谷氨酸发酵碳源有哪些_它的主要作用是什么_
谷氨酸发酵
谷氨酸发酵是利用微生物的糖代谢和氨基酸 代谢来生产谷氨酸。 一. 谷氨酸生物合成代谢途径 以葡萄糖为碳源的代谢途径分两阶段： （一）由葡萄糖转变成-酮戊二酸 主要经历EMP、TCA。 （二）由-酮戊二酸转变成谷氨酸 由谷氨酸脱氢酶进行还原氨基化。
二. 谷氨酸生产菌的主要生化特点 在正常情况下，机体各代谢中间物形成一种 平衡，故-酮戊二酸不会大量积途 径加以控制，使其代谢途径不同于常，筛选优良 菌株是非常关键的，一般应具有特殊的生化特点： （一） -酮戊二酸脱氢酶活力极低或缺失 阻止-酮戊二酸转变成琥珀酸而大量积累。
2
（二）谷氨酸脱氢酶活力高且不被低浓度产物谷氨 酸抑制，加快谷氨酸的合成。
（三）细胞膜对谷氨酸的通透性好，使生成的谷氨 酸及时分泌到细胞外，减少细胞内谷氨酸浓度， 避免抑制作用产生。一般采取生物素亚适量，控 制细胞膜的合成，其饥饿状态造成膜通透性好。 （四）减弱乙醛酸循环也是提高以葡萄糖为碳源生 产谷氨酸转化率的方法之一。
2分子乙酰CoA 进入TCA生成 ATP = 20个
异柠檬酸裂解酶
乙醛酸
苹果酸合酶
乙酰辅酶A
琥珀酸
1
三. 环境条件对谷氨酸发酵的影响
有了优良菌株，还要控制一定条件，造成适于谷氨酸 高产的特定环境： 1. 供氧量要适中：供氧不足，丙酮酸转变成乳酸, -酮 戊二酸生成减弱；供氧过多，NADH过度被氧化，使 -酮戊二酸还原氨基化减弱。 2. 氨量（氨水或尿素）适中：不足时，还原氨基化减 弱；过量时，形成谷氨酰胺，使谷氨酸产量下降。 3. pH：中性或弱碱性有利。 4. 磷酸盐：适量，过高促进EMP和Val生成。 5. 生物素：亚适量，提高细胞膜的通透性。
4谷氨酸发酵机制
硫是含硫氨基酸的组成成分，构成酶的活性基团。培养基 中的硫酸镁供应的硫已充足，不需另加。
3. 钾盐
许多酶的激活剂,钾盐少长菌体，钾盐足够产谷氨酸。 谷氨酸发酵产物生成期需要的钾盐比菌体生长期高。
菌体生长期需硫酸钾量约为0.1g/L,谷氨酸生成期需硫酸钾量
为0.2－1.0g/L.
4. 微量元素
添加方式：
铵盐、液氨等可采取流加方法，液氨作用快，采取连续流加， 尿素少量多次分批流加。 用硫酸铵等生理酸性盐为氮源时，由于铵离子被利用而残留 SO42-等酸根，使PH下降，需在培养基中加入碳酸钙以自动中 和pH。但添加碳酸钙易形成污染，生产上一般不用此法。
三、无机盐
功能
构成菌体成分、酶的组成成分、酶的激活剂或抑制剂、
斜面菌种的培养 目的：纯菌生长繁殖 措施：多含有机氮，不含或少含糖 一级种子培养
目的：大量繁殖活力强的菌体 措施：少含糖分，多含有机氮，培养条件有利于长菌。
二级种子培养
目的：获得发酵所需的足够数量的菌体
为发酵培养基的配制原则
供给菌体生长繁殖和谷氨酸生产所需要的适量的营养和能源 原料来源丰富，价格便宜，发酵周期短，对产物提取无妨碍等。
酶活
改变生物合成途径，使代谢产物发生变化
改变发酵液物理性质 影响菌种对营养物的分解与吸收
5.
6.
