【正文】 機(jī)制與培養(yǎng)條件共同起作用的結(jié)果。工藝過程是：將原料放入煮沸鍋內(nèi)加入水，黃血鹽和EDTA二鈉鹽煮沸滅菌，再加入適量的硫酸銨、磷酸二氫鉀、無菌水配成培養(yǎng)基，將培養(yǎng)基在45～50℃下送入發(fā)酵室內(nèi)裝入淺底的鋁盤或不銹鋼盤中，接入黑曲霉干孢子進(jìn)行發(fā)酵。o 選育抗苯丙氨酸結(jié)構(gòu)類似物突變株氨基酸產(chǎn)生菌的穩(wěn)定化o 防止回復(fù)突變o 改善世代時(shí)間o 防噬菌體發(fā)酵條件控制o 氧o 溫度o 微量元素氨基酸的提取及精制o 發(fā)酵液預(yù)處理n 無機(jī)離子、蛋白質(zhì)、菌體等n 過濾、離心o 提取n 離子交換n 沉淀n 吸附n 萃取精制o 濃縮o 干燥：5種干燥方式，P304o 脫色及去除熱原提高晶體純度及質(zhì)量的方法1）發(fā)酵液脫色：通過活性炭吸附等方法去除發(fā)酵液色素。 直接發(fā)酵法是目前生產(chǎn)賴氨酸的主要方法。在相同條件下，影響谷氨酸晶型的關(guān)鍵因素是加酸速度等電點(diǎn)工藝類型帶菌體直接常溫等電點(diǎn)法帶菌體冷凍低溫一次等電點(diǎn)法除菌體常溫等電點(diǎn)法濃縮水解等電點(diǎn)法低溫濃縮等電點(diǎn)法從結(jié)晶方法分類：逐步起晶法和連續(xù)結(jié)晶法（即當(dāng)量中和法）離子交換法提取谷氨酸的基本理論目前味精廠均采用732強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，利用陽離子交換樹脂對(duì)谷氨酸陽離子的選擇性吸附，使發(fā)酵液中妨礙谷氨酸結(jié)晶的殘?zhí)羌疤堑木酆衔?，蛋白質(zhì)、色素等非離子性雜質(zhì)得以分離，后經(jīng)洗脫達(dá)到濃縮提取谷氨酸的目的。在4%以上，等電提取容易，收率高；－%常溫下不易達(dá)過飽和狀態(tài)，結(jié)晶生成速度慢，難形成晶核或晶核數(shù)量極少。低溫提取谷氨酸）等電－離交法等電點(diǎn)－離子交換、等電點(diǎn)－鋅鹽法總回收率可達(dá)85%。同時(shí)提高氧的傳遞速率，提高溶氧水平。 不能生成細(xì)胞膜合成所需物質(zhì)224。工藝特點(diǎn)發(fā)酵穩(wěn)定，較粗放，不易染菌，產(chǎn)酸時(shí)間提前，發(fā)酵周期縮短(30h左右)初糖8%，滲透壓低，粘度小，氧傳遞系數(shù)大，有利于菌體生長(zhǎng)和胞內(nèi)谷氨酸向胞外滲透，且谷氨酸合成酶系的酶活均顯著提高，直到發(fā)酵終了時(shí)仍能保持較高水平低糖流加工藝，接種量大，縮短了長(zhǎng)菌期和發(fā)酵周期。有時(shí)需要補(bǔ)加12次適量的青霉素。生產(chǎn)過程中，根據(jù)生產(chǎn)菌在發(fā)酵過程中的代謝特點(diǎn)及其變化，由排氣中CO2含量，反饋控制通氣強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)排氣中CO2含量恒定(13%左右)?；驹戆l(fā)酵期間，向發(fā)酵培養(yǎng)基中添加吐溫60，高級(jí)飽和脂肪酸(C1618)及其親水醇酯類，對(duì)脂肪酸的合成有拮抗作用，控制磷脂合成，形成不完全的細(xì)胞膜，谷氨酸向膜外泄漏能力增強(qiáng)。泡沫表面積、溫度、pH、溶液濃度。生物素濃度濃度增加，耗糖速度增大，需要增加供氧。