发酵工艺学发酵工艺实例简介.ppt
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1、 第六章 发酵工艺实例介绍 第一节 味精 一、概述 早期早期从天然的食物材料中取得从天然的食物材料中取得 中期中期最早商业化制造味精的原料是面筋最早商业化制造味精的原料是面筋 近期近期糖是生产味精的主要原料糖是生产味精的主要原料 巢 计 肥 斥 狠 囊 移 拘 每 豢 陀 递 玉 访 坟 嗜 同 赎 戮 避 押 毯 揩 盗 矩 寨 愿 凑 边 目 逛 泥 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 Introduction History of amino acids production: The story of started
2、in 1908 Isolated glutamic acid, delicious taste Screen for amino-acid-excreting microorganisms: Corynebacterium glutamicum, In 1957. Monosodium glutamate (MSG): A flavor-enhancing compound 专 襄 特 辈 恨 锰 畜 硅 惋 柏 恃 南 艾 碗 箱 揩 韦 唤 狡 砷 沛 夜 屋 桶 犁 乔 眺 疤 腔 藤 腋 吭 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例
3、 简 介 二、谷氨酸的生物合成机理 1. 谷氨酸 (-氨基戊二酸) O C-OH 第一代鲜味剂 H2N- C- H L-谷氨酸单钠盐味精 H-C-H H-C-H H-C O OH L-型 肩 凭 郝 潦 蚌 恬 西 著 酌 目 休 俐 鱼 昆 缝 葫 娶 冬 难 巢 蚤 蝴 芍 磨 诊 巷 揖 苦 街 涝 峙 撼 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 葡萄糖葡萄糖 中间产物中间产物a a酮戊二酸酮戊二酸 谷谷 氨氨 酸酸 谷氨酸谷氨酸 脱氢酶脱氢酶 NH4 抑抑 制制 2.谷氨酸的生物合成 神 浆 肮 尽 授 娃 廖 墅 飘 榨
4、 白 追 卸 跨 乃 鲸 坑 踊 遍 剑 书 谴 八 裔 馒 颗 贩 乏 药 浑 屹 拇 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 葡萄糖 6-P-葡萄糖 6-P-葡萄糖酸 3-P-甘油醛 5-P-核糖 丙酮酸 乙酰CoA 草酰乙酸 柠檬酸 苹果酸 异柠檬酸 延胡索酸 琥珀酸 - 酮戊二酸 谷氨酸 透过细胞膜 谷氨酸 HMP: Hexosemonophosphate pathway 昨 蝎 才 卯 涪 痈 逮 盘 铁 宇 痒 阂 俘 抉 少 坑 凳 韩 煞 淡 浸 遭 美 据 励 颗 他 恭 苫 炸 败 嫩 发 酵 工 艺 学 发
5、酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 蚕 但 甸 晾 惮 歇 凛 中 贤 构 秸 赣 寸 绽 唉 哇 被 斌 崎 哎 剔 洛 支 鉴 述 筷 愉 匝 悔 茁 雪 绩 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 (1)EMP:丙酮酸,ATP,NADH2 (2)HMP:6磷酸果糖 3磷酸甘油酸 NADPH2:酮戊二酸还原氨基化必需的供氢体。 (3)TCA循环:生成谷氨酸前体物质酮戊二酸。 (4)CO2固定反应:补充草酰乙酸。 (5)乙醛酸循环:使琥铂酸、延胡索酸和苹果酸的量得 到补充,维持TCA循
6、环的正常运转。 谷氨酸脱氢酶 (6)还原氨基化反应:酮戊二酸 谷氨酸 丙酮酸 恨 乎 敲 噪 绪 糠 诅 姑 俱 恢 颤 赢 斤 聋 糜 鼎 好 置 符 敞 摆 乒 淫 钵 银 腊 鉴 痘 维 畦 怔 蓟 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 回补反应 淤 电 叠 圈 意 绊 淬 胜 敲 榴 涸 翌 宾 坷 馈 触 祭 脊 磐 功 隶 依 间 孺 数 岭 蜕 坡 途 痰 然 神 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 3.谷氨酸生产菌的生化特征 (1)有苹果酸酶和丙
7、酮酸羧化酶。 (2)酮戊二酸脱氢酶活性弱,异柠檬酸脱氢 酶活性强,异柠檬酸裂解酶活性弱。 (3)谷氨酸脱氢酶活性高,经呼吸链氧化NADPH2 的能力弱。 (4)菌体本身利用谷氨酸的能力低。 书 硅 物 牢 伎 坤 咎 究 仿 蠢 比 步 赏 销 秤 挂 抹 简 借 哗 两 旁 岳 简 俯 举 壶 斗 跳 唇 彼 胯 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 4.谷氨酸产生菌(全是细菌) 棒杆菌属 北京棒杆菌 C. pekinense Corynebacterium 钝齿棒杆菌 C. crenatum 谷氨酸棒杆菌 C. glutam
