谷氨酸发酵 实验报告(1)

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谷氨酸实验报告

谷氨酸实验报告

一、实验目的1. 了解谷氨酸棒杆菌的生长特性及其发酵条件。

2. 掌握谷氨酸发酵的基本原理和操作流程。

3. 通过实验,掌握还原糖消耗和谷氨酸生成的测定方法,分析发酵过程。

二、实验原理谷氨酸棒杆菌是一种产谷氨酸的微生物,其在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长。

谷氨酸棒杆菌将糖类转化为谷氨酸,同时消耗还原糖。

还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志。

三、实验材料与仪器1. 谷氨酸棒杆菌2. 葡萄糖3. 牛肉膏4. 磷酸氢二钠5. 磷酸二氢钠6. 硫酸铵7. 硫酸镁8. 硫酸铜9. 氯化钠10. 琼脂11. pH计12. 恒温摇床13. 摇瓶14. 实验记录本四、实验方法1. 制备培养基:按照配方配制谷氨酸棒杆菌培养基,高压灭菌后备用。

2. 接种:将谷氨酸棒杆菌接种于培养基中,在恒温摇床中培养至对数生长期。

3. 谷氨酸发酵:将培养好的谷氨酸棒杆菌接种于发酵培养基中,调节pH值,控制温度和通气量,进行发酵。

4. 还原糖消耗和谷氨酸生成测定:发酵过程中,每2小时取样一次,测定还原糖和谷氨酸含量。

5. 数据分析:根据还原糖消耗和谷氨酸生成数据,绘制糖耗曲线和谷氨酸生成曲线。

五、实验结果与分析1. 还原糖消耗:发酵过程中,还原糖含量逐渐降低,当还原糖降至1%以下时,表明谷氨酸发酵完成。

2. 谷氨酸生成:发酵过程中,谷氨酸含量逐渐增加,达到峰值后趋于稳定。

六、实验结论1. 谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中能快速生长,并产生大量谷氨酸。

2. 还原糖消耗和谷氨酸生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志。

3. 通过控制发酵条件,可以提高谷氨酸产量。

七、实验讨论1. 实验过程中,温度和通气量对谷氨酸发酵影响较大,应严格控制。

2. pH值对谷氨酸发酵也有一定影响,应保持适宜的pH值。

3. 实验中,谷氨酸棒杆菌的生长和发酵过程受到多种因素的影响,如营养物质、氧气、pH值等,应综合考虑。

八、实验总结通过本次谷氨酸发酵实验,我们掌握了谷氨酸发酵的基本原理和操作流程,了解了还原糖消耗和谷氨酸生成的测定方法,并分析了发酵过程。

谷氨酸发酵生产实训

谷氨酸发酵生产实训
2、在淀粉的液化过程中,加入氯化钙有什么作用?
答:(1)主要是利用氯化钙的絮凝作用,提高淀粉酶耐热性; (2)作为淀粉酶的保护剂和激活剂。
任务二: 注:配制液体种子培养基时,调pH时先用pH试纸测量,测
出大致范围,再用pH计准确测量。
任务三:1、一级种子的培养目的:制备大量高活性的菌体
2、二级种子的培养目的:制备和发酵罐体积及培养条件相称的高活性菌
答:a.菌体可能缺氧,乳酸增多,导致pH降低
b.可能前期发酵时温度偏高,导致菌种衰老得较快或其他原因导致菌体死亡 c.可能因为糖含量过多
步骤: ①平衡——加入20ml扩展剂,密封20min;
②规划——层析滤纸下端2cm处画直线A,标记间隔2cm的4个记号,滤纸左边 缘1cm 画直线B;
③点样——毛细管取样,同一位置2~3次,每次2~3ml ,点完一点后立刻吹干;
④层析——两侧不能接触烧杯壁,扩展剂加到1cm;
⑤显色——喷雾剂烘干,待正丁醇挥发加热,氨基酸显示蓝紫色斑点;
五,课后思考及实验的分析讨论
• 1.如何判断淀粉的液化和糖化终点? • a.液化:取少量淀粉溶液放平皿中,加几滴碘液,若
是红褐色或无色,则液化结束。 • b.糖化:取少量液化后的淀粉溶液放置平皿中,加
无水酒精无沉淀,则糖化结束。 • 2.淀粉的结构和性质? • 含有几百个葡萄单元,经熬煮不易成糊状,冷却后
四.实验结果
• 得到一瓶300ml淀粉水解糖(水解淀粉: 15g α-淀粉酶:0.01g氯化钙:0.04g糖化酶: 0.09g)
• 水解20g淀粉,需要α-淀粉酶,氯化钙,糖 化酶的用量:
• α-淀粉酶:(20g*12u/g)/4000u/g=0.006g • 氯化钙:20g*0.2‰=0.04g • 糖化酶:(20g*300u/g)=0.006g

