谷氨酸發(fā)酵機(jī)制ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-30 18:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2月 谷氨酸的代謝控制發(fā)酵育種 … … 發(fā)酵通訊科技 第 32卷第 2期 2022年 2月 張克旭 (天津科技大學(xué)食品科學(xué)與生物工程學(xué)院 ) 明德崇智 厚樸篤行 谷氨酸發(fā)酵中的生物素問題 ? 生物素用量多少，將影響到谷氨酸的產(chǎn)量。它的影響大體可歸納為三方面： ? 一、影響糖降解的速度。 ? 二、改變發(fā)酵代謝方向。 ? 三、控制脂肪酸生物合成 當(dāng)培養(yǎng)基中 生物素 處于過量時 ，①糖降解速度加快，糖至丙酮酸一段增加速度大于丙酮酸向下氧化速度，動態(tài)生物平衡被破壞。②異檸酸裂解酶加強(qiáng)，反應(yīng)沿著乙醛酸循環(huán)進(jìn)行，代謝處于完全氧化型。 完全氧化型代謝 明德崇智 厚樸篤行 ③ 過量 生物素催化脂肪酸合成，進(jìn)而 生成足夠量磷脂 ，使細(xì)胞形成比較完善的細(xì)胞膜，細(xì)胞膜滲透性差，使細(xì)胞內(nèi)合成谷氨酸不能及時滲透到細(xì)胞外， 引起 谷氨酸合成過程中的 產(chǎn)物反饋抑制 。 ※ 限量生物素時，有利于 谷氨酸生產(chǎn) 并在 體外積累大量的谷氨酸 。 明德崇智 厚樸篤行 ? 利用微生物法，通過生物素的梯度濃度，找出其與谷氨酸菌的生長量 (即 OD值 )，在一定范圍內(nèi)的線性關(guān)系，可繪制出生物素的標(biāo)準(zhǔn)曲線，待測樣經(jīng)稀釋后，培養(yǎng) 12h，從已知 OD值曲線中找出對應(yīng)的谷氨酸含量。 第三節(jié) 在谷氨酸發(fā)酵中怎樣控制細(xì)胞膜的滲透性 在谷氨酸發(fā)酵的過程中 ， 關(guān)鍵之一在于發(fā)酵培養(yǎng)期間谷氨酸生產(chǎn)菌的細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能上的特異性變化 ， 使細(xì)胞膜轉(zhuǎn)變成有利于谷氨酸向膜外滲透的式樣 ， 即完成谷氨酸非積累型細(xì)胞向谷氨酸積累型細(xì)胞的轉(zhuǎn)變 。 這樣 ， 由于終產(chǎn)物谷氨酸不斷的排出細(xì)胞外 ， 使細(xì)胞內(nèi)的谷氨酸不能積累到引起反饋調(diào)節(jié)的濃度 。 引言 明德崇智 厚樸篤行 第一、控制細(xì)胞膜的滲透性的方法 ? 通過控制發(fā)酵培養(yǎng)基中的化學(xué)成分，達(dá)到控制磷脂、細(xì)胞膜的形成、或者阻礙細(xì)胞壁的正常的生物合成，使谷氨酸生產(chǎn)菌處于異常的生理狀態(tài)，以解除細(xì)胞對谷氨酸向胞漏出的滲透屏障。 ※ 一、控制磷脂的合成，導(dǎo)致形成磷脂合成不足的不完全的細(xì)胞膜 ? ※ a、 生物素缺陷型 （ 使用生物素缺陷型菌種進(jìn)行生產(chǎn)的時候 ， 必須控制生物素的用量 ） ? 1． 作用機(jī)制 ? 生物素作為催化脂肪酸生物合成最初反應(yīng)的關(guān)鍵酶乙酰輔酶 A羧化酶的輔酶 ， 參與了脂肪酸的合成 ， 進(jìn)而影響磷脂的合成 。 ? 當(dāng)磷脂合成減少到正常量的 1/2左右時 ， 細(xì)胞變形 ，谷氨酸向膜外漏出 ， 積累于發(fā)酵液中 。 ? 2． 控制的關(guān)鍵 ? 為了形成有利于谷氨酸向外滲透的磷脂合成不足的細(xì)胞膜 ， 必須亞適量控制生物素（ 5－ 10微克 /升 ） 發(fā)酵初期 （ 0－ 8小時 ） ，菌體正常生長 ， 菌體形態(tài)為單個 、 成對 、八字形 、 棒狀 、 橢圓 ， 短桿形 。 當(dāng)生物素耗盡后 ， 在菌體的再次倍增期間 ， 開始出現(xiàn)異常形態(tài)的細(xì)胞 ， 菌體伸長 、 膨大乃至不規(guī)則形 ， 邊緣有褶皺 。 完成谷氨酸非積累型細(xì)胞向谷氨酸積累型細(xì)胞的轉(zhuǎn)變 。 ? 如果生物素過剩，就會出現(xiàn)只是長菌而不產(chǎn)酸的現(xiàn)象或者長菌好而產(chǎn)酸低。 ※ b．添加表面活性劑（吐溫 60）或者飽和脂肪酸 ? 使用生物素過量的糖蜜原料發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸時 ，通過添加表面活性劑或者高級飽和脂肪酸（ C1618） 及其親水聚醇酯類 ， 同樣能清除滲透屏障物 ， 積累谷氨酸 。 ? 1． 作用機(jī)制 ? 表面活性劑和飽和脂肪酸的作用，并不是在于他的表面效果，而是在不飽和脂肪酸的合成過程中，作為抗代謝物具有抑制作用，對生物素有拮抗作用。
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