谷氨酸菌体变化及发酵过程(共9页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录 第一章 前言1.1企业的发展概况及主要产品1.2企业的发展动向第二章 谷氨酸发酵菌体变化及发酵过程2.1谷氨酸的用途2.2谷氨酸的理化性质2.3谷氨酸的发酵原理2.4谷氨酸生产菌在发酵过程中的形态变化2.4.1种子的菌体形态2.4.2谷氨酸发酵不同阶段的菌体形态2.4.3谷氨酸发酵感染噬菌体的菌体形态2.4.3.1发酵前期感染噬菌体的菌体形态2.4.3.2发酵中后期感染噬菌体的菌体形态2.5谷氨酸发酵过程中的主要变化2.5.1适应期2.5.2对数生长期2.5.3转化期2.5.4产酸期参考文献实习心得专心-专注-专业摘 要 味精的化学名称为谷氨酸钠，其基本成分为

2、L谷氨酸。 将蛋白质水解，能够得到多种氨基酸，如谷氨酸、苏氨酸、胱氨酸等。定量分析各种氨基酸，其中又以谷氨酸所占的份量最大，由此可知谷氨酸在蛋白质的组成中是非常重要的。谷氨酸发酵是其生产菌体利用环境中碳源和氨源等在控制一定的培养条件的前提下，经过谷氨酸生产菌的生长和繁殖，于细胞内经过一系列的生化变化综合生成谷氨酸。 关键词：谷氨酸 菌体 发酵第一章 前言1.1企业的发展概况及主要产品阜丰集团有限公司是一家在香港联交所主板上市的国际化生物制品公司。主要致力于生物发酵产品的生产、经营和研发，是全球第一大味精和谷氨酸生产商、全球三大黄原胶制造商之一。目前集团下辖企业：山东阜丰发酵公司、宝鸡阜丰生物科

3、技有限公司、内蒙阜丰生物科技有限公司、江苏神华药业有限公司、阜丰集团研发中心和阜丰进出口公司等多家实体。其中内蒙古阜丰生物科技有限公司座落于内蒙古自治区呼和浩特经济技术开发区，公司是以农产品深加工为主业，集科技、工、农、贸于一体，拥有自营进、出口权的大型企业集团，职工3000余人，总资产8.6亿元。主要产品及生产能力为：味精及谷氨酸40万吨、黄原胶3.2万吨、淀粉糖15万吨、生物发酵肥50万吨、玉米油3万吨，鸡味2万吨以及冬虫夏草胶囊、灵芝菌粉等50多种生物保健品系列品种。经国家各管理体系认证，主导产品谷氨酸、味精、黄原胶销往全国各地，并出口世界四十多个国家和地区。1.2企业的发展动向 今后的

4、发展时采用诱变、细胞工程、基因工程的手段选育出从遗传角度解除了反馈调节和遗传性质稳定的更理想菌体，提高产酸;采用过程控制逐步使用现代化的电子仪表、电子计算机控制，加强科学管理，完善受控参数，进行最佳控制、连续化、自动化，稳定高产；在工艺设备上进步探求新工艺，新设备，以提高产算率和收率；继续研究微生物生理、生化、遗传变异和发酵机制等问题，以便能更好的控制氨基酸这样微生物中间代谢产物的发酵。 第二章 谷氨酸发酵菌体变化及发酵过程2.1谷氨酸的用途 用作食品助鲜剂 由于L谷氨酸钠具有强烈的肉类鲜味，而且是人类营养物质，因而广泛的用于食品调味，它用水稀释至3000倍仍然有鲜味的感觉。 用于医药 谷氨酸

5、是构成蛋白质的氨基酸之一，被人体吸收后易与血氨形成谷酰胺，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾患的辅助药物。 用于日用品工业 可用于制造聚谷氨酸生产高级人造革，用焦谷氨酸钠制高级润肤剂等。2.2谷氨酸的理化性质 物理性质：C5H9O4N纯品的分子量147.13，含氨9.52%，为无色斜方晶系，密度1.538g/ml，熔点很高，一般超过200，此时就开始熔化并立即分解。溶解度很低。如在75%酒精中25的溶解度为0.037g，不溶于乙醚。 化学性质:谷氨酸含有一个碱性基（氨基）和两个酸性基团（羧基），它以和酸生成盐，也可和碱生成盐，是一个两性物质。谷氨酸的晶体也

