电子教案(谷氨酸发酵培养基的制备).
谷氨酸的发酵制备流程
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从自然界中筛选高产谷氨酸的菌株，如谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等。
谷氨酸发酵过程控制—谷氨酸棒杆菌固体培养基的制备
6、检定
每批培养基制成后须经检定方可使用，检定时将 培养基放37℃温箱内培养24小时后，证明无菌，同时 用已知菌种检查在此培养基上生长繁殖及生化反应情 况，符合要求者方可使用。
一、培养基主要包括哪些成分？ 二、培养基的分类? 二、怎样配制培养基？
培养基的定义
❖ 培养基（Medium）是供微生物、植物和动物组织生 长和维持用的人工配制的养料，一般都含有碳水化 合物、含氮物质、无机盐（包括微量元素）以及维 生素和水等。有的培养基还含有抗菌素和色素，用 于单种微生物培养和鉴定。
➢按培养基处方准确称取各种成分，先在三角烧 瓶中加入少量蒸馏水，再加入各种成分，以防蛋 白胨等粘附于瓶底，然后再以剩余的水冲洗瓶壁。
2、加热溶解
将各种成分混匀于水中，最好以流通蒸气溶化半小 时，如在电炉上溶化应随时搅拌，如有琼脂成分时更 应注意防止外溢。溶化完毕，补足失去的水分。
3、过滤澄清
如系琼脂培养基，于加热融化后需趁热以绒布或 两层纱布中夹脱脂棉过滤；亦可用
培养基的定义
从培养基的物理状态可分为
1.液
体培养基：不加基：在液体培养基中加入2%左右的凝固剂的
固体状态的培养基或农副产品培养基。
3.半固体培养基：在液体培养基中加入0.2—0.5%凝固剂
而成的半固体状培养基。
谷氨酸棒杆菌固体培养基的配方
葡萄糖 0.1% 蛋白陈 1.0% 牛肉膏 1.0% 氯化钠 0.5% 琼脂 2.0% pH 7.0~7.2
培养基的分类
按组成成分可分为: 1.合成培养基：由各种纯化学物质按一定比例配制而成。 2.半合成培养基：有一部分纯化学物质和另一部分天然 物质配制而成。 3.天然培养基：利用天然来源的有机物配制而成。
按用途可分为 1.基础培养基：能满足各种微生物的营养需求 加富培养基：加入某种微生物生长繁殖所需的营养物质， 使其快速生长，便于分离 3.选择培养基：加入某种物质抑制其他微生物生长，使 目标微生物得到富集，便于分离 4.鉴别培养基：用来检测微生物的某些代谢特性。
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。
电子教案(谷氨酸发酵培养基的制备).
液体培养基湿热灭菌的条件？
3.分组阅读引导文，从工作任务中分析完成工作的必要信息，填写引导文中的问题。
引导教学
多媒体
任
务
计
划
1.下发天平、电热炉的使用说明，了解使用维护注意事项及液体培养基的配方。
2.教师引导教学
了解上述内容之后，如果配制过程中出现不溶解或者溶解困难的情况，如何处理？
天津现代职业技术学院
教学过程实施方案
课程名称
氨基酸发酵生产技术
实训学时
4
子情境
谷氨酸发酵培养基的制备
实训地点
工业发酵实训室
教学要求
1.通过本情境的学习训练，使学生掌握谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方法和解决液体培养基配制过程中出现的问题的方法。
2.能够熟练配制液体培养基及调节pH。
3.能够正确安全使用电热炉和高压蒸汽灭菌锅。
教师监督
多媒体
能
力
拓
展
专业能力：
1.固体培养基的配制方法；
2.谷氨酸棒杆菌种子扩大培养一般工艺流程。
8.建立经验交流制度：每完成一次学习任务，同学及小组间可进行经验交流，教师可针对共性问题在课堂上组织讨论。
引导教学
分组实训
教师监督
实训室
任
务
评
估
1.利用多媒体每组组长汇报总结，讲述本组成员的收获，同时欠缺和需要改善的方面；
3.根据技能考核标准学生对自己的表现打分；
