氨基酸发酵工艺学课件

氨基酸发酵工艺学第一节

学习氨基酸发酵工艺学的目的、研究对象、任务及内容

氨基酸发酵是典型的代谢控制发酵,由发酵所生成的产物——氨基酸,都是微生物的中间代谢产物,它的积累是建立于对微生物正常代谢的抑制。在脱氧核糖核酸(DNA)的分子水平上改变、控制微生物的代谢,使有用产物大量生成、积累。

以探讨氨基酸发酵工厂的生产技术为主要目的。氨基酸发酵生产以发酵为主,发酵的好坏是整个生产的关键,但后处理提纯操作和提纯设备选用当否,也会大大影响总的得率。氨基酸发酵工艺学研究的对象应该包括从投入原料到最终产品获得的整个过程,其中有微生物生化问题、生化工程问题,也有分析与设备问题。

今后的发展是采用诱变、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稳定的更理想菌种,提高产酸;采用过程控制,进行最优化控制,连续化、自动化,稳产、高产;探求新工艺、新设备,以提高产率和收得率;研究发酵机制等问题,以便能更好地控制氨基酸这样微生物中间代谢产物的发酵。

绪论第一章

淀粉水解糖的制备

第一节淀粉的组成及其特性

淀粉为白色无定形结晶粉末,淀粉的形状有圆形、椭圆形和多角形三种。淀粉颗粒的大小随淀粉种类的不同而差别很大。淀粉的组成:淀粉分子是由许多葡萄糖脱水缩聚而成的高分子化合物,用(C6H10O5)n这个实验式来表示。淀粉一般可分为直链淀粉和支链淀粉两部分。直链淀粉是由不分支的葡萄糖所构成,葡萄糖分子间以α-1,4-糖苷键聚合而成,呈链状结构,聚合度约100～600之间,它的水悬浮液加热时,不产生糊精,而以胶体状态溶解,遇碘反应是纯蓝色。支链淀粉(胶淀粉)其直链由葡萄糖分子以α-1,4-糖苷键相连结,而支链与直链葡萄糖分子以α-1,6-糖苷键相连结,分子呈树状,它是一种膨胀性的物质,置于水中加热时成为胶粘的糊状物,而且只有在加热加压的条件下,才能溶解于水,遇碘呈紫红色反应。淀粉没有还原性，也没有甜味，不溶于冷水、酒精、醚等有机溶剂中。淀粉在热水中能吸收水分而膨胀，最后淀粉粒破裂，淀粉分子溶解于水中形成带有粘性的淀粉糊，这个过程称为糊化。第一阶段:淀粉缓慢地可逆地吸收水分,淀粉颗粒已有些微膨胀。第二阶段:当温度升到大约65℃时,淀粉颗粒经过不可逆地突然很快地吸收大量水分后,膨胀粘度增加很大。第三阶段:当温度继续升高,淀粉颗粒变成无形空囊,可溶性淀粉浸出,成为半透明的均质胶体。

第一章

淀粉水解糖的制备

第二节

淀粉水解糖的制备方法

一、淀粉水解糖的生产意义和水解糖的质量要求

二、淀粉水解的方法及其比较

1、酸解法

2、酶酸法

3、酸酶法

4、双酶法

第一章

淀粉水解糖的制备

第三节

双酶法制糖工艺

淀粉双酶法制糖工艺主要包括:淀粉的液化和糖化两个步骤。液化是利用液化酶使淀粉糊化,粘度降低,并水解到糊精和低聚糖的程度。糖化是用糖化酶将液化产物进一步彻底水解成葡萄糖的过程。

第二章

谷氨酸发酵机制第一节

谷氨酸的生物合成途径一、生成谷氨酸的主要酶反应

(1)谷氨酸脱氢酶(GHD)所催化的还原氨基化反应

(2)转氨酶(AT)催化的转氨反应(3)谷氨酸合成酶(GS)催化的反应第二章

谷氨酸发酵机制

二、谷氨酸生物合成的理想途径

由葡萄糖发酵生成谷氨酸的理想途径如下

第二章

谷氨酸发酵机制谷氨酸发酵的代谢途径如下图所示

第二章

谷氨酸发酵机制黄色短杆菌中谷氨酸的代谢调节机制如下图所示

第二章章谷氨酸酸发酵酵机制制三、谷谷氨酸酸生产产菌的的育种种思路路第二章章谷氨酸酸发酵酵机制制1.切断或或减弱弱支路路代谢谢2.解除自自身的的反馈馈抑制制3.增加前前体物物的合合成4.提高细细胞膜膜的渗渗透性性5.强化能能量代代谢6.利用基基因工工程技技术构构建谷谷氨酸酸工程程菌株株谷氨酸酸生产产菌的的具体体育种种思路路第二章章谷氨酸酸发酵酵机制制在谷氨氨酸发发酵时时,糖酵解解经过过EMP及HMP两个途途径进进行,生物素素充足足菌HMP所占比比例是是38%,控制生生物素素亚适适量的的结果果,发酵产产酸期期,EMP所占的的比例例更大大,HMP所占占比比例例约约为为26%。由由葡葡萄萄糖糖生生物物合合成成谷谷氨氨酸酸的的代代谢谢途途径径中中的的主主要要过过程程至至少少有有16步酶促反反应。在在糖质原原料发酵酵法生产产谷氨酸酸时,应尽量量控制制通过过CO2固定反反应供供给四四碳二二羧酸酸;在谷氨酸发酵酵的菌体生长长期,需要异柠檬酸酸裂解酶反应应,走乙醛酸循环环途径。菌体体生长期之后后,进入谷氨酸生生成期,最好没有异柠柠檬酸裂解酶酶反应,封闭乙醛酸循循环。在生长长之后,理想的发酵按按如下反应进进行:C6H12O6+NH3+1.5O2──C6H9O4N+CO2+3H2O理论收率为81.7%。四碳二羧酸酸是100%通过CO2固定反应供给给。若通过乙乙醛酸循环供供给四碳二羧羧酸,则理论收率仅仅为54.4%,实际收率处于于中间值。四、谷氨酸发发酵的代谢途途径第二章谷氨酸发酵机机制第二节谷氨酸生物合合成的调节机机制一、优先合成与反反馈调节二、糖代谢的调节节三、氮代谢的调节节四、其它调节节第二章谷氨酸发酵机机制第三节谷氨酸发酵中中如何控制细细胞膜的渗透透性一、控制细胞胞膜渗透性的的方法１.化学控制方法法2.物理控制方法法二、强制发酵酵控制工艺第三章谷氨酸生产菌菌的特征、育育种及扩大培培养第一节谷氨酸生产菌菌的主要特征征与菌学性质质现有谷氨酸生生产菌主要是是棒状杆菌属属、短杆菌属属、小杆菌属属及节杆菌属属中的细菌。。1.棒状杆菌属(Corynebacterium)2.短杆菌属(Brevibacterium)3.小杆菌属(Microbacterium)4.节杆菌属(Arthrobacterium)第三章谷氨酸生产菌菌的特征、育育种及扩大培培养第二节国内谷氨酸生生产菌及其比比较一、北京棒杆杆菌(AS1299)的形态和生理理特征二、钝齿棒杆杆菌(AS1542)的形态和和生理特特征三、天津津短杆菌菌(T6-13)的形态和和生理特特征四、北京京棒杆菌菌(7338)与钝齿棒棒杆菌(B9)的比较五、天津津短杆菌菌(T6-13)与钝齿杆杆菌(B9)的比较六、目前前味精行行业采用用的主要要菌株S9114华南理工工大学FD415上海复旦旦大学TG961天津科技技大学第三章谷氨酸生生产菌的的特征、、育种及及扩大培培养第三节谷氨酸生生产菌在在发酵过过程中的的形态变变化一、种子子的菌体体形态斜面和一一、二级级种子培培养在不不同培养养条件下下,细胞形态态基本相相似。斜斜面培养养的菌体体较细小小,一、二级级种子比比斜面菌菌体大而而粗壮,革兰氏染染色深。。多为短短杆至棒棒杆状,有的微呈呈弯曲状状,两端钝圆圆,无分枝;细胞排列列呈单个个、成对对及"V"字形,有栅状或或不规则则聚块;分裂的细细胞大小小为0.7～0.9*1.0～3.4um。由于生生物素充充足,繁殖的菌菌体细胞胞均为谷谷氨酸非非积累型型细胞。。二、谷氨氨酸发酵酵不同阶阶段的菌菌体形态态从谷氨酸酸发酵中中菌体形形态的变变化来看看,大致可以以分为长长菌型细细胞、转转移期细细胞和产产酸型细细胞3种不同时时期的细细胞形态态.