不同微生物的最适生长温度不同
同一种微生物，菌体生长和产物合成的最适温度不一定相同。
谷氨酸生产菌的最适生长温度为30-34℃,T6-13菌 株比较耐高温，斜面、一级、二级种子和发酵开始 温度可选用33-34 ℃,生产谷氨酸的最适温度为3537℃. 谷氨酸温度敏感菌株1021最适生长温度是30 ℃， 最适产谷氨酸温度38 ℃,发酵过程中采用分段控制。
谷氨酸发酵碳源有哪些_它的主要作用是什么_
发酵科技通讯第38卷第3期2009年7月表1谷氨酸发酵过程中还原糖及总糖的测定结果3结论在碱性溶液中3,5-二硝基水扬酸被还原糖还原生成的氨基化合物，在470nm 波长下具有最大吸收，但在此波长下DNS 试剂具有一定的吸光度，对测定结果干扰严重，故DNS 法测定谷氨酸发酵过程中总糖的最佳条件：检测波长530nm ，DNS 试剂用量1.5ml ，沸水浴中保持5min 。
在此测定条件下，当盐酸（浓度为6mol/L 用量大于10ml 、沸水浴水解30min 时推测发酵液及等电清液中淀粉多糖基本水解完全。
参考文献：[1]蔡武城，袁厚积．生物物质常用化学分析法[M]。
北京：科学出版社，1980.[2]间宁正祥，食品成分分析手册[M]．中国轻工业出版社，1998．[3]朱启忠，孙迅，孙宝聚，岳辉．3，5—二硝基水杨酸光谱定糖法的比较研究[J]．菏泽师专学报，1999，2(21)：31-32[4]Nick NAGIE.A process economic approach to develop adilute -acidcellulose hydroly -sis process to produce ethan ot from biomass[J].Appl Biochem Biotechnol,1999(77-79):599~607[5]Millereofdinitrosalicylicacidreagentfordetermination of reducing sugar[J].Anal Chem,1959,31(3):426还原糖总糖发酵液g/100ml 0.56 2.03等电清液g/100ml 0.59 2.34普通高流液g/100ml0.452.95!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"谷氨酸发酵碳源有哪些？它的主要作用是什么？几乎所有的谷氨酸产生菌都不含淀粉酶，不能直接利用淀粉。
论述谷氨酸发酵的原理
论述谷氨酸发酵的原理
谷氨酸发酵是一种利用微生物如大肠杆菌（Escherichia coli）进行合成谷氨酸的生物工艺过程。
原理如下：
1. 微生物选择：在谷氨酸发酵中，经常选择大肠杆菌作为发酵菌。
大肠杆菌具有高产谷氨酸的能力，并且生长速度较快，适应性强。
2. 培养基准备：谷氨酸发酵的培养基需提供适合微生物生长和发酵所需的营养物质，如碳源、氮源、矿物盐和辅助因子等。
常用的碳源包括葡萄糖、淀粉等，氮源则可以是氨基酸、蛋白质等。
此外，还可添加特定的辅助因子如磷酸、镁离子等。
3. 发酵过程：将所选的微生物接种到预先准备好的培养基中，进行发酵过程。
在发酵过程中，微生物利用碳源和氮源进行生长和代谢，并分泌出所需的酶以转化底物产生目标产物谷氨酸。
4. 发酵控制：为了提高谷氨酸的产量和质量，发酵过程需要进行严格的控制。
这包括控制发酵温度、pH值、氧气供给和搅拌速度等。
适当调节这些因素可以提高微生物的生长速度和代谢产物的积累。
5. 谷氨酸提取和纯化：发酵结束后，需将谷氨酸从发酵液中提取出来，并进行纯化。
一般通过离心、过滤和浓缩等步骤，将目标产物分离提取。
接下来，通过
晶体化、离子交换层析等方法，进行纯化和分离，得到高纯度的谷氨酸。
总之，谷氨酸发酵的原理是利用适宜的菌种和培养基，通过微生物的生长和代谢过程，合成谷氨酸。
发酵过程需要进行严格的控制，以提高产量和质量，最终通过提取和纯化得到高纯度的谷氨酸。
谷氨酸发酵
谷氨酸发酵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、纯齿棒状杆菌等。
谷氨酸除用于制造味精外，还可以用来治疗神经衰弱以及配制营养注射液等。
我国的谷氨酸发酵虽然在产量、质量等方面有了较大的提高，但与国外先进水平相比还存在一定差距。
主要表现在：设备陈旧，规模小，自控水平、转化率和提取率低，易受噬菌体污染，废水污染问题尚未完全解决等。
一、菌种的选育主要通过基因突变、基因工程、细胞工程得到优良的菌种。
可以从自然界中先分离出相应的菌种，再用物理或化学的方法使菌种产生突变，从突变个体中筛选出符合生产要求的优良菌种。
在谷氨酸发酵中，如果能够改变细胞膜的通透性，使谷氨酸不断地排到细胞外面，就会大量生成谷氨酸。
研究表明，影响细胞膜通透性的主要因素是细胞膜中的磷脂含量。
因此，对谷氨酸产生菌的选育，往往从控制磷脂的合成或使细胞膜受损伤入手，以提高细胞膜对谷氨酸的通透性，如生物素缺陷型菌种的选育。