6、是以偶极离子的形成存在的，这种偶极离子是分子内的氨基与羧基成盐的结果故又称内盐，它之所以具有相当高的熔点，难溶于有机溶剂等等，都是因为它是内盐，因而具有盐的性质的缘故。2.3谷氨酸的发酵原理 谷氨酸发酵是其生产菌利用环境碳源和氮源等，在控制一定的培养条件的前提下，经过谷氨酸生产菌的生长和繁殖，于细胞内经过一系列生化变化综合生成谷氨酸，并将其分泌于环境中而造成蓄积的过程。2.4谷氨酸生产菌在发酵过程中的形态变化 谷氨酸生产菌在发酵过程中会发生明显的菌体形态变化。实践证明，在发酵过程中发现菌体形态有变化时，已是产谷氨酸的激冲时间。但在发酵培养基含有过剩生物素的培养条件下，菌体形态则没有明显变化，确

7、呈现耗糖，长期不产谷氨酸的异常发酵。2.4.1种子的菌体形态 将斜面和一、二级种子培养的菌体，用结晶紫染色，经显微镜观察，发现菌体在斜面和一、二级种子培养的不同条件下，细胞形态基本相识。斜面培养的菌体较细小一、二级种子比斜面菌体大而粗壮，革兰氏染色深。菌体细胞均多短杆至棒杆状，有的微呈弯曲状。2.4.2谷氨酸发酵不同阶段的菌体形态 众所周知，生物素是控制L谷氨酸积累量高低的重要因素。能影响磷脂合成及细胞膜的形成。因此为了形成有利于谷氨酸向外渗透的细胞膜，须使磷脂合成不充分，因而必须要控制生物素亚适量。长菌型细胞开始向产酸型细胞转变，通过再度分裂冲殖，形成有利于谷氨酸向外渗透的磷脂合成不足的细胞

8、膜，细胞出现伸长，膨大等异常形态，随之开始产酸。2.4.3谷氨酸发酵感染噬菌体的菌体形态2.4.3.4发酵前期感染噬菌体的菌体形态 通过显微镜观察发现，发酵前期感染噬菌体后，菌体细胞明显减少，细胞不规则，发圆发胖，缺乏“V”字排列，视野中有明显的细胞碎片，严重时出现拉丝、拉网，互相堆在一起，几乎找不到完整的菌体细胞，类似蛛网或鱼翅状。2.4.3.2发酵中后期感染噬菌体的菌体形态 通过显微镜观察发现，在发酵中、后期感染噬菌体后菌体形态不规则，边缘不整齐，有的边缘似乎有许多毛刺状的东西，有细胞碎片，不同于正常发酵的产酸细胞。一般来说，在生产上中后期感染噬菌体，光密度值虽有下降，也常伴有泡沫多，粘度

9、大，耗糖缓慢等异常现象，但及时补加适量营养物，一般仍可完成发酵，产酸在4%左右。2.5谷氨酸发酵过程中的主要变化规律 谷氨酸发酵是复杂的生物化学反应过程。而且不同菌种、不同原料和不同发酵工程工艺其发酵过程的变化是不同的。其它的根本原因在于菌体的代谢活动引起环境的变化，而环境的变化又反过来影响菌体的代谢，根据菌体在发酵过程中变化和作用，把发酵过程分为四个阶段：适应期、对数生长期、转化期、产酸期。2.5.1适应期在发酵初期种子刚接入发酵罐中，菌体处于适应期，以适应新的环境条件，细胞进行呼吸作用，利用储存物质合成大分子物质和所需能量，菌体个体长大，但没有分裂，此时糖等机制不耗或很少消耗，PH稍微上升

