3谷氨酸发酵菌总结
发酵菌种工作总结
发酵菌种工作总结
在生物工程领域,发酵菌种工作是至关重要的一环。
通过对发酵菌种的培养、筛选和改良,可以提高发酵工艺的效率和产量,从而为生物制药、食品加工、环境保护等领域提供更好的支持。
在过去的一段时间里,我们对发酵菌种工作进行了深入的研究和实践,取得了一些成果和经验,现在我将对这些工作进行总结,以期为未来的研究和应用提供参考。
首先,我们对不同类型的发酵菌种进行了大量的筛选和培养工作。
通过对各种微生物的特性和生长条件进行研究,我们成功地从自然界中筛选出了一些具有较高产酶能力或产物合成能力的菌种,并通过适当的培养条件,使它们得到了良好的生长和繁殖。
这为后续的发酵工艺提供了可靠的菌种资源。
其次,我们对菌种进行了改良和优化。
通过基因工程技术和传统的育种方法,我们成功地改良了一些菌种的产酶能力、耐受性和适应性,使其在复杂的发酵条件下能够更好地发挥作用。
这些改良菌种不仅提高了发酵工艺的效率,还为新产品的开发提供了更好的基础。
最后,我们对发酵菌种工作进行了系统的总结和归纳。
通过对不同菌种的特性和应用进行横向比较和纵向分析,我们发现了一些规律和规律,为未来的工作提供了一些指导和思路。
同时,我们还总结了一些工作中的经验和教训,为后续的研究和实践提供了一些借鉴和警示。
总的来说,发酵菌种工作是一项复杂而又重要的工作,它需要我们对微生物的生物学特性和工程应用进行深入的研究和实践。
通过我们的努力,我们相信未来的发酵工艺将会更加高效和可靠,为人类的生产和生活带来更多的福祉。
(完整版)谷氨酸发酵
1)生物素营养缺陷型⏹作用机制:生物素是脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与了脂肪酸的合成,进而影响脂肪酸的合成.当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外泄漏.⏹控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10 g/L).在发酵初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换.2)油酸营养缺陷型⏹作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少到正常量的1/2左右.⏹控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换.(3)添加表面活性剂⏹添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸(C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨酸.⏹机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细胞膜.⏹关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在下进行分裂,形成产酸型细胞.(4)添加青霉素⏹机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去保护,在渗透压的作用下受损,向外泄露谷氨酸.⏹控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉素后倍增的菌体不能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换.谷氨酸发酵强制控制工艺⏹为了稳产,克服培养基原料中某些成分不易控制带来的影响,在谷氨酸发酵时可采取“强制控制”的方法,如:“高生物素高吐温”或“高生物素高青霉素”的方法.⏹控制方法:在发酵培养基中预先配加一定量(过量)的纯生物素,大大地削弱每批原料中生物素含量变化的影响,高生物素、大接种量能促进菌体迅速增殖.再在菌体倍增的早期加入相对高的吐温或青霉素,形成产酸型细胞.固定其它条件,确保高产稳产。
谷氨酸发酵⏹ 1.适应期:尿素分解出氨使pH上升.糖不利用.2-4h.措施:接种量和发酵条件控制使适应期缩短.⏹ 2.对数生长期:糖耗快,尿素大量分解使pH上升,氨被利用pH又迅速下降.溶氧急剧下降后维持在一定水平.菌体浓度迅速增大,菌体形态为排列整齐的八字形.不产酸.12h.措施:及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH,在pH7.5-8.0时流加尿素;维持温度30- 32℃⏹ 3.菌体生长停止期:谷氨酸合成.措施:提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4.大量通**,控制温度34-37 ℃.⏹ 4.发酵后期:菌体衰老,糖耗慢,残糖低.措施:营养物耗尽酸浓度不增加时,及时放罐.发酵周期一般为30h.二、谷氨酸发酵的生化过程⏹(1)是代谢控制发酵的典型代表⏹(2)是目前代谢控制发酵中,在理论与实践上最成熟的……⏹整个过程可简单的分为2 个阶段:➢第1阶段是菌体生长阶段;➢第2阶段是产酸阶段,谷氨酸得以大量积累。
谷氨酸发酵 实验报告(1)
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。
谷氨酸发酵影响因素及控制
生物素对菌体细胞膜通透性的影响
谷氨酸发酵采用的菌种都是生物素缺陷型,而生物 素又是菌体细胞膜合成的必须物质,因此,可以通 过控制生物素的浓度,来实现对菌体细胞膜通透性 的调节。
生物素对细胞膜合成的影响主要是通过对细胞膜的 主要成分——磷脂中的脂肪酸的生物合成来实现的, 当限制了菌体脂肪酸的合成时,细胞就会形成一个 细胞膜不完整的菌体。生物体内脂肪酸的合成途径 如下:
谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵 发酵过程中,谷氨酸的大量积累不是
由于生物合成途径的特异,而是菌体代谢 调节控制和细胞膜通透性的特异调节以及 发酵条件的适合。
