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1、第五章 谷氨酸发酵控制,1.发酵培养基2.温度对Glu发酵的影响3.pH对Glu发酵的影响4.溶氧对Glu发酵的影响5.泡沫对Glu发酵的影响6.发酵过程中主要参数控制7.提高Glu发酵产率的途径,1.发酵培养基,1.1 常用Glu发酵培养基：(%)淀粉水解糖 12.5；液氨 0.3；玉米浆 0.4-0.7；甘蔗糖蜜 0.1-0.3；Na2HPO4 0.15-0.17；MgSO4 0.06-0.07；KCl 0.03-0.05。,1.2 发酵培养基与发酵的关系,A.碳源合成菌体。构成产物碳架。能量来源。,B.氮源 构成菌体蛋白。构成产物氨基。调节pH。,C.无机盐D.生长因子,2.温度对Glu
2、发酵的影响,2.1 影响Glu发酵温度的因素,2.2 温度对Glu发酵的影响 温度对Glu发酵产生多方面的影响。酶动力学角度。,生产上采用二、三级控制。冷却方式：种子罐：夹套、蛇管。发酵罐：蛇管、列管、冷带、表皮淋水。,3.pH对Glu发酵的影响,3.1 pH对Glu发酵的影响 不同的微生物对pH值要求不同，细菌中性偏碱（谷氨酸菌生长最适pH 6.5-8.0，发酵最适pH 7.0-7.5）。,4.溶氧对Glu发酵的影响,4.1 氧在Glu发酵中的意义 菌体生长 合成产物,pH影响酶的活性pH影响细胞膜电荷、营养物质、中间代谢产物的解离状态。pH影响生物代谢途径的方向，使代谢产物的质量和比例发生
3、改变。,4.2 微生物的吸氧量呼吸强度Qo2（mmoL o2/g干菌体.h）耗氧速率Rab（mmoL o2/L发酵液.h）Rab Qo2M M（菌体浓度 g/L）临界溶氧浓度Cr（mmoL o2/L）标准状态下，空气中的氧在水中的溶解度为0.25 mmoL o2/L；在发酵液中的溶解度为0.20 mmoL o2/L Cr实际生产中控制通风量和通风比（空气m3/m3发酵液.min）。设计发酵罐时测定溶氧系数。4.3 影响Glu发酵中溶氧的因素氧分压罐大小、搅拌转速、罐的D/H。,5.泡沫对Glu发酵的影响,5.1 泡沫对Glu发酵的的危害：因通风，菌体代谢产生CO2，培养基营养丰富，产生泡沫。影
4、响CO2 的排出。降低设备利用率。造成逃液。影响灭菌效果。,5.2泡沫的形成泡沫形成必要条件：气液两相共存。有表面张力大的物质存在。发酵液中的泡沫：分散相：无菌空气、CO2 连续相：发酵液,5.3泡沫的消除5.3.1消泡机理机械消泡和化学消泡,5.3.2 消泡剂的选用原则 表面活性剂 有一定的亲水性。水中溶解度小。无毒，对菌体生长代谢无影响，不影响产物提 取和质量。不干扰溶氧。价格便宜。,5.3.3 常用消泡剂天然油脂类聚醚类：GPE10（泡敌）醇类：十八醇类硅酮类：聚二甲基硅氧烷,6.发酵过程中主要参数控制,6.1发酵过程的中间分析菌体浓度Glu糖量pH,6.2 Glu发酵中的异常现象及其处理方法 0h，pH偏高。发酵前期，pH偏高。接种后，菌体生长缓慢，OD值低，耗糖慢。泡沫多。14h后，OD值继续增加，耗糖快，产酸低。,7.提高Glu发酵产率的途径,7.1选育高产菌株 耐高渗；诱变育种；定向育种选育温度敏感型。根据菌种特性生产控制最佳化。,
