Fermentación de Corynebacterium glutamicum, para obtener una gran cantidad de ácido glutámico, ¿cuál es el método industrial utilizado durante el proceso de fermentación?
Corynebacterium glutamicum (Corynebacterium glutamicum) se usa a menudo en ingeniería de fermentación microbiana para producir ácido glutámico para producir glutamato de sodio (Corynebacterium glutamicum, como bacteria aeróbica, debe usarse de forma continua durante el proceso de fermentación). introduzca aire estéril y revuelva para formar finas burbujas en el aire, que se disuelven rápidamente en el medio de cultivo (oxígeno disuelto cuando la temperatura es de 30 a 37 grados Celsius y el pH es de 7 a 8, viértalo después de 28 después de 32); horas se producirá una gran cantidad de glutamato en el medio de cultivo.
La biosíntesis de glutamato incluye la vía de transferencia (EMP), la vía de la hexosa fosfato (HMP), el ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), el ciclo del ácido glioxílico, la reacción de fijación de CO2, etc. Su vía de síntesis es aproximadamente la siguiente: la glucosa genera piruvato a través de la glucólisis (vía EMP) y la rama de hexosa fosfato (vía HMP), y luego se oxida a acetil coenzima A (acetil CoA), y luego ingresa al ciclo del ácido tricarboxílico para generar α-ceto. Ácido glutárico. El α-cetoglutarato es catalizado por la glutamato deshidrogenasa y en presencia de NH4 para generar glutamato. A medida que avanza la fermentación, las bacterias se multiplican rápidamente, lo que provoca un suministro insuficiente de oxígeno disuelto y el metabolito producido es ácido láctico o ácido succínico, que reduce el valor del pH.
Se debe prestar atención a los siguientes factores al fermentar ácido glutámico:
1. Concentración de suministro de oxígeno
Suministro insuficiente de oxígeno: gran cantidad de ácido láctico. Se acumula, lo que cambia el pH del caldo de fermentación. El valor disminuye, lo que no favorece la producción de ácido glutámico. Al mismo tiempo, la glucosa se convierte en ácido láctico, lo que reduce la tasa de extracción del producto.
2. Concentración de iones amonio
Puede afectar el valor del pH del caldo de fermentación y la formación de productos, y es la materia prima para la síntesis de ácido glutámico;
3, la concentración de fosfato
debe ser adecuada. Una cantidad excesiva promoverá la vía EMP, romperá el equilibrio entre EMP y TCA, acumulará piruvato, producirá ácido láctico y acumulará Val;
4. Caldo de fermentación La relación carbono-nitrógeno en la fermentación
Durante el proceso de fermentación se debe controlar correctamente la relación carbono-nitrógeno. Generalmente, durante el período de crecimiento bacteriano, la proporción carbono-nitrógeno debe ser mayor (el nitrógeno es menor) y durante el período de producción de ácido, la proporción carbono-nitrógeno debe ser menor (el nitrógeno es mayor). Cuando la proporción entre la fuente de carbono y la fuente de nitrógeno es 3:1, Corynebacterium glutamicum sintetizará ácido glutámico en grandes cantidades, pero cuando la proporción entre la fuente de carbono y la fuente de nitrógeno es 4:1, Corynebacterium glutamicum solo crece pero no Síntesis de ácido glutámico
5. Biotina
Cuando hay un exceso de biotina, las bacterias crecen y se reproducen rápidamente, y la membrana celular es densa por lo que el ácido glutámico de la célula no puede ser excretado. el ácido excretado por las células sólo puede representar 12 del total de aminoácidos; cuando la cantidad de biotina es insuficiente, el metabolismo bacteriano está desequilibrado, la permeabilidad de la membrana celular aumenta y el glutamato intracelular puede excretarse a tiempo, lo cual es propicio para la acumulación de glutamato. Por tanto, el control se realiza en diferentes etapas.
6. Temperatura de fermentación
La temperatura óptima para el crecimiento bacteriano debe adoptarse en la etapa inicial de la fermentación, es decir, de 30 a 32 ℃. En las etapas media y tardía de la fermentación, el crecimiento de bacterias básicamente se detiene. Para acumular una gran cantidad de ácido glutámico, la temperatura de fermentación debe aumentarse adecuadamente
PH del caldo de fermentación
.Los efectos del pH sobre el crecimiento celular y la actividad de la deshidrogenasa del ácido glutámico se ven afectados. Generalmente se mantiene entre 7,0 y 7,5
8. Ventilación
La esencia de la ventilación es suministrar oxígeno y mezclar completamente las bacterias y el medio de cultivo. Las bacterias productoras de ácido glutámico son bacterias aeróbicas facultativas y pueden crecer en condiciones aeróbicas y anaeróbicas, pero sus metabolitos son diferentes. Durante la fermentación del glutamato la ventilación debe ser moderada.
9. Espuma
La fermentación del ácido glutámico es una fermentación aeróbica. Es normal que se produzca espuma debido a la ventilación y la agitación, pero demasiada espuma provocará una serie de problemas: (1). ) Cuando la espuma forma una capa de burbuja, el gas producido por el metabolismo no se puede descargar a tiempo, lo que dificulta la respiración de las bacterias y afecta el metabolismo normal de las bacterias (2) Demasiada espuma y el líquido de fermentación se desbordará, provocando que; residuos y contaminación; (3) Demasiada espuma, fácil de lavar hasta la parte superior del tanque, provocando contaminación bacteriana.