谷氨酰胺酶在10 t规模酱油发酵中应用研究

鲜味是反映酿造酱油品质的一项重要指标。谷氨酰胺酶可以催化谷氨酰胺生成谷氨酸和γ-谷氨酰肽,从而提高酱油的鲜味。文章研究了在10 t规模酱油发酵过程中添加谷氨酰胺酶对酱油中谷氨酸、谷氨酰胺、γ-谷氨酰肽、氨基酸态氮和全氮等指标的影响,并对添加谷氨酰胺酶的酱油进行了HS-SPME-GC-MS分析和感官评定。结果表明,添加谷氨酰胺酶可明显提高酱油原油的谷氨酸含量、氨基酸态氮含量、全氮含量并调节γ-谷氨酰肽的种类及含量。添加谷氨酰胺酶对酱油原油的pH值和总酸含量有小幅度影响。HS-SPME-GC-MS分析表明,添加谷氨酰胺酶的酱油的挥发性风味物质发生了一定变化,醇类、醛类、酮类化合物的种类和含量都有所增加,使酱油的滋味和气味更加丰富。感官评价显示添加谷氨酰胺酶可较大幅度提升酱油的鲜味强度,小幅度减弱酱油的苦味和增加酱油的酸味,对咸味、甜味的影响较小。该研究结果为谷氨酰胺酶在酱油酿造中的应用提供了理论支持。

基于响应面法优化谷氨酸棒杆菌发酵条件

该研究以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)P169为研究对象,以谷氨酸产量为主要评价指标,采用单因素试验和响应面法对其发酵条件进行优化,并进行摇瓶和20 L罐分批补料发酵验证。结果表明,谷氨酸棒杆菌P169产谷氨酸的最佳发酵条件为酵母粉41.0 g/L、葡萄糖27.0 g/L、尿素12.0 g/L和pH 7.0。在此优化条件下,谷氨酸产量达25.1 g/L,比优化前(16.5 g/L)提高了52.1%。以此为基料进行20 L罐分批补料发酵,谷氨酸产量达155 g/L,比优化前(142 g/L)提高了9.2%。该研究为提高谷氨酸棒杆菌谷氨酸产量提供了一种技术解决方案。

微生物发酵生产γ-氨基丁酸的研究进展

γ-氨基丁酸(Gamma-aminobutyric acid, GABA)是一种广泛分布于自然界的四碳、非蛋白质天然氨基酸,具有许多重要的生理活性,在食品、医药和化工领域都有广泛的应用。利用83篇文献,综述了微生物中GABA的合成途径和关键酶谷氨酸脱羧酶的研究进展,总结了产GABA微生物的种类和来源,探讨了影响GABA产量的因素,并展望了该领域今后的研究重点。

味精企业温室气体排放特征及核算方法研究

介绍了生物法味精生产工艺,分析了味精生产时温室气体的排放特征,探究了在谷氨酸发酵过程中温室气体排放量的核算方法,并对某味精生产企业的温室气体排放情况进行分析。研究结果表明:生物法味精生产企业的温室气体排放源主要有5个;与能源消耗相关的直接和间接排放是味精生产企业温室气体排放的主要来源,约占企业总排放量的90%,是目前行业重点关注的排放源;在谷氨酸发酵中产生的二氧化碳排放和对有机废水进行厌氧处理时产生的甲烷排放构成的温室气体排放量占比不到10%,然而其绝对总量并不小,具有较大的回收利用空间,应予以重视;虽然在谷氨酸发酵过程中温室气体排放宜采用物料平衡法进行精准核算,但是还应进一步探究该方法的适用性并形成行业标准或规范。

磷酸盐与生物素最适浓度配比对谷氨酸发酵影响的研究

在L-谷氨酸发酵中,磷酸盐和生物素的添加量直接影响着谷氨酸棒状杆菌的菌体生长和菌体转型,生物素和磷酸盐的含量过多或过少都会直接影响L-谷氨酸的产量,为缓解这一问题,提出了调配磷酸盐与生物素的最适浓度配比(PV H)的策略控制发酵。为了确定发酵过程中生物素和磷酸盐的准确含量,利用单因素实验对磷酸盐与生物素的浓度配比进行调整,以找出最有利于菌体快速生长和细胞迅速转型的实验组。该实验设计生物素浓度梯度为4,10,14μg/L,磷酸盐浓度梯度为3,5 g/L,通过实验发现,当磷酸盐与生物素浓度配比为5∶14时,菌体量大,细胞转型快,产酸多,糖酸转化率高,在此条件下,最大OD 600 nm达到82,较其他组分别提高了24%、47%、50%、65%,最终的菌体量为74,较其他组分别提高了29.7%、48.6%、54%、72%,L-谷氨酸的产量为86 g/L,相较于其他组分别提高了30%、45.3%、54.6%、80%。同时,在最适PV H条件下常规发酵L-谷氨酸的实验中可以看出,其整体发酵水平高于其他非最适PV H组,该常规发酵实验中,L-谷氨酸产量高达178 g/L,转化率达到77%,对于谷氨酸发酵具有借鉴意义。

