【正文】 葡萄糖苷健的水解速度。 有的人會(huì)問(wèn)？目前采用的耐高溫α淀粉酶的作用溫度也是較高，突破100℃，和酸法水解的溫度相差不多。表示溶液的比重的方法還可以使用Bx(玻利克斯)： 定義：某一溶液的Bx，表示該溶液的比重和相同濃度（為Bx%）的蔗糖溶液的比重相等。 ，除去部分對(duì)pH值有影響的緩沖性物質(zhì)。例如：（1）四環(huán)素發(fā)酵過(guò)程中，添加NaBr,可以抑制金霉素的生物合成，從而提高四環(huán)素的產(chǎn)率。其對(duì)熱的抵抗能力越大，可以理解為熱阻越大，衡量不同的微生物對(duì)熱的抵抗能力的大小，可以使用相對(duì)熱阻的概念。 滅菌溫度的選擇應(yīng)考慮的因素主要有： ，應(yīng)高于該溫度。 采用培養(yǎng)基連續(xù)滅菌的工藝，需要空消。4. 注意輔助設(shè)備的滅菌：空氣過(guò)濾器、計(jì)量罐、流加管道與流加液貯罐，空氣流量計(jì)等。，繪圖說(shuō)明操作過(guò)程。一、糖代謝的途徑 糖代謝的主要途徑有：——EMP途徑 其產(chǎn)物是：丙酮酸 丙酮酸還原：乳酸發(fā)酵 脫羧，生成乙醛，乙醛還原 在有氧的條件下， 在厭氧的條件下： 生成乙醇 丙酮酸在有氧的條件下，在丙酮酸氧化脫羧酶系（脫氫酶）的作用下，氧化脫羧生成乙酰輔酶A，CH3COSCoA，進(jìn)入TCA循環(huán)，徹底氧化成CO2和H2O。因此，能荷對(duì)糖代謝的調(diào)節(jié)是方向性的。我國(guó)“八五”期間，把甘油發(fā)酵列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，由無(wú)錫輕工業(yè)學(xué)院和四川省食品發(fā)酵工業(yè)設(shè)計(jì)研究院接受了該研究項(xiàng)目。 b. 在堿性的條件下，則有下列反應(yīng)（雙分子歧化反應(yīng)） 乙醛 + 乙醛 == 乙醇 + 乙酸 則，NADH沒(méi)有受體，使得菌體的代謝流 轉(zhuǎn)向合成甘油的方向進(jìn)行，從而生產(chǎn)大量的甘油。目前，甘油的總提取率大約在87%左右，要降低發(fā)酵甘油的生產(chǎn)成本，提高甘油的提取率具有很大的潛力。我國(guó)1953年剛開(kāi)始也是采用淺盤(pán)法發(fā)酵生產(chǎn)檸檬酸，60年代后期，開(kāi)始采用液體深層發(fā)酵法生產(chǎn)檸檬酸。 Mn+ 缺乏如何會(huì)使NH4+濃度升高呢？ 當(dāng)培養(yǎng)基中Mn+ 缺乏時(shí)，NH4+濃度升高，同時(shí)微生物體內(nèi)積累幾種氨基酸（GA、GLu、Arg、Oin等），這些氨基酸的積累，意味著體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成受阻，而外源蛋白質(zhì)的分解速度則不受到影響，這樣NH4+的消耗下降，NH4+濃度就會(huì)升高，微生物體內(nèi)蛋白質(zhì)和氨基酸的代謝關(guān)系可以使用下圖示之： 氨基酸 合成 蛋白質(zhì) 分解 氨基酸 氨基化合成氨基酸 該酶的喪失或失活是阻斷TCA循環(huán)，大量生成檸檬酸的必要條件。后來(lái)的大量的實(shí)驗(yàn)證明，在某些微生物體內(nèi)確實(shí)存在一條這樣的側(cè)系呼吸鏈，該側(cè)系呼吸鏈中的酶系強(qiáng)烈需氧，如果在檸檬酸的發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的溶氧濃度在很低的水平維持一段時(shí)間，或者在這期間中斷供氧一段時(shí)間（20分鐘，根據(jù)處理情況如：緊急保壓等）則這一側(cè)系呼吸鏈不可逆的失活，其結(jié)果是菌體不再產(chǎn)酸，而是產(chǎn)生了大量的菌體，因?yàn)?