整个发酵过程可简单的分为2个阶段: 第1阶段是菌体生长阶段; 第2阶段是产酸阶段,谷氨酸得以大量积累
。
第二节 影响谷氨酸产量的因素及发酵条件控制
NH4+不足:不利于-酮戊二酸的还原氨基化, -酮戊二酸积累,引起反馈调节
影响因素3:NH4+浓度
NH4+的供给方式(流加): (1)液氨 (2)0.8%尿素
影响因素氨酸的产量随糖含量的增加而增加 ,但糖含量过高,渗透压过大,对菌体生长不利, 谷氨酸对糖的转化率低。
我国使用的生产菌株:
北京棒杆菌(Corynebacterium pekinense) AS1.299
北京棒杆菌D110
钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum) AS1.542
棒杆菌(Corynebacterium sp.)S-914 黄色短杆菌T6~13
生产菌株特点
在己报道的谷氨酸生产菌中,除芽孢杆菌外 ,虽然它们在分类学上属于不同的属种,但都有 一些共同特点: 1. 革兰氏阳性 2. 菌体为球形、短杆至棒状 3. 不形成芽孢 4. 没有鞭毛,不能运动 5. 需要生物素作为生长因子 6. 在通气条件下才能产生谷氨酸。
氨基酸类药物的发酵生产—谷氨酸的发酵生产
生物素的来源:氨基酸生产上可以作为生物素来源的原料 有玉米浆、麸皮水解液、糖蜜及酵母水解液等,通常选取 几种混合使用。例如,许多工厂选择纯生物素、玉米浆、 糖蜜这三种物质来配制培养基。各种原料来源及加工工艺 不同,所含生物素的量不同。玉米浆含生物素500μg/kg, 麸皮含生物素300μg/kg,甘蔗糖蜜含生物素1500μg/kg。
操作简单 周期长,占地面积大。
直接常温等电点法工艺流程
发酵液
起晶中和点(pH4-4.5) 育晶(2h)
盐酸
菌体及细小的 谷氨酸晶体
等电点搅拌pH3-3.22 静置沉降4-6h 离心分离
成品
母液
干燥
湿谷氨酸晶体
2、离子交换法
可用阳离子交换树脂来提取吸附在树脂上的谷氨 酸阳离子,并可用热碱液洗脱下来,收集谷氨酸 洗脱流分,经冷却、加盐酸调pH 3.0~3.2进行结 晶,之后再用离心机分离即可得谷呈棒形或短杆形; 革兰氏阳性菌,无鞭毛,无芽孢;不能运动; 需氧性的微生物; 生物素缺陷型; 脲酶强阳性; 不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等;
发酵中菌体发生明显形态变化,同时细胞膜渗透性改变; 二氧化碳固定反应酶系强; 异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱,乙醛酸循环弱; α-酮戊二酸氧化能力微弱; 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活
有机氮丰富有利于长菌,因此谷氨酸发酵前期要 求一定量的有机氮,通常在基础培养基中加入适 量的有机氮,在发酵过程中流加尿素、液氨或氨 水来补充无机氮。
(3)无机盐
磷酸盐 :工业生产上可用K2HPO4·3H2O、KH2PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等磷酸盐,也可用磷酸。 过高:代谢转向合成缬氨酸。 过低:菌体生长缓慢。
发酵细菌总结报告范文(3篇)
第1篇一、引言发酵技术是利用微生物的代谢活动来生产食品、药品、化工产品等的一种生物技术。
发酵细菌作为发酵过程中的主要微生物,在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。
本文对发酵细菌的种类、发酵过程、应用及发展趋势进行总结,以期为相关领域的研究提供参考。
二、发酵细菌的种类1. 醋酸菌醋酸菌是一种革兰氏阳性菌,广泛分布于土壤、水及空气中。
醋酸菌在发酵过程中可以将乙醇、葡萄糖等有机物转化为醋酸,产生具有酸味的醋。
醋酸菌在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。
2. 酵母菌酵母菌是一种单细胞真菌,广泛分布于土壤、植物表面及空气中。
酵母菌在发酵过程中可以将葡萄糖等有机物转化为酒精、二氧化碳等,产生酒、面包、啤酒等食品。
酵母菌在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。
3. 酵母乳杆菌酵母乳杆菌是一种革兰氏阳性菌,广泛分布于土壤、植物及动物肠道中。
酵母乳杆菌在发酵过程中可以将乳糖转化为乳酸,产生具有酸味的酸奶、酸奶饮料等。
酵母乳杆菌在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。
4. 醋酸杆菌醋酸杆菌是一种革兰氏阴性菌,广泛分布于土壤、水及空气中。
醋酸杆菌在发酵过程中可以将糖类、有机酸等物质转化为醋酸,产生具有酸味的醋。
醋酸杆菌在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。
5. 担子菌担子菌是一种大型真菌,广泛分布于土壤、植物及空气中。
担子菌在发酵过程中可以将纤维素、木质素等物质转化为糖类,产生香菇、金针菇等食用菌。
担子菌在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用。
三、发酵过程1. 发酵菌的活化发酵菌的活化是指将菌种从休眠状态恢复到生长状态的过程。
活化过程中,通常采用无菌水、营养物质等对菌种进行培养,使其恢复生长活力。
2. 发酵液的制备发酵液的制备是指将活化后的发酵菌接种到含有营养物质的发酵培养基中,使其进行代谢活动的过程。
发酵液的制备过程中,需要控制发酵液的pH、温度、营养物质等条件,以保证发酵菌的正常生长。
3. 发酵过程发酵过程是指发酵菌在发酵培养基中进行代谢活动,产生所需产品的过程。
谷氨酸发酵知识完全总结
谷氨酸的性质及基本介绍147.129261.538主要用途简介:(一)食品工业:谷氨酸钠俗称味精,是重要的鲜味剂,对香味具有增强作用。
(二)日用化妆品:谷氨酸作为营养药物可用于皮肤和毛发。
N—酰基谷氨酸钠系列产品是由谷氨酸缩合而成的性能优良的阴离子表面活性剂,广泛用于化妆品、香皂、牙膏、香波、泡沫浴液、洗洁净等产品中。