发酵过程中谷氨酸含量的测定

发酵过程中谷氨酸含量的测定

发酵过程中谷氨酸含量的测定发酵过程中谷氨酸含量的测定 [适用对象] 生物工程专业 [实验学时] 8学时一、实验目的了解华勃氏呼吸仪的使用方法,熟悉用华勃氏呼吸仪测定谷氨酸含量。

二、实验原理发酵液中谷氨酸含量的测定,普遍使用华勃氏呼吸仪,利用专一性较高的大肠杆菌L-谷氨酸脱羧酶,在一定温度(37?)、一定pH值(4.8,5.0)和固定容积下,使L-谷氨酸脱羧生成二氧化碳。

通过测量反应系统中气体压力的升高,可计算出反应生成的二氧化碳的体积,然后换算成试样中谷氨酸的含量。

三、仪器设备华氏呼吸仪,1毫升移液管,检压管,反应瓶。

四、相关知识点大量形成谷氨酸是生产的目的,目前均采用华勃氏呼吸仪测定法。

一般从发酵12小时开始,每隔2-4小时测定一次。

五、实验步骤(一)检压管及反应瓶的准备将标定完反应瓶常数的检压管及反应瓶磨砂口上的高真空油脂用毛边纸擦试干净,再用棉花用少量二甲苯擦一次,用自来水清洗净后再用稀洗液浸泡约3小时,用自来水洗净,蒸馏水淋洗2次,去水后低温烘干。

在检压管下端按上一干净的短橡皮管,橡皮管末端用玻璃珠塞住。

小心将检压管固定在金属板上,在橡皮管内注入检压液。

打开三通活塞,旋动螺旋压板,检压液应能上升到最高刻度处,液柱必须连续,不能有气泡,两边高度应一致。

(二)发酵液的稀释本法要求试样含谷氨酸0.05,0.15,,否则反应生成二氧化碳太多,压力升高太大以致超过检压管刻度而无法读数。

一般发酵终了发酵液含谷氨酸6,8,,故应稀释50倍:吸取发酵液2mL,注入100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀即可。

(三)加液分别吸取上述发酵稀释液1mL,pH5.0醋酸-醋酸钠缓冲液0.2mL和蒸馏水1.0mL,置入反应瓶主室,另吸取0.3mL 2,大肠杆菌谷氨酸脱羧酶液置于反应瓶侧室内,使总体积为2(5mL。

主侧二室瓶口均以活塞脂涂沫,旋紧瓶塞,将反应瓶用小弹簧紧固在检压管上,将检压计装在仪器的恒温水浴振荡上(四)预热将仪器的电源接通,调节水浴温度为37?,打开三通活塞,旋动螺旋压板,调节液面高度达250mm以上,开启振荡;使在37?水浴中平衡约10分钟。