，?biāo)準(zhǔn)呼吸鏈的存在使得菌體在代謝過(guò)程中產(chǎn)生了大量的ATP，用于菌體自身的生長(zhǎng)上，這種現(xiàn)象，在生產(chǎn)上通常稱之為：只長(zhǎng)菌不產(chǎn)酸 ，大量的葡萄糖被消耗了，卻沒(méi)有生產(chǎn)出檸檬酸，是一種失敗，（大型檸檬酸生產(chǎn)企業(yè)需要自己備用的發(fā)電系統(tǒng)）。因此菌種的選育是非常重要的，根據(jù)菌種選育的方法不同可以分為：分子生物學(xué)水平上的、傳統(tǒng)的。只有當(dāng)體內(nèi)α—KGA脫氫酶活性很低時(shí)，TCA循環(huán)才能夠停止，α—KGA才得以積累。在GA產(chǎn)生菌菌體內(nèi)CO2固定反應(yīng)有以下兩條途徑：（1）磷酸丙酮酸羧化酶的作用下 磷酸丙酮酸 + CO2 + GTP == 草酰乙酸 + GDP(2) 蘋(píng)果酸合成酶的作用下 丙酮酸 + CO2 +NADH === 蘋(píng)果酸 + NAD 需要Mn+做催化劑，所以，在GA發(fā)酵過(guò)程中需要向培養(yǎng)基中補(bǔ)充Mn+實(shí)際上，發(fā)酵過(guò)程中不可能控制檸檬酸合成所需的C4二羧酸完全來(lái)自于CO2固定反應(yīng)，體系也不可能完全不存在CO2固定反應(yīng)，因此，GA 發(fā)酵的糖酸轉(zhuǎn)化率應(yīng)在：%——%?！劝彼崦摎涿富钚? α—KGA + NH4+ +NADPH == GA + NADP L—谷氨酸脫氫酶，實(shí)質(zhì)上GA產(chǎn)生菌體內(nèi)該酶的酶活性都很強(qiáng) 該反應(yīng)的關(guān)鍵是與異檸檬酸脫羧氧化相偶聯(lián)，反應(yīng)機(jī)制如下： α—KGA NADPH α—KGA GA NADP 異檸檬酸三、GA 生物合成的最理想途徑 上述涉及到的GA生物合成途徑很多，那GA 生物合成由哪幾條途徑合成是最為理想的呢？ 通過(guò)比較來(lái)說(shuō)明這一問(wèn)題：1. 在前述GA 合成所必需的條件的基礎(chǔ)上（……，封閉乙醛酸循環(huán)）體系不存在CO2固定反應(yīng)，則有： 3/2Glucose EMP 丙酮酸 + 丙酮酸 + 丙酮酸 CO2 乙酰輔酶A + 乙酰輔酶A + 乙酰輔酶A 檸檬酸（DCA循環(huán)封閉）谷氨酸 則有： 3/2 C6H12O6 + NH4+ == C5H9O4 + 4 CO2 產(chǎn)率：147 /（180*3/2） == % 合成所必需的條件的基礎(chǔ)上（……，封閉乙醛酸循環(huán)）存在CO2固定反應(yīng)，則有： Glucose EMP 丙酮酸 + 丙酮酸 CO2 CO2 草酰乙酸 （草酰乙酸羧化酶）乙酰輔酶A + C4二羧酸蘋(píng)果酸（蘋(píng)果酸激酶） 檸檬酸（DCA循環(huán)封閉） 谷氨酸 C6H12O6 + NH4+ == C5H9O4 + CO2 產(chǎn)率：147 / 180 == %可見(jiàn)，在GA的生物合成過(guò)程中，CO2固定反應(yīng)對(duì)于產(chǎn)率的提高有著多么重要的作用。（為何？