谷氨酸發(fā)酵論文酸奶發(fā)酵論文

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1、谷氨酸發(fā)酵論文酸奶發(fā)酵論文發(fā)酵谷氨酸生產(chǎn)中氮源補(bǔ)料方案　[摘要]谷氨酸作為食品工業(yè)重要的添加劑和鮮味劑，發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸是目前最常使用的方法。其中，發(fā)酵生產(chǎn)中氮源補(bǔ)料方案一直是谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)調(diào)控的重點(diǎn)，直接關(guān)系著發(fā)酵產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。　　[關(guān)鍵詞]谷氨酸發(fā)酵氮源補(bǔ)料　　　一、谷氨酸發(fā)酵特點(diǎn)　　目前工業(yè)上應(yīng)用的谷氨酸產(chǎn)生菌有谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌、噬氨短桿菌等。我國(guó)常用的菌種有北京棒狀桿菌、純齒棒狀桿菌等?！　≡诠劝彼岚l(fā)酵中，如果能夠改變細(xì)胞膜的通透性，使谷氨酸不斷地排到細(xì)胞外面，就會(huì)大量生成谷氨酸。研究表明，影響細(xì)胞膜通透性的主

2、要因素是細(xì)胞膜中的磷脂含量。因此，對(duì)谷氨酸產(chǎn)生菌的選育，往往從控制磷脂的合成或使細(xì)胞膜受損傷入手，以提高細(xì)胞膜對(duì)谷氨酸的通透性，如生物素缺陷型菌種的選育?！　《?、谷氨酸發(fā)酵原料　　發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸的原料有淀粉質(zhì)原料：玉米、小麥、甘薯、大米等。其中甘薯和淀粉最為常用；糖蜜原料：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜；氮源料：尿素或氨水?！　〉词呛铣删w蛋白質(zhì)、核酸及谷氨酸的原料。碳氮比對(duì)谷氨酸發(fā)酵有很大影響。大約85%的氮源被用于合成谷氨酸，另外15%用于合成菌體。谷氨酸發(fā)酵需要的氮源比一般發(fā)酵工業(yè)多得多，一般發(fā)酵工業(yè)碳氮比為100：0.2-2.0，谷氨

3、酸發(fā)酵的碳氮比為100：15-21?！　“l(fā)酵中原料要消耗在如下三個(gè)方面:第一、供菌體增殖，生成足夠量的菌體，使其干重占到發(fā)酵液的1.0%1.5%，這是產(chǎn)酸的前提與基礎(chǔ)。第二、生成谷氨酸。第三、由于菌體代謝多支路及發(fā)酵條件控制不當(dāng)而產(chǎn)生的一些其他副產(chǎn)物如乳酸、酮酸、其他氨基酸等等及一些原料被分解而隨空氣逸出。　　三、谷氨酸發(fā)酵氮源補(bǔ)料的計(jì)算　　根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作如下假設(shè)[2，3]：　?、?g干菌體可生產(chǎn)谷氨酸10-12g；　?、诟鶕?jù)谷氨酸產(chǎn)生菌菌體的化學(xué)成分中碳、氮、氫、氧的含量，可推算并演示出谷氨酸菌菌體經(jīng)驗(yàn)式C8H13O4N，這樣菌體

4、相對(duì)分子質(zhì)量M=187；因此可寫(xiě)出下列方程式：　　2C6H12O6+NH3+7/2O2→C8H13O4N+4CO2+7H2O　　(葡萄糖M=180氮M=17菌體經(jīng)驗(yàn)式M=187)　　③以發(fā)酵液體積為54m3計(jì)，對(duì)發(fā)酵液、等電母液的化學(xué)檢測(cè)表明其中有多種副產(chǎn)物如乳酸、唬拍酸、酮酸及其他氨基酸等等，其量之和約占1.3%左右，其質(zhì)量可達(dá)702kg左右。由于這些副產(chǎn)物的平均分子量與谷氨酸的分子量相差不大，并為簡(jiǎn)化演算，假設(shè)產(chǎn)生這些副產(chǎn)物所消耗的葡萄糖、氨相近于谷氨酸?！　、苓@些副產(chǎn)物中的有機(jī)酸亦需NH3中和，據(jù)報(bào)導(dǎo)發(fā)酵液中含有乳酸、琥珀酸等

5、有機(jī)酸之和為0.8%左右，故其質(zhì)量可達(dá)432kg（以發(fā)酵液體積54m3計(jì)）。為簡(jiǎn)化演算假設(shè)這些有機(jī)酸主要為乳酸和琥珀酸并各占一半，因此，它們的平均分子量為104?！　∮辛艘陨蠗l件，我們假設(shè)用54m3罐發(fā)酵，一批擬產(chǎn)5000kg谷氨酸，按代謝途徑分三部分計(jì)算，具體過(guò)程如下：　?。ㄒ唬┚w生長(zhǎng)消耗量：以產(chǎn)酸10%計(jì)，由假設(shè)①可知要產(chǎn)5000kg谷氨酸需500kg菌體，因此：　　2C6H12O6+NH3+7/2O2→C8H13O4N+4CO2+7H2O　　消耗葡萄糖量X1:2×180：187=X1:500得X1=962.6kg　　消耗液氨

6、量Y1:17：187=Y1：500得Y1=45.5kg　　（二）代謝生成谷氨酸消耗量：　　由葡萄糖代謝生成谷氨酸方程　　C6H12O6+NH3+3/2O2→C5H9O4N+CO2+3H2O　　消耗葡萄糖量X2：180:147=X2:5000得X2=6122.4kg　　消耗液氨量Y2:因?yàn)樯傻墓劝彼峒幢籒H3中和，變?yōu)楣劝彼徜@鹽，即實(shí)際上在發(fā)酵液中谷氨酸是以銨鹽形式存在，因此，氨的消耗量增加一倍，則有：　　（17×2）:147=Y2:5400得Y2=1156.5kg　?。ㄈ└碑a(chǎn)物消耗量：由假設(shè)③可知：　　葡萄糖消耗量X3:180:

7、147=X3:702得X3=859kg　　氨的消耗量Y3:17:147=Y3:702得Y3=81kg　　又由假設(shè)④可知，中和有機(jī)酸需耗氨量Y4：17:104=Y4:432得Y4=70kg　　綜上所述，要生產(chǎn)5000kg谷氨酸所需的葡萄糖和氨的總量分別為：　　葡萄糖:　　X=X1+X2+X3　　=962.6+6122.4+859　　=7944kg　　液氨:　　Y=Y1+Y2+Y3+Y4　　=45.5+1156.5+81+70　　=1353kg　　此時(shí)糖酸轉(zhuǎn)化率約為　　5000/7944=62.94%　　葡萄糖利用率為　　X2/X=61

8、22.4/7944=77.07%　　氮源利用率為　　Y2/Y=1156.5/1353=85.48%　　假設(shè)谷氨酸發(fā)酵周期為32小時(shí)，流加間隔時(shí)間為20分鐘，則流加次數(shù)為95次，每次流加氨的量為14.24kg?！　‘?dāng)然，這種計(jì)算方法是建