酶法水解玉米浆用于温敏型谷氨酸发酵的研究

玉米浆是生产玉米淀粉过程中的副产物,含有丰富的氨基酸、维生素、生长因子和一些前体物质等,广泛应用于发酵行业中培养基的配制。玉米浆作为廉价易得的有机氮源,是发酵生产谷氨酸的重要原料。将干粮玉米浆酶解后用于温敏型谷氨酸发酵,结果表明,各项指标与采用新粮玉米浆为原料的发酵水平差异不明显,证明将干粮玉米浆酶解处理后用于发酵,可以克服玉米浆原料质量波动带来的不利影响。

稀土元素对谷氨酸发酵产酸及其谷氨酸脱氢酶的影响

以目前我国谷氨酸发酵广泛使用的谷氨酸棒杆菌S9114 为实验菌株 ,研究了稀土元素对谷氨酸发酵产酸及其谷氨酸脱氢酶的影响。结果表明LaCl3、CeCl3和NdCl3浓度分别为 0 72 0、0 0 71和 0 0 0 7mmol/L时 ,促使谷氨酸发酵产酸水平提高 6%～ 8% ,对菌体的GDH NADPH的酶活性有显著的激活作用。实验还表明 ,稀土元素对纯化GDH

利用代谢网络模型和线性规划法在线预测谷氨酸发酵中产物浓度

在好氧型的谷氨酸发酵实验中发现,溶解氧(DO)对发酵性能有很大的影响,谷氨酸的生成方式也因此有很大不同:较低的DO水平能够延长产酸期、提高谷氨酸的最终浓度,但是代谢副产物———乳酸也有较大程度的积蓄;而DO水平过高,虽然代谢副产物不会生成积蓄,但菌体消亡过快导致产酸期缩短、谷氨酸的最终浓度降低.同时,谷氨酸的生成方式与发酵过程中摄氧率(OUR)和CO2的释放率(CER)有着非常紧密的关联.作者利用代谢网络模型并结合使用线性规划优化法,通过在线测定OUR和CER,比较准确地在线推定出发酵过程中谷氨酸的质量浓度变化.与传统的非构造式动力学模型相比,上述预测方法具有建模简单、模型物理意义明确、通用性能好等优点,为后续过程的在线控制和优化提供一种全新和有效的途径.

溶氧浓度对谷氨酸发酵关键酶的影响

谷氨酸发酵中,不同溶氧条件对产物谷氨酸和主要副产物乳酸的生成积累影响很大。文中研究了不同溶氧条件下和几种非正常条件下的谷氨酸发酵中主要关键酶(谷氨酸脱氢酶和乳酸脱氢酶)的变化规律,为谷氨酸发酵的进一步优化和控制提供了基础数据。

还原糖快速测定技术在谷氨酸发酵过程中的应用

谷氨酸发酵过程中还原糖含量的测定一般采用费林试剂法。研究了采用还原糖快速测定仪连续测定谷氨酸发酵过程中还原糖含量的方法 ,并与费林试剂手工测定法进行了比较。结果表明 ,仪器测定法快速、准确 ,操作简单 ,稳定性好 ,精密度高。标准偏差 (S) =0 0 0 8,变异系数 (CV) =0 0 15 ,回收率 =99 2 %。

谷氨酸发酵标准溶解氧水平的确定

在谷氨酸发酵过程中,溶氧水平是影响发酵的重要因素之一。文中通过对发酵过程中不同阶段的溶氧水平对发酵指标的影响比较,确定了谷氨酸发酵的标准溶氧水平,产酸达到12.20mg/mL,残糖量为0.62mg/mL,糖酸转化率达到63.73%,因此,可以利用标准溶解氧参数指导工艺,以达到提高产酸率的目的。

发酵过程在线检测系统在谷氨酸发酵中的应用研究

发酵过程在线检测系统包含原位微量取样、级联稀释和微型生物传感器。选择标准葡萄糖溶液作为系统的校正液,符合测试方便、检测线性范围宽、对系统无污染的要求:葡萄糖酶传感器在谷氨酸发酵周期28小时内测定次数15次,平均误差率为1.686%,酶传感器测定抗干扰性强,稳定性较高。

高生物素谷氨酸发酵中溶氧水平与生物素用量的研究

为提高生物素缺陷型菌株发酵生产谷氨酸的单罐产量,对发酵罐搅拌器和高生物素谷氨酸发酵工艺进行研究。试验结果表明:将100m3发酵罐原有6弯叶圆盘涡轮搅拌器改造为6半圆叶圆盘涡轮搅拌器,并对其尺寸进行优化,发酵罐的溶氧系数提高了147%;通过在最终改造的发酵罐中进行发酵试验,其适宜的初始生物素浓度和单罐谷氨酸产量均达到最高,分别为12.2μg/L和11.65t,比搅拌器改造前分别提高了56%和25%。因此,提高发酵罐的溶氧系数,有利于提高生物素的适宜用量,最终促进了单罐谷氨酸产量的显著提高。

