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发酵工艺学谷氨酸发酵

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谷氨酸发酵过程中的主要问题及处理措施

1.种龄和种量的控制

一级种子控制在11-12h，二级控制在7-8h。接种量为1％。过多，菌体娇嫩，不强壮，提前衰老自溶，后期产酸量不高。

2.pH

发酵前期，幼龄细胞对pH较敏感，pH过低，菌体生长旺盛，营养成分消耗大，转入正常发酵慢，长菌不长酸。

谷氨酸脱氢酶最适pH为7.0-7.2，转氨酶最适pH 7.2-7.4。在发酵中后期，保持pH不变。过高转为谷氨酰胺，过低氨离子不足

3通风

不同种龄、种量，培养基成分，发酵阶段及发酵罐大小要求通风量不同。

在长菌体阶段，通风量过大，生物素缺乏，抑制菌体生长。

在发酵产酸阶段，需要大量通风供氧，以防过量生成乳酸和琥珀酸，但过大通风，则大量积累a-酮戊二酸。

4.泡沫

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: (1) 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; (2) 泡沫过多, 发酵液会外溢,造成浪费和污染; (3) 泡沫过多,易冲上罐顶,造成染菌。因此，要控制好泡沫是关键。消泡方法有机械消泡（靶式、离心式、刮板式、蝶式消泡器）和化学消泡（天然油脂、聚酯类、醇类、硅酮等化学消泡剂）两种方法。

5.染菌

谷氨酸生产菌对杂菌及噬菌体的抵抗力差。一旦染菌，就会造成减产或无产现象的发生，预示着谷氨酸发酵生产的失败，这使厂家造成不同程度的损失。所以预防及挽救很重要的。 常见杂菌有芽孢杆菌、阴性杆菌、葡萄球菌和霉菌。针对芽孢杆菌，打料时，检查板式换热器和维持管压力是否高出正常水平。如果堵塞，容易造成灭菌不透。板式换热器要及时清洗或拆换。维持罐要打开检查管路是否有泄漏或短路。阀门和法兰是否损坏。针对阴性杆菌，对照放罐体积，看是否异常。如果高于正常体积，可能是排灌泄漏，对接触冷却水的管路和阀门等处进行检查。针对葡萄球菌，流加糖罐和空气过滤器要进行无菌检查，如果染菌要统一杀菌处理。针对霉菌，加大对环境消毒力度，对环境死角进行清理。

在发酵前中期出现OD下跌，镜检有菌体碎片，伴随着通氨、用水量减少，发酵液变清。可以判断为发酵污染了噬菌体，此时要立即把发酵液加热至45℃以上，把谷氨酸菌杀灭。发酵液从发酵罐中压出，进行重新配料，按正常连消工艺进行灭菌进罐，这样处理效果100％成功，发酵各项指标与正常罐批基本没有差异。

5.1发酵前期污染噬菌体的处理

在发酵2h~10h污染噬菌体，判断正确后，把发酵液加热至45℃10min把谷氨酸菌杀灭。发酵液压出发酵罐，判断染菌原因，如是发酵罐设备问题进行检查，重消发酵液进另一个发酵罐；如是种子或移种过程染菌，对本发酵罐重新消毒后进罐。对压出的发酵液重新配制营养物，无机盐类按2／3配入，生物素按原配料量加入(发酵培养基未使用玉米浆和糖蜜，只用纯生物素和营养素)。发酵控制按正常工艺条件控制，所得到发酵结果产酸、转化率基本没有多大差异。 5.2发酵中期污染噬菌体的处理

在发酵10h~14h污染噬菌体，耗糖速度减慢直至停止，此时残糖在10％~6％之间，产酸3％~5％之间。在这时段出现污染噬菌体，仍是把发酵加热至45℃10min，压出发酵罐，进行分罐处理，一般可分成两罐来处理。补入高糖(流加糖)使0h糖含量达到正常发酵糖含量；无机盐按一半发酵培养基加入2／3，另一半按1／2加入，生物素按正常用量加入。

发

酵

工

艺

学

作业

专业：生物技术

姓名：范艳方

学号：541103030108

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谷氨酸发酵 实验报告(1)

谷氨酸发酵 实验报告(1)

