味精發(fā)酵生產技術-發(fā)酵菌種

谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基任務二掌握發(fā)酵生產谷氨酸的原料一、淀粉水解糖1.菌體能利用的蔗糖，還原糖都可作為發(fā)酵原料2、淀粉水解糖概念：淀粉水解后，得到的葡萄糖液，稱為淀粉水解糖。方法：酸解法，酶解法，酸酶法，酶酸法其他輔料尿素生物素谷氨酸生產菌生長、發(fā)酵培養(yǎng)基其他成分任務三

淀粉水解糖的制備1、酸解法以無機酸為催化劑，高溫高壓條件下進行特點適應于任何精制淀粉,工藝簡單,水解時間短,生產效率高,糖化液過濾性能好.必需在高溫,高壓和酸性條件下,易發(fā)生復合反應和分解反應.酸水解的副產物多.復合反應水解葡萄糖異麥芽糖或龍膽二糖分解反應葡萄糖5-羥甲基糠醛乙酰丙酸，甲酸和有色物質影響葡萄糖復合反應的因素1.葡萄糖的濃度;淀粉乳濃度控制在10-11°Bé

2.酸的種類和濃度;酸濃度高，復合反應多：鹽酸最強，草酸最弱3.溫度溫度越高，反應越強。影響葡萄糖的分解反應的因素1.淀粉乳的濃度;2.酸的濃度;3.溫度和時間.越高，越長，分解反應越多酶解法采用酶液化和酶糖化的工藝稱雙酶化.

雙酶法的特點：

1.條件溫和，轉化率高，副反應少，色淺質高

2.生產周期長,糖液易變質.酸酶法先酸解，后糖化淀粉分子在酸性和一定的溫度,壓力條件下先水解反應,使淀粉初步轉化,然后用淀粉酶轉化,使淀粉和其它糖轉化成葡萄糖.適用于玉米，小麥，等難液化的原料酶酸法先酶法液化，后酸法糖化適用于碎米等大小不均勻的淀粉原料淀粉的水解工藝1、酸解法生產工藝淀粉用水和酸調漿淀粉乳糖化酸解液冷卻加活性炭和堿中和液過濾水解糖液淀粉酸水解工藝條件的選擇1)淀粉乳濃度

10-11°Bé2)酸種類和濃度：用酸量為干淀粉的0.5%~0.8%,pH為1.5~1.83)糖化溫度和時間4)其它因素雙酶法水解工藝淀粉酶一.α-淀粉酶(α-1,4葡聚糖葡聚糖基水解酶)（液化酶）1.作用方式1)從淀粉分子內部進行的,隨機水解中間的α-1,4鍵。2)其水解分兩步;a快速把淀粉分子水解成麥芽糖和麥芽三糖b把麥芽三糖水解成葡萄糖和麥芽糖.3)α-淀粉酶不能水解麥芽糖中的α-1,4鍵和α-1,6鍵及其附近的α-1,4鍵.該酶對支鏈淀粉水解慢.2.α-淀粉酶的來源和類型工業(yè)上用的α-淀粉酶主要來源于微生物,如芽孢桿菌,曲酶3.α-淀粉酶的性質1)熱穩(wěn)定性和最適反應溫度2)PH值影響3)Ca+的影響4)淀粉濃度的影響液化工藝合格液化液滅酶液化液淀粉用水和堿調漿淀粉乳加入Ca2+和α-淀粉酶88-90℃，15-20min液化液碘液檢查100℃，5min液化程度的控制？二.葡萄糖淀粉酶(α-1,4葡聚糖葡糖水解酶,糖化酶)1.酶的水解方式1)是一種外酶,水解是從非還原末端的α-1,4鍵開始,產物為葡萄糖.2)可水解α-1,6鍵,但是水解速度慢.2.葡萄糖淀粉酶的來源主要來源于黑曲酶,根酶和擬內孢酶3.復合反應和葡萄糖轉移酶對淀粉糖化的影響催化復合反應葡萄糖轉移酶催化生成異麥芽糖4.酶的性質影響最適反應溫度PH值影響糖化酶用量影響液化酶濃度的影響糖化工藝合格糖化液滅酶糖化液加入糖化酶，最適pH50-60℃，,48h加酶液化液無水酒精檢查80℃，20min液化液糖化液淀粉水解糖轉化率理論轉化率:111%淀粉+水葡萄糖162.14180.16(180.16n)/(162.14n)=1.11=111%實際轉化率實際葡萄糖量淀粉原料質量糖化收得率=實際轉化率/1.11=水解糖液體積濃度淀粉量淀粉含量菌種的擴大培養(yǎng)任務四菌種擴培1、培養(yǎng)基培養(yǎng)基成分碳源淀粉水解糖中濃10-13%，高糖17-19%，10%以下，流加糖氮源3%尿素，氨水一般不用有機氮。碳氮比為100:25，用量大無機鹽磷酸鹽硫酸鎂鉀鹽，鈉，鐵，錳，銅生長因子生物素一般工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基C/N為1：0.5～2生物素作用①影響代謝途徑②影響細胞膜通透性玉米漿、麩皮水解液豆餅水解液、糖蜜培養(yǎng)基組成葡萄糖0.1%氯化鈉0.5%牛肉膏1.0%瓊脂2.0%蛋白胨1.0%pH7.0-7.2葡萄糖2.5尿素0.6K2HPO40.1MgSO4·7H2O0.04玉米漿2.5-3.0mlpH7.0斜面種子發(fā)酵水解糖3.0尿素0.6K2HPO40.1-0.2MgSO4·7H2O0.04玉米漿0.5-0.6mlpH7.0水解糖12-14尿素0.5-0.8Na2HPO40.17MgSO4·7H2O0.06玉米漿0.6mlKCl0.05pH7.0尿素流加的總量為3.0-3.2%原料由精到粗糖量由少到多2、培養(yǎng)基滅菌先空罐滅菌，后實罐滅菌注意：尿素和培養(yǎng)基要分開滅連續(xù)滅菌：短時間，高溫度，提高罐的利用率。尿素滅菌：105度，5分鐘消泡劑滅菌管路滅菌空氣過濾滅菌3、種子擴培谷氨酸發(fā)酵的接種量為1%.一般采用二級擴培的方法擴大培養(yǎng)的工藝流程：斜面原種→斜面活化(32℃18～24h)→200mL液體振蕩培養(yǎng)(32℃12h)→1000mL三角瓶（一級種子）→50L～500L種子罐（二級種子）一級種子在三角瓶中，搖床上培養(yǎng)二級種子在種子罐里培養(yǎng)，攪拌和通風。4、種子的質量指標和影響因素質量指標顯微鏡檢驗菌體形態(tài)正常OD值凈增0.6pH7.2左右殘?zhí)呛?.5以下影響因素培養(yǎng)基氮源，生物素和磷鹽含量適當高，控制葡萄糖的含量。溫度避免太高和波動。通風和攪拌適當，溶氧要適度。掌握好種子的培養(yǎng)時間，種齡應該處于對數期。生產菌種二、谷氨酸生產菌株谷氨酸生產菌株菌在細菌分類學中屬于棒桿菌屬（Corynebacterium）短桿菌屬（Brevibacterium）小桿菌屬（Microbacterium）節(jié)桿菌屬（Arthrobacter）目前我國谷氨酸發(fā)酵最常見的生產菌種是北京棒桿菌AS1.299和鈍齒棒桿菌AS1.542。1．北京棒桿菌AS1.299（Corynebacteriumpekinensen.sp.AS1.299）