焦谷氨酸钠(味精脱水生成的产物)具有极强的吸湿性,能保持皮肤湿润,防止干燥,并增强皮肤和毛发的柔软和弹力。
日本己有以谷氨酸钠(或谷氨酸)为原料生产的高级人造革、化妆品和洗涤剂等产品。
(三)医药行业:谷氨酸作有较高的营养价值,医学上主要用于治疗肝性昏迷,还用于改善儿童智力发育。
(四)农业:谷氨酸与某些激素配合,可制成柑桔增甜剂;还可作为微肥的载体,在氮磷钾基本满足的条件下,作为叶面喷洒的微肥具有投入少、效益高等特点。
谷氨酸钠既是西红柿保护性杀菌剂,又是防治果树腐烂病的特效杀菌剂。
氨基酸铜是目前生产上良好的杀菌剂,有机铜比无机铜的应用效果好。
特殊说明:(一)谷氨酸晶体为白色结晶或结晶性粉末,味微酸。
(二)吸湿性温度50℃,其临界湿度在90%以上。
谷氨酸生产水平与市场分析生产水平:谷氨酸棒状杆菌-生物素敏感型高产菌株:采用生物素亚适量工艺,发酵32h,产酸达140g/L以上,糖酸转化率达62%以上,国内同类研究的领先水平。
谷氨酸棒状杆菌-谷氨酸温度敏感型突变株:在最佳发酵条件下,发酵24h,产酸达到160g/L,糖酸转化率达72%,国际同类研究的先进水平。
市场分析:我国味精工业的产量稳居世界第一位,2007年全国味精产量达190万吨。
味精工厂的味精平均销售价格为7,800元/吨,成本为7,000元/吨。
按照上述产量计算,我国味精工业中纯味精的总产值约150亿元,加上相当于上述总值30%的副产品(主要是饲料蛋白、化肥、液态肥料)的产出,我国味精工业年生产总值约为200亿元人民币。
从市场需求来看,2007年国内谷氨酸年产量约190万吨,国内人均消费味精仅1kg,与日本、香港、台湾、东南亚等国家及地区的味精消费水平(1.5kg)相比,还是较低的。
谷氨酸发酵——精选推荐
谷氨酸发酵工艺和发展运用摘要生产味精谷氨酸之类氨基酸的发酵,区别于传统的酿酒和抗菌素发游,是一种改变微生物代谢的代谢控制发酵。
本文则就谷氨酸发酵生产过程、谷氨酸发酵机制,说明谷氨酸发酵的发展。
关键词:谷氨酸;发酵;工艺;研究;发展前言谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵。
谷氨酸的大量积累不是由于生物合成途径的特异,而是菌体代谢调节控制和细胞膜通透性的特异调节以及发酵条件的适合【1】。
谷氨酸产生菌主要是棒状类细菌,这类细菌中含质粒较少,而且大多数是隐蔽性质粒,难以直接作为克隆载体,而且此类菌的遗传背景、质粒稳定尚不清楚,在此类细菌这种构建合适的载体困难较多。
需要对它们进行改建将棒状类细菌质粒与已知的质粒进行重组,构建成杂合质粒。
受体菌选用短杆菌属和棒杆菌属的野生菌或变异株,特别是选用谷氨酸缺陷型变异株为受体,便于从转化后的杂交克隆中筛选产谷氨酸的个体,用谷氨酸产量高的野生菌或变异菌作为受体效果更好。
供体菌株选择短杆菌及棒杆菌属的野生菌或变异株,只要具有产谷氨酸能力都可选用, 但选择谷氨酸产量高的菌株作为供体效果最好。
这样就可以较容易地在棒状类细菌中开展各项分子生物学研究。
有了合适的载体及其转化系统后,就可通过DNA体外重组技术【2】进行谷氨酸产生菌的改造。
这对以后谷氨酸发酵的低成本、大规模、高质量有较大的发展空间。
【3】1.谷氨酸发酵的工艺流程菌种的选育,培养基配制,斜面培养,一级种子培养,二级种子培养,发酵(发酵过程参数控制通风量、pH、温度、泡沫),发酵液。
1.1 菌种棒状杆菌属谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum):生物素缺陷型、温度敏感型;北京棒杆菌、钝齿棒杆菌;短杆菌属:黄色短杆菌、天津短杆菌。
1.2培养基1.2.1.保藏斜面培养基:牛肉膏l%,蛋白胨l%,氯化钠0.5%,琼脂2%,pH7.0。
1.2..2活化斜面培养基:葡萄糖0.1%,牛肉膏l%,蛋白胨l%,氯化钠0.5%,琼脂2%,pH7.0。
第三章谷氨酸生产菌的特征、育种及扩大培养
第七节、菌种保藏技术 保藏原理:挑选优良品种,抑制微生物的代 谢活性,创造休眠环境。 保藏要求:保持菌种优良特性,经济方便。
保藏后使用前需再次检测和确定保藏菌种的 形态学和生化特征(如代谢产物的产生、酶 活力、遗传特征及生化指标)。
保藏方法
(1) 低温冷冻保藏; (2) 转接培养或斜面传代保藏; (3) 矿物油保藏; (4) 土壤或陶瓷珠等载体干燥保藏。
(2)传代保藏
斜面培养基,平行传代,普通冰箱,三个 月以下保存,供试验用。
(3)矿物油保藏
将琼脂斜面培养物直立浸入矿物油中于4~6℃下 保藏,简便有效,可用于丝状真菌、酵母、细菌 和放线菌的保藏。特别用于难以冷冻干燥的丝状 真菌和难以在固体培养基上形成孢子的担子菌。 保存时间1~2年。
(4)载体保藏 麦壳,砂土灭菌后可用作载体,培养好的微生物细 胞或孢子用无菌水制成悬浮液,注入灭菌的沙土管 中混合均匀,或直接将成熟孢子刮下接种于灭菌 的沙土管中,使微生物细胞或孢子吸附在沙土载 体上,将管中水分抽干后熔封管口或置干燥器中 于4~6℃或室温进行保存的一种菌种保藏方法。 多用于产抗生素菌种。 •保藏时间2~10年。
4.节杆菌属(Arthrobacterium)
二、现有谷氨酸生产菌的主要特征
细胞形态短杆形、棒形; 革兰氏阳性菌,无鞭毛,无芽孢,不能运动; 需氧型微生物; 生物素缺陷型; 脲酶强阳性; 不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶 等;
发酵中菌体发生明显形态变化,同时细胞膜 渗透性改变; 二氧化碳固定反应酶系强; 异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱,乙醛酸循 环弱; α-酮戊二酸氧化能力微弱; 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、 谷氨酸脱氢酶活性强; 具有向环境泄露谷氨酸的能力; 不分解利用谷氨酸,并能耐高谷氨酸,产谷 氨酸8%以上;
微生物工艺学论文《谷氨酸发酵总结》
