谷氨酸与味精.ppt

谷氨酸与味精
味精主要物理性质
1、旋光性
L-谷氨酸钠为右旋，在20℃，2mol/L盐酸介质中的比旋光度为+。
2、溶解度
可溶于水和酒精溶液，在水中随温度升高而增大；在酒精中随酒精浓度升高而降低。

①α-***戊二酸脱氢酶活性极低或缺失


③细胞膜对谷氨酸的通透性高
②谷氨酸脱氢酶活性很高，
不被低浓度的谷氨酸抑制
谷氨酸生产菌的
主要生化特点
菌种选育模型与控制方法

控制磷脂的合成
使细胞膜受损（如表面活性剂）
青霉素损伤细胞壁，间接影响细胞膜

通过油酸的合成
控制磷脂含量 通过甘油合成
直接控制磷脂合成
提高细胞膜的
谷氨酸通透性
谷氨酸产生菌的选育可从以下几个方面进行：




，如营养缺陷型；药物抗性突变株；敏感型突变株等。
Glu产生菌主要生理生化特性
需氧，生物素缺陷型bio-,有乙醛酸循环，羧化酶活性强（bio作为辅酶）
柠檬酸、异柠檬酸、谷氨酸脱氢酶活性高，Glu合成中存在正常反馈阻遏和反馈抑制。菌体细胞膜通透性差，不利于Glu胞外分泌。
生物素对代谢的调控作用
生物素对CO2固定反应的影响
生物素是***酸羧化酶的辅酶，参与CO2固定反应，据报道，生物素大过量时（100g/L以上），CO2固定反应可提高30%。
生物素对糖代谢速率的影响
生物素充足条件下，***酸以后的氧化活性虽然也有提高，但由于糖降解速率显著提高，打破了糖降解速率与***酸氧化速率之间的平衡，***酸趋于生成乳酸的反应，因而会引起乳酸的溢出
生物素对乙醛酸循环的影响
乙醛酸循环的关键酶异柠檬酸裂解酶受葡萄糖、琥珀酸阻遏，为醋酸所诱导。在低浓度生物素条件下，因琥珀酸氧化能力降低而积累的琥珀酸就会反馈抑制该酶的活性，并阻遏该酶的合成，乙醛酸循环基本上是封闭的，代谢流向异柠檬酸→α-***戊二酸→谷氨酸的方向高效率地移动。
生物素控制磷脂的合成
使用生物素缺陷型菌株进行谷氨酸发酵，通过限制发酵培养基中生物素的浓度控制脂肪酸生物合成，从而控制磷脂的合成
作用机制：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羧化酶的辅酶，参与了脂肪酸的合成，进而影响磷脂的合成。当磷脂合成减少到正常量的一半左右时，细胞变形，谷氨酸向膜外漏出，积累于发酵液中
控制生物素添加量使菌种生产Glu
高浓度bio增强羧化酶活性，促进羧化反应利于Glu合成。低浓度bio降低裂解酶活性，使菌体生长后关闭乙醛酸循环，使底物流向Glu合成，低浓度bio使膜磷脂合成缺陷，增加膜通透性，利于Glu胞外分泌，解除反馈调节，利于Glu合成并大量积累。

添加亚适量，5-10μg/L 培养基，生产Glu
培养前期，bio充足，存在乙醛酸循环，中间物质和能量充足，长细胞，膜磷脂合成正常，正常反馈调节，不积累Glu，细胞形态正常。
8hr
Glu非积累型细胞
Glu积累型细胞
培养中后期，bio浓度渐低，乙醛酸途径减弱直至关闭，膜磷脂合成缺陷，膜透性增强，分泌Glu，解除反馈调节，大量积累Glu，细胞形态异常，未溶解。
四、谷氨酸生产菌的生化特征和种类
（1）有催化固定二氧化碳的二羧酸合成酶——苹果酸酶和***酸羧化酶的存在，使三羧酸循环的中间代谢物能得到补充。同时，***酸脱羧酶活力不能过强，以免***酸被大量耗用而使草酰乙酸的生成受到影响。
（2）a-***戊二酸脱氢酶的活性很弱，这样有利于a-***戊二酸的蓄积。
（3）异柠檬酸脱氢酶活力强，而异柠檬酸裂解酶活力不能太强，这就有利于谷氨酸前体物a-***戊二酸的生成，满足合成谷氨酸的需要。
谷氨酸生产菌的生化特征
（4）谷氨酸脱氢酶活力高，有利于谷氨酸的生成。
（5）谷氨酸生产菌经呼吸链氧化NADPH2的能力要求弱。
谷氨酸脱氢酶催化a-***戊二酸还原氨基