以纯生物素代玉米浆、糖蜜的研究_李琼 (1).docx

1、22广 西 轻 工 业 G.X.L ight Ind.2000年第4期以纯生物素代玉米浆、糖蜜的研究A studies on using pure biotin instead of maize liquid and molasses李 琼By L i Qiong桂林味全食品有限公司 广西桂林 541004Guilin Weiquan Food Co.L td.GuilinGuangx i 541004摘要为了在谷氨酸发酵生产中更好地控制生物素用量及节 约生产成本并改善劳动强度用纯生物素代玉米浆、糖蜜经过的反复试验和摸索终于得到了纯生物素适用于发酵生 产的最佳配方用量并在发酵生产中获得成功使纯

2、生物素 在谷氨酸发酵工艺中起到稳定生产提高经济效益的作用 关键词纯生物素玉米浆糖蜜谷氨酸发酵分类号T S264.23 文献标识码B文章编号1003-2673200004-0022-05AbstractFor instead of maize liquid and molasses using pure biotinso as to control the production of glutamate acid bettersaving production cost and improving labor intensitya best formula for the fermentativ

3、e production has been found through experimented repeatedand it has been also succeeded using in the production. T he pure biotin has been good for stabilizing production and improving economic benefits in the fermentative process of glutamate acid.Key wordsPure biotin M aize liquid Final molassesGl

4、utamate acid fermentation纯生物素是一种含硫生物素也称维生素 H 和辅酶 R其属于 B 族维生素的一种从其分子结构来说它有八个立体异构体但只有 d生物素存在于自然界中并有生物活性它是微生物生存不 可缺少的生长因子在谷氨酸的发酵中其用量的控 制直接影响着生产菌的生长、繁殖和群体结构的强 弱和谷氨酸的渗漏由于我国尚未采用发酵法和合成法生产 d生物素现在国内使用的生物素多从日本 .韩国和瑞士等国进口用纯生物素代玉米浆、糖蜜是当前谷氨酸发酵 行业中的一项新工艺、新技术既不增加设备又减少劳动力而且经济实惠经过在罐上连续发酵十收稿日期20001107批平均初糖15.6、平均周期为3

5、8hr、平均产酸8.05、平均转化率 .52.02 此工艺有用量少配制溶剂方法简单流加时操 作方便发酵液色泽浅利于后道工序提取、结晶还能起到防止污染稳定生产的作用由此可知该项 目具有良好的经济效益和社会效益是一项值得推 广应用的工艺技术我国谷氨酸生产厂家绝大多数是使用玉米浆、 糖蜜或使用麸皮水解液作为生物素生长因子用于发 酵生产的经常由于糖蜜、玉米浆各生产厂家生产的玉米浆、糖蜜质量上有很大差异每批与每批的含量也有差异造成发酵生产中使用生物素量不准确影 响发酵产酸、转化率和周期等给发酵过程中的控制带来一定困难我国目前使用谷氨酸生产菌绝大多数为生物素缺陷型以生物素为生长因子而生物素的作用主要是影响

6、细胞的渗透性同时影响菌体的代谢途径 在谷氨酸发酵生产中生物素用量的控制直接影响 着生产菌细胞的生长、增殖、代谢和细胞壁、细胞膜 的渗透和产酸的高低所以严格控制生物素的用量是搞好谷氨酸发酵的关键但由于生物素用量浓度的控制往往是随着菌种的特性发酵的工艺所要求增殖产酸型细胞湿菌体量的不同碳源、氮源的种类、浓度及供氧条件不同而异生物素的亚适量控制是指发酵培养其中生物素的初浓度510mg l但最适浓度应控制在2.55mg l该浓度多适用于小种量常规风量控制的低中糖或低糖补加或流加工艺的发酵中其最佳用量应以2.53gl即发酵液总量的0.450.5为宜因该量可使生产量在增殖阶段即发酵812hr 在 pH7.

7、0通风强度0.16的条件较好在由谷氨酸的非积累型转化为谷氨酸的积累型细2000年第4期广 西 轻 工 业 G.X.L ight Ind. 23胞且代谢所产生的磷脂减少可形成不完整细胞壁、细胞膜有利于细胞内合成谷氨酸的分泌其分泌量占合成谷氨酸总量的92左右产酸率均可达 7.58糖酸转化率可达50左右反之生物素的初浓度高营养较丰富促使菌体大量增殖发酵12hrOD 净增值达0.650.7以上湿菌体量超过0.6ml10ml 占发酵液总量的 0.91就会使发酵呈现耗糖、耗氨快pH 下降镜检菌形呈现短肥胖未伸长未完成菌体有转 型使谷氨酸非积累型细胞增多同时又因生物素 过量使代谢合成磷脂增多、使细胞壁、细胞

8、膜增厚 不利于细胞合成谷氨酸的分泌造成产酸下降而影 响发酵生产的经济效益若生物素的初浓度低于2即0.4以下会使生产菌体细胞营养贫乏形成生理饥饿直接影响 生产菌增殖和代谢最终导致耗糖、耗氨慢pH 值增高使产酸率糖酸转化率低的恶果因此为了控制谷氨酸发酵生产中的生物素用 量及节约生产成本并改善劳动强度用纯生物素代 玉米浆、糖蜜经过反复试验和摸索终于得到了纯生物素适用于发酵生产的最佳配方用量并在发酵生 产中获得成功使纯生物素在此起到稳定生产提高 经济效益的作用1 材料与方法1.1 材料1.1.1 出 发 菌 株华 南 工 学 院 短 杆 菌B revibacteriumlianj inese S911

