【文章內(nèi)容簡介】 0。 (Cnebacferium)棒桿菌科 (Microbacterium)(Cnebacteriaceae) (Arthrobacter)72? 2.現(xiàn)有谷氨酸生產(chǎn)菌的主要特征? 這些菌曾分屬四個屬 ,但它們在形態(tài)及生理方面仍有許多共同的特征? （ 1）細胞形態(tài)為球形、 棒形以至短桿形? （ 2） G+無芽孢， 無鞭毛 ,不能運動? （ 3）都是需氧型微生物? （ 4）都是生物素缺陷型? （ 5）脲酶強陽性? （ 6）不分解淀粉 、纖維素、 油脂 、酪蛋白及明膠等73? （ 7）發(fā)酵中菌體發(fā)生明顯的形態(tài)變化 ,同時發(fā)生細胞膜滲透性的變化? （ 8） CO2固定酶系活力強? （ 9）異檸檬酸裂解酶活力欠缺或微弱 ,乙醛酸循環(huán)弱? （ 10） 氧化能力缺失或微弱? （ 11）還原性輔酶 Ⅱ 進入呼吸鏈能力弱? （ 12）檸檬酸合成酶 、烏頭酸酶 、異檸檬酸脫氫酶以及谷氨酸脫氫酶活力強? （ 13）能利用醋酸 ,不能利用石蠟? （ 14）具有向環(huán)境中泄漏谷氨酸的能力? （ 15）不分解利用谷氨酸 ,并能耐高濃度的谷氨酸 ,產(chǎn)生谷氨酸 5％以上74? 二 .國內(nèi)谷氨酸生產(chǎn)菌及其比較? 國內(nèi)谷氨酸發(fā)酵已有 40年歷史 .目前使用的菌株主要有 :? 北京棒桿菌 ()7338S941WTH1? 鈍齒棒桿菌 ()、 HU725B9B91736F263? 天津短桿菌 (T613)FM8207FM415U9CMTC6282TG3TG866D85等菌株? 多數(shù)廠家常用 :B9T6137338等75? （一）、北京棒桿菌（ 7338）與鈍齒棒桿菌（ B9）的比較? 在實際生產(chǎn)中， 7338菌株與 B9菌株的主要區(qū)別如下：① 細胞大小與細胞形態(tài)? B9的細胞明顯大于 7338菌 ∴ 在發(fā)酵液提取 GA上容易與菌分離，提取容易，發(fā)酵穩(wěn)定。而 7338因菌體細胞小，相對受噬菌體污染稍輕。 B9菌在發(fā)酵過程中有明顯的菌體形態(tài)變化，菌體發(fā)生伸長 膨大，而7338菌在發(fā)酵過程中的形態(tài)變化，相對不夠明顯。76? ② 菌體本身的等電點不同 ? 7388在 。特別 量沉降，同 GA等電點? ∴ 菌分離困難，而 B9不在此范圍，易分離? ③ 菌落顏色? 7338乳白色 B9為草黃色 ? 發(fā)酵過程分泌色素少77? ④ 脲酶? 7388B9? 活力低 ∴ 耐受力強 活力高 耐受低? 初尿可達 ％ 初尿 ? 流尿 23次 流尿 46次? ⑤ 生物素用量? 要求范圍狹窄 45ug/l較粗放 58ug/l（由初糖定）? ⑥ 生長因子 ? 都以生物素為必需生長因子，? 7388還需要硫胺素78? ⑦ 發(fā)酵周期? 7388后勁足 ，而前期卻不明顯， ∴ 周期稍長? ⑧ 噬菌體類型 ? 不同 ，不交叉感染 ，可相調(diào)換? ⑨ 酯酶譜帶 蛋白酶譜帶 ，代謝產(chǎn)物都不盡相同 79? ㈡ 天津短桿菌（ T613）與純齒棒桿菌（ B9）的比較① 細胞大小 ： 小且多，泡沫稍大? 提取比 B9困難② 菌體形態(tài) 斜面淡白色 草黃色? 發(fā)酵中形態(tài)變化比 B9大前期細胞比較短，圓滾滾 ， 16h后拉長 3倍以上③ 發(fā)酵溫度 前 3234℃ 前 3032℃ `中后 3638℃ 中后 3435℃ （有利于夏天降溫條件差的工廠）80? ④ 脲酶活力 更強 初尿 ％? 宜少量多次? ⑤ 生物素用量 比 B9低 20％左右⑥ 糖酸轉化率不同 45%以上 4045%⑦ 噬菌體類型 相同? ⑧ 膠體量 分泌膠體較多? 會干擾等電點 GA結晶和菌體分離? ⑨ 菌體本身等電點 接近谷氨酸等電點 提取收率較高為 81? 三、谷氨酸生產(chǎn)菌在發(fā)酵過程中的形態(tài)變化? 在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn) GA生產(chǎn)菌發(fā)酵過程中會發(fā)現(xiàn)明顯的菌體形態(tài)的變化。在發(fā)酵過程中發(fā)現(xiàn)菌體形態(tài)有明顯的變化時，正是產(chǎn) GA的激增時間。? 