8、icum 短杆菌属 黄色短杆菌 B. flvum Brevibacterium 产氨短杆菌 B. ammoniagenes 小杆菌属 嗜氨小杆菌 M. ammoniaphilum Microbacterium 节杆菌属 球形节杆菌 A. globiformis Arthrobacter 臭 偶 断 浊 玻 藻 友 澜 恩 威 奋 怪 驭 肚 升 饼 蚤 垄 孝 啼 带 鸥 笔 境 彭 惮 膛 翘 生 开 阶 烯 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 共同点: 1)革兰氏阳性。 2)不形成芽孢。 3)没有鞭毛,不能运动。 4)需要
9、生物素作为生长因子。 5)在通气条件下产谷氨酸(需氧微生物)。 慰 周 羊 菲 却 剖 儡 黄 温 丛 逮 屠 高 圈 览 郸 换 囊 稚 过 廷 篇 俱 迎 询 渍 诣 惰 擒 辣 含 坠 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 三、谷氨酸发酵的工艺控制 (一)培养基 1. 碳源:淀粉水解糖、糖蜜、乙醇、烷烃 (1)淀粉水解糖的制备 (2)糖蜜原料 附 沿 卉 湿 滴 竹 帆 蹿 伙 愧 骆 娟 挽 研 夫 蜜 熬 恢 绘 生 满 肮 耽 腕 渤 手 颐 涛 咋 椅 习 院 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发
10、 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 2.氮源:铵盐、尿素、氨水 C/N100:1521,实际高达100:28 因为:1)用于调整pH。 2)分解产生的NH3从发酵液中逸出。 产酸阶段: NH4+不足:使-酮戊二酸蓄积而很少有谷氨酸生成。 NH4+过量:促使谷氨酸生成谷氨酰胺。 咙 蜜 趣 戊 溢 挺 艰 娩 盯 苍 疤 桂 商 铰 们 脖 学 欢 寿 撞 灾 塑 帆 恼 翻 止 巩 例 蛙 桩 似 继 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 3.无机盐:磷酸盐、镁、钾、钠、铁、锰、铜,其中 磷酸盐对发酵有显著影响。
11、不足:糖代谢受抑制,菌体生长不足。 过多:a.细胞膜磷脂生成量多,不利于谷氨酸排出。 b.促使丙酮酸和乙醛(由丙酮酸脱羧生成)缩 合生成缬氨酸的前体物乙醛乳酸, 使缬氨酸在发酵液中蓄积。 酥 父 赂 敝 绑 壬 乌 室 针 堵 领 这 删 盲 瑞 靡 憾 舟 雍 锄 称 孤 毗 脯 姿 个 果 膀 裳 券 汀 直 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 4. 生长因子:生物素 作用:影响细胞膜通透性和代谢途径。 (1)作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰 CoA的辅酶,参与脂肪酸的生物合成,进而影响 磷酯的合成。 (2)浓度
12、过大:促进菌体生长,谷氨酸产量低。因为: a.乙醛酸循环活跃,-酮戊二酸生成量减少。 b.转氨酶活力增强,谷氨酸转变成其它氨基酸。 开 吩 胜 舌 舜 亥 谱 掇 茨 箔 韶 患 辅 琢 戍 珐 璃 稚 羞 蛮 延 福 帖 鸡 菌 泵 诊 烹 恤 街 补 扮 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 生物素:B族维生素的一种,又称维生 素H或辅酶R。是合成脂肪酸所必需的。 脂肪酸的生物合成: 利用乙酰CoA(直接原料是丙二酸单酰 CoA)在乙酰CoA羧化酶(辅基为生物素)催 化下合成。 嘱 藉 殿 不 酞 都 散 惮 措 震 饲 府
13、 嘱 桓 降 锄 邓 喂 俞 食 舆 淳 鲍 纤 柔 走 财 对 舜 蔚 澎 瘴 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 脂肪酸甘油磷酸 磷脂蛋白质 生物膜 因此,脂肪酸是组成细胞膜类脂的必要成分。 生物素限量,不利于脂肪酸的合成,有利于 谷氨酸透过细胞膜分泌至体外。 按 冻 候 股 村 帧 减 答 答 蛇 鼓 渝 淮 漆 运 失 哇 伙 召 风 琳 橇 涟 闺 出 翅 坊 很 际 预 颊 倪 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 发 酵 工 艺 学 发 酵 工 艺 实 例 简 介 使胞内代谢产物迅速排出的方法 1.
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