枯草芽孢杆菌HG-02聚谷氨酸发酵条件优化

筛选得到了一株高产γ-聚谷氨酸的枯草芽孢杆菌HG-02。通过单因素试验和正交实验对发酵培养基和培养条件进行了优化,小试发酵验证结果显示,优化后γ-聚谷氨酸的发酵质量浓度达35.9 g/L。优化后的发酵培养基为:蔗糖4%,蛋白胨3.5%,谷氨酸钠6%,硫酸镁0.1%,氯化钠0.5%,氯化钙0.01%,磷酸氢二钾0.05%,硫酸锰0.02%,消泡剂1%。优化后的培养条件为:初始pH7.0,装液量40%,接种量6%,摇床转速为220 r/min,37℃恒温培养48 h。

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

γ-聚谷氨酸高产菌株筛选及发酵条件优化

γ聚谷氨酸是一种生物可降解的高分子材料,可应用于多种领域,因此受到普遍重视。报道了以11株枯草芽孢杆菌菌株为培养菌株,用3种谷氨酸钠含量不同的培养基进行筛选获得1株γ聚谷氨酸高产菌株;再以该菌株为研究对象进行碳源、氮源、谷氨酸钠浓度、初始pH、接种量、通气量等发酵条件的优化实验,结果表明最佳发酵条件为:250ml三角烧瓶装液40ml,接种体积分数5%,麦芽糖50g/L,酵母膏10g/L,谷氨酸钠30g/L,NaCl10g/L,KH2PO45g/L,MgSO4·7H2O0.5g/L,初始pH6.0,发酵60h,此时γ聚谷氨酸产量最高,达到30.26g/L,比国外报道的20g/L的产量有显著提高。纯化后产物经红外光谱及核磁共振检测,鉴定为γ聚谷氨酸。

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。

利用透明颤菌血红蛋白基因在谷氨酸棒杆菌中的表达提高谷氨酸和谷氨酰胺的产量

为了降低谷氨酰胺 (glutamine,Gln)生产过程中所需要的高溶氧水平对设备的要求 ,在谷氨酸棒杆菌 C.glutamicum ATCC14 0 6 7中表达增强摄氧的透明颤菌血红蛋白基因 (Vitreoscilla hemoglobin gene,vgb) ,以此提高细胞的摄氧能力及能量的供给水平 .对得到的重组菌和野生菌进行了发酵实验 .在溶氧只有 5 %的条件下 ,重组菌比野生菌细胞干重提高了 1.2倍 ,单位细胞谷氨酸的生产能力提高了 6 .5倍 ,单位细胞谷氨酰胺的生产能力提高了 1.4倍 .对比结果显示 ,含有 vgb基因的重组菌比野生菌在细胞生长。

植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)NDC75017产γ-氨基丁酸的影响因素及其代谢机制

为探索植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)NDC75017产γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)的影响因素及相关代谢机制,首先采用响应面法,对菌体积累GABA的发酵条件进行优化。其次,分别采用高效液相色谱和实时荧光定量反转录聚合酶链式反应(real-time reverse transcript polymerase chain reaction)测定了不同时间点GABA产量和谷氨酸脱羧酶(glutamic acid decarboxylase,GAD)编码基因gad B的相对表达量。L.plantarum NDC75017发酵过程中产GABA的最佳底物(谷氨酸钠)、辅酶(5’-磷酸吡哆醛)的添加量和发酵初始p H值分别为68.03 mmol/L、20.92μmol/L和4.65。底物与辅酶之间、辅酶与发酵初始p H值之间的交互作用能够显著地影响GABA的积累(P<0.05)。发酵48 h内,基因gad B表达量呈现先升高后下降的趋势,与GABA产量的变化趋势并不完全一致。上述结果表明:底物、辅酶和发酵初始p H值以及它们之间的交互作用是影响L.plantarum NDC75017产生GABA的关键因素。同时GABA的积累不仅受到GAD和gadB的影响,其他与GABA支路(GABA shunt)相关的酶和基因也参与了GABA的代谢。

