味精发酵生产技术-发酵菌种

谷氨酸发酵培养基任务二掌握发酵生产谷氨酸的原料一、淀粉水解糖1.菌体能利用的蔗糖，还原糖都可作为发酵原料2、淀粉水解糖概念：淀粉水解后，得到的葡萄糖液，称为淀粉水解糖。方法：酸解法，酶解法，酸酶法，酶酸法其他辅料尿素生物素谷氨酸生产菌生长、发酵培养基其他成分任务三

淀粉水解糖的制备1、酸解法以无机酸为催化剂，高温高压条件下进行特点适应于任何精制淀粉,工艺简单,水解时间短,生产效率高,糖化液过滤性能好.必需在高温,高压和酸性条件下,易发生复合反应和分解反应.酸水解的副产物多.复合反应水解葡萄糖异麦芽糖或龙胆二糖分解反应葡萄糖5-羟甲基糠醛乙酰丙酸，甲酸和有色物质影响葡萄糖复合反应的因素1.葡萄糖的浓度;淀粉乳浓度控制在10-11°Bé

2.酸的种类和浓度;酸浓度高，复合反应多：盐酸最强，草酸最弱3.温度温度越高，反应越强。影响葡萄糖的分解反应的因素1.淀粉乳的浓度;2.酸的浓度;3.温度和时间.越高，越长，分解反应越多酶解法采用酶液化和酶糖化的工艺称双酶化.

双酶法的特点：

1.条件温和，转化率高，副反应少，色浅质高

2.生产周期长,糖液易变质.酸酶法先酸解，后糖化淀粉分子在酸性和一定的温度,压力条件下先水解反应,使淀粉初步转化,然后用淀粉酶转化,使淀粉和其它糖转化成葡萄糖.适用于玉米，小麦，等难液化的原料酶酸法先酶法液化，后酸法糖化适用于碎米等大小不均匀的淀粉原料淀粉的水解工艺1、酸解法生产工艺淀粉用水和酸调浆淀粉乳糖化酸解液冷却加活性炭和碱中和液过滤水解糖液淀粉酸水解工艺条件的选择1)淀粉乳浓度

10-11°Bé2)酸种类和浓度：用酸量为干淀粉的0.5%~0.8%,pH为1.5~1.83)糖化温度和时间4)其它因素双酶法水解工艺淀粉酶一.α-淀粉酶(α-1,4葡聚糖葡聚糖基水解酶)（液化酶）1.作用方式1)从淀粉分子内部进行的,随机水解中间的α-1,4键。2)其水解分两步;a快速把淀粉分子水解成麦芽糖和麦芽三糖b把麦芽三糖水解成葡萄糖和麦芽糖.3)α-淀粉酶不能水解麦芽糖中的α-1,4键和α-1,6键及其附近的α-1,4键.该酶对支链淀粉水解慢.2.α-淀粉酶的来源和类型工业上用的α-淀粉酶主要来源于微生物,如芽孢杆菌,曲酶3.α-淀粉酶的性质1)热稳定性和最适反应温度2)PH值影响3)Ca+的影响4)淀粉浓度的影响液化工艺合格液化液灭酶液化液淀粉用水和碱调浆淀粉乳加入Ca2+和α-淀粉酶88-90℃，15-20min液化液碘液检查100℃，5min液化程度的控制？二.葡萄糖淀粉酶(α-1,4葡聚糖葡糖水解酶,糖化酶)1.酶的水解方式1)是一种外酶,水解是从非还原末端的α-1,4键开始,产物为葡萄糖.2)可水解α-1,6键,但是水解速度慢.2.葡萄糖淀粉酶的来源主要来源于黑曲酶,根酶和拟内孢酶3.复合反应和葡萄糖转移酶对淀粉糖化的影响催化复合反应葡萄糖转移酶催化生成异麦芽糖4.酶的性质影响最适反应温度PH值影响糖化酶用量影响液化酶浓度的影响糖化工艺合格糖化液灭酶糖化液加入糖化酶，最适pH50-60℃，,48h加酶液化液无水酒精检查80℃，20min液化液糖化液淀粉水解糖转化率理论转化率:111%淀粉+水葡萄糖162.14180.16(180.16n)/(162.14n)=1.11=111%实际转化率实际葡萄糖量淀粉原料质量糖化收得率=实际转化率/1.11=水解糖液体积浓度淀粉量淀粉含量菌种的扩大培养任务四菌种扩培1、培养基培养基成分碳源淀粉水解糖中浓10-13%，高糖17-19%，10%以下，流加糖氮源3%尿素，氨水一般不用有机氮。碳氮比为100:25，用量大无机盐磷酸盐硫酸镁钾盐，钠，铁，锰，铜生长因子生物素一般工业发酵培养基C/N为1：0.5～2生物素作用①影响代谢途径②影响细胞膜通透性玉米浆、麸皮水解液豆饼水解液、糖蜜培养基组成葡萄糖0.1%氯化钠0.5%牛肉膏1.0%琼脂2.0%蛋白胨1.0%pH7.0-7.2葡萄糖2.5尿素0.6K2HPO40.1MgSO4·7H2O0.04玉米浆2.5-3.0mlpH7.0斜面种子发酵水解糖3.0尿素0.6K2HPO40.1-0.2MgSO4·7H2O0.04玉米浆0.5-0.6mlpH7.0水解糖12-14尿素0.5-0.8Na2HPO40.17MgSO4·7H2O0.06玉米浆0.6mlKCl0.05pH7.0尿素流加的总量为3.0-3.2%原料由精到粗糖量由少到多2、培养基灭菌先空罐灭菌，后实罐灭菌注意：尿素和培养基要分开灭连续灭菌：短时间，高温度，提高罐的利用率。尿素灭菌：105度，5分钟消泡剂灭菌管路灭菌空气过滤灭菌3、种子扩培谷氨酸发酵的接种量为1%.一般采用二级扩培的方法扩大培养的工艺流程：斜面原种→斜面活化(32℃18～24h)→200mL液体振荡培养(32℃12h)→1000mL三角瓶（一级种子）→50L～500L种子罐（二级种子）一级种子在三角瓶中，摇床上培养二级种子在种子罐里培养，搅拌和通风。4、种子的质量指标和影响因素质量指标显微镜检验菌体形态正常OD值净增0.6pH7.2左右残糖含量1.5以下影响因素培养基氮源，生物素和磷盐含量适当高，控制葡萄糖的含量。温度避免太高和波动。通风和搅拌适当，溶氧要适度。掌握好种子的培养时间，种龄应该处于对数期。生产菌种二、谷氨酸生产菌株谷氨酸生产菌株菌在细菌分类学中属于棒杆菌属（Corynebacterium）短杆菌属（Brevibacterium）小杆菌属（Microbacterium）节杆菌属（Arthrobacter）目前我国谷氨酸发酵最常见的生产菌种是北京棒杆菌AS1.299和钝齿棒杆菌AS1.542。1．北京棒杆菌AS1.299（Corynebacteriumpekinensen.sp.AS1.299）

