谷氨酸发酵工艺

谷氨酸发酵工艺

作者：冯容保

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1.会议论文张蓓.张克旭国内外谷氨酸发酵工艺研究进展2002

谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵,发酵工艺的研究至关重要.发酵的环境条件,如培养基组成、pH、温度、溶氧水平等都明显地影响谷氨酸的产量. 1983年,Takeda-Chem描述了通过向培养基中添加油酸可以使谷氨酸的产量提高的方法,即将微生物培养在含有油酸但并不含有生物素的培养基上,作为碳源的碳水化合物与乙酸的比率为70∶30到50∶50,所用的微生物是从D248、BN11、NO.534中选取的.培养基中所用的碳水化合物为葡萄糖、果糖.碳水化合物与乙酸的比例保持在60∶40.培养基中油酸的含量不少于60毫克/升.发现用此方法可使碳源更多地转变成L-谷氨酸,并且得到浓度很高的L-谷氨酸产品.本文介绍国内外谷氨酸发酵工艺研究进展。

2.学位论文邓毛程高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺及设备优化研究2007

近十几年来，谷氨酸发酵生产中的新菌种、新工艺以及新设备层出不穷，并且相互促进，使生产规模与技术指标不断创新，有力地推动了我国谷氨酸发酵产业的发展。为了进一步提高谷氨酸发酵产率与降低生产成本，本论文利用现有生产菌株成功选育出耐高糖谷氨酸高产菌株，通过改造搅拌器提高了种子罐与发酵罐的溶氧效率，并研究了搅拌器改造对谷氨酸菌种高密度培养与生物素亚富量谷氨酸发酵的影响，最后进行了高初糖谷氨酸发酵中接种量、生物素量与溶氧条件优化的研究，较好地完成了高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺的研究工作。其主要研究内容和结果如下：

采用硫酸二乙酯对出发菌株细胞进行多次诱变，然后采用紫外线对突变株的原生质体进行多次诱变，最后筛选获得耐高糖谷氨酸高产菌株。其检出平板的最高葡萄糖浓度为200g/L，比出发菌株提高了17.65％；在葡萄糖浓度为200g/L的液体培养基中进行谷氨酸摇瓶发酵，其产酸水平比出发株提高了24.72％；经传代和稳定性试验，表明具有良好的遗传稳定性。因此，该突变株适宜作为研究高初糖谷氨酸发酵工艺的菌株。

将10m3种子罐和200m3发酵罐的六弯叶圆盘涡轮改造为六半圆叶圆盘涡轮搅拌器及优化尺寸设计后，种子罐和发酵罐的体积溶氧系数分别达到

146.6h-1和173.8h-1，分别是改造前的2.36倍和2.4倍，通过搅拌器改造大幅度地提高了种子罐和发酵罐的溶氧效率。

利用改造后的种子罐进行谷氨酸菌高密度培养，培养18h的湿菌体量达到25.42％(v/v)，比改造前提高了188％，表明种子罐溶氧系数的提高促进了谷氨酸菌高密度培养工艺的实现。

利用改造后的发酵罐进行谷氨酸发酵，其适宜的初始生物素浓度为12.3μg/L，达到亚富量水平，比改造前提高了53.75％，最终促使单罐谷氨酸产量比搅拌器改造前增加了8.34％，故发酵罐溶氧系数的提高促进了生物素亚富量谷氨酸发酵工艺的实现。

将10m3种子罐种子液的湿菌体量、200m3发酵罐溶氧系数以及生物素用量分别提高至25％(v/v)、173.8h-1以及12.3μg/L时，200g/L初糖谷氨酸发酵的产酸水平、糖酸转化率以及谷氨酸单罐产量分别达142.8g/L、63.04％以及21.206t，均有一定程度的提高。其中，单罐谷氨酸产量提高幅度显著，与搅拌器改造前的10％湿菌体量的120g/L初糖发酵相比，提高了33.26％。研究结果表明，通过提高耐高糖菌株种子液的湿菌体量、发酵罐溶氧效率以及生物素适宜用量，可促进高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺的实现，有利于提高谷氨酸发酵产率。

3.会议论文冯容保谷氨酸发酵工艺的进展2002

本文探讨谷氨酸发酵工艺的进展，谷氨酸发酵工艺类型， 5％一10％大种量只能缩短发酵周期，不能提高转化率。种量大还要浓度高，o OD只能做参考，因不在一个数量级，等间有一定的对数关系，要根据湿菌体重量或体积(并折标成干菌体量)与活计数(109个/m}z,1010个/ml)。要求大种量，高浓度，活力强。