兰州大学

生命科学学院

发酵工程实验

谷氨酸发酵实验

摘要：谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长，为发酵实验准备菌种。还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志，所以在发酵过程中，要求每两个小时测定一次还原糖的含量，并据此作出发酵的糖耗曲线。

关键字：种子的制备、发酵罐、谷氨酸棒杆菌、PH的调节

引言：

了解发酵工业菌种制备工艺和质量控制，为发酵实验准备菌种。

了解发酵罐罐体构造和管道系统，掌握对发酵罐及其管道系统的灭菌方法。

了解发酵罐的操作，完成谷氨酸发酵的全过程。

还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志，在发酵后期当还原糖降至1％以下时，表明谷氨酸发酵已经完成。所以在发酵过程中，要定时测定还原糖的含量，要求每两个小时测定一次，并据此作出发酵的糖耗曲线。掌握还原糖和总糖的测定原理，学习用比色法测定还原糖的方法。

学习使用茚三酮比色法检测发酵液中谷氨酸浓度的方法。谷氨酸棒杆菌通常在0-12小时为生长期，12小时后为产酸期，所以应该从12小时以后开始检测谷氨酸的含量，每两个小时取一次样。

原理:

谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长，得到大量健壮的种子。谷氨酸棒杆菌生长速度较快，接种量一般在1-2%。

谷氨酸发酵是有氧发酵，发酵罐由蒸汽管道、空气管道、加料出料管道等组成，在实验之前必须先对发酵罐进行空消。

谷氨酸产生菌是代谢异常化的菌种，对环境因素的变化很敏感，在适宜的培养条件下，谷氨酸产生菌能够将50％以上的糖转化成谷氨酸，而只有极少量的副产物。如果培养条件不适宜，则几乎不产生谷氨酸，仅得到大量的菌体或者由发酵产生的乳酸、琥珀酸、а－酮戊二酸 、丙氨酸、谷氨酰胺、乙酰谷氨酰胺等产物。生产上的中间分析只测定一些主要数据，只能显示微生物代谢的一般概况而不能反映细微的生化变化。因此，进一步完善生化分析项目，从生化角度对发酵进行控制，从而确定最适宜的工艺条件是提高发酵水平的重要课题之一。

淀粉酶解糖液的制备及谷氨酸发酵罐发酵

淀粉酶解糖液的制备及谷氨酸发酵罐发酵

实验十六淀粉酶解糖液的制备及谷氨酸发酵罐发酵

(一)淀粉酶解糖液的制备

一、实验原理

发酵生产中,部分产生菌不能直接利用淀粉,也基本上不能利用糊精作为碳源。因此,当以淀粉作为原料时,必须先将淀粉水解成葡萄糖才能供发酵使用。在工业生产上将淀粉水解为葡萄的过程为淀粉的“糖化”,所制得的糖液称为淀粉水解糖。可用来制备淀粉水解糖的原料很多,主要有山芋、玉米、小麦等含淀粉原料。水解淀粉为葡萄糖的方法有三种,即酸解法、酶酸法及双酶法。本实验采用双酶法将淀粉水解为葡萄糖。首先利用α-淀粉酶将淀粉液化,转化为糊精及低聚糖,使淀粉可溶性增加;接着利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解,转变为葡萄糖。水解糖液的质量标准:

色泽:浅黄、杏黄色、透明液

糊精反应:无

DE值:90%以上

还原糖含量:18%左右

透光率:60%以上。

pH:4.6~4.8

二、实验器材

(一)实验材料

1.大米粉

2.α-淀粉酶(2000u/g)

3.糖化酶(50000u/g)

4.碘液(11g碘,加22gkI,用蒸馏水定容至500ml)。

(二)仪器设备

1.恒温水浴槽

2.真空泵

3.抽滤瓶及布氏漏斗

4.比色板

三、操作步骤

1.液化:称取30g大米粉于三角瓶中,加水至100ml,用纯碱调节pH到6.2~6.4,再加入适量的氯化钙。使钙离子浓度达到0.01mol/L,并加入一定量的液化酶(控制5~8u/g淀粉),搅拌均匀后加热至85~90℃,保温10min左右,用碘液检验,达到所需的液化程度后升温到100℃,灭酶5~10min。