4.根据技能考核标准老师根据学生的表现打分。
学习目标
专业能力目标
能够熟练利用天平准确称取质量
能够熟练调节液体培养基的pH
能够熟练对培养基进行高压蒸汽灭菌操作
谷氨酸发酵实验报告
一、实验目的1. 了解谷氨酸发酵的基本原理和过程。
2. 掌握谷氨酸发酵实验的操作方法。
3. 通过实验验证谷氨酸发酵过程中还原糖的消耗和谷氨酸的生成情况。
4. 分析发酵条件对谷氨酸发酵的影响。
二、实验原理谷氨酸发酵是一种典型的微生物发酵过程，主要利用谷氨酸棒杆菌在适宜的培养基和条件下，将糖类物质转化为谷氨酸。
发酵过程中，还原糖的消耗和谷氨酸的生成是衡量发酵是否正常的重要指标。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 谷氨酸棒杆菌菌种- 葡萄糖- 酵母提取物- 牛肉膏- 磷酸氢二钠- 氯化钠- 琼脂- pH试纸- 还原糖检测试剂盒- 谷氨酸检测试剂盒- 恒温摇床- 恒温水浴锅- 721分光光度计2. 实验仪器：- 烧杯- 玻璃棒- 移液管- 试管- 离心机- 电子天平四、实验步骤1. 培养基制备：- 称取酵母提取物10g、牛肉膏5g、葡萄糖20g、磷酸氢二钠2g、氯化钠1g，加入100mL蒸馏水溶解，定容至1000mL。
- 将培养基分装至锥形瓶中，121℃高压灭菌15分钟。
2. 菌种活化：- 将谷氨酸棒杆菌菌种接种于装有适量培养基的锥形瓶中，37℃恒温培养24小时。
3. 发酵实验：- 将活化后的菌液以1%的接种量接种于装有100mL培养基的锥形瓶中，置于恒温摇床中，37℃、150r/min振荡培养。
- 每隔2小时取样，测定还原糖和谷氨酸的含量。
4. 数据处理：- 根据还原糖和谷氨酸的测定结果，绘制糖耗曲线和谷氨酸生成曲线。
- 分析发酵条件对谷氨酸发酵的影响。
五、实验结果与分析1. 糖耗曲线：实验过程中，还原糖含量随时间逐渐降低，说明谷氨酸棒杆菌在发酵过程中不断消耗葡萄糖。
2. 谷氨酸生成曲线：实验过程中，谷氨酸含量随时间逐渐增加，说明谷氨酸棒杆菌在发酵过程中不断合成谷氨酸。
3. 发酵条件对谷氨酸发酵的影响：- 温度：37℃时，谷氨酸发酵效果较好。
- pH值：pH值在6.5-7.0时，谷氨酸发酵效果较好。
谷氨酸发酵及提取
谷氨酸菌种的制备 谷氨酸的发酵及控制 发酵液中谷氨酸的回收及精制
一 谷氨酸菌种的制备
实验目的：为发酵实验准备菌种 实验原理：谷氨酸棒杆菌是一种好氧性细菌， 在合适的培养基上经摇瓶培养能快速生长， 可得到大量健壮的种子。处于旺盛生长的对 数期的菌体适合作为种子。 实验器材和药品：试管，三角瓶，抽滤瓶， 高压灭菌锅，摇床，培养箱，显微镜等
三 发酵液中谷氨酸的回收及精制
实验目的：由谷氨酸制备谷氨酸钠 实验原理：谷氨酸的分离提纯通常应用它的 两性电解质的性质。通过谷氨酸的溶解度、 分子大小、吸附剂的作用以及谷氨酸的成盐 作用等，可以把发酵液中的谷氨酸提取分离 出来。 实验器材：磁力搅拌器，旋转蒸发仪，恒温 水浴锅，水环式真空泵，pH试纸，盐酸。
三 发酵液中谷氨酸的回收及精制
（二） 谷氨酸钠的精制 1.流程： 谷氨酸——加水，活性炭，碳酸钠——中和——脱色——过 滤——二次脱色——滤液——三次脱色——过滤——浓缩结 晶——干燥 2.操作 ⑴工艺条件：湿谷氨酸：水=1:2；湿谷氨酸：碳酸钠 =1:0.3~0.34；湿谷氨酸：活性炭=1:0.01；T=60摄氏度， pH=6.4（用试纸测） ⑵在不锈钢桶内加入清水及活性炭升温至65摄氏度，开始搅拌 （60r/min）。投入谷氨酸，缓慢逐步加入碳酸钠中和到 pH6.4（试纸），加热至65摄氏度，继续搅拌约30min。
二
谷氨酸的发酵及控制
⑶发酵过程中参数的记录和分析： pH：2小时1次（ pH 计） 还原糖：3小时1次（菲林试剂滴定法） 谷氨酸： 3小时1次（标准曲线法） 菌体生长量： 2小时1次（分光光度计OD620） 温度： 2小时1次（温度计） 风量： 2小时1次（气体流量计） 5.放罐 残糖5g/L以下，耗糖速率缓慢时放罐。