三、谷氨氨酸发酵酵感染噬噬菌体后后的菌体体形态发酵前期期感染噬噬菌体后后,菌体细胞胞明显减减少,细胞不规规则,发圆、发发胖,缺乏"Ｖ"字形排列列,有明显的的细胞碎碎片,严重时出出现拉丝丝、拉网网,互相堆在在一起,几乎找不不到完整整的菌体体细胞,类似蛛网网或鱼翅翅状。在发酵中中、后期期感染噬噬菌体后后,菌体细细胞形形态不不规则则,边缘不不整齐齐,有的边边缘似似乎有有许多多毛刺刺状的的东西西,有细胞胞碎片片。第三章章谷氨酸酸生产产菌的的特征征、育育种及及扩大大培养养第四节节谷氨酸酸发酵酵的代代谢控控制育育种一、日日常菌菌种工工作二、选选育耐耐高渗渗透压压菌种种三、选选育不不分解解利用用谷氨氨酸的的突变变株四、选选育细细胞膜膜渗透透性好好的突突变株株五、选选育强强化CO2固定反反应的的突变变株六、选选育减减弱乙乙醛酸酸循环环的突突变株株七、选选育强强化三三羧酸酸循环环中从从柠檬檬酸到到α-酮戊二二酸代代谢的的突变变株八、选选育解解除谷谷氨酸酸对谷谷氨酸酸脱氢氢酶反反馈调调节的的突变变株九、强强化能能量代代谢十、选选育减减弱HMP途径后后段酶酶活性性的突突变株株第三章章谷氨酸酸生产产菌的的特征征、育育种及及扩大大培养养第五节节应用生生物工工程新新技术术选育育谷氨氨酸生生产菌菌一、应应用原原生质质体融融合新新技术术选育育谷氨氨酸生生产菌菌二、应应用转转化法法选育育谷氨氨酸生生产菌菌三、应应用转转导法法选育育谷氨氨酸生生产菌菌四、应应用重重组DNA技术构构建谷谷氨酸酸工程程菌五、应应用固固定化化细胞胞技术术发酵酵生产产谷氨氨酸第三章章谷氨酸酸生产产菌的的特征征、育育种及及扩大大培养养第六节菌种的扩大大培养和种种子的质量量要求斜面菌种一级种子培培养二级种子培培养发酵罐种子培养过过程第四章谷氨酸发酵酵控制第一节发酵培养基基一、碳源目前所发现现的谷氨酸酸产生菌均均不能利用用淀粉,只能利用葡葡萄糖、果果糖、蔗糖糖和麦芽糖糖等,有些菌种能能够利用醋醋酸、乙醇醇、正烷烃烃等作碳源源。二、氮源无机氮源:(1)尿素(2)液氮(3)碳酸氢铵有机氮源:主要是蛋白白质、胨、、氨基酸等等。谷氨酸酸发酵的有有机氮源常常用玉米浆浆、麸皮水水解液、豆豆饼水解液液和糖蜜等等。三、无机盐盐(1)磷酸盐(2)硫酸镁(3)钾盐(4)微量元素四、生长因因子(1)生物素(2)维生素B1第四章谷氨酸发酵酵控制第二节温度对谷氨氨酸发酵的的影响温度对谷氨氨酸发酵的的影响是多多方面的。。从酶反应应动力学来来看,温度升高,反应速度加加快,产物生成速速度提前。。酶是蛋白白质，收热热容易失活活，温度愈愈高失活愈愈快,菌体易衰老老,影响发酵液液的性质来来间接影响响发酵,影响基质和和氧的溶解解从而影响响发酵。温温度影响细细胞中酶的的活性,而影响代谢谢途径方向向。各种微生物物在一定条条件下,都有一个个最适的的生长温温度范围围。谷氨氨酸产生生菌的最最适生长长温度为为30～40℃,产生谷氨氨酸的最最适为35～37℃。若温温度过高高,菌体容易易衰老。。生产上上表现为为OD值增长慢慢,pH值高,耗糖慢,发酵周期期长,谷氨酸生生成少。。应及时时降温,采用小通通风,流加尿素素以少量量多次;必要是时时可补加加玉米浆浆,以促进生生长。适适当提高高温度可可加快发发酵速率率。第四章谷氨酸发发酵控制制第三节pH值对谷氨氨酸发酵酵的影响响一、pH值对谷氨氨酸发酵酵的影响响二、发酵酵过程pH值的变化化及控制制第四章谷氨酸发发酵控制制第四节供氧对谷谷氨酸发发酵的影影响一、溶解解氧与谷谷氨酸的的需氧量量二、供氧氧对谷氨氨酸发酵酵的影响响三、供氧氧与其他他发酵工工艺条件件的关系系四、氧对对发酵影影响的微微生物生生理学考考察第四章谷氨酸发发酵控制制第五节泡沫的消消除一、泡沫沫对发酵酵的影响响二、泡沫沫的形成成和性质质三、发酵酵过程泡泡沫形成成的规律律四、泡沫沫的消除除第四章谷氨酸发发酵控制制第六节发酵过程程主要变变化及中中间代谢谢控制1.适应期2.对数生长长期3.转化期4.产酸期谷氨酸的的发酵过过程曲线线第四章谷氨酸发发酵控制制第七节异常发酵酵现象及及其处理理一、常见见的异常常发酵现现象及其其处理方方法序异常现象原因分析

