【正文】 行提取或排放。 9．發(fā)酵液殘?zhí)歉?、顏色渾、發(fā)灰、發(fā)紅、有刺激性臭味，黏 度大，泡沫多，難中和，過濾困難。 8．平板檢查時，有噬菌斑。 6．鏡檢時，菌體減少，缺少八字排列，菌體變胖，革蘭氏染 色呈紅色片狀。 4．泡沫大、黏度大、有時呈膠狀；可拔絲。 (二 )谷氨酸發(fā)酵污染噬菌體后的異?，F(xiàn)象 1．發(fā)酵液光密度在初期開始上升，而后又下降或不上升。 6．不耐藥性。環(huán)境越干燥，噬菌體越不易死。在低溶氧情況下，抑制生長。 pH7～ 9時，穩(wěn)定；低于 6或高于 10時，失活； 小于 4時完全失活。 2．不耐熱性 (在 70C， 5min均死亡 )。為防止噬菌體的侵染，首先要了解谷氨酸噬菌體的特性，從而加以防治，確保谷氨酸發(fā)酵順利進行。 另外，還有添加青霉素流加糖法，以甜菜、糖蜜為原 料添加吐溫法等。然后創(chuàng)造有利條件，使菌體從長菌階段轉(zhuǎn)入產(chǎn)酸階段，縮短發(fā)酵時間。 追加糖液的發(fā)酵法是谷氨酸發(fā)酵法普遍采用的一種方法。在谷氨酸發(fā)酵中，應根據(jù)菌種特性，控制好 生物素、磷、 N源、 pH、氧傳遞速率、排氣中 CO2和 02含量、氧化還原電位以及溫度 等，從而 控制好菌體繁殖及產(chǎn)物形成、能量代謝與產(chǎn)物合成，副產(chǎn)物與主產(chǎn)物合成等關(guān)系，使底物最大限度地被用來合成主產(chǎn)物。 高產(chǎn)谷氨酸菌株應具備以下特征： ①喪失 α 酮戊二酸脫氫酶的氧化能力； ②谷氨酸脫氫酶活力強； ③氧化還原氨基化反應強； ④ C02固定反應強； ⑤異檸檬酸脫氫酶活力強； ⑥不分解和利用谷氨酸； ⑦耐高糖、高濃度谷氨酸。所得的轉(zhuǎn)化子比供體菌提高一倍。例如，近年來在棒狀桿菌中已檢出若干種質(zhì)粒，如 pAM4286， pAM330， pAMl519等。國內(nèi)外都很 重視菌種的選育工作。缺點是消泡劑選擇不當會影響菌體生長繁殖或影響代謝產(chǎn)物的積累，操作上增加染菌的機會。 常用的消泡劑 ： 植物油 (豆油、花生油等 )、礦物油 (石蠟油 )、合成消泡劑 (泡敵 )。但此法不能從根本上消除引起泡沫的因素，消泡效果不如化學消泡好。 消除泡沫的方法： 一是機械消泡 即借助機械力將泡沫打破，或借壓力變化使泡沫破裂。 在好氣發(fā)酵中，由于通風和攪拌產(chǎn)生一定量的小氣泡，泡沫 過多會帶來一系列的問題，影響發(fā)酵的正常進行。當菌體生長緩慢、 pH偏高時，應減少通風量，或停止攪拌，以利于長菌。 具體操作： 發(fā)酵前期，以低通風量為宜； 發(fā)酵中、后期，以高通風量為好。一般攪拌器直徑大，轉(zhuǎn)速快，溶氧系數(shù)大。因此，只有在適量通氣條件下，才有可能大量積累谷氨酸。在發(fā)酵產(chǎn)酸階段，需要大量供氧，如通氣量不足，往往表現(xiàn)出 pH低，耗糖快，長菌不產(chǎn)酸，而積累乳酸和琥珀酸。atm)。atm)； 谷氨酸形成階段： 溶氧系數(shù)為 (～ ) 10~6mol02／ (mL 菌體生長繁殖期： 要求溶氧系數(shù) Kd為 (4~6) 107molO2／ (mL谷氨酸菌只能利用溶解氧，而氧是難溶于水的氣 體，所以在發(fā)酵過程中，需要不斷補充無菌空氣。 谷氨酸產(chǎn)生菌是兼性好氧菌，它進行呼吸和合成細胞物質(zhì)時需要氧氣。接種量一般以 1％ 為好。種量： 指接入發(fā)酵罐內(nèi)種子的量占發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵培養(yǎng)基量的百分比。若菌齡過長，則菌種活力降低，代謝產(chǎn)物增多。微生物的生長大致可分為適應期、對數(shù)期、穩(wěn)定期、衰老期。