發(fā)布時間:2012-09-04 11:05:37
1.醋酸發(fā)酵生產谷氨酸
醋酸的發(fā)酵途徑類似于糖質原料，都是先變?yōu)橐阴］o酶A，再進入三羧酸循環(huán)，當生成ɑ-酮戊二酸時，與培養(yǎng)基的氨離子和發(fā)酵谷氨酸消泡劑起作用，進行還原氨基化生成谷氨酸。因此，醋酸原料所用菌種和糖質原料一樣，例如，黃色短桿菌、谷氨酸小球菌、散枝短桿菌、硫殖短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌等都是一般的谷氨酸產生菌，不過近年關于醋酸發(fā)酵谷氨酸產生菌的選育，有所進展，如：
(1)油酸缺陷型變異株，其谷氨酸的產率較生物素缺陷型變異株為高。
(2)不能由糖生成谷氨酸而能由醋酸生成谷氨酸的菌株。
(3)高級不飽和脂肪酸缺陷型菌株，應用這一菌株時，由于醋酸消耗很慢，在培養(yǎng)初期要先以糖質原料為碳源，在不控制生物素的條件下，使用谷氨酸發(fā)酵消泡劑進行發(fā)酵。當培養(yǎng)液的殘?zhí)窃?%以下時，連續(xù)地添加醋酸，可以生成大量的谷氨酸。
(4)已分離到一些對單氟乙酸和丙二酸有抗性，且具有高產谷氨酸的優(yōu)良菌株。
在使用發(fā)酵消泡劑谷氨酸進行發(fā)酵的技術方面，有關流加法的改良、銅離子影響、抗氧劑的添加和醋酸與糖混合發(fā)酵法等，其中重要的是如何殼服醋酸對谷氨酸產生菌的生長抑制作用。
2.谷氨酸的提取
（一）等電點法
谷氨酸在水中的解離常數pK1 =2. 19；pK2=4.28，故等電點時的pH為：PH值=（pK1+pK2）/2=（2.19+4.28）/2=3.23=3.2。
PH值調節(jié)的過程如下：首先將發(fā)酵消泡劑谷氨酸發(fā)酵液進行調酸，調至PH值為4.5，然后繼續(xù)中和至PH值為3.0-3.2，隨后進行攪拌20h，并靜置沉降6h，直到菌體及微細谷氨酸結晶。在靜置沉降6h的過程中，谷氨酸會發(fā)生離心分離，形成濕谷氨酸，除此之外，靜置的母液同樣會發(fā)生離子交換，造成谷氨酸洗脫，最后可以收集到三種液體：一是前期低流分再交換；二是高流分調PH為1.5；三是后期低流分再交換。其中，第二種還需要繼續(xù)中和PH值為3.0-3.2。
（二）離子交換法
用強酸性陽離子樹脂(732)氫型吸附后，用60℃4%的NaOH洗脫。樹脂再生用5. 4%HCl。
（三）雙柱法
將發(fā)酵消泡劑谷氨酸發(fā)酵液先通過弱酸性陽離子交換樹脂（氫型），以除去陽離子雜質等，不吸附谷氨酸。再通過磺酸型陽離子交換樹脂，以吸附谷氨酸，用堿液洗脫谷氨酸（第二柱），因濃度集中，谷氨酸含量可達到16%。再分別用酸使第一柱及第二柱進行再生。
（四）鹽酸鹽法
發(fā)酵消泡劑發(fā)酵液中除含谷氨酸外，尚有一定量的谷氨酰胺及焦谷氨酸，用等電點及離子交換提取均無法回收，可用鹽酸水解來提高收率3鹽酸水解時也使菌體蛋白水解成氨基酸并可使碳水比合物破壞，生成腐殖質而被除去，提高水解液質量，利用谷氨酸鹽在濃鹽酸中溶解度低而將谷氨酸與其它雜質分離。
（五）鋅鹽法
利用谷氨酸鋅在水溶液中的溶解度低的原理，將發(fā)酵液中谷氨酸一次進行回收。
（六）直接濃縮法
適用于醋酸為原料發(fā)酵生產谷氨酸。
（七）離子交換膜電滲法。
本文參考《發(fā)酵微生物學》一書。
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