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谷氨酸是世界上产量最大的氨基酸，我国谷氨酸产量占世界总产量的70%。在我国主要以生物素“亚适量”工艺生产谷氨酸，生物素是谷氨酸发酵的关键因素。谷氨酸发酵中的生物素基本来自原料（甜菜糖蜜和玉米浆），但其含量会随着原料的来源、批次不同而出现波动。通常情况下，发酵培养基中的生物素含量为510μg/L，其含量较低难以准确测定，给谷氨酸的发酵性能和稳定性带来负面影响。本文通过测定原料中的生物素含量，并根据不同组分（甜菜糖蜜和玉米浆）在培养基中的比例，通过计算得到培养基中的“名义生物素”浓度，避免了直接测定发酵液中生物素的浓度。在此基础上通过考察发酵过程中“名义生物素”浓度对胞内、胞外谷氨酸浓度变化的影响，探讨生物素对谷氨酸发酵的调控。本文主要研究结果如下：采用微生物法对甜菜糖蜜和玉米浆中的生物素进行了检测，生物素浓度与菌体吸光度之间的关系式Y=0.24446X-0.000107143，R2=0.9986。说明生物素浓度和菌体吸光度有着良好的线性关系。检测得出甜菜糖蜜中生物素含量为2500μg/Kg，玉米浆中生物素含量为549μg/Kg，回收实验得出甜菜糖蜜和玉米浆中生物素的回收率分别为102.44%、118.70%，通过回收率对上述生物素的检测结果进行校正，甜菜糖蜜和玉米浆中生物素的最终含量分别为2441μg/Kg和462μg/Kg。分别在摇瓶和5L发酵罐上对谷氨酸发酵培养基及发酵工艺进行了优化。在摇瓶发酵条件下，优化后的发酵培养基为（g/L）：葡萄糖160，甜菜糖蜜0.5，玉米浆4，Na2HPO4·12H2O1，KCl2.2，MgSO4·7H2O1，FeSO4·7H2O0.002，MnSO4·H2O0.002，初尿100μL（500g/L），pH7.07.2。发酵条件为：装液量15mL/500mL，接种量6%（v/v），200r/min，温度从32℃逐渐升高至36℃。在此条件下发酵液中谷氨酸浓度最高可达82g/L。在5L发酵罐条件下，优化后的发酵培养基为（g/L）：甜菜糖蜜1.5，玉米浆6，葡萄糖和其它无机盐浓度同摇瓶发酵培养基中的浓度，pH7.07.2。发酵条件为：接种量20%（v/v），溶氧10%，pH7.0，温度从34℃逐渐升高至39℃。在此条件下发酵液中谷氨酸浓度最高可达142g/L。5L发酵罐中的溶氧水平比摇瓶中的溶氧水平高，发酵罐中的菌体量增加，对生物素的需求上升，结果5L发酵罐条件下发酵培养基中的甜菜糖蜜和玉米浆的最适添加量有所增加。在不同初始生物素浓度条件下进行谷氨酸发酵实验，探讨生物素对谷氨酸发酵的调控。结果表明，生物素浓度是控制谷氨酸由胞内向胞外分泌的关键因素。当名义生物素浓度为1.972.29μg/g细胞干重时，谷氨酸开始由胞内向胞外分泌，谷氨酸发酵正常进行。在谷氨酸发酵正常的条件下，向培养基中添加20μg/L的生物素，谷氨酸正常向外分泌即停止，胞内谷氨酸浓度增加，进一步证明谷氨酸分泌受生物素浓度控制。通过胞内、胞外谷氨酸浓度对比，提出了谷氨酸分泌的一种新的假定模式—“生物素浓度触发式分泌”模式。