1.谷氨酸生产菌的生化特征1. α-酮戊二酸氧化能力微弱: α-酮戊二酸脱氢酶丧失或活性低.2. 谷氨酸脱氢酶活性强.3. 还原性辅酶Ⅱ(NADPH+H+)进入呼吸链能力缺陷或微弱.4. 异柠檬酸裂解酶活力微弱.5. 不利用谷氨酸.6. 耐高糖耐高谷氨酸 .7. CO2固定能力强.8 .解除谷氨酸反馈抑制.9. 具有向胞外分泌谷氨酸的能力.2.谷氨酸产生菌棒杆菌属：北京棒杆菌钝齿棒杆菌谷氨酸棒杆菌短杆菌属：黄色短杆菌产氨短杆菌小杆菌属：嗜氨小杆菌节杆菌属：球形节杆菌3.共同点：1. α-酮戊二酸氧化能力微弱: α-酮戊二酸脱氢酶丧失或活性低.2. 谷氨酸脱氢酶活性强.3. 还原性辅酶Ⅱ(NADPH+H+)进入呼吸链能力缺陷或微弱.4. 异柠檬酸裂解酶活力微弱.5. 不利用谷氨酸.6. 耐高糖耐高谷氨酸 .7. CO2固定能力强.8 .解除谷氨酸反馈抑制.9. 具有向胞外分泌谷氨酸的能力.谷氨酸棒状杆菌谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)是好氧细菌，可用于微生物发酵工程生产谷氨酸来制取谷氨酸钠（味精），谷氨酸棒状杆菌在发酵过程中要不断地通入无菌空气，并通过搅拌使空气形成细小的气泡，迅速溶解在培养液中（溶氧）；在温度为摄氏30到37度，pH为7到8的情况下，经28到32小时，培养液中会生成大量的谷氨酸。
发酵法生产谷氨酸
发酵法生产谷氨酸湖北理工学院学年论文发酵法生产谷氨酸摘要,谷氨酸是一种酸性氨基酸～广泛用于食品～日用化妆品及医药行业。
本文主要介绍了采用发酵法来制备谷氨酸～全过程可划分为三个工艺阶段:原料的预处理及糖化,种子扩大培养及谷氨酸发酵,谷氨酸的提取。
又着重详细介绍了等电离交法提取谷氨酸。
关键词:谷氨酸,发酵,工艺,提取Abstract : Glutamic acid is an acidic amino acid , widely used in food , daily cosmetics and the pharmaceutical industry . This paper introduces that the preparation of glutamate fermentation , the fermentation processes can be divided into three process stages: pretreatment and saccharification of raw materials ; seeds to expand cultivation and glutamic acid fermentation ; the extraction of glutamic acid . This paper describes the ionization cross-extraction of glutamic acid .Keywords : Glutamic acid ; Fermentation ; Process ; Extract1湖北理工学院学年论文目录一、谷氨酸简介 ..................................................................... (3)1.1概述 ..................................................................... .............................. 3 二、发酵法生产谷氨酸 ..................................................................... . (3)2.1 发酵法概述 ..................................................................... (3)2.2 原料的预处理及糖化 ..................................................................... .. 42.2.1 原料的种类 ..................................................................... .. (4)2.2 原料的处理 ..................................................................... ........ 4 2.2.3 谷氨酸发酵工艺 ..................................................................... . (5)2.3.1 发酵培养基 ..................................................................... .. (5)2.3.2 培养基灭菌 ..................................................................... .. (6)2.3.3 发酵控制 ..................................................................... (6)2.4 谷氨酸提取 ..................................................................... (7)2.4.1 