鲁东大学生命科学学院2011-20 12学年第2学期《微生物工程》课程论文课程号:任课教师成绩正文谷氨酸发酵技术总结中文摘要:本文通过对谷氨酸发酵过程中的基本概述、菌种选育、代谢控制、培养基优化、发酵过程控制及对现在工艺的改良等方面,对谷氨酸发酵技术的各个环节进行一次综合性的论述,进行一次初步的总结。
关键词:温度敏感株代粮发酵培养基优化染菌的防治糖的流加1.基本概述:谷氨酸在食品工业、日用化妆品行业、医药卫生行业及农业上都有重要的应用。
我国的味精产量居世界第一位,但人均消费水平较低,与港澳台及东南亚等地区存在着非常大的差距,所以我国的谷氨酸发酵产业有巨大的潜在市场。
谷氨酸的主要生产菌种有:(1)棒杆菌属:谷氨酸棒杆菌:生长素缺陷型、温度敏感型;北京棒杆菌;钝齿棒杆菌。
(2)短杆菌属:黄色短杆菌;天津短杆菌。
[1] 培养基的主要成分:碳源为豆饼,玉米浆;氮源除豆饼,玉米浆外还有尿素;生长因子为生物素。
谷氨酸的提取方法有:等电点结晶法,特殊沉淀法,离子交换法,溶剂萃取法,液膜萃取法等。
2.菌种选育:选育能够在工业生产中高产的菌种必须具备在高糖、高酸的培养基中能正常生长、代谢的能力,即在高渗透压的培养基中菌体的生长和谷氨酸的合成不受影响或影响很小(1)可通过诱变选育L-谷氨酸的结构类似物抗性突变株和营养缺陷型的回复突变株,以解除自身的反馈抑制和反馈阻遏,增大L-谷氨酸积累量。
(2)增加L-谷氨酸的前体物的合成量,可通过如选育抗氟乙酸、氟化钠、氮丝氨酸、氟柠檬酸等突变株,以及强化CO2固定反应突变株使谷氨酸大量积累。
(3)选育强化能量代谢的突变株。
谷氨酸高产菌的 2 个显著特点是:α-酮戊二酸继续向下氧化的能力缺陷和乙醛酸循环弱,使能量代谢受阻;TCA循环前一阶段的代谢减慢。
强化能量代谢,可补救上述两点不足,使TCA循环前一段代谢加强,谷氨酸合成的速度加快。
(4)通过选育不能以L-谷氨酸为唯一碳源生长的突变株,由于该突变株切断或减弱L-谷氨酸向下一步的代谢途径,从而L-谷氨酸能得到持续的积累。
谷氨酸发酵实验报告
一、实验目的1. 了解谷氨酸发酵的基本原理和过程。
2. 掌握谷氨酸发酵实验的操作方法。
3. 通过实验验证谷氨酸发酵过程中还原糖的消耗和谷氨酸的生成情况。
4. 分析发酵条件对谷氨酸发酵的影响。
二、实验原理谷氨酸发酵是一种典型的微生物发酵过程,主要利用谷氨酸棒杆菌在适宜的培养基和条件下,将糖类物质转化为谷氨酸。
发酵过程中,还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量发酵是否正常的重要指标。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:- 谷氨酸棒杆菌菌种- 葡萄糖- 酵母提取物- 牛肉膏- 磷酸氢二钠- 氯化钠- 琼脂- pH试纸- 还原糖检测试剂盒- 谷氨酸检测试剂盒- 恒温摇床- 恒温水浴锅- 721分光光度计2. 实验仪器:- 烧杯- 玻璃棒- 移液管- 试管- 离心机- 电子天平四、实验步骤1. 培养基制备:- 称取酵母提取物10g、牛肉膏5g、葡萄糖20g、磷酸氢二钠2g、氯化钠1g,加入100mL蒸馏水溶解,定容至1000mL。
- 将培养基分装至锥形瓶中,121℃高压灭菌15分钟。
2. 菌种活化:- 将谷氨酸棒杆菌菌种接种于装有适量培养基的锥形瓶中,37℃恒温培养24小时。
3. 发酵实验:- 将活化后的菌液以1%的接种量接种于装有100mL培养基的锥形瓶中,置于恒温摇床中,37℃、150r/min振荡培养。
- 每隔2小时取样,测定还原糖和谷氨酸的含量。
4. 数据处理:- 根据还原糖和谷氨酸的测定结果,绘制糖耗曲线和谷氨酸生成曲线。
- 分析发酵条件对谷氨酸发酵的影响。
五、实验结果与分析1. 糖耗曲线:实验过程中,还原糖含量随时间逐渐降低,说明谷氨酸棒杆菌在发酵过程中不断消耗葡萄糖。
2. 谷氨酸生成曲线:实验过程中,谷氨酸含量随时间逐渐增加,说明谷氨酸棒杆菌在发酵过程中不断合成谷氨酸。
3. 发酵条件对谷氨酸发酵的影响:- 温度:37℃时,谷氨酸发酵效果较好。
- pH值:pH值在6.5-7.0时,谷氨酸发酵效果较好。
谷氨酸发酵中的几个关键问题
• 伍德-沃克曼反应Wood-Werkman reaction(丙 酮酸,草酰乙酸,异养,原生动物) 二氧化碳被固定于丙酮酸生成草酰乙酸的反应。
• 两个碳原子以CO2的形式离开循环。循环最后草 酰乙酸会再次生成,再次从乙酰辅酶A中得到两 个碳原子。就是说,一分子六碳化合物(柠檬酸) 经过多部反应分解成一分子四碳化合物(草酰乙 酸)。草酰乙酸会在接下来的反应中遵循同样的 途径获得两个碳原子,再次成为柠檬酸。
2、发酵温度适中产谷氨酸;温度过高容易积累乳酸。 3、发酵培养基中生物素亚适量,积累谷氨酸;生物素不足,菌体生长
不良;如过量则积累琥珀酸或乳酸;同时菌体大量繁殖。 4、磷酸盐适量产谷氨酸,过量则积累缬氨酸。
5、NH4+ 适量产谷氨酸,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ量产谷氨酰胺,如不足则积累 一酮戊二酸。
6、PH中性和微碱性产谷氨酸;酸性则积累N一乙酰谷氨酰胺和谷氨酰胺。
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五、以葡萄糖为原料,生物合成谷氨酸,在菌体生长期采用何循环提供 生长所需物质?在谷氨酸生成期,采用何循环积累谷氨酸?
1. 谷氨酸生产菌株为缺陷型,生产过程分为菌体生长期和 谷氨酸积累期。
2. 此代谢途径至少有16步酶促反应。
3. 在谷氨酸发酵的菌体生长期,由于三羧酸循环中的缺陷 (丧失-酮戊二酸脱氢酶氧化能力或氧化能力微弱),谷氨 酸产生菌采用乙醛酸循环途径进行代谢,提供四碳二羧酸及 菌体合成所需的中间产物等。
3、随着异常形态逐渐增多,产酸速度加快。到发酵16h~ 20h,生物素基本耗完,完成了谷氨酸非积累型细胞向 谷氨酸积累型细胞的转变,除去了渗透的障碍物,OD 值稳定,产谷氨酸量直线上升,直至发酵结束。
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三、谷氨酸发酵条件控制不当。代谢产物会有什么变化?
