微生物工程谷氨酸发酵实验报告
谷氨酸实验报告
一、实验目的1. 了解谷氨酸棒杆菌的生长特性及其发酵条件。
2. 掌握谷氨酸发酵的基本原理和操作流程。
3. 通过实验，掌握还原糖消耗和谷氨酸生成的测定方法，分析发酵过程。
二、实验原理谷氨酸棒杆菌是一种产谷氨酸的微生物，其在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长。
谷氨酸棒杆菌将糖类转化为谷氨酸，同时消耗还原糖。
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。
三、实验材料与仪器1. 谷氨酸棒杆菌2. 葡萄糖3. 牛肉膏4. 磷酸氢二钠5. 磷酸二氢钠6. 硫酸铵7. 硫酸镁8. 硫酸铜9. 氯化钠10. 琼脂11. pH计12. 恒温摇床13. 摇瓶14. 实验记录本四、实验方法1. 制备培养基：按照配方配制谷氨酸棒杆菌培养基，高压灭菌后备用。
2. 接种：将谷氨酸棒杆菌接种于培养基中，在恒温摇床中培养至对数生长期。
3. 谷氨酸发酵：将培养好的谷氨酸棒杆菌接种于发酵培养基中，调节pH值，控制温度和通气量，进行发酵。
4. 还原糖消耗和谷氨酸生成测定：发酵过程中，每2小时取样一次，测定还原糖和谷氨酸含量。
5. 数据分析：根据还原糖消耗和谷氨酸生成数据，绘制糖耗曲线和谷氨酸生成曲线。
五、实验结果与分析1. 还原糖消耗：发酵过程中，还原糖含量逐渐降低，当还原糖降至1%以下时，表明谷氨酸发酵完成。
2. 谷氨酸生成：发酵过程中，谷氨酸含量逐渐增加，达到峰值后趋于稳定。
六、实验结论1. 谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中能快速生长，并产生大量谷氨酸。
2. 还原糖消耗和谷氨酸生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志。
3. 通过控制发酵条件，可以提高谷氨酸产量。
七、实验讨论1. 实验过程中，温度和通气量对谷氨酸发酵影响较大，应严格控制。
2. pH值对谷氨酸发酵也有一定影响，应保持适宜的pH值。
3. 实验中，谷氨酸棒杆菌的生长和发酵过程受到多种因素的影响，如营养物质、氧气、pH值等，应综合考虑。
八、实验总结通过本次谷氨酸发酵实验，我们掌握了谷氨酸发酵的基本原理和操作流程，了解了还原糖消耗和谷氨酸生成的测定方法，并分析了发酵过程。
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。
谷氨酸发酵生产实训
答:（1）主要是利用氯化钙的絮凝作用，提高淀粉酶耐热性； （2）作为淀粉酶的保护剂和激活剂。
任务二: 注:配制液体种子培养基时，调pH时先用pH试纸测量，测
出大致范围，再用pH计准确测量。
任务三:1、一级种子的培养目的:制备大量高活性的菌体
2、二级种子的培养目的:制备和发酵罐体积及培养条件相称的高活性菌
答:a.菌体可能缺氧，乳酸增多，导致pH降低
b.可能前期发酵时温度偏高，导致菌种衰老得较快或其他原因导致菌体死亡 c.可能因为糖含量过多
步骤: ①平衡——加入20ml扩展剂，密封20min;
②规划——层析滤纸下端2cm处画直线A,标记间隔2cm的4个记号，滤纸左边 缘1cm 画直线B;
③点样——毛细管取样，同一位置2~3次，每次2~3ml ,点完一点后立刻吹干；
④层析——两侧不能接触烧杯壁，扩展剂加到1cm；
⑤显色——喷雾剂烘干，待正丁醇挥发加热，氨基酸显示蓝紫色斑点；
五，课后思考及实验的分析讨论
• 1.如何判断淀粉的液化和糖化终点？ • a.液化:取少量淀粉溶液放平皿中，加几滴碘液，若
是红褐色或无色，则液化结束。 • b.糖化：取少量液化后的淀粉溶液放置平皿中，加
无水酒精无沉淀，则糖化结束。 • 2.淀粉的结构和性质？ • 含有几百个葡萄单元，经熬煮不易成糊状，冷却后
四.实验结果
• 得到一瓶300ml淀粉水解糖（水解淀粉： 15g α-淀粉酶:0.01g氯化钙：0.04g糖化酶： 0.09g）
• 水解20g淀粉，需要α-淀粉酶，氯化钙，糖 化酶的用量:
• α-淀粉酶:(20g*12u/g)/4000u/g=0.006g • 氯化钙：20g*0.2‰=0.04g • 糖化酶：（20g*300u/g）=0.006g
系列实验Ⅰ谷氨酸发酵
实验步骤：
1. 啤酒酵母扩大培养
2. 培养基的配置
3. 啤酒酵母的培养基选用麦芽汁培养 基,具体方法为：称取麦芽粉 ,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
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.
系列实验Ⅰ
液体通气发酵——谷氨酸发酵
实验目的
谷氨酸<Glutamic acid>是最先成功地利 用发酵法进行生产的氨基酸,谷氨酸发酵是 典型的代谢调控发酵,因此,了解谷氨酸发酵 机理,掌握其发酵工艺,将有助于对代谢调控 发酵的理解,有助于对其它有氧发酵,特别是 氨基酸发酵的理解和掌握.
谷氨酸发酵生理
〔2〕保压0.11MPa,105℃保持5分 钟.
〔3〕时间到后,关闭进气阀,打开冷
六、接种
缓慢降罐压至0.01MPa 火焰封口法接种
七、发酵过程的控制
〔1〕长菌期：0 ~12小时,最适温度 30~32度,控制pH不大于8.2.
〔2〕产酸期：12小时后,控制温度 34~36度,控制pH在7.1~7.2.
生产工艺流程
说明： 沥干：一般至含水量25%-30%为止；
发酵法生产谷氨酸工艺试验
发酵法生产谷氨酸工艺实验指导书一、实验目的与意义：实验设置涉及生物产品谷氨酸生产过程的基本单元操作和方法，强调锻炼基本操作能力，掌握使用摇床对谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)的工业菌株进行谷氨酸发酵产酸验证的方法；学习控制发酵培养基的组成与摇床的转速、温度、浓缩糖流加、尿素补充等试验技术与手段；掌握发酵罐的使用方法与利用发酵罐发酵生产氨基酸的方法。
掌握各种发酵实验仪器的使用方法及注意事项；熟悉用浓缩连续等电法、离子交换法等从发酵液中提取谷氨酸的基本流程。
二、主要实验内容与要求：1.培养基的配制与菌种培养学会配制斜面培养基、种子培养基和摇瓶培养基并掌握各种培养基的灭菌方法。
培养基组成：活化斜面培养基：无水葡萄糖1，蛋白胨10，牛肉膏10，酵母膏5，NaCl 2.5，琼脂条20，pH7.0-7.2 0.1MPa 20min种子培养基：葡萄糖25 玉米浆30ml 豆浓20ml K2HPO4 1.5 MgSO4 0.4 尿素2 豆浓20ml 调pH值为7.0-7.2，121℃灭15min发酵培养基：葡萄糖150 Na2HPO4 1.0 KCl 1.2 MgSO4 0.8 MnSO4 2mg FeSO4 2mg VB1 0.2mg 豆浓20ml 调pH为7.0-7.2，115℃灭15min2.种子生长曲线的绘制种子质量的优劣不仅与培养基组成有关，还与种子的生理性状有关菌种接入种子瓶后，要经过延滞期、对数生长期、静止期和衰亡期。
种龄太短的种子转发酵，往往会出现前期生长缓慢、整个发酵周期延长、产物开始形成的时间推迟等现象，甚至造成异常发酵；种龄过长则会引起菌体过早自溶，导致产物生成能力下降。
摇瓶种子培养条件pH控制在7.0左右，温度32℃，220r/min摇床上培养，每2h取样测定菌体光密度OD620nm，做出生长曲线。
根据自己制作的种子生长曲线，能够说出菌种接入种子培养基后何时进入对数生长期，何时结束对数生长转入稳定期，因此选择何时作为接种时间。
微生物工程谷氨酸发酵实验报告
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。
发酵工程应用实例 谷氨酸发酵
（2） pH值
1） pH值对谷氨酸产生菌生长的影响 2） pH值对谷氨酸积累的影响
发酵液的pH影响微生物的生长和代谢途径。 • 发酵前期如果pH偏低，则菌体生长旺盛，长菌而不产酸；如果pH偏高，则菌
体生长缓慢，发酵时间拉长。在发酵前期将pH值控制在7.5~8.0左右较为合适。 • 而在发酵中、后期将pH值控制在7.0~7.6左右对提高谷氨酸产量有利。
2.形态上共同特点（芽孢杆菌除外）:
（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）都是生物素缺陷型 （6）都是需氧型微生物
二、谷氨酸合成途径
1.谷氨酸合成的方式
（1）氨基转移作用 -酮戊二酸 + 氨基酸
谷氨酸 + -酮酸
（2）还原氨基化作用 -酮戊二酸 + NH4+ + NADPH2
其他
⑤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.
（三）发酵条件的控制
（1）发酵温度
• 谷氨酸发酵前期(0~12h):30-32℃。 • 对数生长期:菌体浓度迅速增大（12h），糖耗快，维持温度30-32℃ • 在发酵中、后期:是谷氨酸大量积累的阶段，而催化谷氨酸合成的谷
• 这个阶段主要是菌体生长，几乎不产酸，一般为12h左右。
3. 谷氨酸发酵
当菌体生长基本停滞就转入谷氨酸合成阶段，此时菌体浓度基本不变， 糖与尿素分解后产生的α－酮戊二酸和氨主要用来合成谷氨酸。这一阶 段，为了提供谷氨酸合成所必需的氨及维持谷氨酸合成最适的pH7.2～ 7.4，必须及时流加尿素，又为了促进谷氨酸的合成需加大通气量，并 将发酵温度提高到谷氨酸合成最适的温度34～37℃。
谷氨酸摇瓶发酵
谷氨酸摇瓶补料发酵班级：生物工程091班姓名：XXX学号：XXXXXXXXXXXXX指导老师：XX谷氨酸摇瓶补料发酵摘要：本实验以天津短杆菌为菌种，在不同培养基条件下研究摇瓶补料发酵生产谷氨酸。
试验中以OD值检测天津短杆菌的生长状况，以残糖量和谷氨酸生成量控制补料情况。
实验结果表明：在相同培养条件（培养温度32℃，培养箱转速240rpm）下，蛋白胨培养基最高产酸为19g/L，玉米浆70%梯度培养基的最高产酸量为12g/L，根据以上结果可以看出，蛋白胨培养基的产酸量高于梯度培养基。
关键词：谷氨酸补料发酵 OD值残糖量生物素前言：1866年德国H.ittthausen用硫酸水解小麦面粉，分离到一种酸性氨基酸，依据原料的取材将它命名为谷氨酸。
1872年Hasiwitz 和Habermaan用酪蛋白水解也制得谷氨酸。
1908年日本池田菊苗在探讨海带汁鲜味时，提取了谷氨酸，开始制造“味之素”。
1901年日本味之素公司用水解面筋法生产谷氨酸。
1936年美国从甜菜废液（斯蒂芬废液）中提取谷氨酸。
1954年多田、中山两人报告了采用微生物直接发酵谷氨酸的研究。
直到1956年日本协和发酵公司的木下祝郎分离选育出一种新的细菌——谷氨酸棒状杆菌，能同化利用100g葡萄糖，可直接发酵并积累40g以上的谷氨酸。
随后进行了工业化研究，自1957年起发酵法制取味精，正式商业化生产。
20世纪60年代后，世界各国也兴起发酵法生产味精，以甘蔗或甜菜、糖蜜、淀粉、醋酸、乙醇为原料，由于石油价格上涨和石油制品的安全性，相继改用糖蜜、淀粉原料为主的发酵法生产味精。
谷氨酸发酵机制：谷氨酸的生物合成途径主要包括：EMP途径、HMP 途径、TCA循环、乙醛酸循环、CO2固定反应。
总反应途径为：糖经过EMP途径和HMP生成丙酮酸。
一方面丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA；另一方面，经CO2固定作用生成草酰乙酸；两者合成柠檬酸进入TCA 循环，由三羧酸循环的中间产物α-酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶的催化下，还原氨基化合成谷氨酸。
谷氨酸液体发酵
谷氨酸液体发酵摘要目的学习实验室发酵罐谷氨酸液体发酵。
方法用分光光度计测定发酵过程中发酵液的还原糖和谷氨酸的浓度。
结果没能得到谷氨酸发酵的理想曲线。
结论本实验结果并不理想，但我们已经对快速检测发酵进程有了基本了解。
关键词谷氨酸液体发酵；谷氨酸棒杆菌；质量控制1.材料与方法1.1谷氨酸菌种制备及扩大培养1.1.1一级种子培养基配制培养目的在于制备大量高活性的菌体，培养基配方如下：葡萄糖2.5％；尿素0.5％；硫酸镁0.04％；磷酸氢二钾0.1％；玉米浆3%；硫酸亚铁2ppm；硫酸锰2ppm。
1000mL三角瓶中装300mL培养基，每组3瓶，0.1MPa灭菌30分钟，冷却后接种，接种量为一支斜面接一瓶。
30～32℃摇床培养12小时。
1.1.2二级种子培养基配制培养目的是制备和发酵罐体积及培养条件相称的高活性菌体。
1000ml 三角瓶装300ml培养基，每组3瓶，0.1MPa灭菌10分钟，冷却后接种，摇床培养7～8小时。
培养基配方：葡萄糖2.5％；尿素0.34％；磷酸氢二钾0.16％；糖蜜 1.16％；硫酸镁0.043％；消泡剂0.01%；pH 7.0。
1.1.3接种接种一级种子，用接种环从斜面菌种刮取少量菌种到接种瓶中。
之后用移液器移取菌种到二级种子培养瓶中。
1.1.4并种将每3瓶二级菌种无菌合并在1000mL的三角瓶里，放入冰箱待用。
1. 2发酵培养基制备按工艺要求配制发酵培养基，10升发酵罐定容6升，实际配料时，定容到预定体积的60％左右（即10升发酵罐定容4升），另40％体积为蒸汽冷凝水和种子液预留。
培养基配方：葡萄糖13％；硫酸镁0.06％；磷酸氢二钾0.1%；糖蜜0.3％；硫酸锰、FeSO4 各2ppm；氢氧化钾0.04％；玉米粉0.125％；消泡剂0.5%。
调整pH为7.0。
尿素配成40％浓度，装在1000mL瓶中，每一瓶装800mL。
分消备用。
消泡剂配成1%浓度，分消备用。
1.3发酵培养装置消毒及培养过程控制空气过滤器及空气管路的消毒发酵罐空消电极校正发酵罐实消接种发酵过程的温度控制及pH控制1.5还原糖测定1.5.1葡萄糖标准曲线制作取5支15mm×150mm试管，按设计梯度加入0.4mg/ml葡萄糖标准液和蒸馏水。
发酵过程中谷氨酸含量的测定
发酵过程中谷氨酸含量的测定发酵过程中谷氨酸含量的测定 [适用对象] 生物工程专业 [实验学时] 8学时一、实验目的了解华勃氏呼吸仪的使用方法，熟悉用华勃氏呼吸仪测定谷氨酸含量。
二、实验原理发酵液中谷氨酸含量的测定，普遍使用华勃氏呼吸仪，利用专一性较高的大肠杆菌L-谷氨酸脱羧酶，在一定温度(37?)、一定pH值(4.8,5.0)和固定容积下，使L-谷氨酸脱羧生成二氧化碳。
通过测量反应系统中气体压力的升高，可计算出反应生成的二氧化碳的体积，然后换算成试样中谷氨酸的含量。
三、仪器设备华氏呼吸仪，1毫升移液管，检压管，反应瓶。
四、相关知识点大量形成谷氨酸是生产的目的，目前均采用华勃氏呼吸仪测定法。
一般从发酵12小时开始，每隔2-4小时测定一次。
五、实验步骤(一)检压管及反应瓶的准备将标定完反应瓶常数的检压管及反应瓶磨砂口上的高真空油脂用毛边纸擦试干净，再用棉花用少量二甲苯擦一次，用自来水清洗净后再用稀洗液浸泡约3小时，用自来水洗净，蒸馏水淋洗2次，去水后低温烘干。
在检压管下端按上一干净的短橡皮管，橡皮管末端用玻璃珠塞住。
小心将检压管固定在金属板上，在橡皮管内注入检压液。
打开三通活塞，旋动螺旋压板，检压液应能上升到最高刻度处，液柱必须连续，不能有气泡，两边高度应一致。
(二)发酵液的稀释本法要求试样含谷氨酸0.05,0.15,，否则反应生成二氧化碳太多，压力升高太大以致超过检压管刻度而无法读数。
一般发酵终了发酵液含谷氨酸6,8,，故应稀释50倍:吸取发酵液2mL，注入100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀即可。
(三)加液分别吸取上述发酵稀释液1mL，pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液0.2mL和蒸馏水1.0mL，置入反应瓶主室，另吸取0.3mL 2,大肠杆菌谷氨酸脱羧酶液置于反应瓶侧室内，使总体积为2(5mL。
主侧二室瓶口均以活塞脂涂沫，旋紧瓶塞，将反应瓶用小弹簧紧固在检压管上，将检压计装在仪器的恒温水浴振荡上(四)预热将仪器的电源接通，调节水浴温度为37?，打开三通活塞，旋动螺旋压板，调节液面高度达250mm以上，开启振荡;使在37?水浴中平衡约10分钟。
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。
发酵工程实验的实验报告
一、实验目的1. 了解发酵工程的基本原理和操作方法。
2. 掌握发酵过程中菌种培养、培养基配制、发酵条件控制等基本技能。
3. 熟悉发酵过程中产物生成的监测方法。
二、实验原理发酵工程是指利用微生物的代谢活动，将生物质资源转化为人类所需产品的一门综合性工程技术。
本实验以谷氨酸棒杆菌为研究对象，通过摇瓶发酵的方式，探究其在适宜条件下对葡萄糖的转化率及谷氨酸的生成情况。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：摇床、锥形瓶（250ml）、移液管、pH计、生物传感仪、分析天平、发酵培养基、葡萄糖、酵母膏、胰蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、苯甲酸钠、EDTA钠、氯化钠等。
2. 试剂：葡萄糖、酵母膏、胰蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、苯甲酸钠、EDTA钠、氯化钠等。
四、实验步骤1. 培养基配制：按照实验要求，称取葡萄糖、酵母膏、胰蛋白胨、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、苯甲酸钠、EDTA钠、氯化钠等试剂，加入适量的去离子水，充分溶解后，调节pH至7.0，定容至1000ml。
2. 菌种活化：从菌种保藏管中取出谷氨酸棒杆菌，接种于装有适量培养基的锥形瓶中，置于摇床上，37℃恒温培养24小时。
3. 接种：将活化后的菌种以1%的接种量接种于新鲜培养基中，置于摇床上，37℃恒温培养。
4. 发酵过程监测：每隔2小时取样，测定还原糖含量、谷氨酸含量、pH值等指标。
5. 数据处理与分析：将实验数据绘制成曲线，分析发酵过程中还原糖消耗、谷氨酸生成、pH值变化等规律。
五、实验结果与分析1. 还原糖消耗曲线：在发酵过程中，还原糖含量逐渐降低，表明谷氨酸棒杆菌在消耗葡萄糖的同时，产生谷氨酸。
2. 谷氨酸生成曲线：在发酵过程中，谷氨酸含量逐渐升高，表明谷氨酸棒杆菌在适宜条件下能够高效地将葡萄糖转化为谷氨酸。
3. pH值变化曲线：在发酵过程中，pH值逐渐下降，表明谷氨酸棒杆菌在代谢过程中产生酸性物质。
六、实验结论1. 本实验成功实现了谷氨酸棒杆菌的摇瓶发酵，为谷氨酸生产提供了实验依据。
谷氨酸发酵及提取
谷氨酸菌种的制备 谷氨酸的发酵及控制 发酵液中谷氨酸的回收及精制
一 谷氨酸菌种的制备
实验目的：为发酵实验准备菌种 实验原理：谷氨酸棒杆菌是一种好氧性细菌， 在合适的培养基上经摇瓶培养能快速生长， 可得到大量健壮的种子。处于旺盛生长的对 数期的菌体适合作为种子。 实验器材和药品：试管，三角瓶，抽滤瓶， 高压灭菌锅，摇床，培养箱，显微镜等
三 发酵液中谷氨酸的回收及精制
实验目的：由谷氨酸制备谷氨酸钠 实验原理：谷氨酸的分离提纯通常应用它的 两性电解质的性质。通过谷氨酸的溶解度、 分子大小、吸附剂的作用以及谷氨酸的成盐 作用等，可以把发酵液中的谷氨酸提取分离 出来。 实验器材：磁力搅拌器，旋转蒸发仪，恒温 水浴锅，水环式真空泵，pH试纸，盐酸。
三 发酵液中谷氨酸的回收及精制
（二） 谷氨酸钠的精制 1.流程： 谷氨酸——加水，活性炭，碳酸钠——中和——脱色——过 滤——二次脱色——滤液——三次脱色——过滤——浓缩结 晶——干燥 2.操作 ⑴工艺条件：湿谷氨酸：水=1:2；湿谷氨酸：碳酸钠 =1:0.3~0.34；湿谷氨酸：活性炭=1:0.01；T=60摄氏度， pH=6.4（用试纸测） ⑵在不锈钢桶内加入清水及活性炭升温至65摄氏度，开始搅拌 （60r/min）。投入谷氨酸，缓慢逐步加入碳酸钠中和到 pH6.4（试纸），加热至65摄氏度，继续搅拌约30min。
二
谷氨酸的发酵及控制
⑶发酵过程中参数的记录和分析： pH：2小时1次（ pH 计） 还原糖：3小时1次（菲林试剂滴定法） 谷氨酸： 3小时1次（标准曲线法） 菌体生长量： 2小时1次（分光光度计OD620） 温度： 2小时1次（温度计） 风量： 2小时1次（气体流量计） 5.放罐 残糖5g/L以下，耗糖速率缓慢时放罐。
谷氨酸发酵生产
谷氨酸发酵生产谷氨酸发酵一、实验目的谷氨酸(glutamic acid)是最先成功地利用发酵法进行生产的氨基酸。
谷氨酸发酵是典型的代谢调控发酵，其代谢途径相对研究得比较清楚。
因此，了解谷氨酸发酵机制，掌握其发酵工艺，将有助于对代谢调控发酵的理解，有助于对其他有氧发酵的理解和掌握，也有助于对已掌握的生化、微生物知识的融会贯通。
通过本次实验，掌握有氧发酵的一般工艺，熟练掌握通用机械搅拌罐的设备使用。
二、实验原理1、谷氨酸发酵机制谷氨酸发酵是菌体异常代谢的产物，菌体正常代谢失调时，才能积累谷氨酸。
在正常的微生物代谢中，由葡萄糖生成的磷酸烯醇式丙酮酸比天冬氨酸优先合成谷氨酸。
谷氨酸合成过量时，谷氨酸抑制谷氨酸脱氢酶的活力和阻遏柠檬酸合成酶的合成，使代谢转向天冬氨酸的合成。
天冬氨酸合成过量后，反馈抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活力，停止草酰乙酸的合成。
所以，在正常情况下，谷氨酸并不积累。
谷氨酸生产菌由葡萄糖生物合成谷氨酸的途径见图5-7。
它包括糖酵解途径(EMP途径)、磷酸己糖途径(HMP途径)，三羧酸循环(TCA循环)、乙醛酸循环，伍德-沃克曼反应(CO的固定反应等)。
2由于谷氨酸生产菌生理方面有以下共同特征，体内的代谢控制平衡被打破，使谷氨酸得以积累。
? 谷氨酸生产菌大多为生物素缺陷型。
谷氨酸发酵时，糖酵解经过EMP及HMP两个途径进行。
生物素充足时，HMP途径所占比例是38%，控制生物素亚适量的结果，发酵产酸期，HMP途径所占比例下降到约为26%，EMP途径所占的比例得以提高。
通过控制生物素亚适量，更重要的是由生物素促进的脂肪酸及磷脂合成减少，谷氨酸向膜外漏出，引起代谢失调，使谷氨酸得以积累。
? 谷氨酸生产菌的CO固定反应酶系活力强，可通过羧化作用(更多地2供应固定CO生成苹果酸或草酰乙酸转化成柠檬酸。
2? 谷氨酸生产菌的异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，使进入谷氨酸生成期后的乙醛酸循环弱，使异柠檬酸更多地转化成α-酮戊二酸。
调味品工艺学 谷氨酸发酵工艺
（4）PH的影响：加酸到PH为5左右可快些，PH为5以下开始起晶时加 酸要慢，发现晶核要立即停止加酸，育晶2h，使晶核缓慢增大，到 PH3.22左右时，搅拌育晶。
4、 谷氨酸制味精流程图：
谷氨酸
水（或渣水） 碳酸钠
中和 硫化碱 沉淀 谷氨酸回调ph 活性炭脱色
脱色
活性炭
硫化碱
过滤
活性炭二次脱色
硫化碱
6、
二、实验原理：
1、谷氨酸生物发酵机制：
（1）谷氨酸生产菌应具备的生化特点：
1）α—酮戊二酸氧化能力弱
2）谷氨酸脱氢酶活化能力强
3）细胞膜对谷氨酸的通透性强：可采用生物素亚适量或添加表面活性剂或高级饱和脂 肪酸或者是采用油酸缺陷性等。 2、生物素对谷氨酸发酵的作用机理： （1）生物素对糖代谢的调节 1）生物素对糖酵解途径的影响：生物素充足，糖酵解加速，趋向形成乳酸。 2）生物素对CO2固定途径的影响：生物素是羧化酶辅酶。 3）生物素对一乙醛酸途径的影响：生物素亚适量，异柠檬酸裂解酶能力低，琥珀酸 氧化能力低。 （2）生物素对细胞膜合成的影响：控制磷脂的省
脱色
过滤
GH15颗粒活性炭脱色
晶种
流加母液
蒸馏水
浓缩结晶
离心分离
母液
小结晶
结晶味精
干燥
过筛
粒状
干燥
搅拌粉碎
粉状味精
（1）中和的原理：
COOH ︱ CH2 ︱ +Na3CO3→ COO∣ CH2 2 ∣ +CO2↑+H2O
HC—NH3+
︱ COO-
HC — NH3+
∣ COO-Na+
中和液的ph<7
谷氨酸发酵生产工艺及提取方法
谷氨酸摇瓶发酵
谷氨酸摇瓶发酵生物工程xxx xxx xxxxxxxxx摘要根据谷氨酸的发酵机理，本实验通过摇瓶补料发酵生产谷氨酸，并对发酵过程中产谷氨酸量、发酵液OD值、残糖量进行连续的测定。
试验结果表明：四瓶发酵培养基中，只有添加有玉米浆的发酵培养基产谷氨酸，另外3瓶以酵母膏代替玉米浆成分的发酵液都不产谷氨酸。
关键词：谷氨酸发酵摇瓶培养前言1.1 谷氨酸发酵机制在谷氨酸发酵中，生成谷氨酸的主要酶反应有三种：（1）谷氨酸脱氢酶（GHD）所催化的还原氨基化反应；（2）转氨酶（AT）催化的转氨反应；（3）谷氨酸合成酶（GS）催化的反应。
谷氨酸的合成主要途径是α—酮戊二酸的还原性氨基化，是通过谷氨酸脱氢酶完成的。
α—酮戊二酸是谷氨酸合成的直接前体，它来源于三羧酸循环，是三羧酸循环的一个中间代谢产物。
由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径如下图1所示，至少有16步酶促反应。
图1 由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。
因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。
1.2 谷氨酸生产菌种的选择目前工业上应用的谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。
我国常用的菌种有北京棒状杆菌、纯齿棒状杆菌、天津短杆菌等。
为革兰氏阳性菌，菌体为球形、短杆状和棒状，不同形状芽孢，没有鞭毛，不能运动，需要生物素作为生长因子，在通气条件下才能生产谷氨酸。
本实验选择天津短杆菌来摇瓶发酵生产谷氨酸。
1.3谷氨酸发酵过程控制谷氨酸发酵过程中，产生菌种的特性、生物素、发酵温度、pH值、通风和发酵产生的泡沫都是影响谷氨酸积累的主要因素。
在实际生产中只有针对存在的问题，严格控制工艺条件，才能达到稳产、高产的目的。
发酵初期，菌体生长迟滞，约2～4h后即进入对数生长期，代谢旺盛，糖耗快，这时必须流加尿素以供给氮源并调节培养液的pH 值至7.5～8.0，同时保持温度为30～32℃。
谷氨酸发酵培养基
温度一般控制在60℃左右。
二 、除铁
在谷氨酸加碱中和后，中和液还需要进行除铁过 程，即通过一些处理，以除去存在于中和液中过 量的铁离子。 由于铁离子容易氧化变成黄色，对谷氨酸钠的质 量有所影响。所以谷氨酸钠产品必须控制铁离子 的含量，一般要求低于5mg／kg。 (1)硫化钠除铁 硫化钠除铁是在谷氨酸中和液中加入一定量10% 左右浓度硫化钠溶液，生成硫化亚铁沉淀。 Fe2+ + Na2S → FeS + 2Na+ 由于硫化亚铁在碱性条件下几乎不溶于水，而在 酸性条件下溶解度较大，所以在操作时为了除铁 较完全，应控制好pH，并加入稍过量的硫化钠。
味 精 发 酵 生 产 工 艺 流 程
一 、谷氨酸的中和
谷氨酸的中和是指谷氨酸与碱或碱性盐反应生成 谷氨酸钠的过程。
中和作用所使用的碱是氢氧化钠，使用的碱性盐 为碳酸氢钠或碳酸钠。 在谷氨酸钠的生产过程中，控制中和液的pH在 6.4～6.7的范围，就可使谷氨酸大部分生成谷氨 酸钠。pH过低，则中和不完全；pH过高，则生成 较多谷氨酸二钠，都会使谷氨酸钠生成率降低。
操作步骤
5．发酵培养基配制按下列培养基配方制发酵培养基，并按 20%装液量分装于250ml三角瓶中，水解糖10%，甘蔗糖蜜 0.18~0.22%，玉米浆0.1~0.15%，Na2HPO4 0.17%， KCl 0.12%、MgSO4 0.04%，用NaOH（5%）溶液调pH 7.20于110℃灭菌20min冷却备用。 6．发酵：按8~10%的接种量在发酵培养基中接入合格的二级 种子注，于35℃±1℃、250 r.p.m条件下发酵35h，发酵过 程中①从第4h后开始用无菌注射器补入尿素，尿素流加按pH 值进行控制即8h前pH 7.0~7.6；8h后pH7.2~7.3， 20~24hpH 7.0~7.1，24~35h，pH6.5~6.6。尿素流加总 量为4%。②从第10h开始每隔4h补糖一次，每次补入1%的 水解糖液，在发酵26h前补入4%的水解糖液。 7．镜检及谷氨酸测定：在8h及24h时分别各取样一次进行镜 检，经单染后观察菌体形态，发酵结束后，用华勃氏呼吸器测 定发酵液中谷氨酸含量。
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。
发酵工程实验总结
• 思考题
1.绘制层析图谱并计算各样品的Rf值，并判断发酵产物。
答:见实验结果；判断发酵产物为柠檬酸，因为产物的Rf值与柠檬 酸的Rf值相差不多。 2.薄层板的制备应注意哪几点？ 答：Na与CMC的配比；薄层板铺层的厚度；铺板所配液体要混合 均匀；薄层板涂板的时候要涂均匀。 3.点样的要求有哪些？ 答:(1)对样品点样的次数要进行计算；（2）样品与样品之间点样 要隔开一段距离；（3）点样要轻，避免刺破薄层；（4）展开时， 容器应保持水平，色谱板垂直置于容器中；（5）展开过程要密闭， 待展开剂距薄层板顶1cm再取出。 4.用发酵液与标准样品点样，展开后的Rf值与理论的Rf值存差异 的原因 答；（1）展开剂的配比不合适；（2）薄层板制备时厚度不均一； （3）样品点样量太多，导致测量不准确。
分析讨论
1.从自主设计实验结果来看，发现设置的主要因素接种量并不是 主要因素，究其原因，发现在由第一次正交实验结果设置主要因 素时将接种量因素产酸量的极差值计算出现错误，导致主要因素 设置出错。 2.由本次正交实验的正交表得到改进后的因素有达到峰值且与第 一次正交实验的因素达到峰值的范围差不多，所以该因素的最好 范围差不多就确定了，另外两个因素的数据在动态变化上，不确 定其具体范围。 3.由实验结果可知，本次实验的主要因素是硫酸胺的含量和PH， 主要因素为接种量和装液量，但是接种量是设置错误的因素，理 重从做一次但由于时间和试剂有限没做。
实验四 第一次正交实验法优选最佳发 酵条件
• 实验结果
1.因素水平设置
水平
淀粉 (%)
A
(NH4)2SO4 (%)
B 0.5 0.3
麸皮 (%)
C 1.0 0.6
接种量 (孢子液 ml)
D 0.8 0.5
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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 0.4
OD值0 0.059 0.185 0.309 0.436 0.554
3.2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。
整组数据已接近正确，可以使用。
对
于实时定量的谷氨酸测量，波动很大，基本上没有规律。
原因很多：测量不准确，最主要的原因是没有得到充分的搅拌（发酵罐中有一根玻璃棒，无发使用搅拌），取样的随机性很大，测量结果的波动时一定的。
6、心得
谈谈实验的了解我最了解的莫过于谷氨酸标准曲线的制作。
因为我做了几十遍。
但是最后一组的实验结果仅仅是勉强可以，仍有很多的不足。
结合我的经验谈谈对它的看法。
✧取液是要用取样枪，因为移液管的误差比较大。
✧在所都的液体都加入后在摇动，将试管放到试管架上一
起摇动，一起加热，一起冷却。
✧热浴时要调控好时间，因为时间对反应的程度影响很大。
一般热浴20mins，冷却10mins。
✧还有原定的体积太小了，在测定吸光值时无法得到充分
的润洗。
所以体积应该增大。