【正文】 ① α 酮戊二酸脫氫酶活性極低或缺失 ③ 細(xì)胞膜對(duì)谷氨酸的通透性高 ② 谷氨酸脫氫酶活性很高， 不被低濃度的谷氨酸抑制 谷氨酸生產(chǎn)菌的 主要生化特點(diǎn) 菌種選育模型與控制方法 控制磷脂的合成 使細(xì)胞膜受損（如表面活性劑） 青霉素?fù)p傷細(xì)胞壁，間接影響細(xì)胞膜 通過(guò)油酸的合成 控制磷脂含量 通過(guò)甘油合成 直接控制磷脂合成 提高細(xì)胞膜的 谷氨酸通透性 谷氨酸產(chǎn)生菌的選育可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： ，如營(yíng)養(yǎng)缺陷型；藥物抗性突變株；敏感型突變株等。菌體細(xì)胞膜通透性差，不利于 Glu胞外分泌。 ? 生物素對(duì)糖代謝速率的影響 生物素充足條件下，丙酮酸以后的氧化活性雖然也有提高，但由于糖降解速率顯著提高，打破了糖降解速率與丙酮酸氧化速率之間的平衡，丙酮酸趨于生成乳酸的反應(yīng)，因而會(huì)引起乳酸的溢出 ? 生物素對(duì)乙醛酸循環(huán)的影響 乙醛酸循環(huán)的關(guān)鍵酶異檸檬酸裂解酶受葡萄糖、琥珀酸阻遏，為醋酸所誘導(dǎo)。 ? 生物素控制磷脂的合成 ? 使用生物素缺陷型菌株進(jìn)行谷氨酸發(fā)酵，通過(guò)限制發(fā)酵培養(yǎng)基中生物素的濃度控制脂肪酸生物合成，從而控制磷脂的合成 ? 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 CoA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。低濃度 bio降低裂解酶活性，使菌體生長(zhǎng)后關(guān)閉乙醛酸循環(huán)，使底物流向 Glu合成，低濃度 bio使膜磷脂合成缺陷，增加膜通透性，利于Glu胞外分泌，解除反饋調(diào)節(jié)，利于 Glu合成并大量積累。 8hr Glu非積累型細(xì)胞 Glu積累型細(xì)胞 培養(yǎng)中后期， bio濃度漸低，乙醛酸途徑減弱直至關(guān)閉，膜磷脂合成缺陷，膜透性增強(qiáng)，分泌 Glu，解除反饋調(diào)節(jié)，大量積累Glu，細(xì)胞形態(tài)異常，未溶解。同時(shí)，丙酮酸脫羧酶活力不能過(guò)強(qiáng)，以免丙酮酸被大量耗用而使草酰乙酸的生成受到影響。 ? （ 3）異檸檬酸脫氫酶活力強(qiáng)，而異檸檬酸裂解酶活力不能太強(qiáng)，這就有利于谷氨酸前體物 a酮戊二酸的生成，滿足合成谷氨酸的需要。 ? （ 5）谷氨酸生產(chǎn)菌經(jīng)呼吸鏈氧化 NADPH2的能力要求弱。如果 NADPH2過(guò)多地經(jīng)呼吸鏈氧化，使所帶的氫跟氧結(jié)合生成水，那么由于氫的不足，將影響谷氨酸的生成。 五、生產(chǎn)菌種的擴(kuò)大培養(yǎng) ? 一、常用的生產(chǎn)菌株 ? 谷氨酸生產(chǎn)菌的共同特征 ? 細(xì)胞呈球形、棒形或短桿形； ? 革蘭氏染色呈陽(yáng)性反應(yīng)； ? 無(wú)鞭毛，不能運(yùn)動(dòng)； ? 是需氧性的微生物； ? 不形成芽孢； ? 以生物素作為生長(zhǎng)因子； ? 具有一定的谷氨酸蓄積能力。 ? 北京棒桿菌 、北京棒桿菌 733 ? 北京棒桿菌 D1棒桿菌 S94 ? 鈍齒棒桿菌 、鈍齒棒桿菌 HU7251 ? 鈍齒棒桿菌 9 培養(yǎng)基的配制 ? 斜面培養(yǎng)基 ? 2 一級(jí)種子和二級(jí)種子培養(yǎng)基 ? ①一級(jí)種子培養(yǎng)基。為了避免培養(yǎng)過(guò)程中因產(chǎn)生有機(jī)酸引起培養(yǎng)基 pH下降而造成菌體老化，所以培養(yǎng)基的含糖量要低，一般在 ％左右。 ? 二級(jí)種子培養(yǎng)基的組成和原料來(lái)源應(yīng)該與發(fā)酵培養(yǎng)基相一致，但配比上可有差異，這樣就保證二級(jí)種子接到發(fā)酵罐后能很快適應(yīng)環(huán)境，縮短發(fā)酵周期。