原理 ..................................................................... .. (7)2.4.2 工艺流程 ..................................................................... (7)2.5 鉴别 ..................................................................... (8)2.6发酵终点的判断 ..................................................................... ........... 8 三、总结 ..................................................................... ................................... 8 参考文献...................................................................... . (9)2湖北理工学院学年论文一、谷氨酸简介1.1概述谷氨酸一种酸性氨基酸。
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。
谷氨酸发酵的工艺流程
谷氨酸发酵的工艺流程
《谷氨酸发酵的工艺流程》
谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、医药和化工等领域。
发酵工艺是生产谷氨酸的主要方法之一，下面将介绍谷氨酸发酵的工艺流程。
1. 选择菌株：选择适合发酵生产的菌株是谷氨酸发酵工艺的第一步。
通常采用属于放线菌属或棒状杆菌属的菌株进行发酵。
这些菌株具有较高的谷氨酸产量和较好的耐受性。
2. 发酵培养基的配制：发酵培养基是支撑谷氨酸发酵的重要基础。
一般包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等组成成分。
常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糖等，氮源包括氨基酸、尿素等。
3. 发酵条件控制：发酵过程中的温度、pH值、氧气供应等条件都会影响谷氨酸的产量。
通常采用恒温发酵，温度一般控制在28-32摄氏度。
同时控制好培养基的pH值，通常在6.5-7.5之间。
氧气供应也是非常重要的，通过控制搅拌速度和通气量来保证充足的氧气供应。
4. 发酵过程监测：在发酵过程中需要对微生物生长、培养基中各种成分的消耗和产物的生成进行持续监测。
通过检测微生物生长曲线和培养基中各成分的浓度变化来掌握发酵情况，及时调整发酵条件以提高产量。
5. 发酵产物的提取与精制：发酵结束后，需要对发酵产物进行
提取和精制。
通常采用离心、过滤等方法将微生物分离，然后通过酸碱调节、浓缩、结晶等工艺步骤来得到纯净的谷氨酸产物。
通过以上工艺流程，谷氨酸发酵生产可以实现高效、稳定的产量，并且能够得到高纯度的产物，满足市场需求。
发酵工程-第十章-氨基酸
4.谷氨酸产生菌（全是细菌）
棒杆菌属
Corynebacterium
短杆菌属
北京棒杆菌 C. pekinense 钝齿棒杆菌 C. crenatum 谷氨酸棒杆菌 C. glutamicum 黄色短杆菌 B. flvum 产氨短杆菌 B. ammoniagenes
Brevibacterium
小杆菌属
应采用的最好方法是（
）
A．加大菌种密度
B．改变碳源和氮源比例 C．改变菌体细胞膜通透性
D．加大葡萄糖释放量
为什么添加适量生物素或青霉素可提高谷氨酸产量？
控制生物素含量，可改变细胞膜的成分，改变膜的透性、谷氨
生物素：乙酰-CoA羧化酶的辅酶，与脂肪酸及磷脂合成有关。
酸的分泌和反馈调节。
生物素含量高时，细胞膜致密，阻碍Glu分泌，并引起反馈 抑制，加适量青霉素可提高Glu产量。
另外，组氨酸的合成为单独的一条途径。
氨基酸的生物合成
1、天冬氨酸族生物合成途径
合成苏氨酸、蛋氨酸和异亮氨酸。
天冬酰氨 甲硫氨酸 琥珀酰高丝氨酸 →异亮氨酸 DAP合成酶 二氨基庚二酸→赖氨酸 合成酶
天冬氨酸族氨基酸合成可以以草酰乙酸或天冬氨酸为原料，
草酰乙酸→天冬氨酸→天冬氨酸磷酸→天冬氨酸-β-半醛→高丝氨酸→苏氨酸
因而用阳离子交换树脂。
理论上讲发酵液上柱的pH值应低于3.22， 但实际上控制在5.0 6.0之间，因Na+、 NH4+交换能力>谷氨酸，优先交换，臵换出
H+使pH值低于3.2，使谷氨酸成为阳离子，
但不能>6.0。
4.电渗析法
膜分离过程，利用的是电位差。
二次电渗析法：
pH3.2：除去各种盐类。 pH3.2:除去蛋白质、残糖和色素等非电解质。
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。
上海大学 生物工艺学第7章 谷氨酸发酵
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。