处理方法

10时pH值高(1)初尿过多(2)尿素灭菌温度过高、时间过长停搅拌,小通风,待菌体生长,pH下降后再按正常发酵进行

2发酵前期pH值过高(1)初尿过多(2)菌种被烧死(3)种子感染噬菌体(4)培养基缺乏或抑制菌体生长

(1)按第1项方法处理(2)补种(3)按感染噬菌体处理(4)根据情况补料,补种(5)均先停搅拌、小通风3菌体生长缓慢或不长

(1)感染噬菌体

(2)培养基贫乏(3)菌种老化

(4)前期风量过大,或初尿过多抑制生长(1)按感染噬菌体处理(2)补料,并停搅拌(3)换种、补种(4)停搅拌、小通风4中后期耗糖慢、产酸低(1)菌种老化

(2)前期风量过大后期无力

(3)种子或发酵前期温度过高

(4)生物素不足(1)

略减风量,如残糖高可补种,或并罐发酵(2)

略减风量,如残糖高可补种,或并罐发酵(3)

略减风量,如残糖高可补种,或并罐发酵(4)

补料

514h后OD值继上升

(1)生物素过量(2)染菌

(1)提高风量,提高温度(2)按染菌处理第七节异常发酵酵现象及及其处理理6耗糖快,pH偏低,产酸低

(1)

培养基丰富,生物素过量

(2)

pH低,流尿不及时(3)

通风不足,空气短路,搅拌转速低(4)