細胞呈短桿或棒狀，有時略呈彎曲狀，兩端鈍圓，排列為單個、成對或V字形。革蘭氏染色陽性。無芽孢，無鞭毛，不運動。普通肉汁固體平皿培養(yǎng)，菌落圓形，中間隆起，表面光滑濕潤，邊緣整齊，菌落顏色開始呈白色，直徑1mm，隨培養(yǎng)時間延長變?yōu)榈S色，直徑增大至6mm，不產水溶性色素。普通肉汁液體培養(yǎng)，稍混濁，有時表面呈微環(huán)狀，管底有粒狀沉淀。

化能異養(yǎng)型，能利用葡萄糖、果糖、甘露糖、麥芽糖、不分解淀粉、纖維素。銨鹽和尿素均可作為氮源，能還原硝酸鹽。

要求多種無機離子，需要生物素作為生長因子，同時加入硫胺素具有明顯的促生長作用。好氧或兼性厭氧，過氧化氫酶反應陽性。最適生長溫度30～32℃，最適生長pH值6.0～7.5。在含7.5%NaCl或2.6%尿素肉汁培養(yǎng)基中生長良好，10%的NaCl或3%尿素生長受到抑制。不受鈍齒棒桿菌AS1.542噬菌體侵染。1．北京棒桿菌AS1.299（Corynebacteriumpekinensen.sp.AS1.299）2．鈍齒棒桿菌AS1.542（Corynebacteriumcrenatumn.sp.AS1.542）

細胞呈短桿或棒狀，兩端鈍園，排列為單個、成對或V字形。革蘭氏染色陽性。無芽孢，無鞭毛，不運動。細胞內次極端有異染顆粒并存在數個橫隔。普通肉汁固體平皿培養(yǎng)，菌落扁平，呈草黃色，表面濕潤無光澤，邊緣較薄呈鈍齒狀，不產水溶性色素，直徑3～5mm。普通肉汁液體培養(yǎng)混濁，表面有薄菌膜，管底有較多沉淀。

化能異養(yǎng)型，能利用葡萄糖、果糖、甘露糖、麥芽糖、蔗糖、水楊苷、七葉靈以及乙酸、檸檬酸、乳酸、葡萄糖酸、延明羧酸等多種有機酸作為碳源迅速進行谷氨酸發(fā)酵，不分解淀粉、纖維素、油酯和明膠。銨鹽和尿素均可作為氮源，能還原硝酸鹽，不同化酪蛋白。要求多種無機離子，需要生物素作為生長因素。好氧或兼性厭氧，過氧化氫酶反應陽性。20～37℃生長良好，39℃生長微弱，最適生長溫度30℃。pH6～9生長良好，pH10生長減弱，pH