谷氨酸发酵培养基.ppt
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1、生物素亚适量法生产谷氨酸 锥 姑 松 隆 厘 鬼 搽 鼻 油 湾 涕 莽 盾 妊 氢 玩 逝 迎 奥 崔 领 埋 恍 疽 岿 害 抬 榷 伟 弗 轩 冷 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 组员 o 李振国 o 芦敏 o 刘祺 o 陆姗姗 o 李雷达 o 董呈呈 o 万东 o 刘玉洋 淄 颠 增 坑 鲸 货 架 限 华 递 拎 必 无 框 胆 研 挎 异 锯 任 奇 疼 箱 袁 空 武 需 豢 略 庸 乓 亢 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 一、实验目的 o 1、掌握谷氨酸发酵的原理 o 2、掌握谷氨酸种子制备的方法 o 3、掌握谷氨
2、酸发酵过程中的条件控制 o 4、掌握谷氨酸发酵液提取谷氨酸的方法 o 5、掌握谷氨酸纯化的方法 o 6、探究不同糖浓度对菌种生长的影响 龟 闹 锡 回 幂 斥 智 啸 凸 秘 辑 塑 劣 巾 狭 眨 绞 傀 嘎 酒 罕 副 寿 茎 婉 藕 彪 肢 瞅 捶 晌 袭 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 二、发酵原理 o1.合成途径 o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-酮戊二酸。-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。
3、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。 o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,如生 物素缺陷型菌种的选育。生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需 的乙酰CoA的辅酶。生物素缺陷型菌种因不能合成生物素,从而 抑制了不饱和脂肪酸的合成。而不饱和脂肪酸是磷脂的组成成分 之一。因此,磷脂的合成量也相应减少,这就会导致细胞膜结
4、构 不完整,提高细胞膜对谷氨酸的通透性。 帅 揭 表 涯 渊 疆 匝 竹 都 铲 朽 滓 煤 粤 公 伍 卡 沦 吼 镑 悲 军 马 缸 怨 猜 礼 剑 畴 辫 晕 惦 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 贾 晤 泵 瓤 函 赞 肌 催 晨 咙 逼 狙 嗡 奶 瞎 霸 爸 属 蹦 庞 淑 彻 粥 台 伺 素 卑 西 父 藏 旬 蘑 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 发酵原理 o2.发酵过程 o在发酵过程中,氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如 下:氧。谷氨酸产生菌是好氧菌,通风和搅拌不仅会影响菌 种对氮源和碳源的利用率,而且会影响发酵
5、周期和谷氨酸的合 成量。尤其是在发酵后期,加大通气量有利于谷氨酸的合成。 温度。菌种生长的最适温度为3032 。当菌体生长到稳 定期,适当提高温度有利于产酸,因此,在发酵后期,可将温 度提高到3437 。pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在 7.08.0。但在发酵过程中,随着营养物质的利用,代谢产物 的积累,培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用,放出氨 ,pH会上升;当糖被利用生成有机酸时,pH会下降。磷酸 盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的,但浓度不能过高,否则会 转向缬氨酸发酵。发酵结束后,常用离子交换树脂法等进行提 取。 德 涉 敬 肉 霄 蓟 吉 屁 蜕 吻 侨 鸟 绣 穗 贱 搜 恭
6、簇 秉 涛 锡 鞋 淹 谦 塔 仪 精 铃 殃 咱 念 匡 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 三、实验试剂与仪器 o 试剂:葡萄糖、尿素、硫酸镁、磷酸氢 二钾、玉米浆、硫酸亚铁、硫酸锰、水解 糖、玉米浆、K2HPO、MgSO4、尿素、 FeSO4 2ppm、MnSO4、NaS、活性 碳 o 仪器:500ml三角瓶2个、接种环、酒精 灯、摇床、超净工作台、抽滤装置、烧杯 、试管、发酵罐、离子交换柱、PH试纸 或者PH计、1L量筒2个、200ml三角瓶5 个、高压锅 鸽 哺 作 辫 碳 韶 绕 袄 抵 淳 澈 冬 膳 喂 勃 助 躯 应 懒 典 蜘 台 吗 词 呜 铭
7、 台 往 渗 荣 戈 腾 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 操作步骤 o1一级种子培养工与制:按下列培养基配方配制1000ml一级 种子培养基。按20%装液量分装后,于121灭菌30min冷却 备用。 o葡萄糖2.5% 尿素0.5% 硫酸镁0.04% o磷酸氢二钾0.1% 玉米浆 2.53.5% o硫酸亚铁、硫酸锰各20ppm、pH7.0 o2一级种子培养:将斜面菌种接入已灭菌冷却的种子培养基 中(250ml三角瓶内接入12环)于321、250r.p.m 条件下培养12h。一级种子质量要求: o种龄12h pH6.40.1 o光密度:净增O.D值0.5以上 o无菌
8、检查阴性,噬菌体检查无。 解 拜 铭 噪 聊 尽 迁 孰 航 锰 取 寡 跟 老 桃 谋 京 烷 淹 疹 殊 睦 体 局 伙 仅 桓 拙 挛 涝 湃 馋 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 四、操作步骤 o3二级种子培养基配制: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。 o水解糖2.5% 玉米浆2.53.5% K2HPO4 0.15% oMgSO4 0.04 尿素0.4% FeSO4 2ppm oMnSO4 2ppm pH 6.87.0 o4二级种子培养:在已灭菌的二级种子培养基中,按 0.
9、51.0%接入上述已培养好的一级种子,于321、 250r.p.m条件下培养78h,二级种子质量要求: o种龄78h pH 6.87.2 OD值净增0.5左右 o无菌检查(一)、噬菌体无、残糖消耗1%左右 o镜检生长旺盛,排列整齐,G+ 硬 晌 紧 针 具 削 悯 邢 丘 铬 坟 迎 城 悸 财 桓 哨 乱 臭 古 佑 欺 篓 抑 锁 肘 副 袒 夹 盔 秦 望 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 谷 氨 酸 发 酵 培 养 基 操作步骤 o5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 0.180.22%,玉米浆0.10.15%,
10、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。 o6发酵:按810%的接种量在发酵培养基中接入合格的二级 种子注,于351、250 r.p.m条件下发酵35h,发酵过 程中从第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 7.07.6;8h后pH7.27.3, 2024hpH 7.07.1,2435h,pH6.56.6。尿素流加总 量为4%。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。 o7镜检及谷氨酸测定:在8h及24h时
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