添加青霉素
其他
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。
4、 GA产生菌体内的NADPH氧化能力欠缺 或丧失
（1）如上图所示，NADPH是α-KGA还原氨 基化生成GA必须物质，而且该还原氨基化 所需要的NADPH是与柠檬酸氧化脱羧相偶 联 的。 （2）由于NADPH的在氧化能力欠缺或丧失， 使得体内的NADPH有一定的积累，NADPH 对于抑制α-KGA的脱羧氧化有一定的意义。
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。
三、合成谷氨酸的生化途径
葡萄糖 丙酮酸 草酰乙酸 柠檬酸
琥珀酸 异柠檬酸
味精
味精的使用是否安全？
自 1970 年起美国食品药物管理局 (FDA) 与 世界 卫生组织 (WHO)的联合食品专家委员会，就味精的 安全性加以慎重研讨，认为一般人味精摄取量可以 达到一天0.12公克/公斤体重。 此即表示体重50公斤的人，每天即使食用高达6 公克的味精，连续食用一辈子也不会影响到身体的 健康。 1987 年 , 联合国粮农组织 和 世界卫生组织 宣 布,取消对味精的食用限量, 作为一种增加食品风味的 调味料,味精不再需要评价其每日容许摄入量,消费者 可以放心食用味精。
氨基酸工艺学思考题
1章1 简述淀粉的组成答：淀粉是一种碳水化合物，经分析后得知组成淀粉的化学元素有碳、氢、氧，其百分比为碳44.4%，氢6.2%，氧49.4%。
淀粉分子是由许多葡萄糖脱水缩聚而成的高分子化合物，用(C6H10O5)n这个实验式来表示。
2 分析玉米淀粉生产中浸泡工序的目的答：玉米子粒坚硬，有胚，需经浸泡工序处理后，才能进行破碎。
玉米通过浸泡，①可以软化子粒，增加皮层和胚的韧性；②水分通过胚和皮层向胚乳内部渗透，溶出水溶性物质；③在浸泡过程中，使粘附在玉米表面上的杂质脱落。
3 简述淀粉水解糖生产的意义答：①糖化：淀粉→葡萄糖；②淀粉水解糖：通过糖化制得的水解糖液；③氨基酸生产菌种不能直接利用淀粉。
4 简述淀粉制葡萄糖的基本原理答：淀粉分子是由许多葡萄糖脱水缩聚而成的高分子化合物，可通过加水脱聚制成葡萄糖。
5 DE值dextrose equivalent value、DX值dextrosevalue答：工业上用DE值（葡萄糖值）表示淀粉的水解程度或糖化程度。
糖化液中还原性糖全部当做葡萄糖计算，占干物质的百分比称为DE值。
糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率为DX值。
6 葡萄糖的复合反应答：在淀粉糖化过程中，生成的一部分葡萄糖受酸和热的催化作用，就通过糖苷键相聚合，失掉水分子，生成二糖、三糖或其他低聚糖等，这种反应称为葡萄糖复合反应。
2 C6H12O6→C12H22O11+H2O7 淀粉的水解方法有哪些?答：酸解法、酸酶法、酶酸法、双酶法。
8 简述双酶法制糖的特点答：优点：①由于酶具有较高专一性，淀粉水解的副产物少，因而水解糖液纯度高，糖液得到充分利用；②酶解反应条件温和；③可以在较高的淀粉浓度下水解；④酶解法可用粗原料；⑤双酶法制得的糖液颜色浅，较纯净，无苦味，质量高，有利于糖液的充分利用；缺点：9 淀粉液化starch liquefacation，淀粉糊化starch gelatinization，淀粉老化retrogradation答：为了增加糖化酶作用的机会，加快糖化反应速度，用α-淀粉酶将大分子的淀粉水解成糊精和低聚糖的过程称为淀粉的液化。
谷氨酸发酵主要影响因素及其控制
谷氨酸发酵的主要影响因素包括微生物、营养物质、pH值、温度和压力等。 首先，微生物是谷氨酸发酵的关键因素。不同种类的微生物具有不同的生长特性 和代谢途径，因此选择适合的微生物种类对谷氨酸发酵至关重要。其次，营养物 质是微生物生长和谷氨酸合成的基础。碳源、氮源、无机盐等营养成分的种类和 浓度都会影响发酵过程。
谷氨酸发酵主要影响因素及其 控制
基本内容
谷氨酸发酵是一种广泛应用于食品、医药和化工等领域的重要生物发酵过程。 在此过程中，微生物利用各种营养物质进行生长繁殖，并产生谷氨酸。了解谷氨 酸发酵的主要影响因素及其控制方法对于提高发酵效率、优化工艺具有重要意义。 本次演示将就谷氨酸发酵的影响因素及控制方法进行详细论述。
参考内容
基本内容
谷氨酸发酵是一种重要的生物过程，用于生产谷氨酸盐，如谷氨酸钠（味精 的主要成分）。在这个过程中，微生物，主要是谷氨酸棒状杆菌，利用糖或其他 碳水化合物作为碳源，并产生谷氨酸作为主要产物。这个过程需要精密的设备管 理以确保效率和产量。本次演示将讨论谷氨酸发酵设备管理的现状和发展趋势。
pH值是调节微生物生长和代谢的重要因素，不同pH值条件下，微生物的生长 速率和谷氨酸的合成量会有所不同。此外，温度和压力也会影响微生物的生长和 代谢，进而影响谷氨酸发酵过程。
针对上述影响因素，可采取以下控制方法以提高谷氨酸发酵效率：
1、优化工艺：通过调整培养基成分、优化发酵条件，提高谷氨酸产量。例 如，可以通过优化碳源、氮源的比例，为微生物提供最佳的生长环境；通过调节 pH值，控制微生物生长和谷氨酸合成；通过控制温度和压力，维持良好的发酵环 境。
3、清洁与卫生管理
