【正文】 原酶DDP合成酶反饋抑制 AlaLeu反饋?zhàn)瓒糍嚢彼嵘锖铣赏緩酱竽c桿菌的賴氨酸生物合成途徑：圖 232三、異亮氨酸、亮氨酸生產(chǎn)工藝 異亮氨酸、亮氨酸和纈氨酸的生物合成途徑： 圖 234 異亮氨酸發(fā)酵兩種方法：添加前體發(fā)酵法和直接發(fā)酵法添加前體發(fā)酵法： 蘇氨酸脫水酶受異亮氨酸的反饋抑制； 添加前體物質(zhì) D蘇氨酸、 α酮 基異戊酸； 繞過 異亮氨酸對蘇氨酸脫水酶的反饋抑制。直接發(fā)酵法： 抗反饋調(diào)節(jié)突變株，解除對蘇氨酸脫水酶的反饋抑制。亮氨酸發(fā)酵亮氨酸高產(chǎn)菌株的選育：1） 選育 α酮 基異丁酸 抗性突變株，解除對異亮氨 酸、亮氨酸和纈氨酸生物合成酶系的阻遏作用；2）選育異亮氨酸缺陷型回復(fù)突變株， 其 α異丙基蘋果酸合成 酶 不再受 亮氨酸的反饋抑制；3） α噻唑 抗性兼蛋氨酸、 異亮氨酸雙重缺陷型突變株，用于亮氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基161。 pH161。 溫度161。 氧 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基 碳源： 淀粉水解糖、糖蜜、醋酸、乙醇、烷烴 碳源濃度要適當(dāng)，避免碳源濃度過高，否則對菌體生長不利，氨基酸的轉(zhuǎn)化率降低。 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 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基 氮源： 銨鹽、尿素、氨水；同時(shí)調(diào)整 pH值。 營養(yǎng)缺陷型添加適量氨基酸主要添加有機(jī)氮源水解液。 需生物素和氨基酸，以玉米漿作氮源。 尿素滅菌時(shí)分解或形成磷酸銨鎂鹽，須單獨(dú)滅菌， 40％的尿素可在 108℃40min，高溫會(huì)生產(chǎn)縮脲。 氨水用 pH自動(dòng)控制連續(xù)流加 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基 碳氮比 氮源除用于菌體生長外，還用于氨基酸合成，在氨基酸發(fā)酵中常常是用氨水、尿素來調(diào)節(jié) pH，所以氨基酸發(fā)酵所用的 C/N比一般微生物發(fā)酵的低，或者說氮源用量更高。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基 碳氮比 谷氨酸發(fā)酵在 C/N小于 100:11才開始積累谷氨酸，所以發(fā)酵的 C/N為 100:(15～ 30)。 合成菌體使用 3～ 6％的氮源；合成谷氨酸用去 30～ 80％氮源。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基 NH4+濃度： 過低增加 α 酮戊二酸積累，過高使谷氨酸轉(zhuǎn)化為谷酰胺。磷酸鹽： 對發(fā)酵有顯著影響。不足時(shí)糖代謝受抑制。鎂： 是已糖磷酸化酶、檸檬酸脫氫酶和羧化酶的激活劑，并促進(jìn)葡萄糖 6磷酸脫氫酶活力。鉀： 促進(jìn)糖代謝。谷氨酸產(chǎn)酸期鉀多利于產(chǎn)酸，鉀少利于菌體生長。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基鈉： 調(diào)節(jié)滲透壓作用，一般在調(diào)節(jié) pH值時(shí)加入。錳： 是許多酶的激活劑。鐵： 是細(xì)胞色素、細(xì)胞色素氧化酶和過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。1銅離子： 對氨基酸發(fā)酵有明顯毒害作用。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 培養(yǎng)基生長因子： 生物素 作用：影響細(xì)胞膜透性和代謝途徑。 濃度：過多促進(jìn)菌體生長，氨基酸產(chǎn)量低。過少菌體生長緩慢，發(fā)酵周期長。 與其它培養(yǎng)條件的關(guān)系：氧供給不足，生物素過量時(shí)，發(fā)酵向其它途徑轉(zhuǎn)化。 種類：玉米漿、麩皮水解液、甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜為來源。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 pH對氨基酸發(fā)酵的影響及其控制 作用機(jī)理： 主要影響酶的活性和菌的代謝。 控制 pH方法 ：流加尿素和氨水 流加方式： 根據(jù)菌體生長、 pH變化、糖耗情況和發(fā)酵階段等因素決定。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 pH對氨基酸發(fā)酵的影響及其控制161。 主要是影響酶的活性和菌的代謝，主要采用流加尿素的方法控制。 控制： （ 1）菌體生長或耗糖慢時(shí)，少量多次流加尿素，避免 pH過高 （ 2）菌體生長或耗糖過快時(shí)，流加尿素可多些，以抑制菌體生長。 （ 3）發(fā)酵后期，殘?zhí)巧?，接近放罐時(shí)，少加或不加尿素，以免造成氨基酸提取困難。 （ 4）氨水對 pH影響大，應(yīng)采取連續(xù)流加。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 溫度對氨基酸發(fā)酵的影響及其控制216。 