(完整版)谷氨酸发酵

(完整版)谷氨酸发酵

1)生物素营养缺陷型⏹作用机制:生物素是脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与了脂肪酸的合成,进而影响脂肪酸的合成.当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外泄漏.⏹控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10 g/L).在发酵初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换.2)油酸营养缺陷型⏹作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少到正常量的1/2左右.⏹控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换.(3)添加表面活性剂⏹添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸(C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨酸.⏹机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细胞膜.⏹关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在下进行分裂,形成产酸型细胞.(4)添加青霉素⏹机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去保护,在渗透压的作用下受损,向外泄露谷氨酸.⏹控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉素后倍增的菌体不能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换.谷氨酸发酵强制控制工艺⏹为了稳产,克服培养基原料中某些成分不易控制带来的影响,在谷氨酸发酵时可采取“强制控制”的方法,如:“高生物素高吐温”或“高生物素高青霉素”的方法.⏹控制方法:在发酵培养基中预先配加一定量(过量)的纯生物素,大大地削弱每批原料中生物素含量变化的影响,高生物素、大接种量能促进菌体迅速增殖.再在菌体倍增的早期加入相对高的吐温或青霉素,形成产酸型细胞.固定其它条件,确保高产稳产。

谷氨酸发酵⏹ 1.适应期:尿素分解出氨使pH上升.糖不利用.2-4h.措施:接种量和发酵条件控制使适应期缩短.⏹ 2.对数生长期:糖耗快,尿素大量分解使pH上升,氨被利用pH又迅速下降.溶氧急剧下降后维持在一定水平.菌体浓度迅速增大,菌体形态为排列整齐的八字形.不产酸.12h.措施:及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH,在pH7.5-8.0时流加尿素;维持温度30- 32℃⏹ 3.菌体生长停止期:谷氨酸合成.措施:提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4.大量通**,控制温度34-37 ℃.⏹ 4.发酵后期:菌体衰老,糖耗慢,残糖低.措施:营养物耗尽酸浓度不增加时,及时放罐.发酵周期一般为30h.二、谷氨酸发酵的生化过程⏹(1)是代谢控制发酵的典型代表⏹(2)是目前代谢控制发酵中,在理论与实践上最成熟的……⏹整个过程可简单的分为2 个阶段:➢第1阶段是菌体生长阶段;➢第2阶段是产酸阶段,谷氨酸得以大量积累。

(完整版)谷氨酸发酵

(完整版)谷氨酸发酵

1)生物素营养缺陷型⏹作用机制:生物素是脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与了脂肪酸的合成,进而影响脂肪酸的合成.当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外泄漏.⏹控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10 g/L).在发酵初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换.2)油酸营养缺陷型⏹作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少到正常量的1/2左右.⏹控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换.(3)添加表面活性剂⏹添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸(C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨酸.⏹机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细胞膜.⏹关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在下进行分裂,形成产酸型细胞.(4)添加青霉素⏹机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去保护,在渗透压的作用下受损,向外泄露谷氨酸.⏹控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉素后倍增的菌体不能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换.谷氨酸发酵强制控制工艺⏹为了稳产,克服培养基原料中某些成分不易控制带来的影响,在谷氨酸发酵时可采取“强制控制”的方法,如:“高生物素高吐温”或“高生物素高青霉素”的方法.⏹控制方法:在发酵培养基中预先配加一定量(过量)的纯生物素,大大地削弱每批原料中生物素含量变化的影响,高生物素、大接种量能促进菌体迅速增殖.再在菌体倍增的早期加入相对高的吐温或青霉素,形成产酸型细胞.固定其它条件,确保高产稳产。

谷氨酸发酵⏹ 1.适应期:尿素分解出氨使pH上升.糖不利用.2-4h.措施:接种量和发酵条件控制使适应期缩短.⏹ 2.对数生长期:糖耗快,尿素大量分解使pH上升,氨被利用pH又迅速下降.溶氧急剧下降后维持在一定水平.菌体浓度迅速增大,菌体形态为排列整齐的八字形.不产酸.12h.措施:及时供给菌体生长必须的氮源及调节pH,在pH7.5-8.0时流加尿素;维持温度30- 32℃⏹ 3.菌体生长停止期:谷氨酸合成.措施:提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4.大量通**,控制温度34-37 ℃.⏹ 4.发酵后期:菌体衰老,糖耗慢,残糖低.措施:营养物耗尽酸浓度不增加时,及时放罐.发酵周期一般为30h.二、谷氨酸发酵的生化过程⏹(1)是代谢控制发酵的典型代表⏹(2)是目前代谢控制发酵中,在理论与实践上最成熟的……⏹整个过程可简单的分为2 个阶段:➢第1阶段是菌体生长阶段;➢第2阶段是产酸阶段,谷氨酸得以大量积累。

系列实验Ⅰ谷氨酸发酵

系列实验Ⅰ谷氨酸发酵
原理:啤酒酵母将麦芽汁发酵,产生酒精等发 酵产物〔啤酒〕.
实验步骤:
1. 啤酒酵母扩大培养
2. 培养基的配置
3. 啤酒酵母的培养基选用麦芽汁培养 基,具体方法为:称取麦芽粉 ,比例 为4g麦芽粉对应10ml麦芽汁,保证 麦芽汁浓度在8~12..将麦芽粉和水 混匀, 在电炉上加热至 70℃保持半 小时左右.静置取上清液, 加入2%琼
2. 糖化制成麦汁
糖化:利用麦芽所含的各种水解酶,在适宜的条件 下,将麦芽中不溶性高分子物质〔淀粉、蛋白质、半 纤维及其中间分解产物〕,逐步分解成低分子可溶性 物质的过程.
过程包括:淀粉分解、蛋白质分解、B-葡聚糖分 解、酸的形成和多酚物质的变化.
3.麦汁过滤
目的:糖化结束后,应在最短的时间内,将糖化 醪液中的原料溶出物和非溶性的麦槽分离,以得 到澄清的麦汁和良好的浸出物收得率.
系列实验Ⅰ
液体通气发酵——谷氨酸发酵
实验目的
谷氨酸<Glutamic acid>是最先成功地利 用发酵法进行生产的氨基酸,谷氨酸发酵是 典型的代谢调控发酵,因此,了解谷氨酸发酵 机理,掌握其发酵工艺,将有助于对代谢调控 发酵的理解,有助于对其它有氧发酵,特别是 氨基酸发酵的理解和掌握.
谷氨酸发酵生理
〔2〕保压0.11MPa,105℃保持5分 钟.
〔3〕时间到后,关闭进气阀,打开冷
六、接种
缓慢降罐压至0.01MPa 火焰封口法接种
七、发酵过程的控制
〔1〕长菌期:0 ~12小时,最适温度 30~32度,控制pH不大于8.2.
〔2〕产酸期:12小时后,控制温度 34~36度,控制pH在7.1~7.2.
生产工艺流程
说明: 沥干:一般至含水量25%-30%为止;

谷氨酸系列发酵实验

谷氨酸系列发酵实验

谷氨酸发酵工程系列实验一、实验目的1、了解发酵工业菌种的制备工艺和质量控制,为发酵实验准备菌种。

2、了解发酵罐的操作,完成谷氨酸发酵的全过程操作、3、了解和掌握快速测定还原糖含量的方法。

4、了解和掌握快速测定发酵过程谷氨酸含量的方法5、了解用等电点法从发酵液中回收谷氨酸的方法二、实验原理谷氨酸是由谷氨酸棒杆菌以葡萄糖为原料生产的一种呈味氨基酸,其代谢机理为:葡萄糖先经EMP途径生成丙酮酸,丙酮酸经氧化脱氨基作用生成乙酰辅酶A,乙酰辅酶A进入三羧酸循环生成α—酮戊二酸,α—酮戊二酸再经氨基化作用生成谷氨酸。

由于谷氨酸棒杆菌为生物素缺陷型突变株,因此在发酵过程中要控制生物素亚适量。

三、实验材料、仪器与试剂1、材料:谷氨酸棒杆菌、发酵培养基、谷氨酸发酵液不同发酵时间所取的样品等。

2、仪器:三角瓶、烧杯、量筒、玻棒、pH试纸、天平、高压蒸汽灭菌锅、培养箱、显微镜、发酵罐及控制系统、蒸汽发生器、空气压缩机、补料瓶、补料针、硅胶管、滴定管、滴定架、电炉、容量瓶、高速离心机、分光光度计、恒温水浴锅、移液器及枪头、无极调速搅拌机、旋转蒸发器、冰箱等3、试剂:无水乙醇、牛肉膏、蛋白胨、蔗糖、可溶性淀粉、蛋白胨、酵母提取液、NaCl、NaOH、HCl、KNO3、去离子水、葡萄糖、尿素、消泡剂、硫酸铜、亚甲基蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、亚铁氢化钾、盐酸、L-谷氨酸分析纯、茚三酮、丙酮、酒精等。

