味精發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)-發(fā)酵工藝

谷氨酸的發(fā)酵機制食品發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)一、谷氨酸的發(fā)酵機制二、谷氨酸發(fā)酵過程中幾個途徑的意義谷氨酸的發(fā)酵機制①蘋果酸酶②丙酮酸羧化酶③丙酮酸脫羧酶④異檸檬酸脫氫酶⑤異檸檬酸裂解酶⑥α-酮戊二酸脫氫酶⑦谷氨酸脫氫酶⑧蘋果酸脫氫酶⑨乳酸脫氫酶一、發(fā)酵機制谷氨酸的發(fā)酵機制

谷氨酸的生物合成途徑大致是：葡萄糖經(jīng)糖酵解（EMP途徑）和己糖磷酸支路（HMP途徑）生成丙酮酸，再氧化成乙酰輔酶A（乙酰COA），然后進入三羧酸循環(huán)，生成α－酮戊二酸。α－酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的催化及有NH+4存在的條件下，生成谷氨酸。即，谷氨酸的生物合成途徑包括EMP、HMP、TCA循環(huán)、DCA循環(huán)和CO2固定作用等。1.糖酵解途徑（EMP徐徑）葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→1,6-二磷酸果糖→3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸二、谷氨酸發(fā)酵過程中幾個途徑的意義谷氨酸的發(fā)酵機制2.磷酸己糖途徑（HMP途徑）葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖后，經(jīng)磷酸己糖途徑，可以生成核糖、乙酰輔酶A和4-磷酸赤蘚糖等芳香族氨基酸的前體物質(zhì)，這些物質(zhì)是構(gòu)建細菌細胞所必需的。過程中有6-磷酸果糖、3-磷酸甘油醛和多量的NADPH2生成，前兩者參與糖酵解反應，進一步生成丙酮酸；后者是α-酮戊二酸進行還原氨基化反應所必需的供氫體。二、谷氨酸發(fā)酵過程中幾個途徑的意義谷氨酸的發(fā)酵機制3.三羧酸循環(huán)（TCA）

丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸經(jīng)脫氨基后，可分別生成丙酮酸、草酸乙酸和a一酮戊二酸。二、谷氨酸發(fā)酵過程中幾個途徑的意義谷氨酸的發(fā)酵機制4.二氧化碳固定反應由于合成谷氨酸不斷消耗a-酮戊二酸，從而引起草酰乙酸缺乏。為了保證三羧酸循環(huán)不被中斷和源源不斷供給a-酮戊二酸，在蘋果酸酶和丙酮酸羧化酶的催化下，分別生成蘋果酸和草酸乙酸，前者再在蘋果酸脫氫酶催化下，被氧化成草酸乙酸，從而使草酸乙酸得到了補充。

二、谷氨酸發(fā)酵過程中幾個途徑的意義谷氨酸的發(fā)酵機制5.乙醛酸循環(huán)谷氨酸生產(chǎn)菌的a-酮戊二酸脫氫酶活力很弱。因此，琥珀酸的生成量尚難滿足菌體生長的需要。通過乙醛酸循環(huán)異檸檬裂解酶的催化作用，使琥珀酸、延胡索酸和蘋果酸的量得到補足，這對維持三羧酸循環(huán)的正常運轉(zhuǎn)有重要意義。

二、谷氨酸發(fā)酵過程中幾個途徑的意義谷氨酸的發(fā)酵機制谷氨酸發(fā)酵條件的控制食品發(fā)酵生產(chǎn)技術(shù)1.發(fā)酵溫度谷氨酸發(fā)酵前期(0~12h):30-32℃。對數(shù)生長期:菌體濃度迅速增大（12h），糖耗快，維持溫度30-32℃在發(fā)酵中、后期:是谷氨酸大量積累的階段，而催化谷氨酸合成的谷氨酸脫氫酶的最適溫度在32-36℃。

谷氨酸發(fā)酵條件的控制2.pH值對發(fā)酵的影響（1）pH值對谷氨酸產(chǎn)生菌生長的影響（2）pH值對谷氨酸積累的影響發(fā)酵液的pH影響微生物的生長和代謝途徑。發(fā)酵前期如果pH偏低，則菌體生長旺盛，長菌而不產(chǎn)酸；如果pH偏高，則菌體生長緩慢，發(fā)酵時間拉長。在發(fā)酵前期將pH值控制在7.5~8.0左右較為合適。而在發(fā)酵中、后期將pH值控制在7.0~7.6左右對提高谷氨酸產(chǎn)量有利。

谷氨酸發(fā)酵條件的控制3.通風與攪拌對發(fā)酵的影響在谷氨酸發(fā)酵過程中，發(fā)酵前期以低通風量為宜；發(fā)酵中、后期以高通風量為宜。實際生產(chǎn)上，以氣體轉(zhuǎn)子流量計來檢查通氣量，即以每分鐘單位體積的通氣量表示通風強度。另外發(fā)酵罐大小不同，所需攪拌轉(zhuǎn)速與通風量也不同。谷氨酸發(fā)酵條件的控制4.泡沫的控制在發(fā)酵過程中由于強烈的通風和菌體代謝產(chǎn)生的CO2，使培養(yǎng)液產(chǎn)生大量的泡沫，不僅使氧在發(fā)酵液中的擴散受阻，影響菌體的呼吸和