菌體生長達(dá)一定程度后再開始產(chǎn)生氨基酸，因此菌體生長最適溫度和氨基酸合成的最適溫度是不同的。谷氨酸前者 30～ 32?C，后者 34～ 37?C。216。 菌體生長階段溫度不宜過高，否則菌體易衰老， pH增高，糖耗減慢，酸產(chǎn)量低。216。 當(dāng)菌體生長溫度過高時(shí)：要減少通風(fēng)量，少量多次流加尿素，來促進(jìn)菌體生長。216。 發(fā)酵中后期：維持合成溫度，以利氨基酸合成。 氨基酸發(fā)酵的工藝控制161。 氧對氨基酸發(fā)酵的影響及其控制216。 要求供氧充足的谷氨酸族氨基酸發(fā)酵： 生物合成與 TCA循環(huán)有關(guān)。216。 適宜在缺氧條件下進(jìn)行的亮氨酸、苯丙氨酸和纈氨酸發(fā)酵： 菌體呼吸受阻時(shí)產(chǎn)量最大。216。 供氧不足時(shí)產(chǎn)酸受輕微影響的天冬氨酸族氨基酸發(fā)酵 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 谷氨酸生產(chǎn)概述216。 起初工業(yè)化生產(chǎn)采取小麥或大豆蛋白質(zhì)水解制取。216。 1957年，日本率先采用微生物發(fā)酵生產(chǎn)，并實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，被譽(yù)為現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)的重大創(chuàng)舉，使發(fā)酵工業(yè)進(jìn)入調(diào)節(jié)調(diào)控水平。216。 目前世界產(chǎn)谷氨酸鈉 30萬噸 /年，占氨基酸總量的 2/3。216。 我國現(xiàn)有 200余家生產(chǎn)，年產(chǎn)量達(dá) 15萬噸，居世界首位。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 谷氨酸產(chǎn)生菌株特點(diǎn)216。 革蘭氏陽性216。 不形成芽胞216。 沒有鞭毛，不能運(yùn)動(dòng)216。 需要生物素作為生長因子216。 在通氣條件下才能產(chǎn)生谷氨酸 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 谷氨酸生物合成機(jī)理 由三羧酸循環(huán)中產(chǎn)生的 a酮戊二酸，在谷氨酸脫氫酶和氫供體存在下進(jìn)行還原性氨化作用而得到。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 淀粉的酸水解工藝調(diào)漿： 干淀粉用水調(diào)成 1011?Bx（波美）的淀粉乳，加鹽酸 ％至 。糖化： 蒸汽加熱、加壓 ，糖化 25min。中和： 冷卻至 80℃ ，燒堿中和至 （ 避免產(chǎn)生焦糖又保證過濾，中和為沉淀膠體）。脫色： 活性炭脫色和脫色樹脂?；钚蕴坑昧繛?％，在 70℃ 及酸性條件下攪拌后過濾。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 淀粉的 酶法糖化 工藝 以大米或碎米為原料時(shí)采用大米浸泡磨漿，再調(diào)成 15?Bx， ，加細(xì)菌 α淀粉酶在 85 ℃ 下液化 30min，加糖化酶 60 ℃ 糖化 24h，過濾后可供配制培養(yǎng)基。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 糖蜜原料 不宜直接用來作為谷氨酸發(fā)酵的碳源，因含豐富的生物素。 預(yù)處理方法：活性炭或樹脂吸附和亞硝酸法破壞以減少糖蜜中的生物素。 也可以在發(fā)酵液中加入表面活性劑吐溫 60或添加青霉素。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 菌種擴(kuò)大培養(yǎng) 斜面培養(yǎng)： 主要產(chǎn)生菌是棒狀桿菌屬、短桿菌屬、小桿菌屬、節(jié)桿菌屬。 我國各工廠目前使用的菌株主要是鈍齒棒桿菌和北京棒桿菌及各種誘變株。生長特點(diǎn)：適用于糖質(zhì)原料，需氧，以生物素為生長因子。 斜面培養(yǎng)基：蛋白胨、牛肉膏、氯化鈉組成的 ， 32℃ 培養(yǎng) 1824h。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 菌種擴(kuò)大培養(yǎng) 一級種子培養(yǎng)： 由葡萄糖、玉米漿、尿素、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、硫酸鐵及硫酸錳組成。 pH － 。 1000ml裝 200250ml振蕩， 32℃ 培養(yǎng)12h。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 菌種擴(kuò)大培養(yǎng) 二級種子培養(yǎng)： 用種子罐培養(yǎng)，料液量為發(fā)酵罐投料體積的 1％，用水解糖代替葡萄糖，于 32℃ 進(jìn)行通氣攪拌 710h。種子質(zhì)量要求：二級種子培養(yǎng)結(jié)束時(shí)，無雜菌或噬菌體污染，菌體大小均一，呈單個(gè)或八字排列。活菌數(shù)為 108109 /ml。 谷氨酸生產(chǎn)工藝161。 谷氨酸發(fā)酵 適應(yīng)期： 尿素分解出氨使 pH上升。糖不利用。 24h。措施 ：接種量和發(fā)酵條件控制使該期縮