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谷氨論文

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更新時間：2016-11-09
發布人：hemengyuan

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谷氨論文摘要：谷氨酸，是一種酸性氨基酸。分子內含兩個羧基，化學名稱為α-氨基戊二酸。而日常所用調味料味精就是L一谷氨酸單鈉鹽。自1909年日本發明并工業化生產味情以來，幾經變遷，已發展成為以谷氨酸發酵為主體的世界性氨基酸發酵工業。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，轉向以糖質為原料的細菌發酵法。生產味精谷氨酸之類氨基酸的發酵，區別于傳統的釀酒和抗菌素發游，是一種改變微生物代謝的代謝控制發酵。本文則就谷氨酸發酵生產過程、谷氨酸發酵機制和研究動向等方面，說明谷氨酸發酵的發展。
關鍵詞：谷氨酸，發酵工藝，菌種，研究，發展
谷氨酸一種酸性氨基酸，分子內含兩個羧基，化學名稱為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。
谷氨酸在生物體內的蛋白質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反應。谷氨酸可生產許多重要下游產品如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物質，不僅具有特殊的生理作用，而且在食品工業中具有獨特的功能。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量最大的品種，作為營養藥物可用于皮膚和毛發。用于生發劑，能被頭皮吸收，預防脫發并使頭發新生，對毛乳頭、毛母細胞有營養功能，并能擴張血管，增強血液循環，有生發防脫發功效。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，改進維持大腦機能。谷氨酸作為神經中樞及大腦皮質的補劑，對于治療腦震蕩或神經損傷、癲癇以及對弱智兒童均有一定療效。在工業上，聚谷氨酸可降解塑料，是環境友好材料。[2]
谷氨酸發酵是典型的代謝控制發酵。谷氨酸的大量積累不是由于生物合成途徑的特異，而是菌體代謝調節控制和細胞膜通透性的特異調節以及發酵條件的適合。
谷氨酸產生菌主要是棒狀類細菌，這類細菌中含質粒較少，而且大多數是隱蔽性質粒，難以直接作為克隆載體，而且此類菌的遺傳背景、質粒穩定尚不清楚，在此類細菌這種構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粒與已知的質粒進行重組，構建成雜合質粒。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，便于從轉化后的雜交克隆中篩選產谷氨酸的個體，用谷氨酸產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，只要具有產谷氨酸能力都可選用, 但選擇谷氨酸產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研究。有了合適的載體及其轉化系統后，就可通過DNA體外重組技術進行谷氨酸產生菌的改造。這對以后谷氨酸發酵的低成本、大規模、高質量有較大的發展空間。[3]
谷氨酸發酵的工藝流程：
菌種的選育，培養基配制，斜面培養，一級種子培養，二級種子培養，發酵（發酵過程參數控制通風量、pH、溫度、泡沫），發酵液。（谷氨酸產生途徑見圖表1、流程見圖表2）
圖表1谷氨酸的代謝通路、關鍵酶、調控機制 ...

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