新型表面活性剂在谷氨酸发酵中的应用

通过对预先选择的8种表面活性剂和3种溶剂作为谷氨酸发酵促进剂效果的初步筛选,得知聚氧乙烯基失水山梨醇单脂肪酸酯三季铵盐(CTTE)和二甲基亚砜(DMSO)对产酸率提高有较为明显的效果;进而从加入时间、加入剂量两个方面研究了筛选出的两种表面活性剂对谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)T-613菌体生长和谷氨酸发酵产酸的影响,同时研究了CTTE和DMSO同时加入的协同效果,从而得到最佳的发酵工艺参数。研究结果表明:菌种生长对数期(10h)加入DMSO为0.1%(V/V),发酵中期(18h)加入CTTE为0.08%(V/V),在不影响菌种生长的前提下,促使谷氨酸发酵产酸率由4.86%提高到6.55%,较原产量提高了36.46%,同时发酵的周期由44h下降为36h,缩短了8h,有效的提高了生产效率;最终结合染色显微照片,分析了表面活性剂促进谷氨酸发酵的机理。

初始生物素含量波动时谷氨酸发酵关键酶系的酶活变化模式

谷氨酸发酵培养基中的生物素初始含量会随玉米浆来源、批次的不同出现波动,进而影响谷氨酸发酵性能和稳定性。本文研究分析了谷氨酸发酵中,初始生物素含量正常/不当,特别是初始含量不当、采取补救措施条件下的丙酮酸、异柠檬酸和α-酮戊二酸代谢节点处关键酶的活性变化。生物素匮乏时,催化主代谢途径的关键酶活性均被弱化,特别是α-酮戊二酸脱氢酶完全失活,能量代谢主要靠乙醛酸循环维持。当发现生物素匮乏并补加生物素后,中心代谢途径关键酶——丙酮酸脱氢酶的活性恢复到正常水平,TCA重新成为主要供能途径。生物素过量时,丙酮酸羧化酶和谷氨酸脱氢酶活性基本不变,而其他关键酶均被激活。当发现生物素过量并添加吐温40后,丙酮酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶依旧保持很高活性,而α-酮戊二酸脱氢酶和异柠檬酸裂解酶的活性则下降到正常水平。采用上述补救措施可以挽救因初始生物素匮乏或过量所引起的错误发酵,终酸浓度均可恢复到对照(生物素亚适量)水平(75～80g·L-1)。另外,对生物素初始含量和吐温添加进行复合式调控,终酸浓度可进一步提高,达到87g·L-1,比对照提高8.8%。

HPLC法测定谷氨酸发酵中有机酸含量的方法研究

建立了谷氨酸发酵中有机酸含量的高效液相色谱分析方法。最优色谱条件为色谱柱为安捷伦XDB-C8,检测波长215nm,流动相为甲醇:0.01mol/LKH2PO(4pH2.5)=5:95,流速1mL/min。成功分离了样品中的谷氨酸、丙酮酸、α-酮戊二酸、乳酸、柠檬酸和琥珀酸。此法准确、快捷、重复性好,适合谷氨酸发酵中有机酸的含量测定。

谷氨酸发酵废醪菌渣营养分析及其RNA的提取

以豆粕、花生粕、棉籽粕为对照,测定了谷氨酸发酵废醪菌渣的主要营养成分,并用浓盐法提取其RNA。结果表明,谷氨酸发酵废醪菌渣蛋白质质量分数为430 g/kg,仅次于豆粕,高于花生粕和棉籽粕;游离氨基酸和赖氨酸含量明显高于3个对照样品,分别为对照样品的6-7倍和7-8倍;游离氨基酸包括必需氨基酸赖氨酸（Lys）、缬氨酸（Val）和亮氨酸（Leu）等5种,而对照样品中游离氨基酸只2-3种;粗纤维、粗脂肪和总糖含量明显均低于对照样品;谷氨酸发酵废醪菌渣中RNA质量分数为68.8 g/kg,高于啤酒酵母菌。提取得到的RNA制品纯度达到67.7%,与市售酵母RNA纯度相近。

Scale-down反应器中的周期性溶氧波动对谷氨酸发酵的影响

应用单室Scale-down反应器系统模拟大规模反应器内的溶氧(DO)浓度梯度,通过控制搅拌桨转速使DO水平(波动范围0～30%,波动周期2、4、6 h)产生矩形波动,从而研究溶氧波动条件对谷氨酸发酵的影响,尤其是菌体生长及产物合成等的变化。与DO水平30%的对照实验进行比较后发现:DO周期性波动条件下,谷氨酸棒杆菌更倾向于利用葡萄糖产生菌体而非积累产物谷氨酸。与较长波动周期(4 h或6 h)相比,短波动周期(2 h)时最终菌体浓度升高(10.03 g/L),最大比生长速率降低(0.112 h^(-1)),产物谷氨酸及副产物乳酸浓度降低(分别为23 g/L和10.5 g/L)。

