的产生。 由于菌体的新陈代谢与氧气呼吸有关，调节通风和搅拌，可影响发酵周期的长短和代谢产物生成的多少。而了解长菌阶段和代谢产物形成阶段的最适需氧量，就可以分别合理地供氧，因此，溶解氧的控制是极其重要的。

事实上， 发酵液中氧的浓度并不需要达到饱和浓度，只要维持在氧的临界浓度以上即可。 因此，应尽可能了解发酵过程中菌的临界氧浓度和达到最高发酵产物的临界氧浓度，即菌的生长和发酵产物形成过程中的最高需氧量，以便分别合理地供给足够氧气。通常搅拌可增加通气效果，且通气本身也具有搅拌作用，因此，发酵上常把通气和搅拌看作一个作业。

目前，在发酵工业上氧的利用率是很低的。在抗生素发酵方面，被微生物利用的氧不超过空气含氧量的2％。在谷氨酸发酵方面，氧的利用率为10％~30％。就是说，有大量的经过净化处理的无菌空气被浪费掉。 因此，提高供氧效率，就能大大降低空气消耗量，减少动力消耗，且减少染菌机会，减少泡沫形成，提高设备利用率。

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