四、实验步骤1、培养基的制备(1)斜面培养基:葡萄糖0.1%;蛋白胨1%;牛肉膏1%;NaCl0.5%;琼脂2%(pH7.0)(2)一级培养基:蛋白胨1%;酵母浸出粉0.5%;NaCl1%(pH7.2)(3)二级培养基:葡萄糖 2.5%;尿素0.34%;K2HPO4·3H2O0.16%;MgSO4·7H2O;FeSO4·7H2O、MnSO4·H2O各0.0002%(pH7.0)各培养基分装到到三角瓶,用铝箔纸封口,高压灭菌。

发酵法生产谷氨酸工艺试验

发酵法生产谷氨酸工艺试验

发酵法生产谷氨酸工艺实验指导书一、实验目的与意义:实验设置涉及生物产品谷氨酸生产过程的基本单元操作和方法,强调锻炼基本操作能力,掌握使用摇床对谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)的工业菌株进行谷氨酸发酵产酸验证的方法;学习控制发酵培养基的组成与摇床的转速、温度、浓缩糖流加、尿素补充等试验技术与手段;掌握发酵罐的使用方法与利用发酵罐发酵生产氨基酸的方法。

掌握各种发酵实验仪器的使用方法及注意事项;熟悉用浓缩连续等电法、离子交换法等从发酵液中提取谷氨酸的基本流程。

二、主要实验内容与要求:1.培养基的配制与菌种培养学会配制斜面培养基、种子培养基和摇瓶培养基并掌握各种培养基的灭菌方法。

培养基组成:活化斜面培养基:无水葡萄糖1,蛋白胨10,牛肉膏10,酵母膏5,NaCl 2.5,琼脂条20,pH7.0-7.2 0.1MPa 20min种子培养基:葡萄糖25 玉米浆30ml 豆浓20ml K2HPO4 1.5 MgSO4 0.4 尿素2 豆浓20ml 调pH值为7.0-7.2,121℃灭15min发酵培养基:葡萄糖150 Na2HPO4 1.0 KCl 1.2 MgSO4 0.8 MnSO4 2mg FeSO4 2mg VB1 0.2mg 豆浓20ml 调pH为7.0-7.2,115℃灭15min2.种子生长曲线的绘制种子质量的优劣不仅与培养基组成有关,还与种子的生理性状有关菌种接入种子瓶后,要经过延滞期、对数生长期、静止期和衰亡期。

种龄太短的种子转发酵,往往会出现前期生长缓慢、整个发酵周期延长、产物开始形成的时间推迟等现象,甚至造成异常发酵;种龄过长则会引起菌体过早自溶,导致产物生成能力下降。

摇瓶种子培养条件pH控制在7.0左右,温度32℃,220r/min摇床上培养,每2h取样测定菌体光密度OD620nm,做出生长曲线。

根据自己制作的种子生长曲线,能够说出菌种接入种子培养基后何时进入对数生长期,何时结束对数生长转入稳定期,因此选择何时作为接种时间。

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兰州大学生命科学学院发酵工程实验谷氨酸发酵实验摘要:谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长,为发酵实验准备菌种。

还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志,所以在发酵过程中,要求每两个小时测定一次还原糖的含量,并据此作出发酵的糖耗曲线。