细胞呈短杆或棒状，有时略呈弯曲状，两端钝圆，排列为单个、成对或V字形。革兰氏染色阳性。无芽孢，无鞭毛，不运动。普通肉汁固体平皿培养，菌落圆形，中间隆起，表面光滑湿润，边缘整齐，菌落颜色开始呈白色，直径1mm，随培养时间延长变为淡黄色，直径增大至6mm，不产水溶性色素。普通肉汁液体培养，稍混浊，有时表面呈微环状，管底有粒状沉淀。

化能异养型，能利用葡萄糖、果糖、甘露糖、麦芽糖、不分解淀粉、纤维素。铵盐和尿素均可作为氮源，能还原硝酸盐。

要求多种无机离子，需要生物素作为生长因子，同时加入硫胺素具有明显的促生长作用。好氧或兼性厌氧，过氧化氢酶反应阳性。最适生长温度30～32℃，最适生长pH值6.0～7.5。在含7.5%NaCl或2.6%尿素肉汁培养基中生长良好，10%的NaCl或3%尿素生长受到抑制。不受钝齿棒杆菌AS1.542噬菌体侵染。1．北京棒杆菌AS1.299（Corynebacteriumpekinensen.sp.AS1.299）2．钝齿棒杆菌AS1.542（Corynebacteriumcrenatumn.sp.AS1.542）

细胞呈短杆或棒状，两端钝园，排列为单个、成对或V字形。革兰氏染色阳性。无芽孢，无鞭毛，不运动。细胞内次极端有异染颗粒并存在数个横隔。普通肉汁固体平皿培养，菌落扁平，呈草黄色，表面湿润无光泽，边缘较薄呈钝齿状，不产水溶性色素，直径3～5mm。普通肉汁液体培养混浊，表面有薄菌膜，管底有较多沉淀。

化能异养型，能利用葡萄糖、果糖、甘露糖、麦芽糖、蔗糖、水杨苷、七叶灵以及乙酸、柠檬酸、乳酸、葡萄糖酸、延明羧酸等多种有机酸作为碳源迅速进行谷氨酸发酵，不分解淀粉、纤维素、油酯和明胶。铵盐和尿素均可作为氮源，能还原硝酸盐，不同化酪蛋白。要求多种无机离子，需要生物素作为生长因素。好氧或兼性厌氧，过氧化氢酶反应阳性。20～37℃生长良好，39℃生长微弱，最适生长温度30℃。pH6～9生长良好，pH10生长减弱，pH