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发酵工艺学发酵工艺实例简介
回补反应

（1）有苹果酸酶和丙酮酸羧化酶。
（2）－酮戊二酸脱氢酶活性弱，异柠檬酸脱氢
酶活性强，异柠檬酸裂解酶活性弱。
（3）谷氨酸脱氢酶中蓄积。
4. 生长因子：生物素
作用：影响细胞膜通透性和代谢途径。
（1）作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰
CoA的辅酶，参与脂肪酸的生物合成，进而影响
磷酯的合成。
（2）浓度过大：促进菌体生长，谷氨酸产量低。因为：
，-酮戊二酸生成量减少。
，谷氨酸转变成其它氨基酸。
生物素：B族维生素的一种，又称维生素H或辅酶R。是合成脂肪酸所必需的。
脂肪酸的生物合成：
利用乙酰CoA（直接原料是丙二酸单酰CoA）在乙酰CoA羧化酶（辅基为生物素）催化下合成。
脂肪酸＋甘油磷酸
磷脂＋蛋白质
生物膜
因此，脂肪酸是组成细胞膜类脂的必要成分。
生物素限量，不利于脂肪酸的合成，有利于谷氨酸透过细胞膜分泌至体外。
使胞内代谢产物迅速排出的方法
1. 用生理学手段——
直接抑制膜合成或使膜受缺损
如: Glu发酵中，控制生物素亚适量可大量分泌Glu；
当培养液中生物素含量较高时采用适量添加青霉素的方法；
2. 利用膜缺损突变株 ——
油酸缺陷型、甘油缺陷型
如:用谷氨酸生产菌的油酸缺陷型，培养过程中，有限制地添加油酸，合成有缺损的膜，使细胞膜发生渗漏而提高谷氨酸产量。
甘油缺陷型菌株的细胞膜中磷脂含量比野生型菌株低，易造成谷氨酸大量渗漏。应用甘油缺陷型菌株，就是在生物素或油酸过量的情况下，也可以获得大量谷氨酸。
控制细胞膜的渗透性
(1) 通过生理学手段控制细胞膜渗透性
(2) 通过细胞膜缺损突变控制细胞膜渗透性
生物素
谷氨酸
细胞膜渗透性
青霉素
谷氨酸
油酸缺陷型
油酸
工业上利用谷氨酸棒状杆菌大量积累谷氨酸，应采用的最好方法是（ ）
A．加大菌种密度
B．改变碳源和氮源比例
C．改变菌体细胞膜通透性
D．加大葡萄糖释放量
为什么添加适量生物素或青霉素可提高谷氨酸产量？
生物素：乙酰-CoA羧化酶的辅酶，与脂肪酸及磷脂合成有关。控制生物素含量，可改变细胞膜的成分，改变膜的透性、谷氨酸的分泌和反馈调节。
生物素含量高时，细胞膜致密，阻碍Glu分泌，并引起反馈抑制，加适量青霉素可提高Glu产量。
青霉素：抑制肽聚糖合成中的转肽酶活性，引起肽聚糖结构中肽桥无法交联，造成细胞壁缺损，在膨胀压的作用下代谢物外渗，降低了谷氨酸的反馈抑制，提高了产量。
（二）pH的影响及其控制
作用机理：主要影响酶的活性和菌的代谢。
在氮源供应充分和微酸性条件下，谷氨酸发酵转向谷氨酰胺发酵。
pH控制在中性或微碱性。
方法：流加尿素和氨水。
（三）温度的影响及其控制
菌体生长达一定程度后开始产生氨基酸，菌体生长最适温度和氨基酸合成的最适温度不同。
菌体生长阶段：3034℃
产酸阶段：3436℃
（四）溶解氧的控制
大小由通风量和搅拌转速决定。
发酵产酸阶段，通风量要适量。
不足：发酵液pH值偏低，生成乳酸和琥珀酸，谷氨酸少。
过大：NADPH2通过呼吸链被氧化，影响-酮戊二酸还原
氨基化，使-酮戊二酸蓄积。
控制因子
产物
氧
(不足)乳酸或琥珀酸 谷氨酸(充足) α-酮戊二酸(过量)
NH+4
(不足)α-酮戊二酸 谷氨酸(适量) 谷氨酰胺(过量)
生物素
谷氨酸 (限量) 乳酸或琥珀酸(充足)
pH
(酸性)N-乙酰-谷氨酰胺 谷氨酸(中性或微碱性)
磷酸盐
(适量)谷氨酸 缬氨酸
环境条件引起谷氨酸合成的代谢转换
三、下游过程
（一）谷氨酸的提取方法

（1）水解等电点法
（2）低温等电点法
（3）低温连续等电点法
2. 不溶性盐沉淀法
（1）锌盐法
谷氨酸＋锌离子 谷氨酸锌沉淀 溶液
谷氨酸结晶

加酸

（2）盐酸盐法：
Glu在浓盐酸中生成并析出谷氨