第二類包括異亮氨酸、賴氨酸、蘇氨酸和天冬氨酸等天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高產(chǎn)量，但供氧受限，產(chǎn)量受影響并不明顯；其合成途徑是產(chǎn)生NADH的乙醛酸循環(huán)或消耗NADH的磷酸烯醇式丙酮酸羧化系統(tǒng)，產(chǎn)生的NADH量不多，因而與供氧量關(guān)系不明顯。供氧對(duì)谷氨酸發(fā)酵的影響臨界溶解氧濃度好氣微生物對(duì)培養(yǎng)液中溶解氧濃度的最低要求，在某一濃度以下，微生物的呼吸速率隨溶解氧降低而顯著下降，此溶解氧濃度稱為臨界溶解氧濃度。例如 中性和微堿條件下積累谷氨酸，在酸性條件下形成谷氨酰胺和N乙酰谷氨酰胺。G為4－5ppm，鎂離子濃度為2590mg/Kg硫是含硫氨基酸的組成成分，構(gòu)成酶的活性基團(tuán)。無機(jī)鹽功能構(gòu)成菌體成分、酶的組成成分、酶的激活劑或抑制劑、調(diào)節(jié)培養(yǎng)基滲透壓、調(diào)節(jié)pH和氧化還原電位等。當(dāng)碳氮比在100：11以上才開始累積谷氨酸，在谷氨酸發(fā)酵中，用于合成菌體的氮　僅占總耗用氮的3－8%，而30－80%用于合成從谷氨酸。二級(jí)種子培養(yǎng)目的：獲得發(fā)酵所需的足夠數(shù)量的菌體為發(fā)酵培養(yǎng)基的配制原則供給菌體生長(zhǎng)繁殖和谷氨酸生產(chǎn)所需要的適量的營(yíng)養(yǎng)和能源原料來源豐富，價(jià)格便宜，發(fā)酵周期短，對(duì)產(chǎn)物提取無妨礙等碳 源目前采用的谷氨酸產(chǎn)生菌均不能利用淀粉，只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等，有些能利用醋酸、乙醇、正烷烴。經(jīng)常進(jìn)行菌種分離純化，提供新的菌株供生產(chǎn)使用。關(guān)閉DCA 2224。北京棒桿菌(7338)與鈍齒棒桿菌(B9)的比較天津短桿菌(T613)與鈍齒桿菌(B9)的比較 目前味精行業(yè)采用的主要菌株 鈍齒棒桿菌B9和天津短桿菌TG866是我國(guó)味精行業(yè)生產(chǎn)上的重要菌種。不運(yùn)動(dòng)。胞內(nèi)有橫隔。水、電、汽消耗也較國(guó)外高生產(chǎn)規(guī)模：日本最大單罐體積達(dá)500m3,我國(guó)僅200m3,多數(shù)廠為50m3,小的人有20m3每立方米發(fā)酵罐年產(chǎn)量，日本為20t，我國(guó)為5－8t污染：國(guó)外已普遍地對(duì)味精廢液進(jìn)行綜合利用，我國(guó)在培養(yǎng)單細(xì)胞蛋白方面已取得成功，但應(yīng)用不廣。目前DL－蛋氨酸、甘氨酸、DL－丙氨酸等就采用此方法生產(chǎn)。晶核的形成叫做起晶起晶方法 自然起晶 刺激起晶 晶種起晶67飽和溶液、過飽和溶液和過飽和系數(shù)概念。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂對(duì)谷氨酸發(fā)酵液中各種離子親和力大小Ca2+Mg2+K+NH4+Na+AlaLeuGluAsp51離子交換樹脂的離交過程有五步，非別為？P145（1） 溶液中谷氨酸離子通過溶液向樹脂表面擴(kuò)散（2） 谷氨酸離子穿過樹脂表面向樹脂內(nèi)部擴(kuò)散（3） 谷氨酸離子與樹脂上活性基團(tuán)的可交換離子氫離子進(jìn)行離子交換（4） 交換下來的氫離子從樹脂內(nèi)部像樹脂表面擴(kuò)散（5） 氫離子從樹脂表面擴(kuò)散到溶液中52結(jié)柱的定義及離子交換樹脂提取谷氨酸時(shí)，產(chǎn)生結(jié)柱現(xiàn)象的原因及防止方法。8~9小時(shí)感染，OD值不長(zhǎng)，pH上升，泡沫增大，耗糖慢，不產(chǎn)酸等噬菌體污染現(xiàn)象(2)發(fā)酵前期污染噬菌體