谷氨酸高产菌GDK-9的定向选育及其发酵过程研究

以天津短杆菌GDK6为出发菌株,通过原生质体紫外诱变、紫外诱变和硫酸二乙酯(DES)诱变定向选育L-谷氨酸生产菌。经摇管初筛、摇瓶复筛、遗传标记验证、单菌落分离和连续传代,最终筛选出1株L-谷氨酸高产菌GDK-9。该菌株在未优化条件下摇瓶发酵42h产L-谷氨酸79.2g/L。另外,试验结果证实GDK-9菌株的遗传标记和产酸能力十分稳定。在优化条件下,通过7L罐发酵32h,谷氨酸产量达131.5g/L,糖酸转化率达到62.2%。

谷氨酸发酵过程先进控制

阐述基于工业过程计算机和PLC的谷氨酸发酵过程控制,在若干生化过程理论模型的实际应用具有一定困难的情况下,研究了在发酵过程中对某些生化过程变量的估算方法及相应的先进过程控制策略,对谷氨酸发酵过程的主要控制回路作了介绍。通过对50m3发酵罐实时控制,表明本文所述控制系统的有效性。

聚γ-谷氨酸高产突变株的选育及摇瓶发酵条件

对地衣芽孢杆菌(Bacilluslicheniformis)进行亚硝基胍和60Co诱变,获得一株γ PGA的高产菌株C9.γ PGA质量浓度由9.44g/L提高到19.76g/L,提高了109%.突变株传代10次,质量浓度保持基本稳定.通过正交试验和单因素试验对发酵培养基及发酵条件进行了优化.当发酵培养基中含柠檬酸12g/L、甘油80g/L、L 谷氨酸23g/L、氯化铵7g/L,pH7.0,装液量为50mL/250mL三角瓶,接种体积分数为5%时,37℃摇瓶发酵72h,γ PGA达到23.32g/L.

稀土元素在谷氨酸发酵中的应用研究

研究了在谷氨酸(Glutamicacid,Glu)发酵的不同时期加入不同量或不同形态的稀土元素对产酸的影响。结果表明,在发酵0h加入以饱和柠檬酸溶液溶解的La2(CO3)3到发酵培养基中并使之含量达到1mg·L-1时,对谷氨酸发酵产酸有明显的促进作用,平均产酸和空白相比,提高了10.7g·L-1,同比增长10.06%;平均糖酸转化率提高了5.51%,同比增长10.57%。

酿造酱油中特征氨基酸含量检测及对氨基酸态氮贡献的分析

为分析酿造酱油特征氨基酸组成及对氨基酸态氮的贡献,比较了3款不同类型样品中的游离氨基酸含量和氨基酸态氮组成。结果表明,酿造酱油中氨基酸种类丰富,无增鲜剂添加的样品中氨基酸分布均衡,外源谷氨酸的添加显著影响氨基酸态氮水平。无添加的特级酱油(1号)、有增鲜剂添加的特级酱油(2号)和无增鲜剂添加的三级酱油(3号)的氨基酸总量分别为3.875、6.041和2.341 g/100 m L,其中2号样品含量最高;但在排除谷氨酸后1号样品氨基酸总量为3.494 g/100 m L,比2号和3号样品高14.11%和65.91%。1号样品必需氨基酸总量最高为2.08 g/100 m L,比2号和3号样品高18.18%和85.71%;2号样品氨基酸态氮检测值最高为1.42g/100 m L,其中谷氨酸的贡献率高达40.14%;3号样品的氨基酸总量和氨基酸态氮值均最低。

响应面法优化枯草芽孢杆菌产γ-聚谷氨酸发酵工艺

以1株谷氨酸依赖型γ-聚谷氨酸(poly-γ-glutamic acid,γ-PGA)产生菌Bacillus subtilis GXA-28为研究对象,利用响应面法系统优化其γ-聚谷氨酸发酵培养基成分。通过单因素试验、Plackett-Burman试验、最陡爬坡试验以及Box-Behnken试验构建响应方程,利用该方程预测得到最优培养基:蔗糖33.65 g/L、酵母膏0.4 g/L、NH4Cl 1.6 g/L、谷氨酸钠15 g/L、KH2PO4 0.4 g/L、K2HPO4·3H2O 1.68 g/L、MgSO4·7 H2O 0.1 g/L、MnSO4·H2O 0.04 g/L。利用优化培养基,在40.2℃、160 r/min条件下摇瓶发酵22 h,γ-PGA产量达到16.63 g/L,底物谷氨酸钠转化率比优化前提高了20%,达到100%。

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。

一种用于谷氨酸生产流加操作过程预测的模糊-神经网络

提出了一种子空间可调的模糊-神经网络(FNN),通过采用新型的网络结构设计、模糊子空间均匀化设计和模糊子空间可调性设计,提高了网络的模拟、预测精度,明显缩短了训练时间.通过可调模糊-神经网络可以对系统进行预测、优化及因素分析,并将所提出的模糊神经网络应用于谷氨酸流加发酵过程的模拟与预测,取得了满意的结果.