关键字:种子的制备、发酵罐、谷氨酸棒杆菌、PH的调节引言:了解发酵工业菌种制备工艺和质量控制,为发酵实验准备菌种。

了解发酵罐罐体构造和管道系统,掌握对发酵罐及其管道系统的灭菌方法。

了解发酵罐的操作,完成谷氨酸发酵的全过程。

还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量谷氨酸发酵是否正常的重要标志,在发酵后期当还原糖降至1%以下时,表明谷氨酸发酵已经完成。

所以在发酵过程中,要定时测定还原糖的含量,要求每两个小时测定一次,并据此作出发酵的糖耗曲线。

掌握还原糖和总糖的测定原理,学习用比色法测定还原糖的方法。

学习使用茚三酮比色法检测发酵液中谷氨酸浓度的方法。

谷氨酸棒杆菌通常在0-12小时为生长期,12小时后为产酸期,所以应该从12小时以后开始检测谷氨酸的含量,每两个小时取一次样。

原理:谷氨酸棒杆菌在合适的培养基中经摇瓶培养能快速生长,得到大量健壮的种子。

谷氨酸棒杆菌生长速度较快,接种量一般在1-2%。

谷氨酸发酵是有氧发酵,发酵罐由蒸汽管道、空气管道、加料出料管道等组成,在实验之前必须先对发酵罐进行空消。

谷氨酸产生菌是代谢异常化的菌种,对环境因素的变化很敏感,在适宜的培养条件下,谷氨酸产生菌能够将50%以上的糖转化成谷氨酸,而只有极少量的副产物。

如果培养条件不适宜,则几乎不产生谷氨酸,仅得到大量的菌体或者由发酵产生的乳酸、琥珀酸、а-酮戊二酸、丙氨酸、谷氨酰胺、乙酰谷氨酰胺等产物。

生产上的中间分析只测定一些主要数据,只能显示微生物代谢的一般概况而不能反映细微的生化变化。

因此,进一步完善生化分析项目,从生化角度对发酵进行控制,从而确定最适宜的工艺条件是提高发酵水平的重要课题之一。

在NaOH存在下,3,5-二硝基水杨酸(DNS)与还原糖共热后被还原生成氨基化合物。

在过量的NaOH碱性溶液中此化合物呈桔红色,在540nm波长处有最大吸收,在一定的浓度范围内,还原糖的量与光吸收值呈线性关系,利用比色法可测定样品中的含糖量。

L-氨基酸与茚三酮在加热下可发生特有的氨基酸显色反应,产物显示其特有的蓝紫色。

不同谷氨酸与茚三酮反应得到的显色产物的最大吸收波长不同,即λ不同;加之显色深浅不同,反应出相应氨基酸的不同含量。

以此为依据,可为ma x谷氨酸定性及定量。

在pH 5~6 范围内氨基酸的显色反应最灵敏。

器材与试剂:试管、三角瓶、高压灭菌锅、摇床、培养箱、显微镜、蒸汽发生器、生物发酵系统、空气压缩机、分光光度计,水浴锅,电炉,18mm×180mm试管。

3,5-二硝基水杨酸(DNS)试剂:6.3g DNS和262ml 2M NaOH加到500ml 含有182g酒石酸钾钠的热水溶液中,再加5g苯酚和5g亚硫酸钠,搅拌溶解,冷却后加水定容至1000ml,贮于棕色瓶中。

葡萄糖标准溶液:准确称取干燥恒重的葡萄糖40mg,加少量蒸馏水溶解后,以蒸馏水定容至100ml,即含葡萄糖为0.4mg/ml。

标准样品的制备:谷氨酸纯品稀释溶液:3mg/ml溶液,调节pH5. 5~6。

茚三酮试剂的制备:称取0. 5 g 茚三酮溶于100 mL丙酮中,避光。

pH 调节试剂的制备:① 2 mol/ L NaOH溶液:称取8 g NaOH 溶于100 mL 蒸馏水中;② 1 mol/ L HCl 溶液:量取36 mL 盐酸溶于64 mL蒸馏水中。

步骤:斜面种子的制备(教师制备)一级种子培养一级种的培养目的在于制备大量高活性的菌体,培养基配方如下:葡萄糖2.5%;尿素0.5%;硫酸镁0.04%;磷酸氢二钾0.1%;玉米浆3%;硫酸亚铁2ppm;硫酸锰2ppm。

