山东师范大学：《发酵工艺学》课程教学资源（PPT课件）第六章 发酵工艺实例介绍（味精）

第六章 发酵工艺实例介绍 第一节 味精 一、概述 • 早期—从天然的食物材料中取得 • 中期—最早商业化制造味精的原料是面筋 • 近期—糖是生产味精的主要原料

第六章 发酵工艺实例介绍 第一节 味精 一、概述 • 早期—从天然的食物材料中取得 • 中期—最早商业化制造味精的原料是面筋 • 近期—糖是生产味精的主要原料

Introduction History of amino acids production: The story of started in 1908 Isolated glutamic acid, delicious taste Screen for amino-acid-excreting microorganisms: Corynebacterium glutamicum, In 1957. Monosodium glutamate (MSG): A flavor-enhancing compound

Introduction History of amino acids production: The story of started in 1908 Isolated glutamic acid, delicious taste Screen for amino-acid-excreting microorganisms: Corynebacterium glutamicum, In 1957. Monosodium glutamate (MSG): A flavor-enhancing compound

二、谷氨酸的生物合成机理 1. 谷氨酸 （-氨基戊二酸） O C-OH 第一代鲜味剂 H2N- C- H L-谷氨酸单钠盐——味精 H-C-H H-C-H H-C O OH L-型

二、谷氨酸的生物合成机理 1. 谷氨酸 （-氨基戊二酸） O C-OH 第一代鲜味剂 H2N- C- H L-谷氨酸单钠盐——味精 H-C-H H-C-H H-C O OH L-型

葡萄糖 中间产物 a－酮戊二酸 谷 氨 酸 谷氨酸 脱氢酶 NH4 ＋ 抑 制 2.谷氨酸的生物合成

葡萄糖 中间产物 a－酮戊二酸 谷 氨 酸 谷氨酸 脱氢酶 NH4 ＋ 抑 制 2.谷氨酸的生物合成

葡萄糖 6-P-葡萄糖 6-P-葡萄糖酸 3-P-甘油醛 5-P-核糖 丙酮酸 乙酰CoA 草酰乙酸 柠檬酸 苹果酸 异柠檬酸 延胡索酸 琥珀酸 α- 酮戊二酸 谷氨酸 透过细胞膜 谷氨酸 HMP: Hexosemonophosphate pathway

葡萄糖 6-P-葡萄糖 6-P-葡萄糖酸 3-P-甘油醛 5-P-核糖 丙酮酸 乙酰CoA 草酰乙酸 柠檬酸 苹果酸 异柠檬酸 延胡索酸 琥珀酸 α- 酮戊二酸 谷氨酸 透过细胞膜 谷氨酸 HMP: Hexosemonophosphate pathway

葡萄糖 EMp 6二磷酸施萄榭M 6一磷酸果糖 6一函酸葡萄糖酸 果糖-1,6二二群酸 5-裤酸父糖 3一磷酸甘油醛一 NAD NADH2 乳酸 丙刚铜安 乙无辅酶A CO,司守及 NADPH2 CO2 ① TCA C02 《章酰乙酸 ⑧ 柠檬酸 NADP+ NAD 苹果酸 乙酰铺酶A 庾乌头酸 乙醛酸 有深 延胡素酸 5 柠装酸 琥珀我 0强 Nad (或NADP+) 草酰琥白酸 C2一 nabHz NADPH2 号)C02 (或NADPH2) T ?原氨圣化双 NADP 谷氨安 图3一4由葡萄糖生物合成谷氨酸的代谢途径 ①一苹果酸酶②一丙直同酸酸化酶③一丙嗣酸悦酸海④一 异柠檬酸脱氢酶⑤一异柠檬酸裂解酶⑥一一酮戊二酸脱氢 静了)—谷氢酸说氢酶8—苹果酸脱氢酶©一乳酸说氢酶

（1）EMP:丙酮酸，ATP,NADH2 （2）HMP:6－磷酸果糖 3－磷酸甘油酸 NADPH2 :－酮戊二酸还原氨基化必需的供氢体。 （3）TCA循环:生成谷氨酸前体物质－酮戊二酸。 （4）CO2固定反应:补充草酰乙酸。 （5）乙醛酸循环:使琥铂酸、延胡索酸和苹果酸的量得 到补充，维持TCA循环的正常运转。 谷氨酸脱氢酶 （6）还原氨基化反应:－酮戊二酸 谷氨酸 丙酮酸

（1）EMP:丙酮酸，ATP,NADH2 （2）HMP:6－磷酸果糖 3－磷酸甘油酸 NADPH2 :－酮戊二酸还原氨基化必需的供氢体。 （3）TCA循环:生成谷氨酸前体物质－酮戊二酸。 （4）CO2固定反应:补充草酰乙酸。 （5）乙醛酸循环:使琥铂酸、延胡索酸和苹果酸的量得 到补充，维持TCA循环的正常运转。 谷氨酸脱氢酶 （6）还原氨基化反应:－酮戊二酸 谷氨酸 丙酮酸

回补反应 NAD NADH + 苹果酸脱氢酶 O COOH C CH2 COOH 苹果酸酶 NADP + CO2 NADPH O CH3 C COOH CHOH CH2 COOH COOH

回补反应 NAD NADH + 苹果酸脱氢酶 O COOH C CH2 COOH 苹果酸酶 NADP + CO2 NADPH O CH3 C COOH CHOH CH2 COOH COOH

3.谷氨酸生产菌的生化特征 （1）有苹果酸酶和丙酮酸羧化酶。 （2）－酮戊二酸脱氢酶活性弱，异柠檬酸脱氢 酶活性强，异柠檬酸裂解酶活性弱。 （3）谷氨酸脱氢酶活性高，经呼吸链氧化 NADPH2 的能力弱。 （4）菌体本身利用谷氨酸的能力低

3.谷氨酸生产菌的生化特征 （1）有苹果酸酶和丙酮酸羧化酶。 （2）－酮戊二酸脱氢酶活性弱，异柠檬酸脱氢 酶活性强，异柠檬酸裂解酶活性弱。 （3）谷氨酸脱氢酶活性高，经呼吸链氧化 NADPH2 的能力弱。 （4）菌体本身利用谷氨酸的能力低

4.谷氨酸产生菌（全是细菌） 棒杆菌属 北京棒杆菌 C. pekinense Corynebacterium 钝齿棒杆菌 C. crenatum 谷氨酸棒杆菌 C. glutamicum 短杆菌属 黄色短杆菌 B. flvum Brevibacterium 产氨短杆菌 B. ammoniagenes 小杆菌属 嗜氨小杆菌 M. ammoniaphilum Microbacterium 节杆菌属 球形节杆菌 A. globiformis Arthrobacter

4.谷氨酸产生菌（全是细菌） 棒杆菌属 北京棒杆菌 C. pekinense Corynebacterium 钝齿棒杆菌 C. crenatum 谷氨酸棒杆菌 C. glutamicum 短杆菌属 黄色短杆菌 B. flvum Brevibacterium 产氨短杆菌 B. ammoniagenes 小杆菌属 嗜氨小杆菌 M. ammoniaphilum Microbacterium 节杆菌属 球形节杆菌 A. globiformis Arthrobacter