谷氨酸生產(chǎn)工藝

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1、生物工程專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)（2016年11月谷氨酸生產(chǎn)工藝摘要：谷氨酸做為一種人體所必須的氨基酸，在生命的生理活動(dòng)周期中具有很大的作用。不僅參與各種蛋白質(zhì)的合成，組成人體結(jié)構(gòu)，還做為味精可以給我們帶來(lái)味蕾上的享受?，F(xiàn)代生產(chǎn)谷氨酸的工藝主要是利用微生物發(fā)酵提取而來(lái)。不同的發(fā)酵方法和不同的發(fā)酵條件會(huì)造成產(chǎn)量的很大不同。本次谷氨酸的生產(chǎn)工藝，主要是掌握發(fā)酵方法和發(fā)酵條件的控制，還有各種儀器的使用方法。通過(guò)測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)觀察菌種的生長(zhǎng)變化，同時(shí)谷氨酸發(fā)酵工藝各個(gè)工段的原理和使用方法。關(guān)鍵詞：谷氨酸；發(fā)酵；工藝；等電點(diǎn)。引言谷氨

2、酸是一種酸性氨基酸，是生物機(jī)體內(nèi)氮代謝的基本氨基酸之一，在代謝上具有重要意義。不論在食品、化妝品還是醫(yī)藥行業(yè)，谷氨酸都有很大的用途。?谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過(guò)程中占重要地位，參與動(dòng)物、植物和微生物中的許多重要化學(xué)反應(yīng)。醫(yī)學(xué)上谷氨酸主要用于治療肝性昏迷，還用于改善兒童智力發(fā)育。食品工業(yè)上，味精是常用的儀器增鮮劑，其主要成分是谷氨酸鈉鹽。過(guò)去生產(chǎn)味精主要用小麥面筋（谷蛋白）水解法進(jìn)行，現(xiàn)改用微生物發(fā)酵法來(lái)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。不論在食品、化妝品還是醫(yī)藥行業(yè)，谷氨酸都有很大的用途。?谷氨酸鈉俗稱味精，是重要的鮮味劑，

3、對(duì)香味具有增強(qiáng)作用。谷氨酸鈉廣泛用于食品調(diào)味劑，既可單獨(dú)使用，又能與其它氨基酸等并用。用于食品內(nèi)，有增香作用。甘氨酸具有甜味，和味精協(xié)同作用能顯著提高食品的風(fēng)味。谷氨酸作為風(fēng)味增強(qiáng)劑可用于增強(qiáng)飲料和食品的味道，不僅能增強(qiáng)食品風(fēng)味，對(duì)動(dòng)物性食品有保鮮作用。一、谷氨酸簡(jiǎn)介谷氨酸一種酸性氨基酸。分子內(nèi)含兩個(gè)羧基，化學(xué)名稱為α-氨基戊二酸。谷氨酸是里索遜1856年發(fā)現(xiàn)的，為無(wú)色晶體，有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點(diǎn)3.22。大量存在于谷類蛋白質(zhì)中，動(dòng)物腦中含量也較多。谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過(guò)程中占重要地位

4、，參與動(dòng)物、植物和微生物中的許多重要化學(xué)反應(yīng)。醫(yī)學(xué)上谷氨酸主要用于治療肝性昏迷，還用于改善兒童智力發(fā)育。食品工業(yè)上，味精是常用的儀器增鮮劑，其主要成分是谷氨酸鈉鹽。過(guò)去生產(chǎn)味精主要用小麥面筋（谷蛋白）水解法進(jìn)行，現(xiàn)改用微生物發(fā)酵法來(lái)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。???谷氨酸是生物機(jī)體內(nèi)氮代謝的基本氨基酸之一，在代謝上具有重要意義。L－谷氨酸是蛋白質(zhì)的主要構(gòu)成成分，谷氨酸鹽在自然界普遍存在的。多種食品以及人體內(nèi)都含有谷氨酸鹽，它即是蛋白質(zhì)或肽的結(jié)構(gòu)氨基酸之一，又是游離氨基酸，L型氨基酸美味較濃。???L－谷氨酸?又名“麩酸”或

