子情境：谷氨酸發(fā)酵過程控制-谷氨酸發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備及工藝流程介紹

通過引導(dǎo)文的學(xué)習(xí)，請(qǐng)回答以下問題1、谷氨酸發(fā)酵的工藝流程？2、發(fā)酵培養(yǎng)基配制需要考慮哪些因素？3、為什么需要對(duì)谷氨酸發(fā)酵條件進(jìn)行控制？4、谷氨酸發(fā)酵過程需要控制哪些發(fā)酵參數(shù)？發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備1、谷氨酸發(fā)酵工藝流程：1、培養(yǎng)基的配制谷氨酸發(fā)酵培養(yǎng)基組成包括碳源、氮源、無機(jī)鹽和生長(zhǎng)因子等。①碳源谷氨酸生產(chǎn)菌均不能利用淀粉，只利用葡萄糖、果糖等，有些菌種還能利用醋酸、正烷烴等做碳源。在一定范圍內(nèi)，谷氨酸產(chǎn)量隨葡萄糖濃度的增加而增加，但葡萄糖濃度過高，造成滲透壓過大，對(duì)菌體生長(zhǎng)不利，谷氨酸對(duì)糖的轉(zhuǎn)化率降低，國(guó)內(nèi)谷氨酸發(fā)酵糖濃度為125-150g/L。發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備②氮源常用無機(jī)氮源：尿素、液氨、碳酸氫銨；常見有機(jī)氮源：玉米漿、豆粕、糖蜜。C/N比一般控制在100:15-30。③生物素生物素的作用主要影響谷氨酸生產(chǎn)菌細(xì)胞膜的通透性，同時(shí)影響菌體的代謝途徑。生物素對(duì)發(fā)酵的影響是全面的，在發(fā)酵過程中要嚴(yán)格控制其濃度。2、谷氨酸發(fā)酵條件①pH發(fā)酵液的pH影響微生物的生長(zhǎng)和代謝途徑。發(fā)酵前期如果pH偏低，則菌體生長(zhǎng)旺盛，長(zhǎng)菌而不產(chǎn)酸；如果pH偏高，則菌體生長(zhǎng)緩慢，發(fā)酵時(shí)間拉長(zhǎng)。谷氨酸生產(chǎn)菌的最適pH一般在7.0-8.0。發(fā)酵前期：pH在7.5左右；發(fā)酵中后期：7.2左右對(duì)提高谷氨酸產(chǎn)量有利。發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備②溫度谷氨酸發(fā)酵前期（0-12h):30-32℃;對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期:菌體濃度迅速增大(12h),糖消耗快，維持溫度30-32℃；發(fā)酵中、后期：是谷氨酸大量積累的階段，而催化谷氨酸合成的谷氨酸脫氫酶的最適溫度為谷氨酸合成的最適溫度32-36℃。發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備③通風(fēng)谷氨酸生產(chǎn)菌是兼性好氧菌，有氧、無氧條件下都能生長(zhǎng)，只是代謝產(chǎn)物不同。在谷氨酸發(fā)酵過程中，通風(fēng)必須適度。過大菌體生長(zhǎng)慢，過小產(chǎn)物谷氨酸變成乳酸。發(fā)酵前期以低通風(fēng)量為宜；發(fā)酵中、后期以高通風(fēng)量為宜。實(shí)際生產(chǎn)中，以氣體轉(zhuǎn)子流量計(jì)來檢查通氣量。發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備4、泡沫的控制發(fā)酵罐泡沫來源：發(fā)酵過程強(qiáng)烈通風(fēng)和菌體代謝產(chǎn)生CO2，使培養(yǎng)液產(chǎn)生大量泡沫。泡沫的危害：氧在發(fā)酵液中的擴(kuò)散受阻，影響菌體的呼吸和代謝。消泡方法：機(jī)械消泡：耙式、離心式、刮板式、蝶式消泡器化學(xué)消泡：天然油脂、聚酯類、醇類、硅酮等發(fā)酵工藝流程及發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)備3、發(fā)酵過程參數(shù)測(cè)定①谷氨酸棒桿菌細(xì)胞濃度：定期取樣，采用分光光度計(jì)間接法測(cè)定，及時(shí)了解細(xì)胞生長(zhǎng)情況②谷氨酸濃度：定期取樣，采用分光光度計(jì)間接法測(cè)定，及時(shí)了解細(xì)胞生長(zhǎng)情況知識(shí)拓展谷氨酸發(fā)酵過程中，生產(chǎn)菌種的特性、培養(yǎng)基、發(fā)酵溫度、pH值