电子教案(谷氨酸发酵培养基的制备).
谷氨酸的发酵制备流程
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从自然界中筛选高产谷氨酸的菌株，如谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等。
谷氨酸发酵过程控制—谷氨酸棒杆菌固体培养基的制备
6、检定
每批培养基制成后须经检定方可使用，检定时将 培养基放37℃温箱内培养24小时后，证明无菌，同时 用已知菌种检查在此培养基上生长繁殖及生化反应情 况，符合要求者方可使用。
一、培养基主要包括哪些成分？ 二、培养基的分类? 二、怎样配制培养基？
培养基的定义
❖ 培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生 长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化 合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维 生素和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素，用 于单种微生物培养和鉴定。
➢按培养基处方准确称取各种成分，先在三角烧 瓶中加入少量蒸馏水，再加入各种成分，以防蛋 白胨等粘附于瓶底，然后再以剩余的水冲洗瓶壁。
2、加热溶解
将各种成分混匀于水中，最好以流通蒸气溶化半小 时，如在电炉上溶化应随时搅拌，如有琼脂成分时更 应注意防止外溢。溶化完毕，补足失去的水分。
3、过滤澄清
如系琼脂培养基，于加热融化后需趁热以绒布或 两层纱布中夹脱脂棉过滤；亦可用
培养基的定义
从培养基的物理状态可分为
1.液
体培养基：不加基：在液体培养基中加入2%左右的凝固剂的
固体状态的培养基或农副产品培养基。
3.半固体培养基：在液体培养基中加入0.2—0.5%凝固剂
而成的半固体状培养基。
谷氨酸棒杆菌固体培养基的配方
葡萄糖 0.1% 蛋白陈 1.0% 牛肉膏 1.0% 氯化钠 0.5% 琼脂 2.0% pH 7.0~7.2
培养基的分类
按组成成分可分为: 1.合成培养基：由各种纯化学物质按一定比例配制而成。 2.半合成培养基：有一部分纯化学物质和另一部分天然 物质配制而成。 3.天然培养基：利用天然来源的有机物配制而成。
按用途可分为 1.基础培养基：能满足各种微生物的营养需求 加富培养基：加入某种微生物生长繁殖所需的营养物质， 使其快速生长，便于分离 3.选择培养基：加入某种物质抑制其他微生物生长，使 目标微生物得到富集，便于分离 4.鉴别培养基：用来检测微生物的某些代谢特性。
谷氨酸系列发酵实验
谷氨酸发酵工程系列实验一、实验目的1、了解发酵工业菌种的制备工艺和质量控制，为发酵实验准备菌种。
2、了解发酵罐的操作，完成谷氨酸发酵的全过程操作、3、了解和掌握快速测定还原糖含量的方法。
4、了解和掌握快速测定发酵过程谷氨酸含量的方法5、了解用等电点法从发酵液中回收谷氨酸的方法二、实验原理谷氨酸是由谷氨酸棒杆菌以葡萄糖为原料生产的一种呈味氨基酸，其代谢机理为：葡萄糖先经EMP途径生成丙酮酸，丙酮酸经氧化脱氨基作用生成乙酰辅酶A，乙酰辅酶A进入三羧酸循环生成α—酮戊二酸，α—酮戊二酸再经氨基化作用生成谷氨酸。
由于谷氨酸棒杆菌为生物素缺陷型突变株，因此在发酵过程中要控制生物素亚适量。
三、实验材料、仪器与试剂1、材料：谷氨酸棒杆菌、发酵培养基、谷氨酸发酵液不同发酵时间所取的样品等。
2、仪器：三角瓶、烧杯、量筒、玻棒、pH试纸、天平、高压蒸汽灭菌锅、培养箱、显微镜、发酵罐及控制系统、蒸汽发生器、空气压缩机、补料瓶、补料针、硅胶管、滴定管、滴定架、电炉、容量瓶、高速离心机、分光光度计、恒温水浴锅、移液器及枪头、无极调速搅拌机、旋转蒸发器、冰箱等3、试剂：无水乙醇、牛肉膏、蛋白胨、蔗糖、可溶性淀粉、蛋白胨、酵母提取液、NaCl、NaOH、HCl、KNO3、去离子水、葡萄糖、尿素、消泡剂、硫酸铜、亚甲基蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚铁氢化钾、盐酸、L-谷氨酸分析纯、茚三酮、丙酮、酒精等。
四、实验步骤1、培养基的制备（1）斜面培养基：葡萄糖0.1%；蛋白胨1%；牛肉膏1%；NaCl0.5%；琼脂2%（pH7.0）（2）一级培养基：蛋白胨1%；酵母浸出粉0.5%；NaCl1%（pH7.2）（3）二级培养基：葡萄糖 2.5%；尿素0.34%；K2HPO4·3H2O0.16%；MgSO4·7H2O；FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O各0.0002%（pH7.0）各培养基分装到到三角瓶，用铝箔纸封口，高压灭菌。
电子教案(谷氨酸发酵培养基的制备).