通常采用氨水流加法和尿素流加法調(diào)節(jié) pH。發(fā)酵中、后期控制 pH7． 2左右，因為谷氨酸脫氫酶的最適作用 pH為 7． 0～7． 2，氨基轉(zhuǎn)移酶的最適作用 pH為 7． 2～ 7． 4。但在發(fā)酵前期 pH稍高些，對抑制雜菌生長有利。 pH的變化： 發(fā)酵前期 pH低，菌體生長旺盛，只長菌不產(chǎn)酸。有機氮被利用，釋放氨，則 pH升高。 pH的控制 谷氨酸發(fā)酵在中性和微堿性條件下可積累谷氨酸，而在酸性條件下則容易形成谷酰胺和 N— 乙酰谷酰胺。在發(fā)酵中、后期，若發(fā)酵溫度太低，則發(fā)酵周期長，且利于產(chǎn)酸。因此，前期溫度上升要緩慢。其最適生長溫度為 30～ 32C，谷氨酸形成的最適溫度為 34～ 37C。微生物種類不同，所要求的溫度范圍不同；同一種 微生物，在不同培養(yǎng)條件下其最適溫度也往往不同。 各種微生物在一定的條件下都有一個最適生長溫度范圍。 三、谷氨酸發(fā)酵條件的控制 谷氨酸發(fā)酵條件包括 溫度、 pH、菌齡及接種量、通風及攪拌、 氧的傳遞、泡沫的控制 等。4H20其濃度為 2mg/kg。 鈉在培養(yǎng)基中起著調(diào)節(jié)滲透壓的作用。 鎂是很多酶促反應中的無機激活劑。3H20或 Na2HP04有的還需要微量元素，如鐵、錳、鋅、 銅、鈷、硼等。發(fā)酵初尿流加應在培養(yǎng)液冷卻至室溫 后加入，以防止溫度高，尿素分解， pH升高，生成不溶性磷酸銨 鎂鹽。 菌體利用無機氮源較有機氮源迅速，銨氮、尿素氮比硝基氮優(yōu)越， 目前生產(chǎn)上多采用尿素為氮源，采用分批流加，其初尿用量是根 據(jù)菌種的脲酶的強 弱及耐尿程度決定。 氮源種類： 無機氮和有機氮 。 一般的發(fā)酵工業(yè) 碳氮比 為 100： ～ 2，谷氨酸發(fā)酵的碳氮比為 100： ～ ，當碳氮比為 100： ～ ，只能合成菌體，而不產(chǎn)谷氨酸。谷氨酸產(chǎn)生菌是異養(yǎng)型微生物，只能從有機化合物中取得碳素，并以氧化分解有機化合物產(chǎn)生的能量供給細胞生長需要。 發(fā)酵原料的選擇原則 首先考慮菌體生長繁殖的營養(yǎng)； 考慮到有利于谷氨酸的大量積累； 還要考慮原料豐富，價格便宜； 發(fā)酵周期短，產(chǎn)品易提取等因素。 由葡萄糖生物合成谷氨酸的代謝途徑見下圖 。 生物素充足菌 —— HMP途徑所占的比例是 38% 生物素亞適量 —— EMP途徑所占的比例更大 74%。 第四節(jié) 谷氨酸發(fā)酵機制及工藝控制 一、谷氨酸生物合成途徑 谷氨酸發(fā)酵是糖的需氧氧化和氨同化的生物化學過程， 包括 糖解途徑（ EMP途徑），磷酸己糖途徑（ HMP途徑）， 三羧酸循環(huán)途徑（ TCA循環(huán)），乙醛酸循環(huán)， CO2固定反應 等。 ⑷ 平板檢查，菌落蛋黃色，中間隆起，表面濕潤，有光澤， 邊緣整齊，呈半透明狀。 ⑶ 要求二級種子活力旺盛，對數(shù)期種子的呼吸強度（ QO2） 大于 1000?lO2/ml 革蘭氏染色陽性。二級種子 的培養(yǎng)溫度為 32℃ ，時間為 7~10h。 通常使用種子罐培養(yǎng)，種子罐的大小是根據(jù)發(fā)酵罐的容積配套 確定的。 接種后， 32℃ 振蕩培養(yǎng) 12h。 二、谷氨酸菌種的擴大培養(yǎng) 培養(yǎng)基成分 HU7251或 B9 672 蛋白胨（ %） 1 1 1 1 牛肉膏（ %） 1 1 1 氯化鈉（ %） 葡萄糖（ %） — — 瓊脂（ %） 2 2 2 pH ~ ~ 普遍采用二級種子培養(yǎng)流程 : 即 斜面菌種 →一級種子培養(yǎng) →二級種子培養(yǎng) →發(fā)酵罐 ⑴ 斜面菌種培養(yǎng)： 32℃ 培養(yǎng) 18~24h ⑵ 一級種子的培養(yǎng)