感染杂菌(1)提高风量,提高pH(2)及时流尿,提高pH(3)提高风量,提高pH(4)按染菌处理

7发酵液变红色

生物素充足,风量不足提高风量8谷氨酸生成后又下跌(1)pH偏低,NH4+过量,谷氨酸转变为谷酰胺(2)大量下跌,可能染菌(1)及时流尿,提高pH(2)按染菌处理

9泡沫太多(1)水解糖质量不好(2)染菌(1)改进水解糖质量(2)按染菌处理

第七节异常发酵酵现象及及其处理理第四章谷氨酸发发酵控制制第八节发展方向向改进发酵酵工艺1.一次高浓浓度糖发发酵2.降低发酵酵初糖浓浓度,连续流加加糖发酵酵3.混合碳源源发酵4.应用电子子计算机机控制和和管理发发酵,使发酵工工艺最佳佳化5.固定化活活细胞连连续发酵酵生产谷谷氨酸第五章噬菌体与与杂菌的的防治第一节谷氨酸发发酵中噬噬菌体的的污染与与防治噬菌体对对谷氨酸酸发酵的的危害,轻则减产产,重则会引引起发酵酵液全部部倒弃,造成严重重埙失。。谷氨酸生生产菌的的噬菌体体,一般在25-35℃、pH5-9时较为稳稳定,易受热变变性（60-70℃,10-15min),对氧化物物敏感,可被酸碱碱致死。。凡能引起起蛋白质质变性的的化学药药品都可可以使噬噬菌体失失活。第五章噬菌体与与杂菌的的防治第二节噬菌体浸浸染的异异常现象象与严重重污染的的早期预预报1.噬菌体浸浸染的异异常现象象2.噬菌体严严重污染染的早期期预报3.噬菌体污污染的检检查方法法第六章谷氨酸的的提取第一节概述将谷氨酸酸生产菌菌在发酵酵液中积积累的L-谷氨酸提提取出来来,再进一步步中和、、除铁、、脱色、、加工精精制成谷谷氨酸单单钠盐叫叫提炼。。谷氨酸是是发酵的的目的物物,它溶解在在发酵液液中,而在发酵酵液中还还存在菌菌体、残残糖、色色素、胶胶体物质质以及其其他发酵酵副产物物。提取工艺艺的选择择原则:工艺简单单,操作方便便,提取收率率高,产品纯度度高,劳动强度度小,设备简单单,造价低,使用的原原材料、、药品价价廉,来源容易易。第六章谷氨酸的的提取主要提取取方法简简介(1)等电点法法(2)离子交换换法(3)等电-离交法(4)连续等电电点法(5)金属盐法法(6)盐酸水解解-等电点法法(7)离子交换换膜电渗渗析法提提取谷氨氨酸第六章谷氨酸的的提取第二节谷氨酸发发酵液的的性质和和发酵废废液的综综合利用用一、谷氨氨酸发酵酵液的主主要性质质二、菌体体分离方方法三、发酵液的的综合利利用第六章谷氨酸的的提取第三节等等电点点法提取取谷氨酸酸1、等电点点法提取取谷氨酸酸的原理理(1)谷氨酸的的两性解解离与等等电点I：谷氨酸的的离子状状态II：不同pH时谷氨酸酸的电离离情况与与离子形形式III：谷氨酸酸等电点点的性质质(2)谷氨酸溶溶解度I:pH值对谷氨氨酸溶解解度的影影响II:温度对谷谷氨酸溶溶解度的的影响III:杂质对谷谷氨酸溶溶解度的的影响第六章谷氨酸的的提取等电点法提取取谷氨酸的原原理等电点法是谷谷氨酸提取方方法中最简单单的一种方法法,由于设备简单单、操作简便便、投资少等等优点,谷氨酸发酵液液不经除菌或或除菌、不经经浓缩或浓缩缩处理、在常常温或低温下下加盐酸调至至谷氨酸的等等电点pH3.22,使谷氨酸呈过过饱和状态结结晶析出。谷氨酸分子中中含有2个酸性的羧基基和一个碱性性的氨基,在不同的pH值溶液中以GA+、GA±、GA-、GA＝、表示。pH为3.22时,大部分谷氨酸酸以[GA±]形式存在,此时谷氨酸的的氨基和羧基基的离解程度度相等,总静电荷为零零。谷氨酸的等电电点习惯上常常以pI代表。总静电电荷等于零,由于谷氨酸分分子之间的相相互碰撞,并通过静电引引力的作用,会结合成较大大的聚合题体体而沉淀析出出。因而在等等电点时,谷氨酸酸的溶溶解度度最小小。谷氨酸酸的溶溶解度度lgs=0.533I+0.01613tpH对谷氨氨酸溶溶解度度的影影响谷氨酸酸的溶溶解度度随PH值的改改变而而改变变,pH3.22和在30%以上的的高浓浓度盐盐酸下下,溶解度度便显显著减减少到到最低低点。。温度对对谷氨氨酸溶溶解度度的影影响谷氨酸酸溶解解度受受温度度的影影响较较大,温度越越低,溶解度度越小小。