谷氨酸发酵生产
谷氨酸发酵生产谷氨酸发酵一、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，其代谢途径相对研究得比较清楚。
因此，了解谷氨酸发酵机制，掌握其发酵工艺，将有助于对代谢调控发酵的理解，有助于对其他有氧发酵的理解和掌握，也有助于对已掌握的生化、微生物知识的融会贯通。
通过本次实验，掌握有氧发酵的一般工艺，熟练掌握通用机械搅拌罐的设备使用。
二、实验原理1、谷氨酸发酵机制谷氨酸发酵是菌体异常代谢的产物，菌体正常代谢失调时，才能积累谷氨酸。
在正常的微生物代谢中，由葡萄糖生成的磷酸烯醇式丙酮酸比天冬氨酸优先合成谷氨酸。
谷氨酸合成过量时，谷氨酸抑制谷氨酸脱氢酶的活力和阻遏柠檬酸合成酶的合成，使代谢转向天冬氨酸的合成。
天冬氨酸合成过量后，反馈抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活力，停止草酰乙酸的合成。
所以，在正常情况下，谷氨酸并不积累。
谷氨酸生产菌由葡萄糖生物合成谷氨酸的途径见图5-7。
它包括糖酵解途径(EMP途径)、磷酸己糖途径(HMP途径)，三羧酸循环(TCA循环)、乙醛酸循环，伍德-沃克曼反应(CO的固定反应等)。
2由于谷氨酸生产菌生理方面有以下共同特征，体内的代谢控制平衡被打破，使谷氨酸得以积累。
? 谷氨酸生产菌大多为生物素缺陷型。
谷氨酸发酵时，糖酵解经过EMP及HMP两个途径进行。
生物素充足时，HMP途径所占比例是38%，控制生物素亚适量的结果，发酵产酸期，HMP途径所占比例下降到约为26%，EMP途径所占的比例得以提高。
通过控制生物素亚适量，更重要的是由生物素促进的脂肪酸及磷脂合成减少，谷氨酸向膜外漏出，引起代谢失调，使谷氨酸得以积累。
? 谷氨酸生产菌的CO固定反应酶系活力强，可通过羧化作用(更多地2供应固定CO生成苹果酸或草酰乙酸转化成柠檬酸。
2? 谷氨酸生产菌的异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，使进入谷氨酸生成期后的乙醛酸循环弱，使异柠檬酸更多地转化成α-酮戊二酸。
电子教案-提取与精制技术-发酵液中谷氨酸的提取精制
天津现代职业技术学院教学过程实施方案课程名称发酵过程控制技术实训学时 6子情境提取与精制技术-发酵液中谷氨酸的提取精制实训地点工业发酵实训室教学要求1.通过本情境的学习训练，使学生掌握氨基酸的分离纯化过程常用的方法原理与操作步骤2.能够熟练利用天平准确称取物质质量3.能够正确使用维护水浴锅、离心机、抽滤瓶等实验器材4.能够熟练操作树脂吸附洗脱各步骤学习目标专业能力目标✧能够熟练利用天平准确称取质量✧能够正确使用维护水浴锅、离心机、抽滤瓶等实验器材✧能够熟练操作树脂吸附洗脱各步骤方法能力目标✧阅读操作标准的能力✧动手实施能力✧创新能力✧自主学习新技术、新知识的能力✧分析问题、解决问题的能力社会能力目标✧团队工作能力✧与人沟通能力✧工作安全和保护能力知识目标✧了解谷氨酸的性质及用途✧掌握氨基酸提取纯化的常用方法及原理✧掌握氨基酸提取纯化的常用方法的主要操作过程✧熟悉各种方法的优缺点素质目标✧培养规范意识✧树立严谨、科学的态度✧加强安全意识教学手段1. 项目教学和引导教学2. 分组实训教学过程教学过程任务组织和分析1. 下达任务，分发工作任务书和引导文2. 教师引导教学味精有什么样的味道？其主要成分是什么？谷氨酸棒状杆菌经过发酵产生谷氨酸并制成味精，那么菌种经过发酵产生的发酵液中除了谷氨酸还有什么？如何从发酵液中提取精制谷氨酸，有哪几种常见方法？3. 分组阅读引导文，从工作任务中分析完成工作的必要信息，填写引导文中的问题4. 每组代表讲解自学内容，并做总结引导教学多媒体任务计划1.下发天平、水浴锅、离心机、抽滤瓶等实验器材使用说明，了解使用维护注意事项，示范各器材的正确操作方法2.教师引导教学了解上述内容之后，注意各实验过程中关键的操作步骤，影响谷氨酸结晶的因素有哪些，应该如何注意？3.分组讨论，制定提取精制谷氨酸的可行方案，在方案中要标明各项操作步骤以及操作过程中的注意事项。
