【正文】 機制與培養(yǎng)條件共同起作用的結果。工藝過程是：將原料放入煮沸鍋內加入水，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)酵室內裝入淺底的鋁盤或不銹鋼盤中，接入黑曲霉干孢子進行發(fā)酵。o 選育抗苯丙氨酸結構類似物突變株氨基酸產生菌的穩(wěn)定化o 防止回復突變o 改善世代時間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)酵液預處理n 無機離子、蛋白質、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)酵法是目前生產賴氨酸的主要方法。在相同條件下，影響谷氨酸晶型的關鍵因素是加酸速度等電點工藝類型帶菌體直接常溫等電點法帶菌體冷凍低溫一次等電點法除菌體常溫等電點法濃縮水解等電點法低溫濃縮等電點法從結晶方法分類：逐步起晶法和連續(xù)結晶法（即當量中和法）離子交換法提取谷氨酸的基本理論目前味精廠均采用732強酸性陽離子交換樹脂，利用陽離子交換樹脂對谷氨酸陽離子的選擇性吸附，使發(fā)酵液中妨礙谷氨酸結晶的殘?zhí)羌疤堑木酆衔?，蛋白質、色素等非離子性雜質得以分離，后經(jīng)洗脫達到濃縮提取谷氨酸的目的。在4%以上，等電提取容易，收率高；－%常溫下不易達過飽和狀態(tài)，結晶生成速度慢，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－離子交換、等電點－鋅鹽法總回收率可達85%。同時提高氧的傳遞速率，提高溶氧水平。 不能生成細胞膜合成所需物質224。工藝特點發(fā)酵穩(wěn)定，較粗放，不易染菌，產酸時間提前，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，有利于菌體生長和胞內谷氨酸向胞外滲透，且谷氨酸合成酶系的酶活均顯著提高，直到發(fā)酵終了時仍能保持較高水平低糖流加工藝，接種量大，縮短了長菌期和發(fā)酵周期。有時需要補加12次適量的青霉素。生產過程中，根據(jù)生產菌在發(fā)酵過程中的代謝特點及其變化，由排氣中CO2含量，反饋控制通氣強度，實現(xiàn)排氣中CO2含量恒定(13%左右)。基本原理發(fā)酵期間，向發(fā)酵培養(yǎng)基中添加吐溫60，高級飽和脂肪酸(C1618)及其親水醇酯類，對脂肪酸的合成有拮抗作用，控制磷脂合成，形成不完全的細胞膜，谷氨酸向膜外泄漏能力增強。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量，但供氧受限，產量受影響并不明顯；其合成途徑是產生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)，產生的NADH量不多，因而與供氧量關系不明顯。供氧對谷氨酸發(fā)酵的影響臨界溶解氧濃度好氣微生物對培養(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，構成酶的活性基團。無機鹽功能構成菌體成分、酶的組成成分、酶的激活劑或抑制劑、調節(jié)培養(yǎng)基滲透壓、調節(jié)pH和氧化還原電位等。當碳氮比在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繁殖和谷氨酸生產所需要的適量的營養(yǎng)和能源原料來源豐富，價格便宜，發(fā)酵周期短，對產物提取無妨礙等碳 源目前采用的谷氨酸產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)常進行菌種分離純化，提供新的菌株供生產使用。關閉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是我國味精行業(yè)生產上的重要菌種。不運動。胞內有橫隔。水、電、汽消耗也較國外高生產規(guī)模：日本最大單罐體積達500m3,我國僅200m3,多數(shù)廠為50m3,小的人有20m3每立方米發(fā)酵罐年產量，日本為20t，我國為5－8t污染：國外已普遍地對味精廢液進行綜合利用，我國在培養(yǎng)單細胞蛋白方面已取得成功，但應用不廣。目前DL－蛋氨酸、甘氨酸、DL－丙氨酸等就采用此方法生產。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。強酸性陽離子交換樹脂對谷氨酸發(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散（2） 谷氨酸離子穿過樹脂表面向樹脂內部擴散（3） 谷氨酸離子與樹脂上活性基團的可交換離子氫離子進行離子交換（4） 交換下來的氫離子從樹脂內部像樹脂表面擴散（5） 氫離子從樹脂表面擴散到溶液中52結柱的定義及離子交換樹脂提取谷氨酸時，產生結柱現(xiàn)象的原因及防止方法。8~9小時感染，OD值不長，pH上升，泡沫增大，耗糖慢，不產酸等噬菌體污染現(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，也有時會出現(xiàn)睡眠病現(xiàn)象，發(fā)酵緩慢，周期長，提取困難④產生大量泡沫，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谷氨酸產量甚少⑥鏡檢時可發(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，⑧二次種子營養(yǎng)要求逐漸加多種齡延長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精制中和時色素深，泡沫大，堿加不進去，過濾困難(3)發(fā)酵后期污染噬菌體
對產酸影響不大，甚至有時竟有提高產酸的趨勢40染菌的分析（1）從染菌時間分析：早期：培養(yǎng)基滅菌不徹底、種子帶菌等；中后期：設備滲漏、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).提高細胞膜的滲透性 (5).強化能量代謝(6).利用基因工程技術構建谷氨酸工程菌株