第六章章谷氨酸酸的提提取第三节节等等电点点法提提取谷谷氨酸酸二、、谷谷氨氨酸酸的的结结晶晶（1）谷氨酸的晶晶型及其性质质（2）影响谷氨酸酸结晶的主要要因素（3）β－型结晶晶的形成第六章谷氨酸的提取取第三节等电电点法提取谷谷氨酸三、等电点工工艺的类型（1）直接常温等等电点法（2）带菌体冷冻冻低温一次等等电法（3）除菌体常温温等电点法（4）浓缩、水解解等电点法（5）低温浓缩等等电点法（6）谷氨酸发酵酵液连续等电电工艺第六章谷氨酸的提取取第四节等电电点－离子交交换法提取谷谷氨酸一、工艺流程程发酵液加盐酸（或高高流分母液pH1.5)育晶2h(pH4-5)育晶2h(pH3.5-3.8)加盐酸（或高高流分母液pH1.5)育晶2h(pH3.0-3.2)加盐酸（或高高流分母液pH1.5)搅拌育晶20-16h沉淀4h细谷氨酸母液谷氨酸上离子交换柱柱洗脱后流分高流分初流分第六章谷氨酸的提取取第五节废液的处理与与环保高浓度废水（（7波美）-----通液氨调节pH至4.6----四效蒸发器浓浓缩（26波美）-----喷浆造粒-----复合肥低浓度废水----厌氧处理----好氧处理-----排放第七章谷氨酸制味精精谷氨酸中和沉淀脱色过滤脱色过滤浓缩结晶离心分离小结晶母液结晶味精干燥拌盐粉碎粉状味精水(或渣水)碳酸钠活性炭硫化碱谷氨酸回调pH活性炭脱色活性炭二次脱脱色硫化碱晶种流加母液蒸馏水GH15颗粒活性炭脱脱色干燥过筛粉状味精活性炭硫化碱第一节谷氨酸制味精精的工艺流程程第七章谷氨酸制味精精第二节味精的结晶操操作结晶的过程通通常包括晶核核的形成和晶晶体的长大两两个阶段。首首先在溶液中中产生细小的的晶核,随后以这些晶晶核为中心,继续在晶核表表面吸附周围围溶质分子,使晶粒不断长长大。工业生产上结结晶有三种不不同起晶方法法:(1)自然起晶法(2)刺激起晶法(3)晶种起晶法法晶种起晶法法是一个普普遍被采用用的方法。。溶液中一旦旦形成晶核核便分为固固、液两相相,固相晶核周周围包有一一层液膜。。如果液膜膜外部的溶溶液仍保持持着一定的的过饱和状状态,膜外部的溶溶质分子就就会由于浓浓度差(c-c')的推推动动,不断断地地往往膜膜内内扩扩散散,并被被晶晶核核表表面面吸吸附附。。一一层层一一层层地地排排列列,从而而使使晶晶体体逐逐渐渐长长大大,直到到溶溶液液的的浓浓度度下下降降到到饱饱和和浓浓度度时时为为止止。。第七七章章谷氨氨酸酸制制味味精精第三三节节味精精的的分分离离、、干干燥燥、、包装装和和成成品品质质量量标标准准一、、味味精精的的分分离离味精分分离一一般采采用三三足式式离心心机分分离.为保证证表面面光洁洁度,在离心心分离离过程程中当当母液液离开开晶体体后,用少许许50℃热水水喷淋淋晶体体。二、味精精的干燥燥味精结晶晶含有一一个结晶晶水,晶体在120℃就开始始失去结结晶水,因此干燥燥温度应应严格控控制,以不超过过80℃较为合合适。三、结晶晶味精的的筛分干燥后的的结晶味味精，通通过不同同筛目的的震动筛筛组合，，把不同同颗粒的的结晶味味精加以以分开。。一般采采用８目目、12目、20目、30目四种筛筛子组合合。四、粉状状味精的的混盐和和磨粉１.混盐为了调整整味精的的含量规规格，通通常在味味精中添添加一定定量的精精制食盐盐。２.磨粉干燥后的的粉状味味精,与盐混合合投入万万能粉碎碎机进行行磨粉过过筛,筛目为100目。将粉粉碎后的的味精加加入Ｖ型型拌粉机机或双螺螺旋拌粉粉机均匀匀混合，，包装出出厂。1.切断或减减弱支路路代谢⑴选育减减弱α-酮戊二酸酸进一步步氧化能能力的突突变株从谷氨酸酸生物合合成的代代谢途径径可以看看出，减减弱α-酮戊二酸酸脱氢酶酶复合体体的活性性，可以以使代谢谢流向谷谷氨酸，，从而使使谷氨酸酸得到积积累。⑵选育减减弱HMP途径后段段酶活性性的突变变株在谷氨酸酸生物合合成途径径中，从从葡萄糖糖到丙酮酮酸的反反应是由由EMP途径和HMP途径组成成的。但但是，通通过HMP途径也可可生成核核糖、核核苷酸、、莽草酸酸、芳香香族氨基基酸、辅辅酶Q、维生素素K、叶酸等等物质。。这些物物质的生生成消耗耗了葡萄萄糖，使使谷氨酸酸的产率率降低。。如果削削弱或切切断这些些物质的的合成途途径，就就会使谷谷氨酸的的产率增增加。这这可通过过选育莽莽草酸缺缺陷型或或添加芳芳香族氨氨基酸能能促进生生长的突突变株以以及抗嘌嘌呤、嘧嘧啶类似似物或核核苷酸类类抗生素素，如德德夸菌素素、狭霉霉素C抗性突变变株来实实现。⑶选育不不分解利利用谷氨氨酸的突突变株为了积累累谷氨酸酸，就必必须使菌菌种不能能分解利利用谷氨氨酸，这这可通过过选育以以谷氨酸酸为唯一一碳源，，菌体不不长或生生长微弱弱的突变变株来实实现。⑷选育减减弱乙醛醛酸循环环的突变变株四碳二羧羧酸是由由CO2固定反应应和乙醛醛酸循环环所提供供的。减减弱乙醛醛酸循环环，CO2固定反应应所占的的比例就就会增大大，谷氨氨酸的产产率就高高。这可可通过选选育琥珀珀酸敏感感型突变变株、不不分解利利用乙酸酸突变株株、异柠柠檬酸裂裂解酶活活力降低低菌株来来实现。。