目前生產上使用的穀氨酸生產菌,都不含澱粉酶,故不能直接利用澱粉,隻能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等,因此,在穀氨酸發酵中,常用的碳源有葡萄糖、蔗糖、甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜,廣泛應用的是由澱粉質原料製取的葡萄糖液。
(三)氮源
氮源是構成穀氨酸菌體細胞物質和合成穀氨酸氨基的營養物質。在穀氨酸發酵中,氮源的功能:構成穀氨酸生產菌蛋白質、核酸等含氮物質;合成穀氨酸所需的氨基的來源;在穀氨酸發酵中一部分氨用於調節pH,形成穀氨酸的銨鹽。
氮源分為無機氮和有機氮,常用的無機氮有尿素或液氨等,常用的有機氮有玉米漿、麩皮水解液、豆餅水解液與糖蜜等。有機氮豐富,有利於長菌。穀氨酸發酵要求生物素亞適量才能產酸,因有機氮中含生物素高,故需嚴格控製。
(四)無機鹽
無機鹽是穀氨酸菌生長和代謝不可缺少的營養物質。在穀氨酸發酵中,無機鹽的功能:構成菌體成分;作為酶的組成部分;酶的激活劑或抑製劑;調節培養基滲透壓、pH和氧化還原電位等。
根據微生物對無機元素的需要量,可分為主要無機元素和微量無機元素。穀氨酸生產菌所需的主要無機鹽有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物和含鉀、鎂、鐵的化合物;微量無機元素有錳等。
(五)生長因子
凡是微生物生長不可缺少的、微量的有機物均稱為生長因子,如氨基酸、嘌呤、嘧啶、維生素等。有些微生物缺乏合成這些有機物質的能力,必須從外部環境中攝取,否則就不能生長。
目前生產上使用的穀氨酸生產菌都是生物素缺陷型菌株,所以生物素是必需的生長因子。添加硫胺素也能促進生長。
二、澱粉酶水解法製糖
澱粉酶水解法是先用α-澱粉酶將澱粉水解成糊精和低聚糖,然後再用糖化酶將其進一步水解成葡萄糖的方法。該工藝分為液化和糖化兩個步驟,故又稱雙酶法。
(一)雙酶法製糖的特點
1.優點
不需要耐高溫高壓設備,不僅節省了設備投資,也改善了生產條件;澱粉水解副反應少,水解糖液純度高;澱粉乳濃度由酸解法的18%~20%提高到30%~40%;水解糖液色澤好,質量高。
2.缺點
酶法時間比酸法長,一般需要48h;酶對溫度和pH較敏感,因此操作條件比酸法要嚴;酶法需要設備比酸法多。
(二)雙酶法製糖的工藝流程
(三)雙酶法製糖的操作方法
1.澱粉液化
(1)液化澱粉在α-澱粉酶的作用下,生成能溶於水的糊精和低聚糖的過程。
(2)液化的機理澱粉在α-澱粉酶的作用下,分子內部α-1,4糖苷鍵發生斷裂,使直鏈澱粉迅速水解生成6~7個葡萄糖單元的短鏈糊精、低聚糖、麥芽糖和葡萄糖。由於α-澱粉酶不能水解支鏈澱粉的α-1,6糖苷鍵,所以,液化液中還有α-1,6糖苷鍵的寡糖。隨著酶解的進行,澱粉的相對分子質量變得越來越小,酶解液黏度不斷下降,流動性增加,最終生成能溶於水的糊精和低聚糖。
目前生產上使用的穀氨酸生產菌,都不含澱粉酶,故不能直接利用澱粉,隻能利用葡萄糖、果糖、蔗糖和麥芽糖等,因此,在穀氨酸發酵中,常用的碳源有葡萄糖、蔗糖、甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜,廣泛應用的是由澱粉質原料製取的葡萄糖液。
(三)氮源
氮源是構成穀氨酸菌體細胞物質和合成穀氨酸氨基的營養物質。在穀氨酸發酵中,氮源的功能:構成穀氨酸生產菌蛋白質、核酸等含氮物質;合成穀氨酸所需的氨基的來源;在穀氨酸發酵中一部分氨用於調節pH,形成穀氨酸的銨鹽。
氮源分為無機氮和有機氮,常用的無機氮有尿素或液氨等,常用的有機氮有玉米漿、麩皮水解液、豆餅水解液與糖蜜等。有機氮豐富,有利於長菌。穀氨酸發酵要求生物素亞適量才能產酸,因有機氮中含生物素高,故需嚴格控製。
(四)無機鹽
無機鹽是穀氨酸菌生長和代謝不可缺少的營養物質。在穀氨酸發酵中,無機鹽的功能:構成菌體成分;作為酶的組成部分;酶的激活劑或抑製劑;調節培養基滲透壓、pH和氧化還原電位等。
根據微生物對無機元素的需要量,可分為主要無機元素和微量無機元素。穀氨酸生產菌所需的主要無機鹽有磷酸鹽、硫酸鹽、氯化物和含鉀、鎂、鐵的化合物;微量無機元素有錳等。