谷氨酸发酵的生化条件
谷氨酸的生物合成途径大致是:葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸,再氧化成乙酰辅酶A(乙酰CoA),然后进入三羧酸循环(TCA环),生成α-酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下,生成谷氨酸。NH4+就是无机氮,但无机氮不能直接与α-酮戊二酸反应,是先生成丙氨酸。由α-酮戊二酸到谷氨酸,是转氨反应,由谷丙转氨酶催化。
生化条件有:
1、有催化固定CO2的二羧酸合成酶;
2、a—酮戊二酸脱氢酶的活性很弱,这样有利于a—酮戊二酸的蓄积;
3、异柠檬酸脱氢酶活力很强,而异柠檬酸裂解酶的活性不能太强,这样有利于
谷氨酸前体物a—酮戊二酸的合成,满足合成谷氨酸的需要;
4、谷氨酸脱氢酶的活力高,这样有利于谷氨酸的合成;
5、谷氨酸生产菌经呼吸链氧化HNADPH的能力要求弱;
6、菌体本身进一步分解转化和利用谷氨酸的能力低下,利于谷氨酸的蓄积。
以上是搜来的(自己总结一是太麻烦,二是已经记不全了)。但我觉得还应该加一条,就是:
7、生物素(维生素H,VH)供给亚适量,以保证细胞膜通透性,使生成的谷氨酸转移出细胞。
解释一下。
关于1。二羧酸合成酶催化丙酮酸生成草酰乙酸,直接进入TCA环,不用先生成乙酰辅酶A,避开乙醛酸旁路(该旁路不生成a—酮戊二酸)。
关于2。不需要解释。
关于3。不需要解释。
关于4。谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸。不明白为什么这个酶的活性要求高。强烈怀疑此条的正确性。
关于5。同样有利于α-酮戊二酸的积累。否则经过TCA环后,完全氧化了,谷氨酸生成量就少了。
关于6。就是要求谷氨酸的下游代谢弱,利于积累谷氨酸。但要做到这一条不容易,因为谷氨酸下游代谢途径较复杂。
关于7。谷氨酸在发酵液中的积累与细胞膜(壁)的通透性关系很大(也只有谷氨酸是这样)。生物素是脂肪酸合成酶系的关键辅酶。控制生物素的量,是为了让细菌细胞膜不完整,易于谷氨酸进入发酵液。
GA发酵是什么
GA发酵是谷氨酸发酵。
GA发酵大量存在于谷类蛋白质中,动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位,参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应,产生发酵。味精中含少量谷氨酸。
食品业
谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一,在代谢上具有重要意义。L-谷氨酸是蛋白质的主要构成成分,谷氨酸盐在自然界普遍存在的。
多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐,它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一,又是游离氨基酸,L型氨基酸美味较浓。
L-谷氨酸,发酵制造L-谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵,采用“等电点提取”加上“离子交换树脂”分离的方法而制得。
以上内容参考:百度百科-谷氨酸发酵
谷氨酸的发酵过程及注意事项
谷氨酸发酵控制
(1)生物素:作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA的辅酶,参与脂肪酸的生物合成,进而影响磷酯的合成。当磷酯含量减少到正常时的一半左右时,细胞发生变形,谷氨酸能够从胞内渗出,积累于发酵液中。生物素过量,则发酵过程菌体大量繁殖,不产或少产谷氨酸,代谢产物中乳酸和琥珀酸明显增多
(2)种龄和种量的控制
一级种子控制在11-12h,二级控制在7-8h。接种量为1%。过多,菌体娇嫩,不强壮,提前衰老自溶,后期产酸量不高。
(3)pH
发酵前期,幼龄细胞对pH较敏感,pH过低,菌体生长旺盛,营养成分消耗大,转入正常发酵慢,长菌不长酸。
谷氨酸脱氢酶最适pH为7.0-7.2,转氨酶最适pH
7.2-7.4。在发酵中后期,保持pH不变。过高转为谷氨酰胺,过低氨离子不足
(
4)通风:不同种龄、种量,培养基成分,发酵阶段及发酵罐大小要求通风量不同。
在长菌体阶段,通风量过大,生物素缺乏,抑制菌体生长。
在发酵产酸阶段,需要大量通风供氧,以防过量生成乳酸和琥珀酸,但过大通风,则大量积累a-酮戊二酸。
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