⑸阻止谷谷氨酸进进一步代代谢由于细胞胞还可以以谷氨酸酸为前体体继续向向下合成成谷氨酰酰胺等，，就必然然会导致致谷氨酸酸的积累累量减少少，为此此，要避避免谷氨氨酸被菌菌体利用用，还需需要切断断谷氨酸酸向下的的代谢途途径。GOBACK2.解除菌体体自身的的反馈调调节⑴选育耐耐高渗透透压突变变株要使菌种种能高产产谷氨酸酸,首先要使使菌种具具备在高高糖、高高谷氨酸酸的培养养基中仍仍能正常常生长、、代谢的的能力，，即在高高渗培养养基中菌菌体的生生长和谷谷氨酸的的合成不不受影响响或影响响很小。。这可通通过选育育耐高糖糖、耐高高谷氨酸酸及耐高高糖+高谷氨酸酸突变株株来实现现。⑵选育解解除谷氨氨酸对谷谷氨酸脱脱氢酶反反馈调节节的突变变株当谷氨酸酸合成达达到一定定量时，，谷氨酸酸就会反反馈抑制制和阻遏遏谷氨酸酸脱氢酶酶，使谷谷氨酸的的合成停停止，使使代谢转转向天冬冬氨酸的的合成。。若解除除了谷氨氨酸对谷谷氨酸脱脱氢酶的的反馈调调节，菌菌体就会会不断的的合成谷谷氨酸。。这可通通过选育育酮基丙丙二酸抗抗性、谷谷氨酸结结构类似似物抗性性（如谷谷氨酸氧氧肟酸盐盐）、谷谷氨酰胺胺抗性突突变株来来实现。。GOBACK3.增加前体体物的合合成⑴选育强强化三羧羧酸循环环中从柠柠檬酸到到α-酮戊二酸酸代谢的的突变株株这可通过过选育柠柠檬酸合合成酶活活力强突突变株及及抗氟乙乙酸、氟氟化钠、、重氮丝丝氨酸、、氟柠檬檬酸等突突变株来来实现。。⑵选育强强化CO2固定反应应的突变变株这可通过过选育以以琥珀酸酸或苹果果酸为唯唯一碳源源生长良良好的突突变株、、氟丙酮酮酸敏感感突变株株以及丙丙酮酸或或天冬氨氨酸缺陷陷突变株株来实现现。GOBACK4.提高细胞胞膜的渗渗透性⑴选育抗抗Vp类衍生物物突变株株选育抗Vp类衍生物物，如香香豆素、、卢丁等等突变株株，都能能遗传性性的改变变细胞膜膜的渗透透性。⑵选育溶溶菌酶敏敏感突变变株。⑶选育二二氨基庚庚二酸缺缺陷突变变株。⑷选育温温度敏感感突变株株谷氨酸温温度敏感感突变株株的突变变位置是是在决定定与谷氨氨酸分泌泌有密切切关系的的细胞膜膜结构基基因上，，发生碱碱基的转转换或颠颠换，一一个碱基基为另一一个碱基基所置换换，这样样为该基基因所指指导的酶酶，在高高温下失失活，导导致细胞胞膜某些些结构的的改变。。当控制制培养温温度为最最适生长长温度时时，菌体体正常生生长；当当温度提提高到一一定程度度时，菌菌体便停停止生长长而大量量产酸。。GOBACK5.强化能量量代谢谷氨酸高高产菌的的两个显显著特点点是:α-酮戊二酸酸继续向向下氧化化的能力力微弱和和乙醛酸酸循环微微弱，使使能量代代谢受阻阻，TCA循环前一一阶段的的代谢减减慢。强强化能量量代谢可可弥补上上述两点点不足，，使TCA循环前一一段代谢谢加强，，谷氨酸酸合成的的速度加加快。⑴选育呼呼吸链抑抑制剂抗抗性突变变株如可选育育丙二酸酸、氧化化丙二酸酸、氰化化钾、氰氰化钠抗抗性突变变株来实实现。⑵选育ADP磷酸化抑抑制剂抗抗性突变变株如可选育育2,4-二硝基酚酚、羟胺胺、砷、、胍等抗抗性突变变株来实实现。[3]选育抑制制能量代代谢的抗抗生素的的抗性突突变株如可选育育缬氨霉霉素、寡寡霉素等等抗性突突变株来来实现。。GOBACK6.其它遗传传标记据报道，，选育异异亮氨酸酸缺陷、、蛋氨酸酸缺陷、、苯丙氨氨酸缺陷陷、AEC抗性、AHV抗性、棕棕榈酰谷谷氨酸敏敏感等突突变株，，都可不不同程度度的提高高谷氨酸酸的产酸酸率。GOBACK⑴优优先先合合成成谷氨氨酸酸比比天天冬冬氨氨酸酸优优先先合合成成，，谷谷氨氨酸酸合合成成过过量量后后，，抑抑制制和和阻阻遏遏自自身身的的合合成成途途径径，，使使代代谢谢转转向向合合成成天天冬冬氨氨酸酸。。⑵谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶(GDH)的调调节节谷氨氨酸酸对对谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶存存在在着着反反馈馈阻阻遏遏和和反反馈馈抑抑制制。。⑶柠檬酸合成成酶的调节柠檬酸合成酶酶受能荷调节节、谷氨酸的的反馈阻遏和和顺乌头酸的的反馈抑制。。⑷异柠檬酸脱脱氢酶的调节节细胞内α-酮戊二酸的量量与异柠檬酸酸的量需维持持平衡。当αα-酮戊二酸过量量时,将对异柠檬酸酸脱氢酶发生生反馈抑制作作用,停止合成α-酮戊二酸。⑸α-酮戊二酸脱氢氢酶在谷氨酸酸产生菌中先先天性的丧失失或微弱。⑹磷酸烯醇式式丙酮酸羧化化酶受天冬氨氨酸的反馈抑抑制，受谷氨氨酸和天冬氨氨酸的反馈阻阻遏。GOBACK关于糖代谢的的调节，主要要包括：①能荷控制：糖代谢的调调节主要受能能荷的控制，，即受细胞内内能量水平的的控制。当生生物体内生物物合成或其他他需能反应加加强时，细胞胞内ATP分解，生成ADP和AMP，能荷降低。。低能荷会激激活某些催化化糖类分解的的酶或解除ATP对这些酶的抑抑制，并抑制制糖原合成的的酶(如糖原合成酶酶、果糖-1,6-二磷酸酯酶等等)，从而加速糖糖酵解，使TCA循环产生能量量，通过磷酸酸化作用生成成ATP。当细胞内能能荷高时，ATP增加，抑制糖糖原降解、糖糖酵解和TCA循环的关键酶酶，如糖原磷磷酸化酶、磷磷酸果糖激酶酶、柠檬酸合合成酶、异柠柠檬酸合成酶酶，并激活糖糖类合成所需需要的酶，如如糖原合成酶酶和果糖-1，6-二磷酸酯酶，，从而抑制糖糖的分解，加加速糖原的合合成。②生物素的影影响：生物素对糖糖代谢的影响响，主要是影影响糖降解速速度，而不是是影响EMP与HMP途径的比率。。在生物素充充足的条件下下，丙酮酸以以后的氧化活活性虽然也得得到提高，但但由于糖降解解速度显著提提高，打破了了糖降解速度度与丙酮酸氧氧化速度之间间的平衡，丙丙酮酸趋于生生成乳酸的反反应，因而会会引起乳酸的的溢出。生物素素对CO2固定反反应也也有影影响。。研究究表明明，生生物素素是丙丙酮酸酸羧化化酶的的辅酶酶，参参与CO2固定反反应。。据有有关资资料报报道,当生物物素大大过量量（100μg/L以上））时，，CO2固定反反应可可提高高30%。乙醛酸酸循环环的关关键酶酶异柠柠檬酸酸裂解解酶受受葡萄萄糖、、琥珀珀酸的的阻遏遏，为为醋酸酸所诱诱导。。以葡葡萄糖糖为原原料发发酵生生成谷谷氨酸酸时，，通过过控制制生物物素亚亚适量量，几几乎看看不到到异柠柠檬酸酸裂解解酶的的活性性。因因为丙丙酮酸酸氧化化能力力下降降，醋醋酸的的生成成速率率减慢慢，所所以为为醋酸酸所诱诱导形形成的的异柠柠檬酸酸裂解解酶就就很少少。另另外，，该酶酶受琥琥珀酸酸阻遏遏，生生物素素亚适适量时时因琥琥珀酸酸氧化化能力力降低低而积积累的的琥珀珀酸就就会反反馈抑抑制该该酶的的活性性，并并阻遏遏该酶酶的合合成，，乙醛醛酸循循环基基本上上是封封闭的的，代代谢流流向异异柠檬檬酸→→α-酮戊戊二二酸酸→→谷谷氨氨酸酸的的方方向向高高效效率率地地移移动动。。GOBACK关于于氮氮代代谢谢的的调调节节，，众众所所周周知知，，控控制制谷谷氨氨酸酸发发酵酵的的关关键键之之一一就就是是降降低低蛋蛋白白质质的的合合成成能能力力，，使使合合成成的的谷谷氨氨酸酸不不能能转转化化成成其其他他氨氨基基酸酸或或参参与与蛋蛋白白质质合合成成。。在在生生物物素素亚亚适适量量的的情情况况下下，，几几乎乎没没有有异异柠柠檬檬酸酸裂裂解解酶酶，，琥琥珀珀酸酸氧氧化化能能力力弱弱，，苹苹果果酸酸和和草草酰酰乙乙酸酸脱脱羧羧反反应应停停滞滞，，在在铵铵离离子子适适量量存存在在下下，，生生成成积积累累谷谷氨氨酸酸。。生生成成的的谷谷氨氨酸酸也也不不通通过过转转氨氨作作用用生生成成其其他他氨氨基基酸酸和和合合成成蛋蛋白白质质。。在在生生物物素素充充足足的的条条件件下下，，异异柠柠檬檬酸酸裂裂解解酶酶活活性性增增强强，，琥琥珀珀酸酸氧氧化化能能力力增增强强，，丙丙酮酮酸酸氧氧化化力力加加强强，，乙乙醛醛酸酸循循环环的的比比例例增增加加，，草草酰酰乙乙酸酸、、苹苹果果酸酸脱脱羧羧反反应应增增强强，，蛋蛋白白质质合合成成增增强强，，谷谷氨氨酸酸减减少少，，合合成成的的谷谷氨氨酸酸通通过过转转氨氨作作用用生生成成的的其其他他氨氨基基酸酸量量增增加加。。GOBACK9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。14:52:5314:52:5314:5212/29/20222:52:53PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2214:52:5314:52Dec-2229-Dec-2212、故人人江海海别，，几度度隔山山川。。。14:52:5314:52:5314:52Thursday,December29,202213、乍见翻疑疑梦，相悲悲各问年。。。12月-2212月-2214:52:5314:52:53December29,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。29十二月月20222:52:53下午14:52:5312月-2215、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。十二月222:52下下午12月-2214:52D