谷氨酸发酵设备的清洁和卫生管理对于产品的质量和设备的运行至关重要。 为此，大多数企业都采用先进的清洁和消毒系统，以确保设备和管道的清洁，防 止微生物污染。
谷氨酸生产的培养基和发酵工艺控制的主要技术参数
谷氨酸生产的培养基和发酵工艺控制的主要技术参数摘要：谷氨酸非人体所必需氨基酸，但它参与许多代谢过程，因而具有较高的营养价值，谷氨酸能与血氨结合生成谷酰胺，接触组织代谢过程中所产生的氨毒害作用，另外谷氨酸单钠盐有很强烈的鲜味，是重要的调味品。
关键词：谷氨酸发酵影响因素工艺控制谷氨酸发酵主要原料有淀粉、甘蔗蜜糖、甜菜蜜糖等，国内多以淀粉为原料生产谷氨酸。
谷氨可通过谷氨酸生产菌在代谢过程中合成，这是一个复杂的过程，第一步是将原料淀粉水解成糖，即糖化作用，第二步是将糖在谷氨酸菌的作用下发酵成谷氨酸。
由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径：一、谷氨酸的生物合成途径主要有EMP途径、HM途径、TCA途径、乙醛酸循环、伍德—沃克反应等。
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-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下，生成谷氨酸。
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。
二、谷氨酸生产菌的生化特征有：1、有催化固定CO2的二羧酸合成酶；2、a—酮戊二酸脱氢酶的活性很弱，这样有利于a—酮戊二酸的蓄积；3、异柠檬酸脱氢酶活力很强，而异柠檬酸裂解酶的活性不能太强，这样有利于谷氨酸前提物a—酮戊二酸的合成，满足合成谷氨酸的需要；4、谷氨酸脱氢酶的活力高，这样有利于谷氨酸的合成；5、谷氨酸生产菌经呼吸链氧化的能力要求弱；6、菌体本身进一步分解转化和利用谷氨酸的能力低下，利于谷氨酸的蓄积。
三、谷氨酸发酵工艺谷氨酸生产菌能在菌体外大量积累谷氨酸是由于菌体代谢调节处于异常状态，只有具特异性生理特征的菌体才能大量积累谷氨酸，这样的菌体对环境条件是敏感。
谷氨酸发酵是建立在容易变动的代谢平衡上，是受多种条件支配的。
微生物发酵碳源和氮源
微生物营养要求看，所有微生物都需要碳源，氮源，无机元素，水及生长物质。
如果是好氧微生物还需要氧气。
在实验室规模上配制含有纯化合物的培养基非常简单，但在大规模生产上是不合适的。
第一节工业发酵培养基发酵培养基的作用：-满足菌体的生长-促进产物的形成一、工业上常用的碳源（carbon source）1. 应用最广的是谷物淀粉（玉米、马铃薯、木薯淀粉），淀粉水解后得葡萄糖。
使用条件：微生物必须能分泌水解淀粉、糊精的酶类。
缺点：a.难利用、发酵液比较稠、一般>2.0%时加入一定的α-淀粉酶。
b.成分较复杂，有直链淀粉和支链淀粉等。
优点：来源广泛、价格低，可解除葡萄糖效应。
2. 葡萄糖-所有的微生物都能利用葡萄糖，但会引起葡萄糖效应。
-工业上常用淀粉水解糖,但是糖液必须达到一定的质量指标。
3.糖蜜制糖工业上的废糖蜜waste molasses或结晶母液包括：甘蔗糖蜜（cane molasses）——糖高，氮少甜菜糖蜜（beet molasses）两者成分见P226糖蜜使用的注意点：除糖份外，含有较多的杂质，对发酵产生不利的影响，需要进行预处理。
二、工业上常用的氮源（nitrogen source）1.无机氮(迅速利用的氮源)种类：氨水、铵盐或硝酸盐、尿素特点：吸收快，但会引起pH值的变化选择合适的无机氮源有两层意义：-满足菌体生长-稳定和调节发酵过程中的pH无机氮源的影响：硫酸铵>硝酸铵>硝酸钠>尿素2.有机氮：来源：一些廉价的原料，如玉米浆、豆饼粉、花生饼粉、鱼粉、酵母浸出膏等。
其中玉米浆（玉米提取淀粉后的副产品）和豆饼粉既能做氮源又能做碳源。
成分复杂：除提供氮源外，还提供大量的无机盐及生长因子。
微生物早期容易利用无机氮，中期菌体的代谢酶系已形成——有机氮源。
有机氮源来源不稳定，成份复杂，所以利用有机氮源时要考虑到原料波动对发酵的影响。
三、无机盐（inorganic mineral）硫酸盐、磷酸盐、氯化物及一些微量元素。
味精发酵工艺[试题]
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味精的发酵生产工艺摘要：味精生产始于1923年至今，已有91年历史了。
它经历了创建、转换和发展三个历史阶段。
早在1992年中国其生产量就已达34万吨，跃居世界首位。
现如今中国已成为当今时节味精的重要产区。
而味精现在是中国不可或缺的一种鲜味剂、是含一个结晶水的L-谷氨酸一钠的晶体，溶于水后有强烈的肉类鲜味。
其发酵生产工艺有两部，即由原料发酵生产出L-谷氨酸，再通过的谷氨酸的提取和精制制成味精。
关键词：味精发酵谷氨酸谷氨酸钠味精主要是有谷氨酸钠组成，谷氨酸本身及其水溶液并没有鲜味而它与适量碱发生中和反应生成谷氨酸一钠，不但酸味消失，而且有很强的鲜味，其鲜味阈值为0.03%。
在食品加工中使用味精，可使食品原味更为浓郁、协调、圆润，并可克服异味。
家庭和餐馆调味用的添加量一般用食品总量的0.2%~0.5%。
