谷氨酸发酵 实验报告(1) .pdfVIP

兰州大学

生命科学学院

发酵工程实验

谷氨酸发酵实验

摘要：谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长，为发酵实验准备

菌种。还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志，所

以在发酵过程中，要求每两个小时测定一次还原糖的含量，并据此作出发酵的糖

耗曲线。

关键字：种子的制备、发酵罐、谷氨酸棒杆菌、PH的调节

引言：

了解发酵工业菌种制备工艺和质量控制，为发酵实验准备菌种。

了解发酵罐罐体构造和管道系统，掌握对发酵罐及其管道系统的灭菌方法。

了解发酵罐的操作，完成谷氨酸发酵的全过程。

还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志，在发

酵后期当还原糖降至1％以下时，表明谷氨酸发酵已经完成。所以在发酵过程中，

要定时测定还原糖的含量，要求每两个小时测定一次，并据此作出发酵的糖耗曲

线。掌握还原糖和总糖的测定原理，学习用比色法测定还原糖的方法。

学习使用茚三酮比色法检测发酵液中谷氨酸浓度的方法。谷氨酸棒杆菌通常

在0-12小时为生长期，12小时后为产酸期，所以应该从12小时以后开始检测谷

氨酸的含量，每两个小时取一次样。

原理:

谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长，得到大量健壮的种

子。谷氨酸棒杆菌生长速度较快，接种量一般在1-2%。

谷氨酸发酵是有氧发酵，发酵罐由蒸汽管道、空气管道、加料出料管道等组

成，在实验之前必须先对发酵罐进行空消。

谷氨酸产生菌是代谢异常化的菌种，对环境因素的变化很敏感，在适宜的培

养条件下，谷氨酸产生菌能够将50％以上的糖转化成谷氨酸，而只有极少量的

副产物。如果培养条件不适宜，则几乎不产生谷氨酸，仅得到大量的菌体或者由

发酵产生的乳酸、琥珀酸、а－酮戊二酸、丙氨酸、谷氨酰胺、乙酰谷氨酰胺

等产物。生产上的中间分析只测定一些主要数据，只能显示微生物代谢的一般概

况而不能反映细微的生化变化。因此，进一步完善生化分析项目，从生化角度对

发酵进行控制，从而确定最适宜的工艺条件是提高发酵水平的重要课题之一。

在NaOH存在下，3,5－二硝基水杨酸（DNS）与还原糖共热后被还原生成

氨基化合物。在过量的NaOH碱性溶液中此化合物呈桔红色，在540nm波长处

有最大吸收，在一定的浓度范围内，还原糖的量与光吸收值呈线性关系，利用比

色法可测定样品中的含糖量。

L-氨基酸与茚三酮在加热下可发生特有的氨基酸显色反应，产物显示其特有

的蓝紫色。不同谷氨酸与茚三酮反应得到的显色产物的最大吸收波长不同，即λ

不同；加之显色深浅不同,反应出相应氨基酸的不同含量。以此为依据，可为

max

谷氨酸定性及定量。在pH5～6范围内氨基酸的显色反应最灵敏。

器材与试剂：

试管、三角瓶、高压灭菌锅、摇床、培养箱、显微镜、蒸汽发生器、生物发

酵系统、空气压缩机、分光光度计，水浴锅，电炉，18mm×180mm试管。

3,5－二硝基水杨酸（DNS）试剂：6.3gDNS和262ml2MNaOH加到500ml

含有182g酒石酸钾钠的热水溶液中，再加5g苯酚和5g亚硫酸钠，搅拌溶解，

冷却后加水定容至1000ml，贮于棕色瓶中。

葡萄糖标准溶液：准确称取干燥恒重的葡萄糖40mg，加少量蒸馏水溶解后，

以蒸馏水定容至100ml，即含葡萄糖为0.4mg/ml。

标准样品的制备：谷氨酸纯品稀释溶液：3mg/ml溶液，调节pH5.5～6。

茚三酮试剂的制备：称取0.5g茚三酮溶于100mL丙酮中，避光。

pH调节试剂的制备：①2mol/LNaOH溶液：称取8gNaOH溶于100mL

蒸馏水中；②1mol/LHCl溶液：量取36mL盐酸溶于64mL蒸馏水中。

步骤:

斜面种子的制备