液体培养基湿热灭菌的条件？
3.分组阅读引导文，从工作任务中分析完成工作的必要信息，填写引导文中的问题。
引导教学
多媒体
任
务
计
划
1.下发天平、电热炉的使用说明，了解使用维护注意事项及液体培养基的配方。
2.教师引导教学
了解上述内容之后，如果配制过程中出现不溶解或者溶解困难的情况，如何处理？
天津现代职业技术学院
教学过程实施方案
课程名称
氨基酸发酵生产技术
实训学时
4
子情境
谷氨酸发酵培养基的制备
实训地点
工业发酵实训室
教学要求
1.通过本情境的学习训练，使学生掌握谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方法和解决液体培养基配制过程中出现的问题的方法。
2.能够熟练配制液体培养基及调节pH。
3.能够正确安全使用电热炉和高压蒸汽灭菌锅。
教师监督
多媒体
能
力
拓
展
专业能力：
1.固体培养基的配制方法；
2.谷氨酸棒杆菌种子扩大培养一般工艺流程。
8.建立经验交流制度：每完成一次学习任务，同学及小组间可进行经验交流，教师可针对共性问题在课堂上组织讨论。
引导教学
分组实训
教师监督
实训室
任
务
评
估
1.利用多媒体每组组长汇报总结，讲述本组成员的收获，同时欠缺和需要改善的方面；
3.根据技能考核标准学生对自己的表现打分；
4.根据技能考核标准老师根据学生的表现打分。
学习目标
专业能力目标
能够熟练利用天平准确称取质量
能够熟练调节液体培养基的pH
能够熟练对培养基进行高压蒸汽灭菌操作
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。
电子教案-提取与精制技术-发酵液中谷氨酸的提取精制
天津现代职业技术学院教学过程实施方案课程名称发酵过程控制技术实训学时 6子情境提取与精制技术-发酵液中谷氨酸的提取精制实训地点工业发酵实训室教学要求1.通过本情境的学习训练，使学生掌握氨基酸的分离纯化过程常用的方法原理与操作步骤2.能够熟练利用天平准确称取物质质量3.能够正确使用维护水浴锅、离心机、抽滤瓶等实验器材4.能够熟练操作树脂吸附洗脱各步骤学习目标专业能力目标✧能够熟练利用天平准确称取质量✧能够正确使用维护水浴锅、离心机、抽滤瓶等实验器材✧能够熟练操作树脂吸附洗脱各步骤方法能力目标✧阅读操作标准的能力✧动手实施能力✧创新能力✧自主学习新技术、新知识的能力✧分析问题、解决问题的能力社会能力目标✧团队工作能力✧与人沟通能力✧工作安全和保护能力知识目标✧了解谷氨酸的性质及用途✧掌握氨基酸提取纯化的常用方法及原理✧掌握氨基酸提取纯化的常用方法的主要操作过程✧熟悉各种方法的优缺点素质目标✧培养规范意识✧树立严谨、科学的态度✧加强安全意识教学手段1. 项目教学和引导教学2. 分组实训教学过程教学过程任务组织和分析1. 下达任务，分发工作任务书和引导文2. 教师引导教学味精有什么样的味道？其主要成分是什么？谷氨酸棒状杆菌经过发酵产生谷氨酸并制成味精，那么菌种经过发酵产生的发酵液中除了谷氨酸还有什么？如何从发酵液中提取精制谷氨酸，有哪几种常见方法？3. 分组阅读引导文，从工作任务中分析完成工作的必要信息，填写引导文中的问题4. 每组代表讲解自学内容，并做总结引导教学多媒体任务计划1.下发天平、水浴锅、离心机、抽滤瓶等实验器材使用说明，了解使用维护注意事项，示范各器材的正确操作方法2.教师引导教学了解上述内容之后，注意各实验过程中关键的操作步骤，影响谷氨酸结晶的因素有哪些，应该如何注意？3.分组讨论，制定提取精制谷氨酸的可行方案，在方案中要标明各项操作步骤以及操作过程中的注意事项。
4.每组以报告的形式展示提取精制谷氨酸的操作方案，其他小组提出问题。
教学课件 谷氨酸发酵培养基的制备(共6张PPT)
葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁
04%，磷酸氢二钾 0.
葡萄糖 04%，磷酸氢二钾 0.
5g，尿素
1g，磷酸氢二钾
，玉米浆
5g，硫酸镁
葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁
5、高压蒸汽灭菌的条件是什么？
葡萄糖 ，尿素 ，硫酸镁 2.5% 0.5% 2、配制200ml液体种子培养液，计算各营养成分的添加量？
请阅读引导文，并回答以下问题：
0.04%，磷酸氢二钾
，。 1培、养谷基氨p酸H的棒调杆0节.菌方1种%法子，：培养玉基（米一浆级扩大2培.养5%）的配方？
5、高压蒸汽灭菌的条件是什么？
葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁
葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁
用滴管向培养基中逐渐加入 04%，磷酸氢二钾 0.
葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁
1
mol/L
NaOH边加边搅拌，并随时
pH试纸测其 用 。反之，用 pH 培养基pH的调节方法：
2、配制200ml液体种子培养液，计算各营养成分的添加量？
1mol/L
HCl进行调节。
请阅读引导文，并回答以下问题：
葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁
1、谷氨酸棒杆菌种子培养基（一级扩大培养）的配方？
4、500ml三角瓶的装液量是多少？
葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁
请阅读引导文，并回答以下问题：
请阅读引导文，并回答以下问题： 葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁 葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁 3、根据现有条件，怎样调节培养基pH？ 葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁 2、配制200ml液体种子培养液，计算各营养成分的添加量？ 请阅读引导文，并回答以下问题： 1、谷氨酸棒杆菌种子培养基（一级扩大培养）的配方？ 5、高压蒸汽灭菌的条件是什么？ 葡萄糖 5g，尿素 1g，磷酸氢二钾 ，玉米浆 5g，硫酸镁 2、配制200ml液体种子培养液，计算各营养成分的添加量？
谷氨酸发酵(新)
谢谢！
能量物质 补剂 大脑神经
维持大脑机能 脑震荡或神经损伤、癫痫
谷氨酸钠俗称味精
鲜味剂，调味剂
二、谷氨酸生产菌种
生产菌种
棒状杆菌属
谷氨酸棒状杆菌 北京棒杆菌 钝齿棒杆菌
特点
生物素缺陷型 温度敏感型
短杆菌属
黄色短杆菌 天津短杆菌
短杆菌
棒状杆菌
谷氨酸生产菌
革兰氏阳性
菌体为球形、短杆至棒 状，不形成芽孢，没有 鞭毛，不能运动
三、培养基制备
1）碳源
谷氨酸生产菌均不能利用淀粉，只能利用葡萄糖、 果糖
甘薯、淀粉
α-淀粉酶 液化
糖化酶 糖化
糖蜜原料
预处理（树脂吸附）
发酵液
表面活性剂或添加青霉素
可发酵性糖 去除生物素 去除生物素
2）氮源
氮源
无机氮源 尿素，液氨，碳酸氢铵
有机氮源
玉米浆等
碳氮比一般控制在 100：15-30。
3）生物素
谷氨酸发酵
1
谷氨酸简介
2
谷氨酸生产菌种酸发酵的工艺控制
一、谷氨酸简介
谷氨酸（α-氨基戊二酸）
谷氨酸一种酸性氨基酸， 分子内含两个羧基
无色晶体，有鲜 味，微溶于水， 等电点 3.22
大量存在于谷类蛋白 质中，动物脑中
一、谷氨酸简介
蛋白质代谢 谷氨酸
营养药物
毛发 皮肤
生发剂,防脱发 治疗皱纹
通风量
过大 过小
菌体生长慢 乳酸
长菌期 低风量 通风量 产酸期 高风量
成熟期 低风量
4）泡沫 谷氨酸发酵好气性发酵，菌体代谢产生 CO2
消泡方法
机械消泡（靶式、离心式消泡器等）
谷氨酸发酵培养基教学文案
发酵原理
1.合成途径
谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支
路(HMP途径)生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，然后进入三羧酸
循环，生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨
酸 种脱 生氢 长酶十的分催缓化慢及；有当生NH物4+素存过在量的时条，件则下转，为生乳成酸谷发氨酵酸。。因当此生，物一素般缺将乏生时物，素菌控 制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。
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。
说明：
ppm是英文parts permillion的缩写，译意是每百万分中的一 部分，即表示百万分之（几），或称百万分率。如1ppm即一 百万千克的溶液中含有1千克溶质。ppm与百分率（％）所表 示的内容一样，只是它的比例数比百分率大而已。
镜检生长旺盛，排列整齐，G+
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。
光密度：净增O.D值0.5以上
无菌检查阴性，噬菌体检查无。
3．二级种子培养基配制：按下列培养基配方配制1000ml二级 种子培养基，并按20%装液量分装于三角瓶中后，于121℃灭 菌30min冷却备用。
水解糖2.5% 玉米浆2.5~3.5%
K2HPO4 0.15%
MgSO4 0.04 尿素0.4%
任务工单发酵培养基配制(谷氨酸)
30L种子罐1个/组、蒸汽发生器1台、空压机1台、葡萄糖3000g，糖蜜18g，玉米浆60g，85%的磷酸18g，氯化钾30g，硫酸镁20g，消泡剂1.5g。
任务负责人名单
任务执行人名单
任务过程情况描述
任务完成情况评价
任务工单
日期：
任务名称
发酵培养基配制（谷氨酸）
任务内容要求
1.工艺流程
培养基配制→空气过滤系统灭菌→培养基灭菌→无菌空气保压→备用
2.工艺说明
以发酵罐30L为例，其培养基配方为：葡萄糖3000g，糖蜜18g，玉米浆60g，85%的磷酸18g，氯化钾30g，硫酸镁20g，消泡剂1.5g，配料定容24L。
先将浓度为300g/L的葡萄糖液投入发酵罐，然后称取其他培养基成分，加水定容至24L，启动搅拌，溶解物料，经过实罐灭菌、降温后，用无菌空气保压。
知识点及技能目标：
1.熟悉等发Biblioteka 培养基配制原则2.熟练掌握配制发酵培养基的操作
3.熟练掌握配发酵罐的操作
4.熟悉发酵所需的设备（蒸汽发生器、空压机）的检查和使用
谷氨酸发酵过程控制—谷氨酸发酵系统设备及工艺流程介绍
发酵工艺流程及发酵系统设备
4、泡沫的控制 发酵罐泡沫来源： 发酵过程强烈通风和菌体代谢产生CO2，使培养液产生 大量泡沫。 泡沫的危害： 氧在发酵液中的扩散受阻，影响菌体的呼吸和代谢。 消泡方法： 机械消泡：耙式、离心式、刮板式、蝶式消泡器 化学消泡：天然油脂、聚酯类、醇类、硅酮等
子情境：谷氨酸发酵过程控制-谷氨酸发酵系统 设备及工艺流程介绍
通过引导文的学习，请回答以下问题
❖ 1、谷氨酸发酵的工艺流程？ ❖ 2、发酵培养基配制需要考虑哪些因素？ ❖ 3、为什么需要对谷氨酸发酵条件进行控制？ ❖ 4、谷氨酸发酵过程需要控制哪些发酵参数？
发酵工艺流程及发酵系统设备
1、谷氨酸发酵工艺 流程：
发酵工艺流程及发酵系统设备
1、培养基的配制 谷氨酸发酵培养基组成包括碳源、氮源、无机盐和生 长因子等。
①碳源 谷氨酸生产菌均不能利用淀粉，只利用葡萄糖、果糖等， 有些菌种还能利用醋酸、正烷烃等做碳源。 在一定范围内，谷氨酸产量随葡萄糖浓度的增加而增加， 但葡萄糖浓度过高，造成渗透压过大，对菌体生长不利， 谷氨酸对糖的转化率降低，国内谷氨酸发酵糖浓度为125150g/L。
知识拓展
谷氨酸发酵过程中，生产菌种的特性、培养基、 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。
2、谷氨酸发酵条件
①pH 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。谷氨 酸生产菌的最适pH一般在7.0-8.0。 •发酵前期：pH在7.5左右； •发酵中后期：7.2左右对提高谷氨酸产 量有利。
谷氨酸发酵控制PPT教案
磷酸盐对谷氨酸发酵影响很
大。当磷酸盐偏高时，菌体代 谢转向合成缬氨酸；但如磷酸 盐过低，菌体生长也不好，造 成延长发酵时间，影响谷氨酸 的合成。
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②硫酸镁
Mg2+许多重要酶(如己糖磷酸 化酶、异柠檬酸脱氢酶、羧化酶 等)的激活剂。如果Mg2+含量太少， 就会影响其底物的氧化。一般革 兰氏阳性菌对Mg2+的最低要求为 25mg/L；革兰氏阴性菌为4～ 5mg/L。
由于双酶法（高温淀粉酶液化、糖化酶 水解）对原料中生物素等营养因子破坏很 少，因此采用双酶法制糖时，如果采用生 物素亚适量工艺进行谷氨酸发酵，尽量采 用精制淀粉。
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4.1.2 氮源
氮源是合成菌体蛋白质、核 酸等含氮物质和合成谷氨酸氨基 的来源。同时，在发酵过程中一 部分氨用于调节发酵液pH，形成 谷氨酸铵。因此，谷氨酸发酵需 要的氮源比一般的发酵工业要高， 一般发酵工业碳氮比为100: 0.2～ 2.0，而谷氨酸发酵的碳氮比为 100: 15～30。第17页/共154页
重要的参数，如底物、产物、
中间产物、细胞浓度、发酵液 第5页/共154页
的黏度、气液界面面积等，却 还不能顺利地进行联机(在线)测
这主要是由于缺乏可以发挥电子计算机 潜在全部优点的、适合自动监控发酵过程 中某些参数的传感器。随着生物传感器、 自动化分析方法以及电子计算机与生物技 术之间接口技术的发展，将扩大计算机技 术在微生物工程方面的应用范围，使发酵 生产过程实现高度自动化。
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目前，考虑到生产成本、操 作方便等因素，谷氨酸发酵已 全部采用液氨作为无机氮源。 由于液氨作用快，对pH影响大， 故生产上都采用连续流加方法。
系列实验Ⅰ谷氨酸发酵PPT学习教案
会计学
1
EMP和HMP TCA循环 DCA循环 CO2的固定 氨的导入
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谷
氨
酸
的
CO2
生
物
合
成
途
径
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实验室谷氨酸发酵
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一、谷氨酸菌种的制备
培养基 培养基可直接用营养琼脂，称取一定量的营养琼脂， 加热溶解
，分装到试管中，不能超过试管体积的1/3。
红曲霉属第(M38页/共o5n6页ascus)，
二、红曲霉的生理特性
在合成培养基（葡萄糖5％，
NaNO3 1 ％ ， KH2PO4 0.5 ％ ， MgS04·7H2O 0.25％，FeCl3 微量） 中，红曲霉菌株的生长最适温度是
30-35℃，25℃以下或40℃以上生长
缓 慢 。 最 适 pH 为 3.0-5.0 ， pH3.0 以
三、红曲的制作
红曲古称丹曲，是红曲霉生长在蒸 煮过的米粒上形成的发酵食品。
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生产工艺流程
说明： 沥干：一般至含水量25%-30%为止；
蒸煮：至饭粒呈玉色，粒粒疏松，不结团块。蒸饭不 能熟透。 冷却：至约30℃即可接种； 培养温度一般为30℃，相对湿度RH>85%，培养一周 后即可。
谷氨酸的等电回收 发酵罐的清洗
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系列实验Ⅱ 液体静止发酵——啤酒发酵
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实验目的
通过啤酒的实验室发酵试验，熟悉 无氧发酵工艺的大致过程，了解啤酒 的酿造特点，从而增强对啤酒发酵的 感性认识，为有志于啤酒生产与科研 的同学打下基础。
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啤酒发酵概述
技能考核标准-谷氨酸发酵培养基的制备.
技能考核标准
子情境：《谷氨酸发酵培养基的制备》
考核评价表
学生姓名
学号
考核
项目
评价
要点
评价标准
满分值
学生自评
小组互评
企业评价
教师评价
专业
能力
考核
（75'）
基础
知识
学习态度端正，知识准备充分，知识点掌握牢固
4
方案
制定
设计方案可行，控制点全面，设备选用合理
8
小组
讨论
积极参与方案指定的研讨，提出可行性建议和修改方案
3.5
安全
意识
水电气安全操作，注意环境保护
3
总分
权%
子情境：《谷氨酸发酵条件控制-谷氨酸发酵培养基的制备》考核单项得分
5
培养基配方
阅读相关材料，计算好所需药品的质量
5
称量
正确使用天平，称量操作规范
10
溶解
能正确使用电热炉溶解营养物质
5
调节pH
能够正确采用酸碱液调节pH至最适pH范围
5
灭菌
能正确熟练操作高压蒸汽灭菌锅
15
数据
记录
数据记录规范、完整，真实可靠
15
初产品质量
基本符合企业标准
7
总结
报告
全面总结工作任务完成状况，合理解释出现的问题，客观评价自身的工作状况
6
方法能
力考核（12.5'）
资料
收集
查询书籍，并充分利用图书馆资源和网上资源，要求能够会使用专业数据库
5
问题
解决
从菌种，基质，发酵条件等方面具体分析要求深入、全面，解决问题方法得当
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专业能力目标
能够熟练利用天平准确称取质量
能够熟练调节液体培养基的pH
能够熟练对培养基进行高压蒸汽灭菌操作
.能够正确安全使用电热炉和高压蒸汽灭菌锅
方法能力目标
阅读操作标准的能力
动手实施能力
创新能力
自主学习新技术、新知识的能力
分析问题、解决问题的能力
社会能力目标
团队工作能力。
与人沟通能力。
工作安全和保护能力
4.每个学习小组依次培养基的溶解，pH值的校正
实施者要掌握安全操作电热炉使用方法，加热过程要注意搅拌，加热速度不宜过快。
5.完成分装工作
实施者要正确分装合适的容量。
6.制备培养基灭菌工作
实施者要掌握安全操作高压蒸汽灭录的填写和器皿设备的清洁
生产记录填写由教师指导完成，器皿、仪器的清洗由各小组一起完成。
天津现代职业技术学院
教学过程实施方案
课程名称
氨基酸发酵生产技术
实训学时
4
子情境
谷氨酸发酵培养基的制备
实训地点
工业发酵实训室
教学要求
1.通过本情境的学习训练，使学生掌握谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方法和解决液体培养基配制过程中出现的问题的方法。
2.能够熟练配制液体培养基及调节pH。
3.能够正确安全使用电热炉和高压蒸汽灭菌锅。
8.建立经验交流制度：每完成一次学习任务，同学及小组间可进行经验交流，教师可针对共性问题在课堂上组织讨论。
引导教学
分组实训
教师监督
实训室
任
务
评
估
1.利用多媒体每组组长汇报总结，讲述本组成员的收获，同时欠缺和需要改善的方面；
3.根据技能考核标准学生对自己的表现打分；
4.根据技能考核标准老师根据学生的表现打分。
3.分组讨论，制定谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方案，在方案中要标明各项操作时步骤以及操作过程的注意事项。
4.每组以报告的形式展示谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方案。
教师参与讨论，适当引导，但是不做决定意见
5.学生了解实训室相应设备的原理和使用的方法。
6.学生了解实训室的卫生和注意事项。
引导教学
分组讨论
多媒体
实训室
任
务
实
施
1.根据实验清单清点仪器及其他用具来保证实施顺畅，做好生产记录。
2.检查电子天平、灭菌锅等仪器的正常使用，并做好生产记录。
根据使用说明书的操作规程，开启仪器，设置参数，检查其是否正常使用。
3.每个学习小组依次完成液体培养基各种成分的称量工作
实施者在实施过程中一定要注意称量规范性，和使用电热炉的安全性，其他学习小组和教师进行监督，也可提出问题。
教师监督
多媒体
能
力
拓
展
专业能力：
1.固体培养基的配制方法；
2.谷氨酸棒杆菌种子扩大培养一般工艺流程。
谷氨酸棒杆菌一级种子扩培中培养基的配方？
液体培养基湿热灭菌的条件？
3.分组阅读引导文，从工作任务中分析完成工作的必要信息，填写引导文中的问题。
引导教学
多媒体
任
务
计
划
1.下发天平、电热炉的使用说明，了解使用维护注意事项及液体培养基的配方。
2.教师引导教学
了解上述内容之后，如果配制过程中出现不溶解或者溶解困难的情况，如何处理？
知识目标
掌握一级种子扩大培养的目的和要求
掌握谷氨酸棒杆菌一级种子的液体培养基配方
掌握液体培养基的配制方法
素质目标
培养规范意识
树立严谨、科学的态度
加强安全意识
教学手段
1.项目教学和引导教学
2.分组实训。
教学过程
教学过程
任务组织和分析
1.下达任务，分发工作任务书和引导文
2.教师引导教学
谷氨酸棒杆菌一级种子扩培的意义？