1987年3月17日，在荷兰海牙召开的联合国FAO/WHO食品添加剂法规委员会第19届会议做出结论：作为一种增加食品风味的调味料味精，不再需要评价其每日容许摄入量，消费者可以放心食用。
味精于九十年代开始生产开始至今，发展早已精，原料是由澳洲进口，生产成本高，产量很小。
1932年，沈阳味精厂用豆粕水解法生产味精，而且到1949年，全国生产味精都不足500吨。
1957年开始发酵法生产谷氨酸钠的研究。
1958年，北京大学的钱存柔等分离出一株谷氨酸发酵菌，并对其发酵条件和生理代谢进行了研究，不久就在上海生产进行了实验，没多久全国都开始实施发酵法生产。
味精的全部生产工艺过程可以分为四个工艺过程：（一）、原料的预处理剂淀粉水解糖的制备；（二）种子的扩到培养以及谷氨酸的发酵；（三）、谷氨酸的提取；（四）、谷氨酸制取味精以及味精的成品加工。
一、原料的预处理剂淀粉水解糖的制备制糖工艺进展：以淀粉或大米为原料首先要制备葡萄糖，其工艺方法进展历程：酸法水解→酶酸法水解→双酶法水解。
双酶法制糖，糖液质量好(含糖量高，透光率高)，淀粉转化率高，有利于发酵和提取。
发酵工程简介高中生物
3、有了菌种用什么样的培养基去培养呢？
答：培养基应满足微生物生长所需要的碳源、氮源、 水、无机盐和生长因子等营养需求。
4、谷氨酸发酵所需培养基的各种成分中属于无机盐、 氮源、碳源、生长因子的分别有哪些？这种培养基能 否满足氨酸棒状杆菌所需各种营养？这种 培养基从组 成成分和物理性质上看属于哪种培养基？ 答：①豆饼（或马铃薯等）的水解液，玉米浆、尿素、 磷酸氢二钾、氧化钾、硫酸镁、生物素。 ②能 ③从物理性质上看是液体培养基，从化学成分上 看是天然培养基。
6、有了菌种和合适的培养基，那发酵的主体设备又该 是什么样的呢？ 发酵罐
7、发酵的主体设备发酵罐的控制部分构成有哪些？ 分别有什么作用？ 在发酵过程中，发酵罐内的温度、pH、溶氧量都会 变化，从而影响微生物的生长。因此，必须有相应 的控制结构来保持发酵条件的稳定。 8、在发酵罐中是怎样进行谷氨酸发酵生产的？
菌 种 发酵罐 培养基
条件控制
加工 谷氨酸 提取
产品
二、发酵工程的概念和内容 （一）、概念： 即采用现代工程技术手段，利用微生物的某些 特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生 物应用于工业生产过程中的一种新技术。
（二）、内容： 从自 然界 中分 离的 菌种 诱变育种 基因工程 细胞工程 培养基 配 制 生 产 有 菌 种 接 发 扩 种 酵 大 罐 培 发 养 酵 条 灭菌 件 控 制 分 离 微 生 物 菌 体 代 谢 产 物 医 药 工 业
产 品
提 纯
原料
应 用
食 品 工 业
1．菌种的选育： 思考： 发酵工程是利用微生物为人类生产有用产品， 因此要想通过发酵工程获得在种类、产量和质量等 方面符合人们要求的产品，最重要的是要有优良的 菌种，人们怎样才能得到优良的菌种呢？
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。
谷氨酸发酵培养基
正文：1956年从日本开始，以后先后由面二筋豆粕和废糖蜜浓缩物水解的方向，转向以糖质为原料的细菌发酵法。
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。
谷氨酸发酵培养基包括碳源、氮源、无机盐、生长因子及水等。
发酵培养基不仅是供给菌体生长繁殖所需要的营养和能量，而且是构成谷氨酸的碳架来源。
要积累大量谷氨酸，就要有足够量的碳源和氮源，对菌体生长所必须的因子——生物素却要控制其用量。
培养基主要成分：（一）碳源及其生产要求碳源是供给菌体生命活动所需能量和构成菌体细胞一季合成谷氨酸的基础，谷氨酸是异养微生物，只能从有机化合物中取得碳素的营养。
目前发现的谷氨酸产生菌只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖等。
在一定浓度范围内，谷氨酸产量随糖浓度增加而增加，但是糖浓度过高，由于渗透压增大，对菌体生长和发酵均不利，当工艺条件配合不当时，谷氨酸对糖的转化率降低。
同时培养基浓度大，氧溶解阻力大，影响供养速率。
目前国内谷氨酸发酵糖浓度为125-150g/L；采用一次高汤发酵工艺，糖浓度可达170~190g/l。
为了降低培养基中糖浓度有提高产酸水平，就必须采用低浓度糖的流加糖发酵工艺。
目前我国谷氨酸生产上普遍采用淀粉水解的葡萄糖,其次用甜菜糖蜜,甘蔗糖蜜作为糖质原料来源。
在国外也有采用醋酸、乙醇等作为碳源的。
（二）氮源及其成产要求当氮源的浓度过低时会使菌体细胞营养过度贫乏形成“生理饥饿”，影响菌体增殖和代谢，导致产酸率低。
随着玉米浆的浓度增高，菌体大量增殖使谷氨酸非积累型细胞增多，同时又因生物素过量使代谢合成磷脂增多，导致细胞膜增厚不利于谷氨酸的分泌造成谷氨酸产量下降。
碳氮比一般控制在100:（15~30）。
当碳氮比在100:11以上时才开始积累谷氨酸。
在实际生产中，采用尿素或液氨作为氮源时，由于一部分氨用于调节PH，一些分散而逸出，使实际用量很大，当培养基中糖浓度为140g/l,碳氮比为100:32.8。
谷氨酸发酵碳源有哪些? 它的主要作用是什么?