4.每组以报告的形式展示提取精制谷氨酸的操作方案，其他小组提出问题。
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专业能力目标
能够熟练利用天平准确称取质量
能够熟练调节液体培养基的pH
能够熟练对培养基进行高压蒸汽灭菌操作
.能够正确安全使用电热炉和高压蒸汽灭菌锅
方法能力目标
阅读操作标准的能力
动手实施能力
创新能力
自主学习新技术、新知识的能力
分析问题、解决问题的能力
社会能力目标
团队工作能力。
与人沟通能力。
工作安全和保护能力
4.每个学习小组依次培养基的溶解，pH值的校正
实施者要掌握安全操作电热炉使用方法，加热过程要注意搅拌，加热速度不宜过快。
5.完成分装工作
实施者要正确分装合适的容量。
6.制备培养基灭菌工作
实施者要掌握安全操作高压蒸汽灭录的填写和器皿设备的清洁
生产记录填写由教师指导完成，器皿、仪器的清洗由各小组一起完成。
天津现代职业技术学院
教学过程实施方案
课程名称
氨基酸发酵生产技术
实训学时
4
子情境
谷氨酸发酵培养基的制备
实训地点
工业发酵实训室
教学要求
1.通过本情境的学习训练，使学生掌握谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方法和解决液体培养基配制过程中出现的问题的方法。
2.能够熟练配制液体培养基及调节pH。
3.能够正确安全使用电热炉和高压蒸汽灭菌锅。
8.建立经验交流制度：每完成一次学习任务，同学及小组间可进行经验交流，教师可针对共性问题在课堂上组织讨论。
引导教学
分组实训
教师监督
实训室
任
务
评
估
1.利用多媒体每组组长汇报总结，讲述本组成员的收获，同时欠缺和需要改善的方面；
3.根据技能考核标准学生对自己的表现打分；
4.根据技能考核标准老师根据学生的表现打分。
3.分组讨论，制定谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方案，在方案中要标明各项操作时步骤以及操作过程的注意事项。
4.每组以报告的形式展示谷氨酸棒杆菌液体培养基的制备方案。
教师参与讨论，适当引导，但是不做决定意见
5.学生了解实训室相应设备的原理和使用的方法。
6.学生了解实训室的卫生和注意事项。
引导教学
分组讨论
多媒体
实训室
任
务
实
施
1.根据实验清单清点仪器及其他用具来保证实施顺畅，做好生产记录。
2.检查电子天平、灭菌锅等仪器的正常使用，并做好生产记录。
根据使用说明书的操作规程，开启仪器，设置参数，检查其是否正常使用。
3.每个学习小组依次完成液体培养基各种成分的称量工作
实施者在实施过程中一定要注意称量规范性，和使用电热炉的安全性，其他学习小组和教师进行监督，也可提出问题。
教师监督
多媒体
能
力
拓
展
专业能力：
1.固体培养基的配制方法；
2.谷氨酸棒杆菌种子扩大培养一般工艺流程。
谷氨酸棒杆菌一级种子扩培中培养基的配方？
液体培养基湿热灭菌的条件？
3.分组阅读引导文，从工作任务中分析完成工作的必要信息，填写引导文中的问题。
引导教学
多媒体
任
务
计
划
1.下发天平、电热炉的使用说明，了解使用维护注意事项及液体培养基的配方。
2.教师引导教学
了解上述内容之后，如果配制过程中出现不溶解或者溶解困难的情况，如何处理？
知识目标
掌握一级种子扩大培养的目的和要求
掌握谷氨酸棒杆菌一级种子的液体培养基配方
掌握液体培养基的配制方法
素质目标
培养规范意识
树立严谨、科学的态度
加强安全意识
教学手段
1.项目教学和引导教学
2.分组实训。
教学过程
教学过程
任务组织和分析
1.下达任务，分发工作任务书和引导文
2.教师引导教学
谷氨酸棒杆菌一级种子扩培的意义？