因此，這就要求發(fā)酵培養(yǎng)基含有足夠的碳源和氮源，其量比種子培養(yǎng)基中的含量要高出很多。 ? 在 1000ml三角瓶中，裝入一級(jí)種子培養(yǎng)基180～ 200ml， ? 搖床上，在 30～ 32℃ 振蕩培養(yǎng) 10～ 12h。 ? 注意事項(xiàng)： ? 種子培養(yǎng)基的 N源、生物素和 P鹽適當(dāng)高，但 G %左右。 第二節(jié) 原料糖化及發(fā)酵培養(yǎng)基配制 ? 谷氨酸發(fā)酵以糖蜜和淀粉為主要原料 。 ? 目的 ： ? 降低生物素的含量。 ? (2)糖蜜中雜質(zhì)很多，如黑色素、灰分等，必須進(jìn)行澄清、過(guò)濾。 ? (3)糖蜜中的含氮物質(zhì)較少，應(yīng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)鹽，如硫酸氨，磷酸鈣等物質(zhì)。 ? (5)滅菌： 80～ 90℃ 。 ? 直鏈淀粉占 17%—27%，其余為支鏈淀粉。 ? 糖化終點(diǎn)判定 酒精法，酸解結(jié)束前，將少量酸解液滴入無(wú)水酒精中，若無(wú)白色沉淀出現(xiàn)，表示淀粉水解完全。 ? 工藝流程 ? 原料 → 粉碎 → 加水 → 液化 → 糖化 → 淀粉水解糖 ? 該工藝優(yōu)點(diǎn)： ? 淀粉的液化條件、方法、控制 ? 淀粉糖化 水解作用、酶來(lái)源、糖化工藝 ? 糖液透光率＞ 90%（ 420nm）。 ? 轉(zhuǎn)化率＞ 90%。 ? 糖液不能變質(zhì)。 ?工業(yè)上常用淀粉水解糖 ,但是糖液必須達(dá)到一定的質(zhì)量指標(biāo)。菌種性質(zhì)、生產(chǎn)氨基酸種類和所采用的發(fā)酵操作決定碳源種類 氮源：銨鹽、尿素、氨水； 同時(shí)調(diào)整 pH值。 ? 需生物素和氨基酸，以玉米漿作氮源?？煞峙骷?。 ? 合成菌體 ? 生成氨基酸，因此比一般微生物發(fā)酵的 C/N高。 2）分解產(chǎn)生的 NH3從發(fā)酵液中逸出。 NH4+過(guò)量：促使谷氨酸生成谷氨酰胺。 不足：糖代謝受抑制，菌體生長(zhǎng)不足。 （由丙酮酸脫羧生成）縮 合生成纈氨酸的前體物 —— ?－乙酰乳酸， 使 纈氨酸在發(fā)酵液中蓄積。不足時(shí)糖代謝受抑制。 ? 鉀：促進(jìn)糖代謝。 ? 鈉：調(diào)節(jié)滲透壓作用，一般在調(diào)節(jié) pH值時(shí)加入。 ? 鐵：是細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶和過(guò)氧化氫酶的活性基的組成分，可促進(jìn)谷氨酸產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)。 4. 生長(zhǎng)因子：生物素 作用：影響細(xì)胞膜通透性和代謝途徑。 （ 2）濃度過(guò)大：促進(jìn)菌體生長(zhǎng)，谷氨酸產(chǎn)量低。 ，谷氨酸轉(zhuǎn)變成其它氨基酸?？刂粕锼睾?，可改變細(xì)胞膜的成分，改變膜的透性、谷氨酸的分泌和反饋調(diào)節(jié)。 青霉素 ：抑制肽聚糖合成中的轉(zhuǎn)肽酶活性，引起肽聚糖結(jié)構(gòu)中肽橋無(wú)法交聯(lián)，造成細(xì)胞壁缺損，在膨脹壓的作用下代謝物外滲，降低了谷氨酸的反饋抑制，提高了產(chǎn)量。糖不利用。措施：接種量和發(fā)酵條件控制使該期縮短。 措施： 采取流加尿素辦法及時(shí)供給菌體生長(zhǎng)必須的氮源及調(diào)節(jié) pH在 ；維持溫度 30 32℃ 菌體生長(zhǎng)停止期： 谷氨酸合成，糖和尿素分解產(chǎn)生 α酮戊二酸和氨用于合成谷氨酸 。大量通氣，控制溫度 3437 ℃ 。措施： 營(yíng)養(yǎng)物耗盡酸濃度不增加時(shí)，及時(shí)放罐。 溫度對(duì)氨基酸發(fā)酵的影響及其控制 ? 菌體生長(zhǎng)達(dá)一定程度后再開始產(chǎn)生氨基酸，因此菌