課程考察論文

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1、谷氨酸生產(chǎn)研究的發(fā)展E

2、摘要：德國人在1866年發(fā)現(xiàn)了谷氨酸，后來日本人在1908年發(fā)現(xiàn)谷氨酸鈉可以作為調(diào)味劑，因此谷氨酸作為生產(chǎn)調(diào)味劑的原料而需求量極大，谷氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)得到了極大發(fā)展。為了找到更為經(jīng)濟的生產(chǎn)途徑，谷氨酸生產(chǎn)研究也從未中斷。從一開始由原材料中提取谷氨酸到發(fā)酵生產(chǎn)及運用分子技術改造生產(chǎn)谷氨酸，這些方法都為谷氨酸工業(yè)化生產(chǎn)提供了廣闊的發(fā)展前景。關鍵詞：谷氨酸；發(fā)酵；研究；發(fā)展1發(fā)展和回顧1866年徳國H.Ritthausen首先從小麥面筋的硫酸水液中發(fā)現(xiàn)了L一谷氨酸。1908年日本池B

3、菊苗在研究海帶汁液的鮮味時，發(fā)現(xiàn)這種鮮味物質就是谷氨鈉（mon-sodiumglutamate,即商品MSG）。1955年前后，發(fā)展成為批界性的調(diào)味料工業(yè)。當時，日本味精工業(yè)所消耗的鹽酸，占國內(nèi)生產(chǎn)總量的一半，所用原料為小麥面筋及脫脂大豆。1959—1960年我國向蘇聯(lián)學習味精生產(chǎn)技術。在北美和歐洲，采用濃縮甜菜廢糖密，加堿水解其中的毗咯烷酮狡酸的方法制造味精。由于世界的MSG消費量增大,含谷氨酸的蛋白質原料不足，副產(chǎn)物的利用也很有限，需要開拓新的生產(chǎn)方法。1956年日木木下祝郎用谷氨酸棒桿菌Cory

4、nebaeteiumglotamieum）在以糖質無機氮源（或尿素）為主體的培養(yǎng)基屮進行培養(yǎng)，直接大量蓄積L一谷氨酸。這一谷氨酸發(fā)酵技術的應用，使味精生產(chǎn)成本降低3（）-50%,味精工業(yè)的而貌發(fā)生了變化。1960年以后我國也開始研究這種新法生產(chǎn)，1966年起始在東北地區(qū)投入小量生產(chǎn)，1970年后全國推廣。緊接著，用微生物發(fā)酵生產(chǎn)其他氨基酸的研究也相繼成功，一個氨基酸發(fā)酵工業(yè)隨之建立起來。1.1谷氨酸生產(chǎn)發(fā)展簡介谷氨酸發(fā)酵法于1956年9月21H公開報道。協(xié)和發(fā)酵公司于同年10月份開始以口產(chǎn)一噸的能力投

5、入生產(chǎn)，經(jīng)改建后于12月份達月產(chǎn)一百噸。生產(chǎn)能力兩個月內(nèi)擴大三倍以上。說明40年代的抗菌索發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展，為50年代開始的氨基酸發(fā)酵工業(yè)準備了雄厚的工業(yè)基礎。在幾十年的水解法味精工藝中，人們總是在現(xiàn)成的生物資源屮提取谷氨酸，不懂得利用活的微生物功能生產(chǎn)谷氨酸，直到1946年美國Lockw.d和Stodola發(fā)表了培養(yǎng)Pseodomonas細菌，由葡萄糖生成對搪收率16—17%的a一酗戊二酸的報告，才注意到生物功能的開發(fā)利用。a—酮戊二酸是谷氨酸的直接前體，將它再接上氨基就是谷氨酸。于是開始了二步法發(fā)酵

6、生產(chǎn)谷氨酸的研究。由此可知，-

7、?年左右的微生物生理研究是谷氨酸發(fā)酵的理論基礎。二步法雖叮以生產(chǎn)谷氨酸，但是難以工業(yè)化。那么，自然界有沒有rfl葡萄糖直接生產(chǎn)谷氨酸的菌存在呢？厄高重三從500個菌株中一次篩選到谷氨酸發(fā)酵菌，實現(xiàn)了世界上最早的氨基酸發(fā)酵。這一成功，除了培養(yǎng)基合適，廣泛采菌和分析方法簡便之外，獨創(chuàng)精神也是很重要的。1.2谷氨酸發(fā)酵的現(xiàn)狀目前，世界上可以用發(fā)酵法和酶法生產(chǎn)的氨基酸約有20種，口本氨基酸工業(yè)發(fā)酵處丁領先地位。日本氨基酸發(fā)酵生產(chǎn)技術特點如下：⑴嚴格控制原材料的質量水準。⑵注重菌

8、種的選冇和改良。(3)實行高糖發(fā)酵時，采用流加固體糖工藝，并通過提高罐壓，深證溶氧的供給。(4)自控水平高、溶解氧、溶解二氧化碳、溫度、攪拌、泡沫，均用電腦控制，使產(chǎn)酸水平提高10?20%。(5)噬菌體的防治，不用抗性菌株，以杜絕跑冒漏，減少生產(chǎn)菌蔓延為主要措施。(6)普遍采用250“600m3大罐發(fā)酵，現(xiàn)在乂在試驗1200m3的多孔板式超大型發(fā)酵罐。1.3谷氨酸生產(chǎn)的研究國外注重研究工作，以便為生產(chǎn)發(fā)展打下、堅實基礎。日本在1958-1979年內(nèi)，發(fā)表了大量關于氨基酸的研究報告。其中有關谷氨酸發(fā)酵5

9、76篇，賴氨酸發(fā)酵234篇，色氨酸發(fā)酵133篇，異亮氨酸發(fā)酵84篇等。另外，還有大量綜述和成書。其內(nèi)容涉及生產(chǎn)、生物合成和代謝調(diào)節(jié)，應用等方面。1972年曾集屮22人編寫”氨基酸發(fā)酵(上)”,19人編寫“氨基酸發(fā)酵(下)”，并將兩書綜合改成英文版一書，這些書都已成為權威性材料。近年來，氨基酸發(fā)酵進展很人，氨基酸發(fā)酵已成為遺傳工程的研究對象，一些研究成果止陸續(xù)發(fā)表，氨基酸發(fā)酵是發(fā)酵領域中最有進展的研究領域。在用生產(chǎn)菌育種技術造成突變株雜交法育種、重組DNA法等，在生化上，搞清解除微生物的代謝調(diào)節(jié)機制而大

10、量蓄積特定代謝產(chǎn)物的理論，細胞透過性和發(fā)酵生產(chǎn)固定化酶、菌休的利用，把微生物反應和化學合成法結合以生產(chǎn)有用物質，好氣發(fā)酵的基礎一通氣攪拌的氧傳遞問題，發(fā)酵工程的電了計算機控制，以及分離精制技術等等，在很多方向都開發(fā)了發(fā)酵的新先進技術，另外，氨基酸發(fā)酵的新研究技術對其他發(fā)酵領域的研究也有很大影響。1.4國內(nèi)谷氨酸發(fā)酵的研究1958年北京大學錢存柔等篩選，鑒定T一株谷氨酸發(fā)酵菌(Brev.Ketoglutaricum29906)o周光宇等研究了該菌的G1。生