2.碘液检验方法:在洁净的比色板上滴入1~2滴碘液,再滴加1~2滴待检的液化液,若反应液呈橙黄色或棕红色即液化完全。

3.糖化:将上述液化液冷却至60℃,用10%柠檬酸调节pH至

4.0.~4.5按100u/g淀粉的量加入糖化酶,并于55~60℃保温糖化至糖化完全。糖化结束后升温至100℃,灭酶5min。

微生物发酵产聚谷氨酸工艺研究

微生物发酵产聚谷氨酸工艺研究

微生物发酵产聚谷氨酸工艺研究

摘要：谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占有重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。以枯草芽孢杆菌纳豆亚种为出发菌株，考察不同碳氮源及NaCl 浓度、谷氨酸、种龄、接种量对微生物发酵产γ- 聚谷氨酸的影响，以提高γ- 聚谷氨酸的产量。方法：该菌菌种活化后，接入种子培养基，于37℃、200 r/min 震荡培养18 h，然后按2 %接种量接入不同发酵培养基进行发酵培养。γ- 聚谷氨酸分离纯化后，根据其产量筛选最适发酵培养基组成及发酵条件，并对产物进行分析测定。

关键词：γ- 聚谷氨酸；纳豆菌；发酵；优化培养

一、材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌种纳豆芽孢杆菌（Bacillus subtilis natto），系作者筛选，由本校微生物教研室罗兵教授鉴定确认，于实验室保存。

1.1.2 培养基斜面培养基：大豆蛋白胨10 g/L，牛肉膏5 g/L，NaCl 7.5 g/L，琼脂20 g/L。

种子培养基：大豆蛋白胨20 g/L，葡萄糖30 g/L，谷氨酸钠25 g/L，NaCl 5 g/L。液体发酵培养基：大豆蛋白胨30 g/L，葡萄糖40 g/L，谷氨酸钠30 g/L，NaCl15 g/L，K2HPO4 2.0 g/L，KH2PO4 4.0 g/L，Mg-SO4 0.5 g/L，CaCl2 0.25 g/L 及少量生物素[1]。以上培养基pH 均为7.0-7.2，在121℃下高压灭菌20 min。

1.1.3 试剂γ-PGA 标准品为Sigma 公司产品；系列葡聚糖标准品（Shodex P-82 standard 标准品， 分子量（Mr） 分别为5900，11800，22800，47300，112000，212000，404000，788000）为SHOWA DENKO 公司产品；叠氮钠、硫酸钠、蛋白胨、葡萄糖、谷氨酸等均为国产分析纯。

1.2 方法

谷氨酸棒杆菌发酵原理

谷氨酸棒杆菌发酵原理

谷氨酸棒杆菌发酵原理

谷氨酸棒杆菌（Lactobacillus brevis）是一种常见的乳酸菌，广泛应用于酒类、啤酒、面包等食品的发酵过程中。谷氨酸棒杆菌发酵制品味醇香、口感丰富、均衡度好，深受消费者的喜爱。

谷氨酸棒杆菌发酵原理主要包括产酸、产乳酸、产二氧化碳和发酵剖分四个方面。

一、产酸

谷氨酸棒杆菌是一种嗜酸性乳酸菌，能够在低pH值环境下生存和繁殖。它通过代谢糖类和蛋白质来产生有机酸，主要酸种为乳酸。乳酸可以降低食品的pH值，增强口感和保鲜效果。

谷氨酸棒杆菌通过乳酸发酵过程，将葡萄糖和其他碳水化合物转化为乳酸。这个过程分为两步：

（1）糖类分解：谷氨酸棒杆菌分泌酶类，将多糖和双糖分解为简单糖（葡萄糖、半乳糖等）。

（2）乳酸代谢：简单糖被代谢成乳酸，同时产生能量。乳酸的产生使pH值下降，抑制其他有害微生物的生长繁殖。

三、产二氧化碳

谷氨酸棒杆菌在繁殖过程中产生大量的二氧化碳（CO2），使食品膨胀并形成气孔。这个过程称为二氧化碳发酵。二氧化碳的产生也使食品柔软松散，口感更佳。

四、发酵剖分

发酵剖分指发酵过程中所发生的化学反应，涉及到物质的转化和能量的消耗。谷氨酸棒杆菌引起的发酵剖分过程如下：

（1）生长期：菌量增长，主要代谢糖分。

（2）发酵期：菌量稳定，糖分代谢增加，有机酸和二氧化碳产生。