5、寫作“夫酸”，發(fā)酵制造L－谷氨酸是以糖質(zhì)為原料經(jīng)微生物發(fā)酵，采用“等電點(diǎn)提取”加上“離子交換樹(shù)脂”分離的方法而制得。谷氨酸產(chǎn)生菌主要是棒狀類細(xì)菌，這類細(xì)菌中含質(zhì)粒較少，而且大多數(shù)是隱蔽性質(zhì)粒，難以直接作為克隆載體，而且此類菌的遺傳背景、質(zhì)粒穩(wěn)定尚不清楚，在此類細(xì)菌這種構(gòu)建合適的載體困難較多。需要對(duì)它們進(jìn)行改建將棒狀類細(xì)菌質(zhì)粒與已知的質(zhì)粒進(jìn)行重組，構(gòu)建成雜合質(zhì)粒。受體菌選用短桿菌屬和棒桿菌屬的野生菌或變異株，特別是選用谷氨酸缺陷型變異株為受體，便于從轉(zhuǎn)化后的雜交克隆中篩選產(chǎn)谷氨酸的個(gè)體，用谷氨酸產(chǎn)量高的野生菌或變

6、異菌作為受體效果更好。供體菌株選擇短桿菌及棒桿菌屬的野生菌或變異株，只要具有產(chǎn)谷氨酸能力都可選用,但選擇谷氨酸產(chǎn)量高的菌株作為供體效果最好。這樣就可以較容易地在棒狀類細(xì)菌中開(kāi)展各項(xiàng)分子生物學(xué)研究。有了合適的載體及其轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后，就可通過(guò)DNA體外重組技術(shù)進(jìn)行谷氨酸產(chǎn)生菌的改造。這對(duì)以后谷氨酸發(fā)酵的低成本、大規(guī)模、高質(zhì)量有較大的發(fā)展空間。二、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容菌種的培養(yǎng)、種子擴(kuò)培、發(fā)酵、提取、脫色結(jié)晶干燥、谷氨酸成品一、實(shí)驗(yàn)材料（一）菌種：天津棒桿菌（二）藥品：胰蛋白胨、酵母提取物、NaCl、NaOH、葡萄糖、尿素、硫酸鎂、

7、磷酸二氫鉀、D-生物素、硫酸亞鐵、硫酸錳、消泡劑、氨水、1mol/LHCl、蒸餾水、1mol/LNaOH、無(wú)水乙醇（三）設(shè)備：恒溫培養(yǎng)箱、高壓蒸汽滅菌鍋、發(fā)酵罐、721分光光度計(jì)、離心機(jī)、磁力攪拌器、天平、恒溫振蕩搖床二、實(shí)驗(yàn)方法（一）斜面菌種制備無(wú)菌條件下，從冷藏的天津棒桿菌的斜面上，挑取適量菌體涂在LB培養(yǎng)基的斜面上，然后置37℃的恒溫箱培養(yǎng)20—24h。我們采用LB培養(yǎng)基制作固體試管斜面，它是一種常用培養(yǎng)基，LB培養(yǎng)基滅菌條件：在高壓蒸汽滅菌鍋內(nèi)保持121℃，0.14Mpa下，20min即可，分裝試管，每

8、試管約5—10ml（視試管大小而定）。（二）種子培養(yǎng)基的制備與滅菌表2一級(jí)種子培養(yǎng)基配方表（400mL）成分配比葡萄糖2.5%(10g)尿素0.5%(2g)硫酸鎂0.04%(0.16g)磷酸二氫鉀0.1%(0.4g)D-生物素(2.5-3.5)2.8mg/L硫酸亞鐵210g/L硫酸錳210g/L調(diào)pH值7.0，121℃,0.14Mpa下，滅菌20min即可。一級(jí)擴(kuò)培：32℃,180—2