微生物工程谷氨酸发酵实验报告
谷氨酸发酵实验报告前言:谷氨酸发酵试验是一个基础性的实验,但涉及的内容比较广泛,对学生意义很大。
该实验是第一次做,我们做是有了钱一组的少许经验,担仍有很多不足。
该实验报告将对其中的错误进行分析,同时分析实验结果,对实验提出意见和建议。
关键字:谷氨酸1、实验内容该实验是系列实验,包括以下七个小实验:实验一谷氨酸菌种的制备及扩大培养实验二发酵罐结构以及空消实验三发酵培养基制备及实消实验四谷氨酸发酵过程控制实验五谷氨酸发酵过程中还原糖的测定实验六发酵过程中谷氨酸含量的测定实验七谷氨酸的等电回收及结晶实验具体内容在课件中很详细,再次不详加说明。
2、试验中的误差及错误2.1设备引起的误差及错误微生物实验需要很好的设备,否则很难将实验做好,仪器将直接决定实验是否成功。
能否有产物生成,是否被污染等。
2.1.1仪器的气密性所用仪器的气密性还可以,保证在空消和实消时能够消毒彻底,保证实验过程中的调控。
2.1.2 PH计所用的仪器PH计不准不能实时测定和调节PH值。
只能在取液时做测定,不能做到及时调节。
对结果及军中的生长有影响。
2.1.3 搅拌机由于在实验中误将玻璃棒掉进了发酵罐中,使得不能用搅拌进行混匀,只能用气体混匀,所以过程中有很多气泡。
2.2 操作引起的误差2.2.1 配比时加水过多,在一定量的情况下由于实消时产生的水过多是体积过大,浓度过低。
对效果产生影响。
2.2.2实时监控对于发酵试验,一定要保证实验过程中的状态,PH、温度、压力、气泡的量等在一定的范围内。
3、实验数据及处理3.1还原糖还原糖的标准曲线制作:glc的含量mg 0 0.08 0.16 0.24 0.32 0.4OD值0 0.059 0.185 0.309 0.436 0.5543.2谷氨酸实验过程中Glu含量的测定值如下(忽高忽低):4、实验结果分析5.1 对于葡萄糖标注曲线很准确,实时测定虽然有一定的波动,但是总体的趋势是正确的。
5.2对于谷氨酸的标准曲线,我深有体会,做了十几遍,但是仍有不足,还需要继续改正。
发酵菌种工作总结
发酵菌种工作总结
发酵菌种工作是生物工程领域中至关重要的一环,它涉及到微生物的培养、筛
选和改良,是许多生物制药和生物能源生产过程中不可或缺的一部分。
在过去的一段时间里,我们团队在发酵菌种工作方面取得了一些重要的进展和经验,现在我将对这些工作进行总结,以期能够为未来的研究和生产提供一些借鉴和启示。
首先,我们在菌种的筛选和改良方面做了大量的工作。
通过对大量的微生物菌
种进行筛选和评估,我们成功地获得了一些具有优良发酵性能的菌株,并通过基因工程技术对其进行了改良,使其在特定的发酵条件下能够产生更高的产物或者具有更好的抗性。
这为我们后续的生产工作奠定了坚实的基础。
其次,我们在菌种的培养和发酵过程中也进行了一些创新性的工作。
我们针对
不同的菌种和不同的产物,设计了相应的培养基和发酵工艺,以最大限度地提高产物的产量和纯度。
我们还通过对发酵过程中各种参数的精细调控,使得菌种的生长和产物的合成能够达到最佳状态,从而提高了生产效率和产品质量。
最后,我们还在菌种工作的过程中注重了对环境和资源的保护。
我们采用了一
些生物降解和再生利用的技术,将发酵过程中产生的废弃物和废水进行处理和利用,以减少对环境的污染。
我们还积极探索了一些可再生资源的利用途径,以减少对有限资源的消耗。
总的来说,我们在发酵菌种工作方面取得了一些令人鼓舞的成绩,但同时也面
临着一些挑战和困难。
我们将继续努力,不断创新,为生物工程领域的发展贡献自己的一份力量。
希望我们的总结和经验能够对相关领域的研究和生产工作有所帮助。
谷氨酸发酵
乳酸菌。
5.麦汁预冷却和冷却
预冷却:分离煮沸过程中产生的热凝固物。
回旋沉淀槽是最常用的预冷却方法。
冷却:通过麦汁冷却器,迅速冷却至发酵所
需的温度,同时析出冷凝固物(指温度在70℃以 上为溶解状态,但降至70℃以下开始析出的物质 )的过程。
五、啤酒发酵工艺
。
接种 试管倾斜放置等斜面凝固 超净台 开启三十分钟后,通风5分钟后方可进行操作。 从冷冻的菌体中用接种针挑取一定的菌种 ,Z 字型接种到试管斜面
上。
一、谷氨酸菌种的制备
培养 将试管放入28度 恒温培养箱中培养,每天注意观察记录。
扩大培养 斜面生长大约三天左右。菌种开始长出,然后接种到250ml锥 形瓶液体培养基中 ,28℃ 150转 摇床培养。
麦芽粉 ,比例为4g麦芽粉对应10ml麦芽汁,保证麦芽汁浓 度在8~12。。将麦芽粉和水混匀, 在电炉上加热至 70℃保 持半小时左右。静置取上清液, 加入2%琼脂粉,加热煮 沸,搅拌均匀。 灭菌
• 将培养基液分装入 若干个试管中,注意不能超过试管体积 的三分之一,然后用绵花塞住。放入高压灭菌锅 121℃、 20分钟灭菌处理。
2. 糖化制成麦汁
糖化:利用麦芽所含的各种水解酶,在适宜的条
件下,将麦芽中不溶性高分子物质(淀粉、蛋白质 、半纤维及其中间分解产物),逐步分解成低分子 可溶性物质的过程。
过程包括:淀粉分解、蛋白质分解、B-葡聚糖分
解、酸的形成和多酚物质的变化。
3.麦汁过滤
目的:糖化结束后,应在最短的时间内,将
糖化醪液中的原料溶出物和非溶性的麦槽分离, 以得到澄清的麦汁和良好的浸出物收得率。
啤酒中所含的成分很多,除水外,还有其它近 600种成分,其中主要有: 1、酒精 2、浸出物 3、二氧化碳 4、挥发性成分
谷氨酸发酵实验报告
