谷氨酸生产菌主要特征育种及其扩大培养

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1、第四章谷氨酸生产菌的主要特征、育种及其扩大培养第一节谷氨酸产生菌的主要特征第二节谷氨酸产生菌在发酵过程中的形态变化第三节谷氨酸产生菌的育种第四节菌种的扩大培养及其影响因素第一节谷氨酸产生菌的主要特征和性质一、现有谷氨酸生产菌的分类形态革兰氏染色棒状杆菌属一端膨大的杆状阳性，但有呈阴性的，菌体内着色不均一多数不能运动好氧或厌氧，从葡萄糖发酵产酸短杆菌属细胞短，不分枝阳性少数有鞭毛运动多数从葡萄糖发酵产酸小杆菌属与棒杆菌相似，有时球状阳性，美兰染色呈现颗粒从葡萄糖发酵产酸弱，主要产乳酸节杆菌属由球菌变杆菌，又由杆菌变球菌由阳性变阴性，

2、又由阴性变阳性一般不运动从葡萄糖发酵产酸极少或不产酸棒状杆菌小杆菌属杆菌Bacillus，细胞呈杆状或圆柱形，一般其粗细（直径）比较稳定，而长度则常因培养时间、培养条件不同而有较大变化。（1）细胞形态为球形、棒形至短杆形；（2）革兰氏染色阳性，无芽孢，无鞭毛，不能运动；（3）是需氧型微生物；（4）脲酶强阳性；（5）不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白及明胶等；（6）发酵过程中菌体发生明显的形态变化，同时发生细胞膜通透性的改变；（7）CO2固定反应酶活力强；（8）异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱；二、生物素缺陷型菌株的主要特征

3、（9）α-酮戊二酸氧化能力缺失或微弱；（10）还原型辅酶Ⅱ（NADPH2）进入呼吸链能力弱；（11）柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶以及谷氨酸脱氢酶活力强；（12）具有向环境中渗透谷氨酸的能力；（13）不分解利用谷氨酸，并能耐高浓度的谷氨酸。第二节谷氨酸产生菌在发酵过程中的形态变化一、种子的菌体形态形态大小革兰氏染色菌体短杆或棒杆状，两端钝圆，无分枝，细胞单个、成对或V形，是谷氨酸非积累型细胞。斜面培养相似细小浅一级种子相似大，粗壮深二级种子相似大，粗壮深二、谷氨酸发酵不同阶段的菌体形态发酵时间细胞形态长菌型细胞0～8h或0

4、～10h与二级种子相似，多短杆至棒状，多排列成单个、成对及V字形转移期细胞8～18h或10～20h细胞伸长、膨大，当生物素贫乏时，向产酸型细胞转变产酸型细胞16～20h之后细胞伸长、膨大、不规则状，缺乏V字形，边缘颜色浅，稍模糊，有的甚至残缺不全，但菌体形态基本清楚。胞内出现横隔，花生状。三、谷氨酸发酵感染噬菌体后的菌体形态1.发酵前期感染噬菌体的菌体形态细胞数量明显减少，细胞不规则，发圆，发胖，有明显的细胞碎片，严重时出现拉丝、拉网。生产上表现为排气口二氧化碳迅速下降，OD值下跌，耗糖缓慢等。2.发酵中后期感染噬菌体的菌体形态细

5、胞形态不规则，边缘不整齐，有的边缘似乎有毛刺状的东西，有细胞碎片。生产上的表现：OD值下降，泡沫多，黏度大，耗糖缓慢。及时补充营养物，大多可完成发酵。第三节谷氨酸产生菌的育种一、日常菌种管理育种工作1.定期分纯一般1-2个月分纯一次，把产酸高、生长快、无噬菌体感染的菌株挑选出来。2.高产菌制作安瓿管防止菌种变异。二、选育耐高渗透压的菌种三、选育不分解利用谷氨酸的突变株四、选育细胞膜通透性好的突变株第四节菌种的扩大培养及其影响因素一、菌种保藏的方法温度保藏时间保存地点斜面保藏法4℃3～6个月斜面穿刺保藏法4℃6～12个月斜面穿刺真空

6、冷冻干燥保藏法4～5℃5～10年安瓿管低温保藏法-20℃1年螺旋口小管液氮保藏法-196℃9年安瓿管液氮斜面保藏法穿刺保藏法液氮罐二、种子扩大培养的目的1.种子扩大培养：是指将处于休眠状态的保藏菌种接入试管斜面活化后，再经过摇瓶、种子罐等逐级扩大培养，从而获得一定数量和质量的纯种的过程。2.做为种子必须具备的条件是：无杂菌污染；生理状态稳定，保持稳定的生产性能；活力旺盛，移接至发酵罐后能够迅速生长；菌体总量能够满足发酵罐所需的接种量。3.种子扩大培养的目的：（1）为发酵罐提供纯而壮、代谢旺盛的种子；（2）为发酵罐提供足够数量的种子

7、。三、种子扩大培养的过程1.流程保藏菌种斜面活化摇瓶培养种子罐培养发酵罐2.斜面菌种的培养（1）对斜面培养基的要求有利于菌种的生长，不产酸；培养基配方以多含有机氮而不含或少含糖为原则。（2）培养基组成葡萄糖0.1%，蛋白胨1.0%，牛肉膏1.0%，酵母膏0.5%，氯化钠0.25%，琼脂2.0%，pH7.0～7.2（传代和保藏斜面不加葡萄糖）。3.一级种子培养（1）培养基组成葡萄糖2.5％，尿素0.5％，硫酸镁0.04％，磷酸二氢钾0.12％，玉米浆2.5％～3.5％(根据玉米浆质量指标增减用量)，硫酸亚铁、硫酸锰各22mg/kg，

8、pH7.0。（2）培养条件每个1000mL三角瓶分装培养基200mL，灭菌，冷却后接入斜面菌种，置于冲程7.6cm左右、频率96次／min左右的往复式摇床上恒温振荡培养10～12h。温度32～33℃。（3）一级种子的要求种龄：12hpH：6.4±0