絮凝过滤回收谷氨酸发酵废醪菌渣蛋白的试验研究

采用絮凝与真空过滤相结合的技术，回收谷氨酸发酵废醪菌渣蛋白。通过二次正交旋转组合试验设计，分析了混凝剂量、絮凝剂量、废醪ｐＨ值３ 个因素对相对过滤比阻、悬浮物去除率和滤饼湿基含水率的影响规律，提出了最优絮凝过滤回收菌渣蛋白工艺参数。

基于代谢网络模型的谷氨酸发酵产酸速率在线预测

建立并简化了谷氨酸棒杆菌S9114生产谷氨酸的产酸期的中心碳代谢网络。利用已经在线测量的菌体的比CO2 生成速率(CER)和比氧消耗速率(OUR)在线预测谷氨酸的生成速率。并将速率进行积分,得到的值与离线测量值进行比较,得到谷氨酸的最终浓度比离线测量的值高17%。

谷氨酸发酵废液对土壤养分和水稻产量的影响

为探索谷氨酸发酵废液农业利用可行性,利用控制条件下的田间小区试验,研究了不同施肥处理对土壤养分和水稻产量的影响。结果表明,单施谷氨酸发酵废液处理M、等氮量配施谷氨酸发酵废液处理FM1和减量施肥配施谷氨酸发酵废液处理FM2的土壤有机质分别比单施无机肥处理F提高50.61%、52.41%和22.52%;处理M的土壤全盐量最高,其次是FM1,分别比处理F提高51.16%和11.63%,且差异达显著水平;处理M的p H值显著低于其他处理;施谷氨酸发酵废液各处理可显著提高土壤有效磷、有效铜、有效锌、有效铁和有效锰含量;处理FM1的产量较单施无机肥F显著提高了14.05%,其他处理间无显著差异。

高初糖谷氨酸发酵中接种量与生物素量的研究

为了减少流加糖的损失和进一步提高单位发酵容积内的投糖量,对高初糖谷氨酸发酵工艺进行了研究.通过提高种子液的湿菌体量、发酵罐溶氧效率以及生物素最佳用量,可降低高初糖浓度的抑制作用,显著提高单罐谷氨酸产量.在六半圆叶圆盘涡轮搅拌器的发酵罐中,采用20%湿菌体量的种子液接入200 g/L初糖发酵培养基进行发酵,产酸水平和糖酸转化率分别为142.6 g/L和63.10%,与10%湿菌体量的120 g/L初糖发酵相比,糖酸转化率水平基本接近,单罐谷氨酸产量提高了17.26%.

谷氨酸发酵过程葡萄糖自动流加系统

补料(流加葡萄糖)操作是谷氨酸发酵过程最重要的操作之一,工业上有各种各样的补料操作方法。控制葡萄糖浓度于一个较为平稳且适中的水平有利于提高谷氨酸发酵的性能指标。通过在线计量谷氨酸发酵中的氨水耗量并据此在线推定发酵液中的葡萄糖浓度,构建了一个谷氨酸发酵自动在线补料系统。使用该控制系统,谷氨酸发酵过程的葡萄糖浓度可以控制在任意水平,平稳、无波动的谷氨酸发酵可以得到实现。

提高谷氨酸发酵罐溶解氧的探讨

1供氧对谷氨酸发酵的影响 谷氨酸发酵是好氧性发酵.发酵过程的细胞可分为三个阶段:长菌型细胞,转移型细胞和产酸型细胞.谷氨酸发酵的需氧量较大,不仅菌体细胞在生长期需要适量的消耗氧气,而且在谷氨酸生成期(产酸期)需要消耗更多量的氧气.发酵过程中通气量的大小,对谷氨酸发酵有明显的影响,在菌体呼吸充足时显示最大的产量,氧满足程度为1.0.

溶解氧在谷氨酸发酵中的应用

谷氨酸发酵过程主要是菌体生长、转型及代谢产物积累的过程.无论是菌体生长,还是产物积累,溶解氧水平都需控制一个最佳值,才能实现产酸水平及糖酸转化率的最大化,同时又不浪费风源.发酵液中,一方面通风、搅拌产生小气泡向发酵液中传递氧,另一方面菌体吸收利用氧,这就在发酵液中产生了一个动态的溶解氧水平,相对溶解氧(100%)即溶解氧(DO:代表发酵某一时期,氧的供需关系).关于溶解氧水平对谷氨酸发酵不同阶段的影响,专家学者都作过专题定性的论述,但是定量化的结果还未见报导.本文主要阐述溶解氧水平对谷氨酸发酵的影响及溶解氧参数在生产中的应用.