谷氨酸发酵实验报告谷氨酸发酵实验报告篇一:实验二离子交换法提取谷氨酸实验二离子交换法提取谷氨酸一、实验目的掌握离子交换装置的结构和使用方法。
掌握离子交换法提取谷氨酸的工艺流程。
掌握等电点沉淀法提取谷氨酸。
了解认识离子交换树脂的处理和再生。
二、实验原理谷氨酸是两性电解质,是一种酸性氨基酸,等电点为,当pH>时,羧基离解而带负电荷,能被阴离子交换树脂交换吸附;当pH<时,氨基离解带正电荷,能被阳离子交换树脂交换吸附。
也就是说,谷氨酸可被阴离子交换树脂吸附也可以被阳离子交换树脂吸附。
由于谷氨酸是酸性氨基酸,被阴离子交换树脂的吸附能力强而被阳离子交换树脂的吸附能力弱,因此可选用弱碱性阴离子交换树脂或强酸性阳离子交换树脂来吸附氨基酸。
但是由于弱碱性阴离子交换树脂的机械强度和稳定性都比强酸性阳离子交换树脂差,价格又较贵,因此就都选强酸性阳离子交换树脂而不选用弱碱性阴离子交换树脂。
目前各味精厂均采用732#强酸性阳离子交换树脂,本实验就是采用732#树脂。
谷氨酸溶液中既含有谷氨酸也含有其他如蛋白质、残糖、色素等妨碍谷氨酸结晶的杂质存在,通过控制合适的交换条件,在根据树脂对谷氨酸以及对杂质吸附能力的差异,选择合适的洗脱剂和控制合适的洗脱条件,使谷氨酸和其他杂质分离,以达到浓缩提纯谷氨酸的目的。
三、实验装置1、离子交换装置本实验采用动态法固定床的单床式离子交换装置。
离子交换柱是有机玻璃柱,柱底用玻璃珠及玻璃碎片装填,以防树脂漏出。
2、树脂本实验用苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂,编号为732#,其性能如下表:732#树脂的主要性能常数3、树脂的处理对市售干树脂,先经水充分溶胀后,经浮选得到颗粒大小合适的树脂,然后加3倍量的2mol/L HCL溶液,在水浴中不断搅拌加热到80℃,30min后自水溶液中取出,倾去酸液,用蒸馏水洗至中性,然后用2mol/L NaOH溶液,同上洗树脂30min后,用蒸馏水洗至中性,这样用酸碱反复轮洗,直到溶液无黄色为止。
3谷氨酸发酵菌
感染噬菌体后:
感染时期 细胞形态 生产表现 菌体细胞明显减少,细胞不规则, 排气口二氧化碳迅速下 发圆,发胖,缺乏V字形排列, 降,相继出现OD值 细胞碎片,严重时出现拉丝、 下跌、pH上升或不 拉网,互相堆在一起,几乎找 上升、耗糖缓慢 不到完整的菌体细胞。 OD值下降,泡沫多,粘 度大、耗糖缓慢等, 补加适量营养物可 适当挽救。
G+。不运动。无芽孢。
天津短杆菌(T613)的形态和生理特征
(2) 培养特征 ★ 普通肉汁琼脂斜面:中间划直线培养,中度生长,菌胎线状、隆起, 浅黄色,表面湿润、有光泽,不透明,不产生水溶性色素。 ★ 普通肉汁琼脂平板:菌落圆形,浅黄色, 表面湿润、光滑,隆起, 边缘整齐,较薄,半透明,无黏性,不产生水溶性色素。 ★ 普通肉汁液体培养:浑浊,没有菌盖,表面沿管壁有一圈菌膜,底 部有棉絮状和粒状沉渣。 ★ 普通肉汁琼脂穿刺:表面发育良好,沿穿刺线生长较弱,且不向四 周扩散。
★ 不水解淀粉。
★ 不分解纤维素。 ★ 脲酶试验:强阳性反应。
★
★
产酸物质的测定:G、果糖、甘露糖、蔗糖、麦芽糖、水杨苷、七叶灵
生长因素试验:生物素是必需生长因子。硫胺素是促生长作用。
北京棒杆菌(7338)与钝齿棒杆菌(B9)的比较
菌种 7338 细 胞 细 胞 等电点 大小 形态 小 变 化 pH3.0-4.2 接近谷 不大 氨酸结晶等电点 大 伸 长 不在该 pH 范围 膨大
Corynebacterium:放线菌目中一属革兰染色阳性、 不运动、非抗酸性、无芽孢的杆菌。菌体直形、 弯形或多形,常呈棒状。一般不运动。好氧或兼 性厌氧,化能有机营养型。进行氧化性或发酵性 代谢。过氧化氢酶阳性。G+Cmo1%值为51~59。
谷氨酸发酵,菌体生长最适温度
谷氨酸发酵,菌体生长最适温度
在发酵过程中,氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下:①氧。
谷氨酸产生菌是好氧菌,通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率,而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。
尤其是在发酵后期,加大通气量有利于谷氨酸的合成。
②温度。
菌种生长的最适温度为30~32℃。
当菌体生长到稳定期,适当提高温度有利于产酸,因此,在发酵后期,可将温度提高到34~37℃。
③pH。
谷氨酸产生菌发酵的最适pH在7.0~8.0。
但在发酵过程中,随着营养物质的利用,代谢产物的积累,培养液的pH会不断变化。
如随着氮源的利用,放出氨,pH会上升;当糖被利用生成有机酸时,pH会下降。
④磷酸盐。
它是谷氨酸发酵过程中必需的,但浓度不能过高,否则会转向缬氨酸发酵。
发酵结束后,常用离子交换树脂法等进行提取。
三 谷氨酸生产菌及扩大培养
第三节 谷氨酸生产菌的育种
8,选育解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶反馈调节的突变株
第三节 谷氨酸生产菌的育种
9,选育强化能量代谢的突变株
第三节 谷氨酸生产菌的育种
10,选育减弱HMP途径后段酶活性的突变株
第四节 利用生物工程新技术选育谷氨酸生 产菌
第四节 利用生物工程新技术选育谷氨酸生 产菌
