谷氨酸发酵主要影响因素及其控制.ppt

谷氨酸发酵主要影响因素及其控制 目录 1 味精工业的发展 一味精工业的发展 味精 分子式C5H8NO4Na 也称味素 因起源于小麦 俗称麸酸钠 谷氨酸钠 1907年 日本东京帝国大学的研究员池田菊苗发现了一种昆布 海带 汤蒸发后留下的棕色晶体 即谷氨酸 并在1908年开始制造商品 味精 池田菊苗 味精 我国在1965年实现谷氨酸发酵法生产味精 我国现已有200余家企业生产味精 年产量达近200万吨 居世界首位 二味精的生产工艺 三谷氨酸的发酵途径 影响因素 环境因素流加糖浓度流加糖速度生物素发酵温度溶氧泡沫 内在因素生物素缺陷型菌株各种酶的影响 四谷氨酸发酵影响因素及其控制 内在因素生物素缺陷型菌株 生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需的乙酰CoA羧化酶的辅基 生物素缺陷型菌种不能合成生物素 抑制不饱和脂肪酸的合成 磷脂合成量减少 细胞膜的通透性增大 提高谷氨酸的产量 我国使用的谷氨酸生产菌株有 北京棒杆菌AS1 299 北京棒杆菌D110 钝齿棒杆菌AS1 542 棒杆菌S 914 黄色短杆菌T6 13等 黄色短杆菌 内在因素各种酶的影响 环境因素 发酵温度 泡沫 溶氧 流加糖浓度 在流加糖速度为12ml h的情况下 随着流加糖浓度的增加 其产酸水平有所提高 随着浓度的增加 转化率有所下降 糖的未利用率增加 从设定的12ml h的流速来看 选择30 35g dl的流加糖浓度最佳 赵二红 谷氨酸发酵流加糖浓度对发酵的影响 J 发酵科技通讯 2004 33 2 3 流加糖浓度与GA 糖转化率的关系 流加糖速度 在流加糖浓度为40g dl的情况下 随着流加糖流加速度的增加 其产酸水平有增高的趋势 当速度达到一定值时产酸不再提高 随着流加速度的增加 转化率的变化趋势是先升后降 流加糖的流加速度在13 16ml h最为合适 其转化率和产酸相对来说都较高 流加速度与GA 糖转化率的关系 赵二红 流加糖流加速度对谷氨酸发酵的影响 J 发酵科技通讯 2004 33 3 1 13 异柠檬酸裂解酶活性加强 乙醛酸循环活跃 酮戊二酸生成量减少 生物素过量时 促进菌体生长 但谷氨酸产量低 转氨酶活力增强 谷氨酸转变成其它氨基酸 使菌体细胞膜通透性降低 谷氨酸不能及时排出 其合成途径受阻 生物素 使胞内代谢产物迅速排出的方法 Text Text 当培养液中生物素含量较高时采用适量添加青霉素的方法 原因 青霉素可抑制肽聚糖合成中的转肽酶活性 引起肽聚糖结构中肽桥无法交联 造成细胞壁缺损 油酸缺陷型菌株 并在培养过程中 有限制地添加油酸 合成有缺损的膜 甘油缺陷型菌株的细胞膜中磷脂含量比野生型菌株低 易造成谷氨酸大量渗漏 Text Text 生理学手段 利用膜缺损突变株 从实验的数据来看 温度的控制在38 39 之间为最佳 该温度下 转化率较高 低于37 转化率受较大的影响 而高于40 的培养温度也使菌体受到伤害 影响转化率 发酵温度 温度与GA 糖转化率的关系 赵二红 谷氨酸发酵最佳温度实验 J 发酵科技通讯 2004 33 1 1 2 溶氧 郜培 陆静波 溶氧浓度对谷氨酸发酵关键酶的影响 J 食品与发酵工业 2005 31 10 73 溶氧浓度与GA浓度的关系 低溶氧 DO 10 控制条件下 谷氨酸生成速度明显比高溶氧 DO 50 条件下要高 并且最终谷氨酸浓度也比高溶氧条件下的高 从左图可以看出 高溶氧条件下 产酸中后期GDH的酶活下降很快 这可能是由于在高溶氧条件下 剧烈的通气和搅拌加剧了菌体的死亡速度和发酵活性的衰减 不同溶氧条件下谷氨酸脱氢酶酶活变化曲线 郜培 陆静波 溶氧浓度对谷氨酸发酵关键酶的影响 J 食品与发酵工业 2005 31 10 73 谷氨酸发酵是好气性发酵 因通风和搅拌产生泡沫是正常的 但泡沫过多会带来一系列问题 泡沫形成泡盖时 代谢产生的气体不能及时排出 妨碍菌体呼吸作用 影响菌体的正常代谢 泡沫过多 发酵液会外溢 造成浪费和污染 泡沫过多 易冲上罐顶 造成染菌 泡沫 泡沫的控制 机械消泡耙式离心式刮板式蝶式消泡器 化学消泡天然油脂聚酯类醇类硅酮等化学消泡剂 消泡方法 谷氨酸产生菌的发酵条件与产物的关系 五结束语 谷氨酸发酵过程中 生产菌种的特性 生物素 发酵温度 NH4 浓度 通风和发酵产生的泡沫都是影响谷氨酸