（一）温度对发酵的影响
1. 对发酵过程的影响
微生物的发酵过程实质上是一个酶促反应的过程，因此，温度越高，酶促反应速度越快，菌体增殖、产物合成时间均可提前。但是温度越高，酶越易失活，表现在外观上，则是菌体易衰老，整个发酵周期缩短，影响发酵的最终产量，对发酵是不利的。因此，在发酵过程中，要严格控制温度的变化。
2. 对发酵液性质的影响
温度会影响发酵液的许多性质，包括营养物质的电离状态、发酵液的黏度等。发酵液黏度的改变，影响发酵过程中各种物质的传递，特别是氧和热量的传递，进而影响微生物发酵。研究表明，以蔗糖为底物的黄源胶发酵过程中，当黄源胶的浓度达到24g/L后，由于黄源胶的高黏度性质，发酵液的温差可以达到15℃以上，严重影响了黄源胶产生菌的代谢和生理活动。
3. 对菌体代谢调节机制的影响
温度对菌体代谢调节机制的影响，表现在影响生物合成的方向、速率和产物质量。例如，四环素发酵中金色链霉菌同时能产生金霉素，在低于30℃下，该菌合成金霉素能力较强；当温度提高，合成四环素的比例也提高，在温度达35℃则只产生四环素而金霉素合成几乎停止。青霉菌生产青霉素时，青霉菌生长活化能小于合成的活化能，青霉素合成速率对温度较敏感，温度控制相当重要。
有时温度对产物质量会产生一定的影响。例如，凝结芽孢杆菌合成α-淀粉酶时，发酵温度控制在55℃时，合成的α-淀粉酶较耐高温，在90℃、60min条件下，其活性丧失仅10%左右；而发酵温度控制在35℃时，合成的α-淀粉酶活性在相同条件下丧失90%。
（二）发酵热
影响发酵温度的因素有产热因素（生物热和搅拌热）和散热因素（蒸发热和辐射热）。发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量，用公式表示：
Q 发酵热=Q生物热+Q搅拌热-Q蒸发热-Q辐射热
生物热是生产菌在生长繁殖时产生的大量热量。培养基中碳水化合物、脂肪等物质分解时释放出大量热量，这些热量一部分用于合成高能化合物（ATP或GTP）等，供微生物代谢活动之用；剩余的另一部分则以热的形式释放出来，从而使培养基的温度升高，这一部分热量称之为生物热。
生物热随菌株、培养基及发酵时期的不同而不同。一般菌株对营养物质利用的速率越大，培养基成分越丰富，生物热也就越大。发酵旺盛期的生物热大于其他时间的生物热。生物热的大小还与菌体的呼吸强度有对应关系，研究发现抗生素高产量菌株的生物热高于低产量菌株的生物热，说明抗生素合成时微生物的新陈代谢十分旺盛。
搅拌热是搅拌时的机械运动造成液体与液体之间，液体与设备之间的摩擦而产生的热。
通风发酵时，空气进入发酵罐与发酵液进行长时间的气液接触，除部分氧被利用以外，大部分气体（尾气）排出反应器，同时还带走一些水分，这个过程伴随着热量的传递，这一部分热量，称之为蒸发热。
辐射热是指反应器内部的温度与反应器的环境温度的差别造成的热量传递。
（三）发酵过程温度的选择与确定
微生物的生长和发酵过程，对温度都有一定要求，因此，在生产上为获得较高生产率，针对所用菌种的特性，在发酵周期的各阶段需要进行温度控制，提供该阶段微生物活动的最适温度。
在发酵过程中，最适温度是一种相对概念，是指最适于菌的生长或发酵产物生成的温度。最适发酵温度与菌种、培养基成分、培养条件和菌体生长阶段有关，温度的选择要参考这些因素。
1. 根据菌种及不同培养阶段
微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求的温度范围也不同。
