第四章谷氨酸发酵过程控制.ppt

第四章谷氨酸发酵过程控制谷氨酸生产的影响内因：具有一定生理特性的菌种。外因：环境因素。第一节发酵培养基对谷氨酸发酵的影响一、碳源

目前所发现的谷氨酸产生菌均不能利用淀粉,只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等,有些菌种能够利用醋酸、乙醇、正烷烃等作碳源。我国主要使用：玉米、大米、淀粉、糖蜜。二、氮源1.合理的碳氮比：100（15-30）2.氮源的来源无机氮源:(1)尿素(2)液氨(3)氨水有机氮源:主要是蛋白质、胨、氨基酸等。谷氨酸发酵的有机氮源常用玉米浆、麸皮水解液、豆饼水解液和糖蜜等。三、无机盐

1.磷酸盐磷酸氢二钾：0.1-0.15%过高：代谢转向合成缬氨酸。过低：菌体生长缓慢。2.硫酸镁0.04-0.06%酶的激活剂3.钾盐酶的激活剂钾含量低长菌体，多产谷氨酸。4.微量元素四、生长因子(1)生物素(2)维生素B1第二节培养条件对谷氨酸发酵的影响一、温度对谷氨酸发酵的影响1.温度影响细胞中酶的活性,而影响代谢速度、途径方向2.酶是蛋白质，受热容易失活，温度愈高失活愈快,菌体易衰老,影响发酵液的性质来间接影响发酵。3.影响基质和氧的溶解从而影响发酵4.微生物最适的生长温度范围谷氨酸产生菌：最适生长温度30~34℃最适产酸温度35~37℃二、pH值对谷氨酸发酵的影响1.pH值对谷氨酸发酵的影响（1）酶的活性（2）细胞膜所带电荷（3）物质的离解（4）代谢途径2.发酵过程pH值的变化及控制pH的变化反应谷氨酸发酵的重要指标控制：流加尿素、液氨、添加碳酸钙法。三、供氧对谷氨酸发酵的影响1.溶解氧与谷氨酸的需氧量葡萄糖氧化的需氧量：彻底氧化1：6合成代谢产物：1：1.9必须连续向发酵液通入氧。2.供氧对谷氨酸发酵的影响菌体生长期：满足菌体合成的需要，过低，副产物增加，影响菌体收率。过高抑制生长。产酸期：最大满足呼吸需氧量。3.供氧与其他发酵工艺条件的关系4.氧对发酵影响的微生物生理学考察经乙醛酸途径：葡萄糖→2/3谷氨酸+51/3NAD（P）H2+2ATP不经乙醛酸途径：葡萄糖→谷氨酸+3NAD（P）H2+ATPLeu、Val、Phe合成不经TCA循环，且合成过程中无NAD（P）H2产生，可在供氧不足的条件下达到最大产量。四、二氧化碳对谷氨酸发酵的影响1.间接控制通风量排风中二氧化塘控制在13%2.提前发现噬菌体感染3.帮助发现杂菌感染第三节泡沫的消除一、泡沫对发酵的影响1.发酵液逃逸2.感染3.降低装填系数，设备利用率降低4.影响氧传递二、发酵过程泡沫形成的规律搅拌通气培养基性质发酵过程三、泡沫的消除1.消泡的方法（1）物理消泡（2）机械消泡：消泡器（3）化学消泡四类消泡剂①天然油脂类②高碳醇、脂类③聚醚类④硅酮类添加消泡剂：BAPE、PPE第四节发酵过程中主要变化及中间代谢控制一、发酵过程中主要变化

及中间代谢物控制（1）适应期（2）对数生长期（3）转化期（4）产酸期二、常见的异常发酵现象及其处理方法第五节发酵工艺一次高糖发酵工艺1.培养基水解糖15%-18%玉米浆0.4-0.5%磷酸氢二钾0.1-0.15%硫酸镁0.04-0.06%消泡剂0.03%尿素0.5%pH7.0-7.22.工艺控制前期温度33-34pH7.2-7.5通风比1：0.1-0.15中期温度35-36pH7.2-7.5通风比1：0.2-0.25后期温度36-37pH7.0-7.2通风比1：0.1-0.2糖蜜原料强制发酵工艺

（一）甜菜糖蜜添加吐温发酵工艺（二）甘蔗糖蜜添加青霉素流加糖发酵工艺(一)甜菜糖蜜添加吐温发酵工艺1.菌株：WHT-1或D1102.一级种子培养基：葡萄糖2.5~3.5%，磷酸氢二钾0.15~0.2%，玉米浆2.5~3.0%，硫酸镁0.04~0.05%，尿素0.5%，Mn2+、Fe3+各2mg/L，pH6.7~7.03.二级种子培养基甜菜糖蜜3.5%，磷酸氢二钾0.15%，