16現(xiàn)有谷氨酸生產菌主要有哪四個菌屬。谷氨酸產量隨糖濃度的增加而增加氮源 無機氮源: (1)尿素(2) 液氨(3)氨水 有機氮源:主要是蛋白質、胨、氨基酸等。41發(fā)酵染菌的預防措施。P199（1） 無機鹽，如鉀離子，銨離子鎂離子，還有殘?zhí)?，色素等?） 菌體，蛋白質等固形物質懸浮物，其中濕菌體含量為50~80/L（3） 微量的微生物代謝副產物，有機酸類，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）轉化為糖
58谷氨酸中和時中和劑的選擇與用量。（1）溶解偽晶（2）調節(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品。酶法是以某些化工產品為原料，經(jīng)酶轉化而制得賴氨酸。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，有時微彎曲，兩端鈍圓，不分枝。 單個、成對及“V”字形排列。 細胞壁選育細胞膜滲透性好的突變株抗VP類衍生物選育對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：是脂肪合成中關鍵酶—乙酰CoA羧化酶的輔助因子，生物素限量時，就會抑制脂肪酸的合成，從而導致膜結構的不完整。黃色短桿菌中：進入分解途徑的情況： 1 PEP濃度低（減弱親和力）；2 TCA中間產物濃度高（反饋抑制，防止草酰乙酸過剩。二級種子培養(yǎng)影響種子質量的主要因素培養(yǎng)基組成培養(yǎng)基的營養(yǎng)易于被菌體直接吸收和利用，營養(yǎng)成分要適當?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的活力。糖濃度對發(fā)酵的影響一定范圍內glu產量隨糖濃度增大而增大糖濃度過高時，滲透壓增大，對菌體生長和發(fā)酵不利，當工藝配合不當時，轉化率低糖濃度過高時，氧溶解阻力大，影響供氧效率。在產酸階段，NH4＋不足會積累α－酮戊二酸。磷量對谷氨酸發(fā)酵影響：磷濃度過高時，菌體的代謝轉向合成纈氨酸，磷含量過低時，菌體生長不好。谷氨酸發(fā)酵產物生成期需要的鉀鹽比菌體生長期高。過高，抑制菌體生長，糖代謝緩慢，發(fā)酵時間延長。各種氨基酸生物合成時需要的ATP與產生的還原性輔酶的量不同，以此數(shù)據(jù)為基準，推斷氨基酸發(fā)酵通風量很有意義。不同發(fā)酵階段的供氧需求P96在菌體生長期，供氧不足時，菌體生長受到抑制，積累乳酸，菌體收率少；但過高氧水平會造成浪費，抑制菌體生長，在高氧水平下生長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控制補糖速率，間接控制供氧速率和pH值，實現(xiàn)菌體生長、溶氧和pH值三位一體的控制體系?；瘜W消泡：優(yōu)點：消泡效果好，作用快缺 點：需消泡劑 ，存在影響菌體生長或代謝產物積累的可能，增加了染菌機會，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)酵添加青霉素的時間與濃度是關鍵，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，分34次提風，最高風量維持10h左右，再分34次降風。泥渣分離機或沉淀槽分離雜質224。優(yōu)點：操作方便，設備利用率高，谷氨酸濃度高，容易提取。即使是全部為糖質原料也可選用不同種原料混合使用，既可用部分廉價原料又能提高產酸。酸性AA等電點為最小兩個pk值平均值，堿性AA等電點為最大的兩個pK值平均值。 4投晶種與育晶結晶理論表明，溶液為過飽和時，經(jīng)歷介穩(wěn)區(qū)和不穩(wěn)區(qū)兩個區(qū)域。強酸性陽離子交換樹脂的親和力隨著離子價數(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　P356）其生產方法有合成法、蛋白質水解法和微生物發(fā)酵法。（4）控制晶體生長速度、過飽和度、pH等調整晶體形狀，使之均一。檸檬酸發(fā)酵機制n 關于檸檬酸發(fā)酵的機制有多種理論，目前大多數(shù)學者認為它與三羧酸循環(huán)有密切的關系。通常檸檬酸產生菌體內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。搖瓶篩選與性能測定采用上述的分離培養(yǎng)基和分離篩選方法．參考高產菌的形態(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。出于淀粉酶能隨機切斷淀粉分子內的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)源物質外，還需一定的氮源和其他生長因子，出于過量含氮物質不利于檸檬酸的產生，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，可用活性炭脫色去除。q 另外還有提取工藝長、工人勞動強度大、工作環(huán)境惡劣、提取設備腐蝕嚴重等缺點。 代謝控制發(fā)酵（又稱新型發(fā)酵）216。 研究發(fā)酵機制等問題,以便能更好地控制氨基酸這樣微生物中間代謝產物的發(fā)酵216。l 工藝（玉米淀粉） （除雜）l 目的：清除雜質浸泡l 目的：（1）軟化（2）溶解（3）除雜l 工藝條件 溫度：5055℃ 時間：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。l 溫度 避免溫度過高和波動較大l pH 0時不宜過高，培養(yǎng)結束不易過低l 溶解氧 溶氧水平不易過高。 產酸期：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pH＞，谷氨酸以GA存在 當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）