1000mL三角瓶中装250mL培养基,每组3瓶,0.1MPa灭菌30分钟,冷却后接种,接种量为一支斜面接一瓶。

30~32℃摇床培养12小时,如用旋转式摇床,转速为170~190转/分;往复摇床,冲程7.6cm,频率为97次/分。

一级种子质量标准:种龄:12小时;pH:6.4+0.1;ΔOD(560nm光密度净增值)>0.5RG(残糖)0.5%以下。

二级种子培养二级种子的培养目的是制备和发酵罐体积及培养条件相称的高活性菌体。

1000ml 三角瓶装300ml培养基,每组3瓶,0.1Mpa灭菌10分钟,冷却后接种,摇床培养7~8小时。

培养基配方:葡萄糖 2.5%;尿素0.34%;磷酸氢二钾0.16%;糖蜜1.16%;硫酸镁0.043%;消泡剂0.01%;pH 7.0二级菌种质量标准:种龄7~8小时;pH7.2 ;ΔOD560>0.5;无菌检查阴性;噬菌体检查阴性。

学习发酵罐的构造并进行消毒1.准备阶段配料:按工艺要求配制发酵培养基,10升发酵罐定容6升,实际配料时,定容到4升,另40%体积为蒸汽冷凝水和种子液预留。

尿素配成40%浓度,装在1000mL瓶中,每一瓶装800mL。

分消备用。

消泡剂配成1%浓度,分消备用。

培养基:葡萄糖13%;硫酸镁0.06%;磷酸氢二钾0.1%;糖蜜0.3%;硫酸锰、FeSO4各2ppm;氢氧化钾0.04%;玉米粉0.125%;消泡剂0.5%。

调整pH为7.0。

2.空气过滤器及空气管路的消毒(1)关闭空气阀F11(蓝);打开F12,F2(冷凝水),慢慢打开蒸汽阀阀门F3(红)排尽冷凝水后,F12调为微开。

蒸汽出口压力应在0.12—0.14MPa之间(空气过滤器压力表显示值)。

压力过低,灭菌不彻底;压力过高,仪器会损坏。

(2)微开F13(空气/蒸汽入罐的阀门,蓝),打开F14(发酵罐出气口阀门),使蒸汽经过空气过滤器及以后的空气管道进入发酵罐内,由出气口排出。

(3)消毒时间一般为30分钟。

到时间依次关闭蒸汽发生器,F13,F12,F2.,F3。

(4)开启空气压缩机,调节空气减压阀,使出口压力保持在0.20—0.25MPa之间(控制器上压力表上显示值)。

注意不要使空气压缩机超压工作。

(5)打开F11(空气入口阀),F12, F13,排去冷凝水后,再将F12, F13转为微开,吹空气过滤器。

(6)吹干过滤器一般需要20分钟左右(注意保持空气进口压力)。

然后关闭F12,F13.。

保持空气管道及空气过滤中是正压。

**注意:蒸汽灭菌完毕,关闭蒸汽入口阀。

应该在排去管道内的蒸汽后,再关闭F14。

3.空消(1)打开排水阀F33,排尽夹套中的水。

(2)打开F4(蒸汽阀,红),F22(出料口阀门),排尽蒸汽管中冷凝水后,将F22转为微开,稍开F21,微开F14。

使蒸汽徐徐进入发酵罐;对发酵罐进行空消。

(3)注意在升温过程中,关闭控制器,否则当温度设定值设定在培养温度时,会自动通冷却水,影响升温速度,同时也浪费蒸汽。

(4)在灭菌过程中,应当时刻注意罐压,并控制在0.11—0.12MPa 之内,请勿超压,可通过调节阀门F4和F14来控制罐压。

(5)空消时间一般为30分钟。

空消时间结束后,关闭F4 、F14 , 当罐温降至80℃以下方可完全打开F22,排尽发酵罐内的冷凝水后即可关闭F22,F21。

(6)当蒸汽阀F4关闭后,发酵罐内的压力会迅速下降,为防止发酵罐内产生负压,必须微开F13,并调节F14,使罐压保持在0.03—0.05MPa之间。