三,应用转导法选育谷氨酸生产菌
所谓转导,是指通过温和型噬菌体为媒介,将供体细脑中的 DNA片段携带到受体细胞中,从而使受体细胞获得了供体细胞 部分遗传性状的现象。转导作用需要三个组成部分,即供体菌, 转导噬菌体,受体菌。由于绝大多数细菌(包括谷氨酸生产菌在 内)都有噬菌体,所以转导远较转化作用普遍。又因为转导DN A位于噬菌体蛋白质外壳内,所以不会像转化DNA那样容易被 外界的DNA分解酶所破坏,因此比较稳定。转导同转化一样, 也是微生物育种的有效方法。
在谷氨酸生产中依其代谢途径把不必要的代谢途径经诱变阻断了a一酮戊二酸到琥珀酰coa和乙醛酸两条代谢途径切断后同时诱变出细胞渗漏型甘油缺陷以便让谷氨酸有效外漏解除因代谢途径改变后细胞内代谢产物谷氨酸过度积累而产生的反馈抑制谷氨酸产量有一定提高经诱变筛选得到的营养缺陷型突变株和对糖的转化率提高1234511菌株和质粒4612培养基和培养条件4712培养基和培养条件4813dna的提取与纯化14pcr克隆pfka基因15重组质粒ku一1的构建及重组菌的筛选和鉴定16重组质粒的稳定性17磷酸果糖激酶活性测定18糖转化率和谷氨酸生成比较49结果
第五节 菌种的扩大培养和种子的质量要求
二,影响种子质量的因素
1.培养基构成:种子培养基要求合有丰富的氮源,足够的生物素,少量 的碳源,以利于菌体生长。如果糖分过多,菌体代谢活动旺盛,产生 有机酸,使PH降低菌种容易衰老。 2.温度;幼龄菌对温度变化敏感,应避免温度过高和波动大。 3.PH值:零小时时PH不宜过高,培养结束PH不宜过低,PH上升后有 所下降时,培养时间已接近结束。 4.溶解氧:长菌阶段对氧要求比发酵时低,溶氧水平过高,抑制长菌。 5.接种量:种量过少,菌体增长缓慢,适应期长,培养时间长,影响种 子活力。但种量过大,在拼瓶操作中易引起污染。一般种且以1%左右 为宜。 6.培养时间:培养时间不宜太长,以7—8h为好,掌握对数生长期作为 种子接入发酵罐。
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北京棒杆菌(AS1299)的形态和生理特征
(2) 培养特征
★ 普通肉汁琼脂斜面:中间划直线培养,中度生长,菌胎线状,24h 白色,48h淡黄色,颜色逐渐加深,表面光滑、湿润、有光泽,无黏 性,无水溶性色素。
★ 普通肉汁琼脂平板:菌落圆形, 24h白色,48h淡黄色,中央隆起, 表面湿润、光滑,有光泽,边缘整齐且呈半透明状,无黏性,不产生 水溶性色素。
北京棒杆菌(AS1299)的形态和生理特征 (3) 生理特征 ★ 对氧的要求:好氧及兼性厌氧。 ★ 与温度的关系:菌株26~37 ℃ 培养生长良好,不耐高温,41 ℃ 生 长较弱。 ★ pH的影响: Ph5~10均能生长,最适 pH6~7.5。 ★ 还原硝酸盐:反映强烈。 ★ 石蕊牛奶培养:7d后微产碱。 ★ 不水解淀粉。 ★ 不分解纤维素。 ★ 脲酶试验:强阳性反应。 ★ 产酸物质的测定:G、果糖、甘露糖、蔗糖、麦芽糖 ★ 生长因素试验:生物素是必需生长因素。硫胺素明显促生长。
北京棒杆菌(7338)与钝齿棒杆菌(B9)的比较
菌种 细 胞 细 胞 等电点
菌 落 生物素 生长因 发 酵 噬 菌 体
大小 形态
颜色 用量 子 周期 类型
7338 小 变 化 pH3.0-4.2 接近谷 乳 白 4-5ug/L 生物素 长 感 染 噬
不大 氨酸结晶等电点 色
和硫胺
菌体 的
素
类型 不
★ 普通肉汁液体培养:稍浑浊,有时表面沿管壁呈薄环状,摇动培养 管,底部有粒状沉渣。
★ 普通肉汁琼脂穿刺:表面发育良好,沿穿刺线生长弱,且不向四周 扩散。
★ 明胶平板及明胶穿刺:菌落形状不规则,扁平,边缘不整齐,淡黄 色。穿刺培养时,沿穿刺线生长不明显,表面发育良好。不液化明胶。
★ 马铃薯块:培养三周仍不生长。
钝齿棒杆菌B9和天津短杆菌TG-866是我国味精行业生产上的重要菌种。 二者融合子F263.
S9114 华南理工大学 FD415 上海复旦大学 TG961 天津科技大学
作业:列 表 比 较
菌种
形态 培养 生理 生产 特征 特征 特性 特性 其他
北京棒杆菌
钝齿棒杆菌
天津短杆菌
文献导航
/search .aspx?q=Corynebacterium%20crenatu m
日常菌种工作
定期分纯 小剂量诱变刺激 高产菌制做安瓿管
育种方法
1 自然选育与诱变育种
自然选育 诱变育种 变异幅度大于自然选育。 2 代谢控制育种
选育细胞膜渗透性好的突变株
抗VP类衍生物 选育对溶菌酶敏感突变株 选育二氨基庚二酸缺陷突变株 选育温度敏感突变株
n-石蜡
磷脂质
培养过程中,球菌 杆菌,杆菌 球菌。G+ G- , G- G+
Corynebacterium:放线菌目中一属革兰染色阳性、 不运动、非抗酸性、无芽孢的杆菌。菌体直形、 弯形或多形,常呈棒状。一般不运动。好氧或兼 性厌氧,化能有机营养型。进行氧化性或发酵性 代谢。过氧化氢酶阳性。G+Cmo1%值为51~59。
不在该 pH 范围
菌落 颜色
淡白 色
草黄 色
生 物素 用量
较 B9 低 20-50%
5-8ug/L
糖酸 转化 率 高
低
发酵温度
前
期
32-34℃
中后期
36-38℃
前
期
30-32℃ 中后期
34-35℃
噬菌 体类 型 交叉 感染
T613感染噬菌体时,不能换用 B9,调换7338.