①吸光度開始上升后下降，甚至4~8h內(nèi)OD值下跌到零以下②pH逐漸上升，不再下降，CO2迅速下降OD值下跌pH上升等③耗糖緩慢或停止，也有時(shí)會(huì)出現(xiàn)睡眠病現(xiàn)象，發(fā)酵緩慢，周期長(zhǎng)，提取困難④產(chǎn)生大量泡沫，發(fā)酵液黏度大，甚至呈現(xiàn)黏膠狀，可拔絲，發(fā)酵液發(fā)紅，發(fā)灰，有刺激性氣味⑤谷氨酸產(chǎn)量甚少⑥鏡檢時(shí)可發(fā)現(xiàn)菌體數(shù)量顯著減少，菌體不規(guī)則，缺乏八字排列，發(fā)圓⑦平板檢查有噬菌體斑，搖瓶檢查發(fā)酵液清稀，⑧二次種子營(yíng)養(yǎng)要求逐漸加多種齡延長(zhǎng)⑨送往提取車間的發(fā)酵液發(fā)紅，發(fā)灰，有刺激性氣味，黏度大，泡沫大⑩精制中和時(shí)色素深，泡沫大，堿加不進(jìn)去，過濾困難(3)發(fā)酵后期污染噬菌體
對(duì)產(chǎn)酸影響不大，甚至有時(shí)竟有提高產(chǎn)酸的趨勢(shì)40染菌的分析（1）從染菌時(shí)間分析：早期：培養(yǎng)基滅菌不徹底、種子帶菌等；中后期：設(shè)備滲漏、空氣系統(tǒng)。（3）從一些發(fā)酵制品中分離目的菌株。①生物素亞適量②添加表面活性劑、高級(jí)飽和脂肪酸或青霉素③選育溫度敏感突變株、油酸缺陷型或甘油缺陷型突變株15谷氨酸生產(chǎn)菌的育種思路（1）.切斷或減弱支路代謝（2）解除自身的反饋抑制(3).增加前體物的合成 (4).提高細(xì)胞膜的滲透性 (5).強(qiáng)化能量代謝(6).利用基因工程技術(shù)構(gòu)建谷氨酸工程菌株
16現(xiàn)有谷氨酸生產(chǎn)菌主要有哪四個(gè)菌屬。谷氨酸產(chǎn)量隨糖濃度的增加而增加氮源 無機(jī)氮源: (1)尿素(2) 液氨(3)氨水 有機(jī)氮源:主要是蛋白質(zhì)、胨、氨基酸等。41發(fā)酵染菌的預(yù)防措施。P199（1） 無機(jī)鹽，如鉀離子，銨離子鎂離子，還有殘?zhí)牵氐龋?） 菌體，蛋白質(zhì)等固形物質(zhì)懸浮物，其中濕菌體含量為50~80/L（3） 微量的微生物代謝副產(chǎn)物，有機(jī)酸類，有乳酸，琥珀酸等，（4） 殘?zhí)?0g/L一下57味精的生理作用(1)合成其他氨基酸（2）作為腦組織的能源（3）降低血液中氨中毒（4）轉(zhuǎn)化為糖
58谷氨酸中和時(shí)中和劑的選擇與用量。（1）溶解偽晶（2）調(diào)節(jié)濃度72味精干燥方法有：箱式烘房、真空箱式干燥、氣流干燥、傳送帶式干燥、震動(dòng)床式干燥。 酶法 利用微生物中特定的酶作為催化劑，由底物經(jīng)過酶催化生成所需的產(chǎn)品。酶法是以某些化工產(chǎn)品為原料，經(jīng)酶轉(zhuǎn)化而制得賴氨酸。鈍齒棒桿菌(AS1542)的形態(tài)和生理特征 (1) 形態(tài)特征 短桿至棒狀，有時(shí)微彎曲，兩端鈍圓，不分枝。 單個(gè)、成對(duì)及“V”字形排列。 細(xì)胞壁選育細(xì)胞膜滲透性好的突變株抗VP類衍生物選育對(duì)溶菌酶敏感突變株選育二氨基庚二酸缺陷突變株選育溫度敏感突變株生物素：是脂肪合成中關(guān)鍵酶—乙酰CoA羧化酶的輔助因子，生物素限量時(shí)，就會(huì)抑制脂肪酸的合成，從而導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的不完整。