作业帮黑曲霉生产柠檬酸的过程中出现不同批次其产量和品质差别很大,原因有哪些?能分析下原因并提出解决的方案吗?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 21:54:58
黑曲霉生产柠檬酸的过程中出现不同批次其产量和品质差别很大,原因有哪些?能分析下原因并提出解决的方案吗?
黑曲霉生产柠檬酸的过程中出现不同批次其产量和品质差别很大,原因有哪些?
能分析下原因并提出解决的方案吗?
黑曲霉生产柠檬酸的过程中出现不同批次其产量和品质差别很大,原因有哪些?能分析下原因并提出解决的方案吗?
黑曲霉具有多种活性较强的酶系,如CX酶、淀粉酶、酸性蛋白酶等,可将原料中的纤维素等大分子化合物降解转化为动物易消化利用的养分,并为白地霉、酵母菌提供必需的糖、氨基酸等.但在试验中发现,黑曲霉培养时间超过60h,就会有孢子产生.为延长黑曲霉作用时间,采用二次发酵工艺,即：第一次固体发酵培养基→接种黑曲霉（30℃静止培养3d）→第一次发酵→加适量麸皮、尿素及等量酱渣→接种白地霉、酵母菌（30℃静止培养）→第二次发酵.时间由实验确定,60℃烘干、备用. ,两个基本问题之一：保证强酸环境! 因为黑曲霉在pH为2～3的环境中发酵蔗糖,产物以柠檬酸为主,只产极少量的草酸；当pH接近中性时则大量产生草酸, 而柠檬酸产量很低. 两个基本问题之二：O2 必须保证氧气维持呼吸：标准呼吸链产生ATP积累,侧呼吸链不产生ATP,缺氧导致侧呼吸链失活,使ATP积累,柠檬酸积累减少. TCA环的调节作用 1.TCA环的起始酶：柠檬酸合成酶是一种调节酶.但在黑曲霉中,柠檬酸合成酶没有调节作用,这是黑曲霉TCA环的第一个特点. 顺乌头酸酶失活,阻断TCA环是柠檬酸积累的必要条件.顺乌头酸酶、异柠檬酸酶在pH2.0时失活,线粒体顺乌头酸酶在催化时有柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：3：7的平衡,这个平衡可能就是造成柠檬酸的最初积累而使pH值降低. 2.黑曲霉菌体内α-酮戊二酸脱氢酶缺失或活力很低（TCA环被阻断）. 3.氧和pH值对柠檬酸发酵的影响很大. 标准呼吸链产生ATP积累,侧呼吸链不产生ATP,缺氧导致侧呼吸链失活,使ATP积累,柠檬酸积累减少. 归纳： ①Mn2+缺乏→抑制蛋白合成→NH4↑ 解除磷酸果糖激酶的代谢调节,促进EMP途径畅通,有一条呼吸活动强的不产生ATP的侧呼吸链 ②由于丙酮酸羧化酶是组成型酶,不被调节控制.丙酮酸氧化脱羧生成乙酰CoA和CO2的固定两个反应的平衡,以及柠檬酸合成酶不被调节,增强了合成柠檬酸的能力. ③由于顺乌头酸水合酶在催化时建立了以下平衡： 柠檬酸：顺乌头酸：异柠檬酸=90：3：7 同时控制Fe2+含量时,顺乌头酸酶活力降低,使柠檬酸积累. ④随着柠檬酸积累,pH降低到一定程度时,使顺乌头酸酶和异柠檬酸脱氢酶失活,更有利于柠檬酸的积累及排出细胞外. 采用细菌发酵比霉菌和酵母菌更加有利, 一是细菌生长繁殖快,容易在发酵初期取得优势,因而抗污染,适合生料发酵； 二是菌体碳氮比例小,其蛋白质构成更适合畜禽的消化吸收,而且不产生黄曲霉毒素. 三是细菌发酵的速度比酵母快得多, 在应用淀粉水解液为原料,应用固定化细菌细胞连续生产酒精时发现细菌发酵的酒精生产能力是酵母发酵的2.65倍.