中間產(chǎn)物少，C架少，不利于合成代謝……）167。在檸檬酸產(chǎn)生菌內(nèi)，存在下列CO2固定反應(yīng)： （1）磷酸烯醇式丙酮酸 + CO2 == 草酰乙酸（C4二羧酸） 酶：磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 （2）丙酮酸 + CO2 === 草酰乙酸（C4二羧酸） 酶：丙酮酸羧化酶 以上兩種CO2固定反應(yīng)所需要的輔酶都是生物素。而實(shí)際上，確實(shí)檸檬酸產(chǎn)生菌可以在有氧的條件下大量生成檸檬酸，也就是說(shuō)，NADH即被氧化了，又沒(méi)有產(chǎn)生ATP。菌體有了上述特點(diǎn)，只是具備了合成并積累一定量的檸檬酸的條件，要想大量的合成檸檬酸，或者說(shuō)，追求檸檬酸的高產(chǎn)率，還需要解決檸檬酸合成過(guò)程中的代謝調(diào)節(jié)與控制的問(wèn)題。后來(lái)采用發(fā)酵法生產(chǎn)。 （2）好氧發(fā)酵 在適當(dāng)（或者說(shuō)有限的好氧）好氧的條件下，酵母細(xì)胞進(jìn)行有限的好氧呼吸，糖酵解產(chǎn)生的丙酮酸可以通過(guò)TCA循環(huán)來(lái)增加其產(chǎn)能水平，一方面減少3—磷酸甘油醛向乙醛方向進(jìn)行，增加底物向產(chǎn)物轉(zhuǎn)化的比例；另一方面，增加了細(xì)胞能量水平，減少了細(xì)胞的死亡率，有利于提高發(fā)酵的速率，縮短發(fā)酵周期。 酵母細(xì)胞內(nèi)葡萄糖的降解如下： 葡萄糖（磷酸化，葡萄糖激酶） （磷酸果糖激酶） ATP ATP 1,6—二磷酸果糖 （醛縮酶） 3磷酸甘油醛 磷酸希醇式丙酮酸 丙 酮 酸 NAD(P)H 磷酸二羥丙酮 NADH 乙 醛 α磷酸甘油 NADH （甘油激酶） 乙 醇甘 油 （乙醇脫氫酶）（1）在厭氧的條件下乙醇脫氫酶的活性很強(qiáng)，菌體的代謝流 流向合成乙醇的方向，而磷酸二羥丙酮又可以迅速的在磷酸丙糖異構(gòu)化酶的作用下轉(zhuǎn)變成3—磷酸甘油醛，因此，在厭氧的條件下，酵母大量的將葡萄糖轉(zhuǎn)變成乙醇，而產(chǎn)物中只有很少的甘油，在酵母菌的其他厭氧發(fā)酵產(chǎn)品中（白酒、葡萄酒、黃酒等），甘油的含量也很少。 它 生產(chǎn)方法： ：天然油脂 肥皂，廢水回收甘油 原煙臺(tái)第二化工廠生產(chǎn)軍用甘油，其副產(chǎn)品…… 殼牌的氯化法，過(guò)乙酸法 添加亞硫酸鹽的甘油發(fā)酵法是德國(guó)第一次世界大戰(zhàn)中研究生產(chǎn)的，隨后各國(guó)分別采用了許多先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，但是甘油發(fā)酵的基本原理是相同的都是采用厭氧發(fā)酵法。例如：在谷氨酸發(fā)酵中，菌體生長(zhǎng)期：EMP / EMP =38% GA 合成期，EMP / EMP =26%二、糖代謝的調(diào)節(jié)機(jī)制 能荷 = [ATP] +1/2[ADP] / [ATP] +[ADP] +[AMP] 顯然，能荷在0——1之間。167。 （2）蒸汽直接加熱 加熱的速度很快，時(shí)間不需要計(jì)算，需要計(jì)算的是蒸汽的消耗量： S =[ W*C((t2f – t2s )+Q1 ]/( λ – t2f ) 式中——S：蒸汽的消耗量，Kg Q1：發(fā)酵罐散失的熱量，Q1 = Q總 （10——20）% λ：蒸汽的熱含，KJ/kg(與蒸汽的壓力有關(guān)) t2f、t2s ：與上述相同 此時(shí)，打開(kāi)發(fā)酵罐頂部的所有排氣閥門(mén)，排蒸汽滅菌： 蒸汽的消耗量S計(jì)算如下： S = FT(P/γ) 式中——S：蒸汽的消耗量，Kg F：蒸汽排出口總面積，cm2 T：排氣的時(shí)間，分鐘 P：罐內(nèi)絕對(duì)壓力，MPa γ：蒸汽的比容，m3/kg 需要計(jì)算的是冷卻的時(shí)間，盡可能快的降溫，減少培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分的損失。2. 培養(yǎng)基升溫時(shí)，打開(kāi)所有的排氣閥門(mén)，排掉空氣？當(dāng)培養(yǎng)基的溫度升到滅菌溫度時(shí)，進(jìn)入保溫操作階段，此時(shí)要求與反應(yīng)器相連的所有管道出于兩個(gè)狀態(tài)：進(jìn)汽或出汽，目的是對(duì)管道進(jìn)行滅菌。通常所說(shuō)的高溫短時(shí) 滅菌可以提高生產(chǎn)效益，其理論根據(jù)就在于此。這個(gè)數(shù)值的取值的大小，也間接反應(yīng)了該生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)管理水平。 下述內(nèi)容就是針對(duì)濕熱滅菌的。 基本原理： （1）S 前驅(qū)物質(zhì) 產(chǎn) 物 反饋抑制的存在，需要添加前驅(qū)物質(zhì)不存在抑制或阻遏 （2）S 前驅(qū)物質(zhì)的和成效很低，需要添加前驅(qū)物質(zhì) （3）S X 前驅(qū)物質(zhì) 產(chǎn)物 存在分枝代謝，不能夠很好的解決分枝代謝對(duì)X的反饋抑制作用，須要有添加劑注意：前驅(qū)物質(zhì)的使用，因不同的菌種、不同的產(chǎn)物、不同的代謝機(jī)制而使用的方法不同，使用的濃度也不同，但都是建立在對(duì)其代謝調(diào)節(jié)機(jī)制有從分的了解的基礎(chǔ)上的。 處理目的：，降低糖蜜的粘度，提高發(fā)酵液的流動(dòng)性， 有利于改善發(fā)酵過(guò)程中氧的傳遞。 （4）雙酶法水解使用的淀粉乳濃度較高，可以達(dá)到20Be以上，而采用酸法水解，淀粉乳的濃度通常只有12Be，原因？（副產(chǎn)物）意義？（設(shè)備利用率） 介紹液體濃度Be的概念： 波美度（Be）是表示液體濃度（比重）的一種方法，其和液體比重之間有下列關(guān)系：d = λ/λ Be 式中——d： 液體的比重 λ： 模數(shù) λ因標(biāo)定的溫度不同可將波美表分為：美國(guó)：℃標(biāo)定，λ=145 合理：15℃標(biāo)定，λ= 荷蘭：℃標(biāo)定，λ=144標(biāo)定方法：輕表：“0”Be的位置，把表放在一定溫度下的蒸餾水中的位置； “10” Be的位置， 的溶液中的位置。淀粉α1，4；1，6葡萄糖苷酶，又稱為糖化酶，可以水解淀粉分子的α1，4；或α1，6葡萄糖苷健，其作用特點(diǎn)是，淀粉的分子鏈越短水解速度越快，水解產(chǎn)物為葡萄糖。 霉菌：大部分的霉菌可以直接使用淀粉為原料，他們本身具有淀粉的水解能力。 玉米漿內(nèi)含有VH，它是菌體生長(zhǎng)和代謝的所必需的一種輔酶，通常玉米漿與：a. 菌體的增殖速度有關(guān)b. 與菌體細(xì)胞膜的合成有關(guān)，從而影響到細(xì)胞膜的通透性c. 對(duì)于某些菌體，與代謝途徑和代謝機(jī)制有關(guān)。通常制備培