9、4本公司菌种室保藏1.1.2 主要原材料由哈尔滨生物化学一厂分装日本进口的纯生物素和本市制药厂提供维生素 B 按一定比例配制液体备用1.1.3 培养基1.1.3.1 条件试验培养基淀粉水解糖液15 15.5 纯 生 物 素 2.5mg lK2HPO40.14 M gSO43H2O0.08尿素4.2单独配制灭菌流加pH6.77.2摇瓶小试1.1.3.2 对照条试培养基淀汾水解糖液15 15.5玉米浆0.2糖蜜0.5K2HPO40.14 M gSO43H2O0.08尿素4.2单独配制灭菌流加pH6.77.2摇瓶小试1.1.3.3 20KL 发酵罐培养基淀粉水解糖液1515.5纯生物素2.5gl常规

10、风量控制的低中糖或低糖补加或流加工艺的发酵中其最佳用量应以2.53gl即发酵总量的0.450.5为宜 N a2HPO40.2M gSO43H2O0.08KCL02初尿0.5单独配制灭菌流加pH6.77.21.1.3.4 30KL 发酵罐培养基淀粉水解糖液1515.5 纯生物素 2.5glN a2HPO40.17 M gSO43H2O0.06KCL017初尿0.5单独配制灭菌流加pH6.77.21.1.3.5 50KL 发酵罐培养基淀粉水解糖液1515.5 纯生物素 2.5glN a2HPO40.17 M gSO43H2O0.04KCL014初尿0.5单独配制灭菌流加pH6.77.21.1.4

11、主要设备1.1.4.1 往复式可调速摇床冲程76CM 频率120 runmin1.1.4.2 分别在2只20KL 、2只30KL 、6只50KL的发酵罐进行试验 两 挡搅拌电机分别为 40kWh55kWh75kWh1.2 方法1.2.1 摇瓶条试对照在除生物素以外的其它培养基配方不变的情况下取其二十瓶用量未加生物素 的培养基分别在其中十瓶中定量加入纯生物素又在其中的另十瓶中定量加入玉米、糖蜜经过灭菌 降至常温制成基质再进入无菌间进行无菌接种取1杯新鲜斜面或10液体新鲜种子置于25ml 的液体基质中而后放入摇床在3536振荡培养 48hr流加尿素1.2.2 利用20KL 、30KL 、50KL

12、发酵罐进行纯生物素的最佳用量的正交试验按一定配方配制发酵培养基基质灭菌采用连消工艺菌体培养一级菌种由菌种室提供二级种子由发酵车间接一级种子后在种子罐中培养风量10.2培养8hr 接入发酵罐进行发酵培养温度控制在3538pH7.07.5风量1020.3发酵周期为38纯生物素用量从13.5gl 分别在20KL 、30KL 、50KL 发酵罐中摸索1.2.3 同时还分别对20KL 、30KL 、50KL 进行纯生物与玉米浆、糖蜜的罐对照试验利用同一菌种 同控制工艺条件只是培养基质中生物素分别采用纯生物素和玉米浆、糖蜜两种配方从而观察菌种生 长情况、产酸及转化率情况和发酵周期1.2.4 测定方法1.2

13、.4.1 摇瓶条试测定分别为A 、测定零小时初24广 西 轻 工 业 G.X.L ight Ind.2000年第4期糖和残糖B、零小时和8小时 ODC、pH 值测定、 D、48小时下摇床后要进行 RG 还原糖、OD光密度、pH、GA 谷氨酸含量的测定1.2.4.2 发酵罐条试测定有发酵过程中从零小 时开始到结束每2小时测定一次 RG、OD发酵到12小时后开始每隔4小时测定一次 GA 到残糖在 2以下时每隔两小时测定一次直到发酵结束一般在残糖1以下可以放罐1.2.5 测定项目的计算1.2.5.1 还原糖的测定RG RGV1V2X10A式中V1空白滴定毫升数V2样品滴定毫升数 X 样品稀释倍数K

14、常数12.5.3 pH 值的测定1用精密试纸6.48.0或 pH 计直接测定2.5.4 谷氨酸GA 的测定计算GAbacKG01hV式中a反应前开口端读数即初始读数 b 反应后开口端读数即末尾读数 c空白试验校正数KG 反应瓶的谷氨酸常数 h 样品稀释倍数V 样品毫升数2 结果与分析2.1 结果1A 取样品量毫升.2.5.2 光密度测定ODKCL式中OD 光密度也称消光度C 溶液的浓度L 溶液在光线方向上的厚度2.1.1 摇瓶条件试验的结果从表可知经过连续五批的摇瓶条试对比结果表明用纯生物素代玉米、糖蜜对菌体生长、产酸、并无太明显的差异仅有OD 值有些区别表 摇瓶条件试验批号 瓶号RG零时 ODOD 净值 周期 hr 种量 GA 总尿*A*BABABABABABAB1