黃色短桿菌中：進(jìn)入分解途徑的情況： 1 PEP濃度低（減弱親和力）；2 TCA中間產(chǎn)物濃度高（反饋抑制，防止草酰乙酸過剩。二級(jí)種子培養(yǎng)影響種子質(zhì)量的主要因素培養(yǎng)基組成培養(yǎng)基的營(yíng)養(yǎng)易于被菌體直接吸收和利用，營(yíng)養(yǎng)成分要適當(dāng)?shù)刎S富和完全，氮源和維生素含量較高，碳源含量少，可以使菌絲粗壯并具有較強(qiáng)的活力。糖濃度對(duì)發(fā)酵的影響一定范圍內(nèi)glu產(chǎn)量隨糖濃度增大而增大糖濃度過高時(shí)，滲透壓增大，對(duì)菌體生長(zhǎng)和發(fā)酵不利，當(dāng)工藝配合不當(dāng)時(shí)，轉(zhuǎn)化率低糖濃度過高時(shí)，氧溶解阻力大，影響供氧效率。在產(chǎn)酸階段，NH4＋不足會(huì)積累α－酮戊二酸。磷量對(duì)谷氨酸發(fā)酵影響：磷濃度過高時(shí)，菌體的代謝轉(zhuǎn)向合成纈氨酸，磷含量過低時(shí)，菌體生長(zhǎng)不好。谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)物生成期需要的鉀鹽比菌體生長(zhǎng)期高。過高，抑制菌體生長(zhǎng)，糖代謝緩慢，發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)。各種氨基酸生物合成時(shí)需要的ATP與產(chǎn)生的還原性輔酶的量不同，以此數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，推斷氨基酸發(fā)酵通風(fēng)量很有意義。不同發(fā)酵階段的供氧需求P96在菌體生長(zhǎng)期，供氧不足時(shí)，菌體生長(zhǎng)受到抑制，積累乳酸，菌體收率少；但過高氧水平會(huì)造成浪費(fèi)，抑制菌體生長(zhǎng)，在高氧水平下生長(zhǎng)的菌體不能有效地合成谷氨酸。有利于發(fā)現(xiàn)噬菌體感染 發(fā)現(xiàn)雜菌污染利用溶氧變化自動(dòng)控制補(bǔ)糖速率，間接控制供氧速率和pH值，實(shí)現(xiàn)菌體生長(zhǎng)、溶氧和pH值三位一體的控制體系。化學(xué)消泡：優(yōu)點(diǎn)：消泡效果好，作用快缺 點(diǎn)：需消泡劑 ，存在影響菌體生長(zhǎng)或代謝產(chǎn)物積累的可能，增加了染菌機(jī)會(huì)，影響氧的傳遞。4%5%pH的控制：,。甘蔗糖蜜添加青霉素流加糖發(fā)酵添加青霉素的時(shí)間與濃度是關(guān)鍵，因菌種、接種量、培養(yǎng)基的組成和發(fā)酵條件而異。梯形控制通風(fēng)，分34次提風(fēng)，最高風(fēng)量維持10h左右，再分34次降風(fēng)。泥渣分離機(jī)或沉淀槽分離雜質(zhì)224。優(yōu)點(diǎn)：操作方便，設(shè)備利用率高，谷氨酸濃度高，容易提取。即使是全部為糖質(zhì)原料也可選用不同種原料混合使用，既可用部分廉價(jià)原料又能提高產(chǎn)酸。酸性AA等電點(diǎn)為最小兩個(gè)pk值平均值，堿性AA等電點(diǎn)為最大的兩個(gè)pK值平均值。 4投晶種與育晶結(jié)晶理論表明，溶液為過飽和時(shí)，經(jīng)歷介穩(wěn)區(qū)和不穩(wěn)區(qū)兩個(gè)區(qū)域。