谷氨酸发酵的影响因素及控制.pptVIP

第二节 影响谷氨酸产量的因素及发酵条件控制 相关知识点回顾 下列关于谷氨酸产生菌的描述，哪些是正确的？ A：?-酮戊二酸氧化能力微弱， B：谷氨酸脱氢酶活性强， C：具有向胞外分泌谷氨酸的能力， D：在菌体生长期乙醛酸循环弱， E：在产酸期乙醛酸循环弱， F：CO2固定能力弱。 第二节 影响谷氨酸产量的因素及发酵条件控制 相关知识点回顾 下列关于谷氨酸产生菌的描述，哪些是正确的？ A：?-酮戊二酸氧化能力微弱， √ B：谷氨酸脱氢酶活性强， √ C：具有向胞外分泌谷氨酸的能力， √ D：在菌体生长期乙醛酸循环弱， E：在产酸期乙醛酸循环弱， √ F：CO2固定能力弱。 影响因素1：生物素 控制 ？？ 第1阶段是菌体生长阶段 保证生物素充足，使菌体快速生长； 第2阶段是产酸阶段 控制生物素亚适量(5-10μg/L)，使谷氨酸大量积累。 影响因素2：供氧浓度（通风量） 控制 ？？ 在谷氨酸发酵过程中,通风必须适度。在谷氨酸发酵过程中，发酵前期以低通风量为宜；发酵中、后期以高通风量为宜。 实际生产上，以气体转子流量计来检查通气量，即以每分钟单位体积的通气量表示通风强度。另外发酵罐大小不同，所需搅拌转速与通风量也不同。 影响因素3：NH4+浓度 NH4+的供给方式（流加）： （1）液氨 （2）0.8%尿素 影响因素5：碳氮比 控制 ？？ 在谷氨酸发酵过程中，应正确控制碳氮比。一般在菌体生长期碳氮比应大一些(氮低），在产酸期,碳氮比应小些(氮高）。 在碳源和氮源的比为3∶1时，谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸？。 在发酵过程中由于强烈的通风和菌体代谢产生的CO2，使培养液产生大量的泡沫，不仅使氧在发酵液中的扩散受阻，影响菌体的呼吸和代谢。给发酵带来危害，必须加以消泡。 消泡方法有机械消泡(耙式、离心式、刮板式、蝶式消泡器)和化学消泡(天然油脂、聚酯类、醇类、硅酮等化学消泡剂)两种方法。 谷氨酸产生菌的发酵条件与产物的关系 控制因子 发酵产品转换 氧气 乳酸或琥珀酸（通气不足）←→谷氨酸（通气充足） NH4+ α-酮戊二酸（缺乏）←→谷氨酸（适量）←→谷氨酰胺（过量） pH N-乙酰谷氨酰胺（酸性）←→谷氨酸（中性或微碱性） 磷酸 缬氨酸（高浓度）←→谷氨酸 生物素 乳酸或琥珀酸（丰富）←→谷氨酸（缺乏） 谷氨酸发酵过程中，生产菌种的特性、生物素、发酵温度、pH值、通风和发酵产生的泡沫都是影响谷氨酸积累的主要因素。在实际生产中，只有针对存在的问题，严格控制工艺条件，才能达到稳产、高产的目的。 发酵过程参数测定 还原糖的测定 谷氨酸的测定 菌体形态观察 菌体浓度测定 发酵过程参数的控制 DO值 pH 温度 搅拌速度 发 酵 发 酵 液 冷却接种 三角瓶培养 固体斜面培养 上罐实消 培养基的配制 谷氨酸发酵的工艺流程简图 ??谷氨酸生产菌? 谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum) 乳糖发酵短杆菌(Brevibacterium lactofermenturn) 黄色短杆菌(Brevibacterium flavum) 我国使用的生产菌株： 北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense) AS1.299 北京棒杆菌D110 钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum) AS1.542 棒杆菌(Corynebacterium sp.)S-914 黄色短杆菌T6~13 谷氨酸棒杆菌 生产菌株特点 在己报道的谷氨酸生产菌中，除芽孢杆菌外，虽然它们在分类学上属于不同的属种，但都有一些共同特点: 革兰氏阳性 菌体为球形、短杆至棒状 不形成芽孢 没有鞭毛，不能运动 需要生物素作为生长因子 在通气条件下才能产生谷氨酸。 生产原料 ????发酵生产谷氨酸的原料有 淀粉质原料：玉米、小麦、甘薯、大米等。其中甘薯和淀粉最为常用； 大米进行浸泡磨浆，再调成15Bx，调pH6.0，加细菌a-淀粉酶进行液化，85 ℃30min，加糖化酶60 ℃糖化24h，过滤后可供配制培养基。 糖蜜原料：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜； 糖蜜原料：不宜