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③培养基配比差错引起的发酵异常 a.生物素 生物素是谷氨酸生产菌不可缺少的生长因子。 生物素不足，长菌慢，糖耗慢，菌体生长不足。 生物素过量，葡萄糖的消耗被用于菌体增殖。 生物素 ②二级种子培养基 通过一级种子扩大培养后，种量还不能满足发酵用的需要，因此需要进一步扩大培养。 二级种子培养基的组成和原料来源应该与发酵培养基相一致，但配比上可有差异，这样就保证二级种子接到发酵罐后能很快适应环境，缩短发酵周期。 3 发酵培养基 发酵培养基不仅提供菌体生长繁殖所需要的营养和能量，而且是形成谷氨酸的物质来源。因此，这就要求发酵培养基含有足够的碳源和氮源，其量比种子培养基中的含量要高出很多。 三、 灭菌 1、无菌室的灭菌方法 2 、使用高压消毒锅的灭菌条件 3 、空罐灭菌 4、实罐灭菌 5、 尿素的灭菌 6 、消泡剂的灭菌 7、 管路的灭菌 8 、空气过滤器的灭菌 四、 空气的净化 1、空气的净化系统 2、过滤介质 五 、种子扩大培养 工艺流程 保藏菌种→斜面活化→摇瓶种子培养→种子罐→发酵罐 一级种子标准 二级种子标准 五 、种子扩大培养 1、一级种子培养 通常谷氨酸发酵的接种量为1％。 在1000ml三角瓶中，装入一级种子培养基180～200ml， 摇床上，在30～32℃振荡培养10～12h。 2、二级种子培养 二级种子是在种子罐里培养的， 培养二级种子时的接种量为0.2%～0.5％，温度为32～34℃，培养时间为6～8h。 注意事项： 种子培养基的N源、生物素和P盐适当高，但G 2.5%左右。 温度不要波动太大；适当通风搅拌；注意种子培养时间。 第四节 谷氨酸发酵 一、 代谢途径 （一）谷氨酸合成的方式 （1）氨基转移作用 （2）还原氨基化作用 NH4+和供氢体[还原性辅酶II（NADPH2）]存在的条件下，a一酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化下形成谷氨酸 。 （3）其他生物合成方式 谷氨酸合成酶的催化下可产生下列反应： （二）谷氨酸合成途径 谷氨酸生物合成途径主要有糖酵解途径（EMP途径）、磷酸己糖途径（HMP途径）、三羧酸循环（TCA）、乙醛酸循环、伍德-沃克反应（二氧化碳的固定反应）等。 1．谷氨酸生物合成过程中的途径 (1) 糖酵解途径 糖酵解分为两个阶段共10个反应，每个分子葡萄糖经第一阶段共5个反应，消耗2个分子ATP为耗能过程，第二阶段5个反应生成4个分子ATP为释能过程。 葡萄糖→6-磷酸葡萄糖→1,6-二磷酸果糖→3-磷酸甘油醛→1，3-二磷酸甘油酸→磷酸烯醇式丙酮酸→丙酮酸 （2）磷酸己糖途径 葡萄糖生成6-磷酸葡萄糖后，经磷酸己糖途径，可以生成核糖、乙酸辅酶A和4-磷酸赤藓糖等芳香族氨基酸的前体物质，这些都是细菌构建细胞所必需的。 过程中有6-磷酸果糖、3-磷酸甘油醛和多量NADPH2生成，前两者可以跟糖酵解途径联系起来，进一步生成丙酮酸；后者是a一酮戊二酸进行还原氨基化反应所必需的供氢体。 磷酸己糖途径 （3）三羧酸循环 丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸经脱氨基后，可分别生成丙酮酸、草酸乙酸和a一酮戊二酸。 （4）二氧化碳固定反应 由于合成谷氨酸不断消耗a-酮戊二酸，从而引起草酰乙酸缺乏。 为了保证三羧酸循环不被中断和源源不断供给a-酮戊二酸，在苹果酸酶和丙酮酸羧化酶的催化下，分别生成苹果酸和草酸乙酸，前者再在苹果酸脱氢酶催化下，被氧化成草酸乙酸，从而使草酸乙酸得到了补充。 （5）乙醛酸循环 谷氨酸生产菌的a-酮戊二酸脱氢酶活力很弱。因此，琥珀酸的生成量尚难满足菌体生长的需要。通过乙醛酸循环异柠檬裂解酶的催化作用，使琥珀酸、延胡索酸和苹果酸的量得到补足，这对维持三羧酸循环的正常运转有重要意义。 （6）还原氨基化反应 α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化下，发生还原氨基化反应，生成谷氨酸。 异柠檬酸脱氧过程中产生的NADPH为还原氨基化反应提供了必需的供氧体。 （二）、谷氨酸生产菌的生化特征 （1）有催化固定二氧化碳的二羧酸合成酶——苹果酸酶和丙酮酸羧化酶的存在，使三羧酸循环的中间代谢物能得到补充。同时，丙酮酸脱羧酶活力不能过强，以免丙酮酸被大量耗用而使草酰乙酸的生成受到影响。 （2）a-酮戊二酸脱氢酶的活性很弱，这样有利于a-酮戊二酸的蓄积。 （3）异柠檬酸脱氢酶活力强，而异柠檬酸裂解酶活力不能太强，这就有利于谷氨酸前体物a-酮戊二酸的生成，满足合成谷氨酸的需要。 （二）、谷氨酸生产菌的生化特征 （4）谷氨酸脱氢酶活力高，有利于谷氨酸的生成。 （5）谷氨酸生产菌经呼吸链氧化NADPH2的能力要求弱。 谷氨酸脱氢酶催化a-酮戊二酸还原氨基化反应时，需要有NADH2作为供氢体。如果NADPH2过多地经呼吸链氧化，使所带的氢跟氧结合生成水，那么由