強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂的親和力隨著離子價(jià)數(shù)和原子序數(shù)的增加而增加，而隨水合離子半徑的增加而減少。（王鏡巖　生物化學(xué)　P356）其生產(chǎn)方法有合成法、蛋白質(zhì)水解法和微生物發(fā)酵法。（4）控制晶體生長(zhǎng)速度、過飽和度、pH等調(diào)整晶體形狀，使之均一。檸檬酸發(fā)酵機(jī)制n 關(guān)于檸檬酸發(fā)酵的機(jī)制有多種理論，目前大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為它與三羧酸循環(huán)有密切的關(guān)系。通常檸檬酸產(chǎn)生菌體內(nèi)該酶的活性本身就要求很弱，但在發(fā)酵過程中仍需要控制它的活性。 添加順烏頭酸酶抑制劑可促進(jìn)檸檬酸積累。檸檬酸積累的理想條件：提高磷酸果糖激酶的活性提高丙酮酸羧化酶的活性提高檸檬酸合成酶的活性抑制順烏頭酸酶的活性抑制異檸檬酸脫氫酶的活性抑制a酮戊二酸脫氫酶的活性抑制異檸檬酸裂解酶的活性檸檬酸發(fā)酵需要下述環(huán)境條件 (1)磷酸鹽濃度低；(2)氮源用NH4+鹽；(3)pH值低（）；(4)溶氧量高；(5)Mn2+、Fe2+、Zn2+含量極低。搖瓶篩選與性能測(cè)定采用上述的分離培養(yǎng)基和分離篩選方法．參考高產(chǎn)菌的形態(tài)特征，從分離篩選平板上，挑出單一菌落，移接于麥芽汁瓊脂斜面上，于33℃培養(yǎng)6~7d。出于淀粉酶能隨機(jī)切斷淀粉分子內(nèi)的α1，4糖苷鍵，使淀粉分子斷裂淀粉糊聯(lián)度迅速下降。前者除要提供碳(能)源物質(zhì)外，還需一定的氮源和其他生長(zhǎng)因子，出于過量含氮物質(zhì)不利于檸檬酸的產(chǎn)生，因此檸檬酸發(fā)酵培養(yǎng)基的主要成分是碳水化合物。n 凈化工藝包括脫色和離子交換樹脂除去雜質(zhì)離于：n 粗檸檬酸液炭柱陽離子柱陰離子柱精液n 酸解液中含有色素物質(zhì)，可用活性炭脫色去除。q 另外還有提取工藝長(zhǎng)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、提取設(shè)備腐蝕嚴(yán)重等缺點(diǎn)。 代謝控制發(fā)酵（又稱新型發(fā)酵）216。 研究發(fā)酵機(jī)制等問題,以便能更好地控制氨基酸這樣微生物中間代謝產(chǎn)物的發(fā)酵216。l 工藝（玉米淀粉） （除雜）l 目的：清除雜質(zhì)浸泡l 目的：（1）軟化（2）溶解（3）除雜l 工藝條件 溫度：5055℃ 時(shí)間：48h %l 目的：粉碎成10塊以上的小塊l 目的：分離胚芽l 目的：破壞細(xì)胞組織，釋放淀粉。谷氨酸的生物合成途徑 主要包括EMP、HMP、TCA循環(huán)、乙醛酸循環(huán)、CO2固定反應(yīng)。l 溫度 避免溫度過高和波動(dòng)較大l pH 0時(shí)不宜過高，培養(yǎng)結(jié)束不易過低l 溶解氧 溶氧水平不易過高。 產(chǎn)酸期：最大滿足呼吸需氧量。216。 殘?zhí)莑 離子交換法提取谷氨酸的原理 當(dāng)pH＞，谷氨酸以GA存在 當(dāng)pH＞，谷氨酸以GA+存在 可以用陽離子樹脂提取谷氨酸l 陽離子樹脂吸附順序： Ca2+＞ Mg2+ ＞ K+ ＞ NH4+ ＞ Na+ ＞丙氨酸＞亮氨酸＞谷氨酸＞天冬氨酸吸附（目的物的分離） ↓ 清洗（清除雜質(zhì)）