谷氨酸生產(chǎn)培養(yǎng)基配制谷氨酸生產(chǎn)培養(yǎng)基配制

谷氨酸生產(chǎn)培養(yǎng)基為菌體生產(chǎn)提供營(yíng)養(yǎng)和能源；并構(gòu)成谷氨酸的碳架和氨基的來(lái)源。谷氨酸生產(chǎn)菌是異養(yǎng)微生物。生產(chǎn)用菌種為生物素缺陷型菌株。

生長(zhǎng)與代謝谷氨酸對(duì)培養(yǎng)基的要求不同。

1.碳源只能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等。目前國(guó)內(nèi)主要采用淀粉制取葡萄糖為碳源。非發(fā)酵性物質(zhì)含量較高會(huì)造成浪費(fèi)和對(duì)菌體生長(zhǎng)和谷氨酸合成的抑制作用。通過(guò)補(bǔ)加高濃度碳源，保持適宜濃度。碳源濃度菌體生長(zhǎng)、代謝滲透壓

2.氮源是合成菌體蛋白質(zhì)、核酸等物質(zhì)和合成谷氨酸氨基的來(lái)源。無(wú)機(jī)氮源有液氨、氨水、碳酸氫銨、硫酸銨、氯化銨和硝酸銨等，無(wú)機(jī)碳源有尿素、玉米漿、麩皮水解液、米糠水解液、毛發(fā)水解液、豆餅水解液。玉米漿、豆餅粉等既能作氮源又能作碳源。

碳氮比（100︰15～100︰30）高于一般工業(yè)發(fā)酵的碳氮比。當(dāng)碳氮比高于100︰11時(shí)開(kāi)始積累谷氨酸。在菌體生長(zhǎng)階段NH4+過(guò)量，抑制生長(zhǎng)；在產(chǎn)酸階段NH4+不足，谷氨酸合成量少。在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中加入有玉米漿、麩皮水解液、豆餅水解液；在發(fā)酵過(guò)程中流加尿素、液氨或氨水，用途為生產(chǎn)所需的大部分氮源、調(diào)節(jié)pH而形成谷氨酸、揮發(fā)逸出。3.無(wú)機(jī)鹽

微生物對(duì)無(wú)機(jī)鹽的需要量很少，但無(wú)機(jī)鹽含量對(duì)菌體生長(zhǎng)和產(chǎn)物的生成影響很大。（1）磷酸鹽磷酸鹽在培養(yǎng)基中還具有緩沖作用。微生物對(duì)磷的需要量一般為0.005～0.01mol／L。玉米漿、糖蜜、淀粉水解糖等原料中還有少量的磷。磷含量對(duì)谷氨酸發(fā)酵影響很大（2）硫酸鎂一般革蘭陽(yáng)性菌對(duì)Mg2+的最低要求量是25mg／L，革蘭陰性菌為4～5mg／L。培養(yǎng)基中的硫已在硫酸鎂中供給，不必另加。（3）鉀鹽谷氨酸發(fā)酵產(chǎn)物生成所需要的鉀鹽比菌體生長(zhǎng)需要量高。鉀鹽少長(zhǎng)菌體，鉀鹽足夠產(chǎn)谷氨酸。（4）微量元素一般作為碳、氮源的農(nóng)副產(chǎn)品天然原料中，本身就含有某些微量元素，不必另加。

4.生長(zhǎng)因子生物素缺陷型(biotinauxotroph)，以生物素為生長(zhǎng)因子（1）生物素主要影響谷氨酸產(chǎn)生菌細(xì)胞膜的通透性，同時(shí)也影響菌體的代謝途徑。大量合成谷氨酸所需要的生物素濃度比菌體生長(zhǎng)的需要量低，即為菌體生長(zhǎng)需要的“亞適量”

培養(yǎng)基中生物素不足，菌體生長(zhǎng)緩慢，發(fā)酵液中菌體量不足，導(dǎo)致耗糖緩慢，發(fā)酵周期延長(zhǎng)，谷氨酸合成量少；若生物素過(guò)量，菌體生長(zhǎng)迅速，菌體量過(guò)多，細(xì)胞膜通透性差，谷氨酸合成量少。當(dāng)生物素過(guò)量時(shí)，而供氧不足，發(fā)酵向乳酸發(fā)酵轉(zhuǎn)化。如果供氧充足，生物素過(guò)量會(huì)促使糖代謝傾向于完全氧化。

為了滿足菌種的生長(zhǎng)需要，種子培養(yǎng)基的生物素必須是過(guò)量；但為了使菌種大量合成谷氨酸，發(fā)酵培養(yǎng)基的生物素量必須是“亞適量”。谷氨酸發(fā)酵的最適生物素濃度因菌種、碳源種類(lèi)及濃度、供氧條件、發(fā)酵周期而異。

（2）維生素B1(硫胺素)

維生素B1對(duì)某些谷氨酸菌種的發(fā)酵有促進(jìn)作用。（3）提供生長(zhǎng)因子的農(nóng)副產(chǎn)品原料①玉米漿玉米漿主要用作氮源，但它含有乳酸、少量還原糖和多糖，含有豐富的氨基酸、核酸、維生素、無(wú)機(jī)鹽等，常用作為提供生長(zhǎng)因子的物質(zhì)。②麩皮水解液可以代替玉米漿，但蛋白質(zhì)、氨基酸等營(yíng)養(yǎng)成分比玉米漿少。③糖蜜甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜均可代替玉米漿，但氨基酸等有機(jī)氮含量較低。④酵母可用酵母膏、酵母浸出液或直接用酵母粉。

糖蜜原料的分類(lèi)生物發(fā)酵工業(yè)所用的糖蜜，主要是指制糖工業(yè)上的廢糖蜜(wastemolasses)，它是甘蔗糖廠或甜菜糖廠的一種副產(chǎn)品。糖蜜是一非結(jié)晶糖分，本身含有相當(dāng)數(shù)量的發(fā)酵性糖根據(jù)來(lái)源不同，糖蜜分為甘蔗糖蜜(canemolasses)、甜菜糖蜜(beetmolasses)和高級(jí)糖蜜(hightestmolasses)等

糖蜜的外觀是一種黏稠、黑褐色、呈半流動(dòng)狀的物體，pH值5.5左右，相對(duì)密度1.43。各種糖蜜中的糖類(lèi)的組成也不相同。除含有發(fā)酵性的糖分外，還含有膠體物質(zhì)、灰分、維生素、氨基酸。甘蔗糖蜜中的生物素較甜菜糖蜜中高。

糖蜜的預(yù)處理預(yù)處理是指澄清處理和脫鈣處理①糖蜜澄清處理的目的糖蜜中由于含有大量的灰分和膠體，不但影響菌體生長(zhǎng)，也影響產(chǎn)品的純度，特別是膠體的存在，致使發(fā)酵中產(chǎn)生大量的泡沫，影響發(fā)酵生產(chǎn)。一般澄清處理方法有加酸法、加熱加酸法和添加絮凝劑澄清處理法幾種。

谷氨酸發(fā)酵中糖蜜的預(yù)處理谷氨酸發(fā)酵中，使用生物素缺陷型菌株，發(fā)酵培養(yǎng)基中的生物素為5μg／L左右，而糖蜜中特別是甘蔗糖蜜中的生物素含量為1～1