目前味精行业采用的主要菌株
Microbacterium 节杆菌属 球形节杆菌 Arthrobacter globiformis
Arthrobacter
短杆菌科(Brevibacteriaceae)
短杆菌属 Brevibacterium
乳糖发酵短杆菌 B. lactofermentum 叉开短杆菌 B. divaricatum 黄色短杆菌 B. flvum 硫殖短杆菌 B. thiogenitalis 产氨短杆菌 B. ammoniagenes
★ 普通肉汁琼脂平板:菌落圆形,浅黄色, 表面湿润、光滑,隆起, 边缘整齐,较薄,半透明,无黏性,不产生水溶性色素。
★ 普通肉汁液体培养:浑浊,没有菌盖,表面沿管壁有一圈菌膜,底 部有棉絮状和粒状沉渣。
★ 普通肉汁琼脂穿刺:表面发育良好,沿穿刺线生长较弱,且不向四 周扩散。
★ 明胶穿刺培养:表面发育良好,沿穿刺线生长不明显,不液化明胶。
★ 马铃薯块:培养15d仍不生长。
天津短杆菌(T613)的形态和生理特征 (3) 生理特征 ★ 对氧的要求:好氧及兼性厌氧。 ★ 与温度的关系:菌株26~37 ℃ 培养生长良好,75 ℃ 处理10min不再生长。 ★ pH的影响: pH6~10生长良好, pH5生长微弱, pH4和pH11已不能生长。 ★ 还原硝酸盐:反映强烈。 ★ 不水解淀粉。 ★ 不分解纤维素。 ★ 脲酶试验:强阳性反应。 ★ 产酸物质的测定:G、果糖、甘露糖、蔗糖、麦芽糖、水杨苷、七叶灵 ★ 生长因素试验:生物素是必需生长因子。硫胺素是促生长作用。
钝齿棒杆菌(AS1542)的形态和生理特征 (3) 生理特征 ★ 对氧的要求:兼性厌氧。 ★ 与温度的关系:菌株20~37 ℃ 培养生长良好,不耐高温,42 ℃ 不生长。 ★ pH的影响: pH6~9生长良好, pH10生长微弱, pH4~5已不能生长。 ★ 还原硝酸盐:反映强烈。 ★ 石蕊牛奶培养:7d后微产碱。 ★ 水解淀粉。 ★ 不分解纤维素。 ★ 脲酶试验:强阳性反应。 ★ 产酸物质的测定: G、果糖、甘露糖、蔗糖、麦芽糖、水杨苷、七叶灵 ★ 生长因素试验:生物素是必需生长因子。
2 钝齿棒杆菌(AS1542)的形态和生理特征
(1) 形态特征 短杆至棒状,有时微弯曲,两端钝圆,不分枝。 单个、成对及“V”字形排列。 折断分裂。 G+。胞内有横隔。不运动。无芽孢。
钝齿棒杆菌(AS1542)的形态和生理特征
(2) 培养特征 ★ 普通肉汁琼脂斜面:中间划直线培养,中度生长,菌胎线状,近草 黄色,表面湿润、无光泽,无黏性,不产生水溶性色素。 ★ 普通肉汁琼脂平板:菌落圆形,近草黄色, 表面湿润、光滑,无 光泽,边缘顿齿状,较薄,半透明,无黏性,不产生水溶性色素。 ★ 普通肉汁液体培养:稍浑浊,表面有薄菌膜,底部有较多沉渣。 ★ 普通肉汁琼脂穿刺:表面及沿穿刺线生长,且不向四周扩散。 ★ 明胶穿刺培养:表面及沿穿刺线生长。不液化明胶。 ★ (T613)及其突变株 钝齿棒杆菌(AS1.542)用其突变株 北京棒杆菌(AS1.299)及其突变株
1 北京棒杆菌(AS1299)的形态和生理特征
(1) 形态特征
短杆至小棒状,有时微弯曲,两端钝圆,不分枝,呈多 种形态。
单个、成对及“V”字形排列。 G+。胞内有横隔。不运动。无芽孢。
§2 谷氨酸生产菌在发酵过程中的形态变化
细胞壁 细胞形态
+
生物素 细胞壁
过程变化
斜面
小,革兰氏染色浅
种子
大而粗壮,革兰氏染色深
第一个10小时 大而粗壮,革兰氏染色深
第二个10小时
细胞形态急剧变化,伸长、膨大。非积累型积 累型。
伸长,膨大,不规则状,缺乏“V”字形排列,有 16或20小时后 的呈弯曲形,边缘颜色浅,稍模糊,有的边缘褶
氨基酸发酵工艺学
3 谷氨酸生产菌的特征、育 种及扩大培养
关键词提示
菌落形态、菌体形态 重要生理特征 育种策略 谷氨酸生产菌种制备
第一节 谷氨酸生产菌
棒状杆菌科(Corynebacteriaceae)
棒杆菌属 Corynebacterium
小杆菌属
北京棒杆菌 C. pekinense 钝齿棒杆菌 C. crenatum 谷氨酸棒杆菌 C. glutamicum 百合棒杆菌 C. lilium 美棒杆菌 C. callunae 力士棒杆菌 C. herculis 嗜氨小杆菌 Microbacterium ammoniaphilum
特征
1.1 棒状杆菌属(Corynebacterium)
直到微弯的杆菌,一端膨大呈棒状,折断分裂形成“八” 字形或栅状排列。 G+
1.2 短杆菌属(Brevibacterium)
短的不分枝直杆菌。 G+
1.3 小杆菌属(Microbacterium)
杆状,与棒杆菌相似。 G+
1.4 节杆菌属(Arthrobacterium)
B9 大 伸 长 不在该 pH 范围 草 黄 5-8ug/L 生物素 短 同,不会
膨大
色
交叉 感
染
后提取容易, 收率较高,质
量较好
分泌色 素较多
天津短杆菌(T613)与钝齿杆菌(B9)的比较
菌种 T613 B9
细胞 大小 小
大
细胞 形态
变化 更大
伸长 膨大
等电点
pH3.0-4.2 接 近谷 氨酸结晶等电点
皱,甚至残缺不齐,菌体形态基本清楚
发酵后期
细胞较长,有模隔的多节花生状,产酸高。
感染噬菌体后:
感染时期 发酵前期
细胞形态
生产表现
菌体细胞明显减少,细胞不规则, 排气口二氧化碳迅速下
发圆,发胖,缺乏V字形排列, 降,相继出现OD值
细胞碎片,严重时出现拉丝、 拉网,互相堆在一起,几乎找
下跌、pH上升或不
磷酸甘油
油酸 生物素
C16酸 C18酸
脂肪酸 乙酰CoA
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
表活剂
乙酸 柠檬酸
油酸- G途径 石蜡途径
甘油缺陷部位
表活剂拮抗部位
酮戊二酸 L-GA
细菌谷氨酸排泄控制部位
葡萄糖
葡萄糖
L-GA