但在發(fā)酵培養(yǎng)基含有過剩生物素的培養(yǎng)條件下，菌體形態(tài)則沒有明顯變化，卻呈現(xiàn)耗糖 長菌 不產(chǎn)谷氨酸的異常發(fā)酵。82? ㈠ 種子的菌體形態(tài)? 將斜面和一、 二級種子培養(yǎng)的菌體，用結晶紫染色，經(jīng)顯微觀察，發(fā)現(xiàn) B9菌，在一 、二級種子和斜面種子培養(yǎng)的不同培養(yǎng)條件下，細胞形態(tài)基本形似，稍有差異。? 斜面菌稍小，一 、二級種子菌體大而粗壯，革蘭氏染色深 ～ 折斷分裂成 V字形 ，為谷氨酸非積累型細胞。83? ㈡ 谷氨酸發(fā)酵不同階段的菌體形態(tài)? 生物素為 VB的一種，也叫做或輔酶 R，參與脂肪酸生物合成限速反應的關鍵酶，乙酰CoA羧 化酶的輔酶 ，參與脂肪酸合成。? 通過控制生物素亞適量，使發(fā)酵 710h后，生物素處于貧乏狀態(tài)。 1620h后，生物素消耗完，完成谷氨酸非積累型細胞向積累型細胞轉化，表現(xiàn)為 OD值穩(wěn)定， GA產(chǎn)量直線上升，直至發(fā)酵結束。 84? 從 GA發(fā)酵中菌形態(tài)變化來看，可分為三個時期：? 以發(fā)酵 3036h的正常 GA發(fā)酵為例：? 發(fā)酵 08h或 010h為長菌型細胞，形態(tài)與二級種子相似短桿至棒狀菌呈單個、 成對或“V”字型 ? 發(fā)酵 818h或 1020h為轉移期細胞，此階段細胞形態(tài)急劇變化。細胞開始伸長、 膨大。從 GA非積累型細胞向 GA積累型細胞（產(chǎn)酸型細胞）轉化，轉移期有長菌型細胞，也有產(chǎn)酸型細胞，產(chǎn)酸速度逐漸加快。85? 發(fā)酵 1620h后為產(chǎn)酸型細胞，細胞為含磷脂不足的異常形態(tài)，呈現(xiàn)伸長、 膨大 、不規(guī)則， 缺乏 “V”字型排列，有的呈彎曲形，邊緣顏色淺，稍模糊，有的邊緣折縐及至殘缺不齊，但菌體形態(tài)基本清楚。在發(fā)酵后期，細胞較長，多呈現(xiàn)有明顯的橫隔（ 13個或更多）的多節(jié)細胞，類似花生狀，產(chǎn)酸高，在糖酸轉化率高時尤甚。 86? ㈢ GA發(fā)酵感染噬菌體后的形態(tài)? 感染噬菌體 形態(tài)也會發(fā)生改變。? 感染噬菌體時期不同 改變也不同? 1.前期染噬菌體? 鏡檢可見細胞明顯減少，細胞不規(guī)則、發(fā)圓、發(fā)胖、 缺乏 “V”字形排列 視野中有明顯的細胞碎片，嚴重時出現(xiàn)蛛絲、 拉網(wǎng)， 互相堆在一起。幾乎找不到完整的菌體細胞，類似蛛網(wǎng)或魚鱗狀，生產(chǎn)上表現(xiàn)為排氣口 CO2迅速下降，相繼出現(xiàn) OD值下跌PH上升或不上升，耗糖緩慢等異常發(fā)酵，應立即停止發(fā)酵進行救治。87? 發(fā)酵中、 后期感染噬菌體的菌體形態(tài)? 菌體細胞形態(tài)不規(guī)則 ，邊緣不整齊 有的邊緣似乎有許多毛刺狀的東西。有細胞碎片，不同于正常發(fā)酵的產(chǎn)酸細胞。一般說在生產(chǎn)上中 、后期感染噬菌體， OD值雖下降，也常伴有泡沫多、黏度大、耗糖緩慢等異?，F(xiàn)象，但及時補加適量營養(yǎng)物，一般仍可完成發(fā)酵，產(chǎn)酸在 4％左右，但需注意，由于噬菌體侵染細胞后會使細胞內(nèi) GA溢出，有時產(chǎn)酸會反而偏高，會使噬菌體忽視，這很危險。仍需注意采取措施加以防治。88? 四． 谷氨酸發(fā)酵的代謝控制育種? 1.日常菌種工作? ① 定期分純② 小劑量誘變刺激：可淘汰生長微弱的菌株。③ 高產(chǎn)菌制做安培瓶。2.選育耐高滲透壓菌株① 耐高糖選育在 2030％葡萄糖的平板上生長好的突變株。② 耐高谷氨酸選育在 1520％味精的平板上生長好的突變株。③ 耐高糖 、高谷氨酸選育在 20％葡萄糖，加 15％味精的平板上生長好的突變株。 89? 3.選育不分解利用谷氨酸的突變株? 使用不分解利用 GA，切斷 繼續(xù)向下氧化的反應，即選育以谷氨酸為唯一碳源，菌體不長或生長微弱的突變株。? 平板法：選育不長或生長微弱的菌。? 搖瓶法：選育 OD值凈增極少的菌。90? 4.選育細胞膜滲透性好的突變株? ① 抗 VP類衍生物? ② 選育溶菌酶敏感性突變株 ? ③ 選育二氨基庚二酸缺陷型突變株? 二氨基庚二酸為細胞壁的組成成分④ 選育溫度敏感突變株91? 5.選育強化 CO2固定反應的突變株?