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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。

4.糖化终点的判断:在150×15试管中加入10~15ml无水乙醇,加糖化液1~2

滴,摇匀后若无白色沉淀形成表明已达到糖化终点。

5.过滤:将糖化液趁热用布氏漏斗进行抽滤,所得滤液即为水解糖液。

四、实验结果。

1.试述液化时添加CaCl2的作用。

2.用糖量仪或采用斐林热滴定法测定水解液中糖浓度,并计算该法水解淀粉产

生葡萄糖的收率。

(二)谷氨酸发酵

一、实验原理

由葡萄糖在谷氨酸产生菌的作用下生物合成谷氨酸包括糖酵解途径(EMP)、磷

酸已糖途径(HMP)、三羧酸循环(TCA)、乙醛酸循环、伍德—沃克曼反应(CO2的固

定反应)等,其合成的理想途径如下:

谷氨酸产生菌糖代谢的一个重要特征是α-酮戊二酸氧化能力微弱,尤其在生

物素缺乏条件下,三羧酸循环到达α-酮戊二酸时代谢即受阻,在铵离子存在下,α-

酮戊二酸由谷氨酸脱氢酶催化,经还原氨基化反应生成谷氨酸。由于产生菌为生物

素缺陷型,其细胞膜的通透过细腻膜分泌于发酵培养基内。

二、实验器材

(一)实验材料

1.水解糖液(葡萄糖含量约30%)

2.甘蔗糖蜜

3.玉米浆

4.谷氨酸产生菌BL-115

(二)仪器设备

1.摇床

2.显微镜

3.华勃氏呼吸器

4.分光光度计

三、操作步骤

1.一级种子培养工与制:按下列培养基配方配制1000ml一级种子培养基。按

20%装液量分装后,于121℃灭菌30min冷却备用。

葡萄糖2.5%尿素0.5%硫酸镁0.04%

磷酸氢二钾0.1%玉米浆2.5~3.5%

硫酸亚铁、硫酸锰各20ppm、pH7.0

2.一级种子培养:将斜面菌种接入已灭菌冷却的种子培养基中(250ml三角瓶

内接入1~2环)于32℃±1℃、250r.p.m条件下培养12h。一级种子质量要求: