谷氨酸发酵工艺研究
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山东大学
硕士学位论文
谷氨酸发酵工艺研究
姓名:王勇
申请学位级别:硕士
专业:生物化学与分子生物学指导教师:王玉萍
2002.5.8
摘要
L.谷氨酸又叫麸酸,化学名称为L-ct.氨基戊二酸,是制造味精的前体物质。谷氨酸有着广泛的用途,最主要的就是用来制造作为食品风味增强剂的一水谷氨酸一钠。
/谷氨酸的生产方法主要有三种:一是水解提取法:二是化学合成法;三是微生物发酵法。目前,世界上谷氨酸生产厂商主要采用微生物发酵法来生产谷氨酸。微生物发酵法比其它两种方法更具优点。
当前,国内的谷氨酸发酵与国际水平相比还有一定差距,主要表现为菌种培养、发酵产酸率、糖酸转化率等方面,其实质是谷氨酸发酵工艺水平的落后。卟
本论文实验主要对一级种子的培养和发酵条件及其控制进行了优化。力图通过这些实验,找出更适合谷氨酸生产菌S9114的菌种培养条件和发酵环境,来提高发酵过程中的产酸率和糖酸转化率,以达到提高经济效益的目的。
(种子培养的质量好坏是谷氨酸发酵的重要因素。谷氨酸发酵一级种子的培养过程是:分纯后的谷氨酸生产菌划斜面一传二代斜面一传三代即用有糖斜面对谷氨酸生产菌进行活化一接入摇瓶培养获得生产用一级种子。笔者对菌种活化进行了大胆改进,用肉汤培养基替代有糖斜面。从而使菌种活化缩短了时间,减少了工作量。又对一级种子的培养基进行了优化,调整了葡萄糖和尿素的用量,增加了酵母粉、蛋白胨等成分,得到的一级种子形态均匀、活力旺盛。杖
谷氨酸发酵是一个复杂的生化过程,发酵法生产谷氨酸的基本要素之一就是选择适宜的发酵工艺,控制最佳的工艺条件。培养基是提供谷氨酸生产菌生长繁殖及其代谢生产谷氨酸的营养物质,培养基的各组分对产酸影响很大。通过多次实验,确定了双
酶水解糖、尿素、混合生物索、无机盐、金属离子对发酵过程中菌体增殖和产酸的影响情况。还对种龄、种量等影响谷氨酸发酵的因素进行了研究,确立了大种量有利于缩短发酵时间,提高设备利用系数。
(本实验论文结合生产实际,深入工厂车间,对谷氨酸发酵过程中酌一些实际问题进行了仔细研究,得出了一些结论性的东西,对发酵生产有现实指导意义。+、
关键词:谷氨酸;一级种子;培养基;发酵工艺
ABSTRACT
L-glutamate,chemicallycalledLxt—aminoglutaricacid,istheprecursorofgourmetpowder.L-glutamateiswidelyusedinourlife,andismainlyusedtoproducemonosodiumglutamate(MSG).TherefifethreewaystoproduceL—glutanate:1.hydrolysisand
extract;2.chemistry.syntheticreaction;3.Microbiologyfermentation.Microbiologyfermentationhasadvantagesovertheothertwomethods.SoitisadoptedbythegreaterpartofMSGproducersintheworld.
Comparedwiththeworld’sadvancedlevel,glutamatefermentationindustryinourcountrystillhasalongwaytogoatpresent,eitherintheaspectofstraincultivationoraceticyieldrateandglucosetransformationrate.Infact.theglutamatefermentation
technologicallevelinourcountryissomehowbehindthetimes.Thispapermainlyreportstheworkofoptimizing1“一scalestrain
fermentationcontrolconditions.Throughthecultivatingmediumand
experiment,wearelookingforthebeststraincultivatingconditionandfermentationenvironmentforLglutamateproducingstain¥9114soastopromoteaceticyieldrateandglucosetransformationrateandarriveattheaimofincreaseeconomicreturns.
Thequalityofstraincultivationplayanimportantroleinglutamatefermentation.Theprocessof15‘scalestraincultivationis:
strain——+3rdscalepurifiedtubestrain——◆2删scaletube
tubestrain,toactivateglutamateproducingbactefiathenaddintoflaskswhichcontainliquidmedium,aftercultivationwegot15‘scalestraincultivationforindustry.Ihavemadeadvancedimprovementofreplacingtubestrainwithliquidmedium,sothatthetimeofstrmn
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山东大学硕士学位论文
activatingandworkloadarebothscalestrainmedium,revisedthereduced.AndIhaveoptimized15‘amountofglucoseandureaand
addedyeastpowerandpeptone,SOwegotevenshapedandactive1“scalestraincultivation.
Glutamatefermentationisacomplicatedbiochemicalprocess,oneoftheessentialsof
fermentationmethodiStochooseawell.suitfermentationtechnologytogetthebestcontr01.Mediumprovideglutamateproducingbacteriawithallthenutritionnecessaryforgrowthandtheyieldofglutamate.nlecontentsof
mediumhavegreatinfluenceontheyieldofglutamate.Throughmanytimesofexperiment,Ihavestudiedthe
influenceofcornsugar,urea,compoundbiotin,inorganicsalt,metalliciononbacterialgrowthandyieldofglutamate.AlsoIhaveresearchedonfactorssuchasseed・ageandseedquantitythathaveeffectsonglutamatefermentation.AndIarrivedattheconclusionthatincreasingtheamountofinoculationwillshortenfermentationtimelengthandpromoteequipmentusagerate.
Tllisresearchisbasedonpractice.andhasgaveintensivestudiesonglutamate
fermentationprocess,alsoarrivedatsomeconclusiveresultswhichisdirectiveforglutamatefermentation.
Keywords:L-glutamate;1缸-scale
strain;Medium;fermentationtechnology
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