谷氨論文
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- 谷氨論文摘要：谷氨酸，是一種酸性氨基酸。分子內(nèi)含兩個羧基，化學(xué)名稱為α-氨基戊二酸。而日常所用調(diào)味料味精就是L一谷氨酸單鈉鹽。自1909年日本發(fā)明并工業(yè)化生產(chǎn)味情以來，幾經(jīng)變遷，已發(fā)展成為以谷氨酸發(fā)酵為主體的世界性氨基酸發(fā)酵工業(yè)。1956年從日本開始，以后先后由面二筋豆粕和廢糖蜜濃縮物水解的方向，轉(zhuǎn)向以糖質(zhì)為原料的細菌發(fā)酵法。生產(chǎn)味精谷氨酸之類氨基酸的發(fā)酵，區(qū)別于傳統(tǒng)的釀酒和抗菌素發(fā)游，是一種改變微生物代謝的代謝控制發(fā)酵。本文則就谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)過程、谷氨酸發(fā)酵機制和研究動向等方面，說明谷氨酸發(fā)酵的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：谷氨酸，發(fā)酵工藝，菌種，研究，發(fā)展
谷氨酸一種酸性氨基酸，分子內(nèi)含兩個羧基，化學(xué)名稱為α-氨基戊二酸。為無色晶體，有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點3.22。大量存在于谷類蛋白質(zhì)中，動物腦中含量也較多。分子式C5H9NO4、分子量147.13076。
谷氨酸在生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)代謝過程中占重要地位，參與動物、植物和微生物中的許多重要化學(xué)反應(yīng)。谷氨酸可生產(chǎn)許多重要下游產(chǎn)品如L—谷氨酸鈉、L—蘇氨酸、聚谷氨酸等。氨基酸作為人體生長的重要營養(yǎng)物質(zhì)，不僅具有特殊的生理作用，而且在食品工業(yè)中具有獨特的功能。谷氨酸鈉俗稱味精，是重要的鮮味劑，對香味具有增強作用。谷氨酸鈉廣泛用于食品調(diào)味劑，既可單獨使用，又能與其它氨基酸等并用。谷氨酸為世界上氨基酸產(chǎn)量最大的品種，作為營養(yǎng)藥物可用于皮膚和毛發(fā)。用于生發(fā)劑，能被頭皮吸收，預(yù)防脫發(fā)并使頭發(fā)新生，對毛乳頭、毛母細胞有營養(yǎng)功能，并能擴張血管，增強血液循環(huán)，有生發(fā)防脫發(fā)功效。用于皮膚，對治療皺紋有療效。腦組織只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作為腦組織的能量物質(zhì)，改進維持大腦機能。谷氨酸作為神經(jīng)中樞及大腦皮質(zhì)的補劑，對于治療腦震蕩或神經(jīng)損傷、癲癇以及對弱智兒童均有一定療效。在工業(yè)上，聚谷氨酸可降解塑料，是環(huán)境友好材料。[2]
谷氨酸發(fā)酵是典型的代謝控制發(fā)酵。谷氨酸的大量積累不是由于生物合成途徑的特異，而是菌體代謝調(diào)節(jié)控制和細胞膜通透性的特異調(diào)節(jié)以及發(fā)酵條件的適合。
谷氨酸產(chǎn)生菌主要是棒狀類細菌，這類細菌中含質(zhì)粒較少，而且大多數(shù)是隱蔽性質(zhì)粒，難以直接作為克隆載體，而且此類菌的遺傳背景、質(zhì)粒穩(wěn)定尚不清楚，在此類細菌這種構(gòu)建合適的載體困難較多。需要對它們進行改建將棒狀類細菌質(zhì)粒與已知的質(zhì)粒進行重組，構(gòu)建成雜合質(zhì)粒。受體菌選用短桿菌屬和棒桿菌屬的野生菌或變異株，特別是選用谷氨酸缺陷型變異株為受體，便于從轉(zhuǎn)化后的雜交克隆中篩選產(chǎn)谷氨酸的個體，用谷氨酸產(chǎn)量高的野生菌或變異菌作為受體效果更好。供體菌株選擇短桿菌及棒桿菌屬的野生菌或變異株，只要具有產(chǎn)谷氨酸能力都可選用, 但選擇谷氨酸產(chǎn)量高的菌株作為供體效果最好。這樣就可以較容易地在棒狀類細菌中開展各項分子生物學(xué)研究。有了合適的載體及其轉(zhuǎn)化系統(tǒng)后，就可通過DNA體外重組技術(shù)進行谷氨酸產(chǎn)生菌的改造。這對以后谷氨酸發(fā)酵的低成本、大規(guī)模、高質(zhì)量有較大的發(fā)展空間。[3]
谷氨酸發(fā)酵的工藝流程：
菌種的選育，培養(yǎng)基配制，斜面培養(yǎng)，一級種子培養(yǎng)，二級種子培養(yǎng)，發(fā)酵（發(fā)酵過程參數(shù)控制通風(fēng)量、pH、溫度、泡沫），發(fā)酵液。（谷氨酸產(chǎn)生途徑見圖表1、流程見圖表2）
圖表1谷氨酸的代謝通路、關(guān)鍵酶、調(diào)控機制 ...
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