4.电极校正(1)DO电极的校准:配制Na2SO3饱和溶液,可以用碘量法测定溶液饱和度,此时校准溶氧电极为0%。

(2)PH电极的校准分别用PH4.0和PH7.0的标准也来校准PH电极。

(3)打开排气阀F13,卸去罐内压力;将校检好的PH ,DO电极装入发酵罐内。

(4)加胶圈。

(5)打开罐盖上的加料口,按培养基比例加入发酵罐内(参照淀粉的液化方案)。

(6)拧紧加料口螺母(注意不要拧太紧,否则会损坏密封圈)。

5.实消(1)检查夹套排水阀F33是否打开,夹套水是否排尽,加上防护罩。

(2)夹套预热:关闭F31, F34, F32, 打开蒸汽阀F3 、稍开排水阀F33。

(3)此时可开启搅拌,慢速搅动培养基;当发酵罐内的温度达到80℃左右时,打开F4,F22,排尽蒸汽管中的冷凝水后立即关闭F22;稍开F21,使蒸汽徐徐进入发酵罐;继续升温。

(4)此时应关闭进气阀F13,并将排气阀F15调为微开。

(5)当发酵罐内温度达到灭菌要求温度(118℃—121℃)时,关闭阀门F3;在灭菌过程中,应时刻注意罐压,并控制在0.1—0.11MPa之内,严禁超压。

罐压的控制通过调节阀门F4和F15来实现。

(6)注意在升温过程中不要开冷却水,否则当温度设定值设定在培养温度时,冷却水管会自动通冷却水,不仅会影响升温速度、浪费蒸汽,更重要的是会引起冷凝水过多,引起培养液浓度变化或不能达到灭菌温度。

实消时间10分钟。

到时间后,关闭F4、F15。

(7)灭菌结束后,先通空气维持罐压再冷却。

通冷却水进行冷却,操作如下:打开冷却水阀F31,进行手动冷却状态;或调整温度设定值,按冷却键至自动状态;此时起即进入控温状态。

(8)当蒸汽阀门关闭以及通冷却水后,发酵罐的罐压将迅速下降,当罐内压力降至0.03MPa 时,必须间隙开启进气阀F13,让空气进入发酵罐内,并保持内压力在0.03 —0.05MPa 之间。

(9)当罐内温度降至70℃,可稍开进气阀F13和调节排气阀F15,调节通气量,慢速搅动培养基,加快冷却时间;同时使罐压保持在0.03—0.05MPa之间。

(10)加初尿:发酵液冷却至40℃左右时,通过蠕动泵加第一次尿素,添加量为0.8~1.0%。

(11)取部分未培养的培养液备用。

6.接种将前次实验制备的二级种接入发酵罐。

接种时,先缓慢降低罐压,关闭进排气阀,在接种口上绕上酒精棉点燃,用钳子逐步打开接种阀,将菌种液倒入发酵罐内,盖上接种阀,旋紧。

DO电极的校准:在温度,PH,转速均已稳定在发酵所需值时校准,100%。

7.发酵过程的控制(1)发酵过程的温度控制:谷氨酸发酵0~12小时为长菌期,最适温度在30~32℃,发酵12小时后,进入产酸期,控制34~36℃。

由于发酵期代谢活跃,发酵罐要注意冷却,防止温度过高引起发酵迟缓。

(2)发酵过程pH控制:发酵过程中产物的积累导致pH的下降,而氮源的流加(氨水、尿素)导致pH的升高,发酵中,当pH降到7.0左右时,应及时流加氮源。

长菌期(0~12小时)控制pH在6.8~7.0;产酸期(12小时以后)控制pH在7.2左右;控制pH的手段主要有:①控制风量。

②控制流加氮源。

放罐:残糖在1%以下且糖耗缓慢(<0.15%/h)或残糖<0.5%后,及时放罐。

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