同一种微生物最适生长温度与最适发酵温度往往也是有差异的，例如，谷氨酸发酵，谷氨酸产生菌的最适合生长温度为30℃，而产物合成温度为32～34℃。因此，生产上为了提高产量，不同的阶段采取不同的温度。一般说来，前期菌体量少，需稍高的温度，使菌生长迅速；中期菌体量已达到合成产物的最适量，温度要稍低一些，可以延迟衰老，提高产量。后期产物合成能力降低，可以提高温度，刺激产物合成，直至放罐。例如，四环素生长阶段控制在28℃，合成期再降至26℃，后期再升温。黑曲霉生长期控制在37℃，产糖化酶时降至32～34℃。但也有的菌种产物形成比生长温度要高，如，谷氨酸产生菌生长期温度为30～32℃，产酸时温度为34～37℃。(www.xing528.com)
最适温度的选择要根据菌种与发酵阶段进行实验得出。例如，林可霉素发酵时，通过正交设计及实验得出结论：接种后10h左右进入对数生长期，在50h左右转入生产期。因此，前60h按31℃控制，缩短适应期，使发酵提前转入生产阶段，同时菌丝体已有相当量的积累，为大量分泌抗生素提供了物质基础；60h后将罐温降至30℃，使与抗生素合成有关酶的活性增强，抗生素分泌量有所增加，同时因分泌期的延长有利于进一步积累抗生素；发酵进入后期，罐温再回升至31℃，使生产菌在生命的最后阶段最大限度合成和分泌次级代谢产物。
2. 根据培养条件
温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低些，溶氧浓度也可髙些。培养基稀薄时，温度要低些。因为温度高营养利用快，会使菌过早自溶。
3. 根据菌生长情况
菌生长快，维持在较高温度时间要短些；菌生长慢，维持较高温度时间可长些。培养条件适宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可髙些，以利于菌的生长。
总的来说，温度的选择要根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑，要通过反复实践来确定最适温度。
（四）发酵温度的监测及控制
发酵温度可通过温度计或自动记录仪表进行监测，然后通过向发酵罐的夹套或蛇形管中通入冷水、热水或蒸汽进行调节。
在发酵过程中，通过显示器显示的温度变化，可及时通过手动调整阀门。一般由于发酵热的产生会导致发酵液温度升高，需要及时降温，这时可以通过打开夹套进水阀门，通入冷水及时降温；若需加热，可预先通入冷水，然后通入蒸汽加热夹套内的水至所需温度即可。
发酵过程的自动控制是借助于自动化仪表和计算机组成的控制器，控制一些发酵的关键变量，达到控制发酵过程的目的。发酵过程的自动控制如图8-4所示。目前，发酵罐普遍采用具有直流输出信号的温度传感器（热电偶、热敏电阻或金属电阻）进行温度测定，并通过与其偶联的执行机构（如电磁阀）对发酵温度进行自动控制。热敏电阻结构如图8-5所示。
图8-4 温度自控系统示意图
图8-5 热敏电阻结构示意图
发酵温度的开关控制系统就是通过温度传感器检测发酵罐内温度，如温度低于设定点，冷水阀关闭，蒸汽或热水阀打开；如温度高于设定点，蒸汽或热水阀关闭，冷水阀打开。控制阀的动作是全开或全关，所以称为开关控制，如图8-6所示。
图8-6 发酵温度的开关控制系统
TS—温度传感器x（t） —检测量uh（t） —加热控制输出量uc（t） —冷却控制输出量
由于温度传到传感器有个延迟时间，检测到的总是加热器滞后的温度，所以温度总是上下波动，需及时监控和调整。
案例解析 发酵罐温度突然升高的原因及解决办法
（1）冷却水供应设备出现故障，造成冷却水供应不足。解决办法是检查冷却水供应设备，排除故障。
（2）阀门漏蒸汽。取样后，补料后或其他操作后未关闭阀门，造成蒸汽进入罐内。解决办法是要认真按规程操作。
（3）发酵罐染菌。染菌后大量杂菌繁殖生长，代谢旺盛，造成罐温升高。解决方法是找到染菌的原因。
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