谷氨酸发酵碳源有哪些？它的主要作用是什么？
佚名
【期刊名称】《发酵科技通讯》
【年(卷),期】2009(38)3
【摘要】几乎所有的谷氨酸产生菌都不含淀粉酶，不能直接利用淀粉。
可以作为谷氨酸发酵碳源的有：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、醋酸、乙醇等，其中以葡萄糖、蔗糖为最佳。
【总页数】1页(P25-25)
【关键词】谷氨酸发酵;碳源;谷氨酸产生菌;直接利用;淀粉酶;葡萄糖;麦芽糖;蔗糖【正文语种】中文
【中图分类】TS264.23;TQ925.9
【相关文献】
1.流加混合碳源的谷氨酸发酵工艺研究 [J], 王瑶;张银冰;邓毛程
2.碳源对γ-聚谷氨酸发酵的影响 [J], 缪静;杨在东;冯志彬;张玉香;程显好
3.控制生物素亚适量在谷氨酸发酵中的本质作用是什么? [J],
4.以甜菜糖蜜为原料进行谷氨酸发酵时添加吐温60的作用是什么? [J],
5.谷氨酸发酵中由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径是什么? [J],
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发酵科技通讯
第38卷第3期2009年7月
表1谷氨酸发酵过程中还原糖及总糖的测定结果
3结论
在碱性溶液中3,5-二硝基水扬酸被还原糖还原生成的氨基化合物，在470nm 波长下具有最大吸收，但在此波长下DNS 试剂具有一定的吸光度，对测定结果干扰严重，故DNS 法测定谷氨酸发酵过程中总糖的最佳条件：检测波长530nm ，
DNS 试剂用量1.5ml ，沸水浴中保持5min 。
在此测
定条件下，当盐酸（浓度为6mol/L 用量大于10ml 、沸水浴水解30min 时推测发酵液及等电清液中淀粉多糖基本水解完全。
参考文献：
[1]蔡武城，袁厚积．生物物质常用化学分析法[M]。
北京：科学出版社，1980.
[2]间宁正祥，食品成分分析手册[M]．中国轻工业出版社，1998．
[3]朱启忠，孙迅，孙宝聚，岳辉．3，5—二硝基水杨酸光谱定糖法的比较研究[J]．菏泽师专学报，1999，2(21)：31-32
[4]Nick NAGIE.A process economic approach to develop a
dilute -acidcellulose hydroly -sis process to produce ethan ot from biomass[J].Appl Biochem Biotechnol,1999(77-79):599~607
[5]Miller
e
of
dinitrosalicylic
acid
reagent
for
determination of reducing sugar[J].Anal Chem,1959,31(3):426
还原糖
总糖
发酵液g/100ml 0.56 2.03等电清液g/100ml 0.59 2.34普通高流液g/100ml
0.45
2.95
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谷氨酸发酵碳源有哪些？它的主要作用是什么？
几乎所有的谷氨酸产生菌都不含淀粉酶，不能直接利用淀粉。
可以作为谷氨酸发酵碳源的有：葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、醋酸、乙醇等，其中以葡萄糖、蔗糖为最佳。
目前我国谷氨酸生产上普遍采用淀粉水解的葡萄糖，其次用甜菜糖蜜，甘蔗糖蜜作为糖质原料来源。
在国外也有采用醋酸、乙醇等作为碳源的。
碳源的主要作用是构成细胞物质和供给细菌生长发育所需要的能量，以及提供合成代谢产物的碳源。
———《味精生产问答》题160——
——25—。