4.学位论文吴晓燕氨基酸脱羧酶发酵工艺及应用研究2005

本文分别对大肠杆菌(Escherichia coli)AS1.505和蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)AS1.1009的发酵条件以及L—谷氨酸脱羧酶和L—赖氨酸脱羧酶的酶学性质进行了研究。利用E．coli AS 1.505L—谷氨酸脱羧酶制备D—谷氨酸和Y—氨基丁酸，分离L—谷氨酸和L—天冬氨酸；利用H．alvei AS

1.1009L—赖氨酸脱羧酶拆分DL—赖氨酸。

D—谷氨酸是重要的医药中间体和食品添加剂，Y—氨基丁酸是中枢神经系统中有效的抑制性神经递质，D—赖氨酸可作为一种有效溶剂和手性合成纤维来合成各种药物中间体，以上产品附加值很高。目前我国氨基酸工业副产大量L—谷氨酸和L—天冬氨酸混合物，不能直接用于食品和医药工业，采用酶法分离解决了这一难题。

为获得E．coli AS 1.505菌株的最佳发酵条件，通过正交试验及培养条件优化，得出最佳培养基(g/L)配方为：葡萄糖20，蛋白胨10，玉米浆20，酵母膏2，K2HPO4l，L-谷氨酸5，pH7.2。最佳培养条件为：温度37℃，培养基装量100mL，接种量8％，发酵时间16h。

对E.coli AS 1.505菌株L-谷氨酸脱羧酶酶性质进行研究，得到制备D-谷氨酸和Y-氨基丁酸的最佳转化条件为：转化温度37℃，pH4.8，菌体浓度

6g/L，吐温—800.15g/L，菌龄16h，底物浓度50g/L。L-谷氨酸脱羧酶在最适转化条件下比酶活可以达到15036U。1g湿菌体可重复使用3次共转化DL—谷氨酸25g，其中L-谷氨酸可以完全转化为Y—氨基丁酸。产物经等电点结晶法和JK008阳离子交换树脂分离。D-谷氨酸及Y—氨基丁酸的收率分别为理论收率的87％和85％。另外，还利用该酶分离制备Y—氨基丁酸(理论收率的83.4％)和L-天冬氨酸(理论收率的86.6％)。以上两种反应原料价格低廉，转化率高，工艺流程简单，适合工业化生产。

对H．alvei AS 1.1009菌株发酵条件进行研究，得出最佳培养基(g/L)配方为：蔗糖20，蛋白胨10，玉米浆20，酵母膏1，(NH4)2SO4 1，L-赖氨酸10，pH7.2。最佳培养条件为：温度35℃，培养基装量100mL，接种量6％，发酵时间14h。对L-赖氨酸脱羧酶酶性质进行了研究，结果表明：该酶最适pH为8.0，最适温度为37℃，吐温-800.5g/L，菌体浓度10g/L。最高绝对酶比活为3840U。还考察了L-赖氨酸经脱羧酶生物转化生成尸胺的反应动力学

，该生物转化反应半衰期为10.58h。从D-赖氨酸添加上看，并没有出现所谓的同型底物竞争抑制作用。

5.学位论文高璇谷氨酸发酵新技术研究1998

为了改进谷氨酸发酵工艺,提高中国味精生产水平,该文从两个方面进行了研究:一是在种子基础培养基中添加生长刺激剂,提高菌种活力,加快生长速度,加快耗糖速率;二是在发酵基础培养基中添加表面活性有效等药物,提高细胞膜对谷氨酸的分泌能力,加快分泌速率,从而提高谷氨酸发酵产率,缩短发酵周期,降低生产成本.

6.会议论文云逢霖二种发酵工艺二种提取工艺生产谷氨酸的比较2004

今年是味精行业最困难的一年，因此如何提高生产水平、降低成本，提高经济效益以及解决废水问题等是关系企业生存的大问题。在上海会议上有不少文章讨论了谷氨酸发酵工艺、提取工艺和解决废水问题，笔者也就此问题进行论述，供参考。

7.学位论文王勇谷氨酸发酵工艺研究2002

L-谷氨酸又叫麸酸,化学名称为L-α-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-水谷氨酸一钠.该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.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、混合生物素、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.

8.会议论文冯容保谷氨酸发酵工艺的进展2002

我国谷氨酸发酵在60年代后期至80年代,一直沿用亚适量生物素工艺,以淀粉原料或大米为碳源,至80年代后期以甘蔗糖蜜或甜菜糖蜜为原料的生产厂