10、是由于尿素分解释放出氨所致。适应期的长短取决于菌种活力、种子温度、发酵培养基和发酵条件等不同而异，一般为3小时左右。但采用高生物素，大种量添加青霉素工艺时适应期非常短。2.5.2对数生长期 菌体经过适应期就开始繁殖，并很快进入对数生长期，代谢逐渐旺盛，菌体大量繁殖，个体生长和群体繁殖循环交替进行，培养物的浑浊度与菌体繁殖情况基本一致，光密度直线增长，菌体形态与二级种子相同，绝大多数为“v”形分裂。耗糖速度逐渐加快，尿素被脲酶分解放出氨使PH上升，氨被菌体利用使PH下降，这时必须及时流加尿素，补充氨源和调节PH值。由于菌体代谢活动放出热，温度开始上升，一般发酵5小时左右温度开始上升，应该注意降温

11、。但在对数末期要加大风量，供给充足的养和及时流加尿素，供给充分氨源，促进增殖型菌体向生产型转化。此阶段，一般发酵38小时。2.5.3转化期 在生物素限量的情况下，部分菌体体内生物素含量“丰富”转向“贫乏”，此部分菌就停止繁殖，在条件适宜时，开始伸长，膨胀形成生产型细胞，开始积累谷氨酸。但是由于菌体增殖并非完全同步，还有部分菌体为增殖型。这是菌体由增殖型转向生产型转化的时期，时间约为814或1018小时，在此时期中，菌体数量达到最大值，培养液中的光密度值与菌体增殖不一致，。这是代谢最旺盛阶段，耗糖加快，谷氨酸生成迅速增加，耗糖速率加快并接近最大值。发酵控制方面必须充分供氧，风量达最大值，充分供给

12、氨源。放热也达到最大值，应注意降温冷却。泡沫显著增加，对发酵控制来说，此时期以前的控制是发酵成败之关键。此时期的变化受生物素和风量的明显影响。当生物素过量时，没有明显的转化期，菌体不能由增殖型转向生产型，菌体形态粗壮、短胖，类似种子培养的菌型。耗糖快，耗尿快，产酸低。2.5.4产酸期 菌体完成由增殖型向生产型转化后，菌型几乎都伸长，膨大，边缘不完整，像花生形。大量累计谷氨酸，耗糖与产酸相适应，产酸达最大值，对糖转化率达5565%，应继续流加尿素，保证有充足的氨源，PH维持7.07.2，加快产酸速率适当提高温度，一般3637，根据菌体的体积好氧速率继续供氧，在正常的发酵情况下，这一时期中发酵已定

13、局，容易控制，随着发酵时间的延长，糖已逐渐的耗尽，产酸增加，菌体活力逐渐降低，在发酵后期耗氧量减少，可适当降低风量。流加尿素以少量为好，控制PH值6.87.0，当残糖降到1%，根据发酵情况可将风量降到最低，促进中间产物转化成谷氨酸。参考文献【1】张克旭主编：氨基酸工艺学，轻工业出版社，1983【2】林瑾琳、邱志成编著：味精生产技术，江西人民出版社，1985.【3】冯容保编著：发酵依赖氨基酸生产。轻工业出版社，1986.【4】范玉久编：化工测量及仪表。化学工业出版社，1981.【5】华侨大学化工系生物工程教研室译：发酵与酶工艺学，福建科学技术出版社，1984.【6】章名春编著：工艺微生物诱变育种

14、，科学出版社，1984【7】张力田编著：淀粉糖，轻工业出版社，1981【8】张震元等译：微生物工程的基础和应用，轻工业出版社，1988.【9】张克旭主编：味精生产问答，轻工业出版社，1989.【10】沈同等主编：生物化学，人民教育出版社，1981实习心得体会 时光如梭！我已经实习完了一月的时间，这期间，经历了十多天的夜班，半个月的白班，体验着劳动的光荣与艰辛，在这里我学到了我离开校园的第一笔知识，这些都是从书本上学不到的知识，从体验公司的文化到亲身接触公司的每个部门的人员，从公司的季刊杂志上，从其他员工的言谈中，有好的信息，也有不好的耳闻，总之，我的感觉中，我们的公司还是在不断前进发展。团结协作，善于沟通。团结协作指的是部门内部。你这个部门肯定不止你一个人，作为部门担当，你若想把本部门的事做的出色，那你必须把部门成员团结起来，发挥集体的力量，那样才能事半功倍！善于沟通