图4-2-5苏氨酸对菌体生长和产酸的影响图4-2-6亮氨酸对菌体和产酸的影响 从图42-5中可以看出当苏氨酸浓度>150mg/L时,就能满足菌体生长的要求,实验范 围内未发现过高的苏氨酸浓度对菌体生长有抑制作用。对产酸而言,苏氨酸浓度有一合适的 值,其范围在100~350mg几之间,苏氨酸浓度过高对FB42产赖氨酸有抑制作用。对比 下本文的结果可以发现,FBA2和FB21菌株相比∶(1)菌体生长所需的苏氨酸浓度降低了 (2)苏氨酸对产酸的抑制作用也有所减小。这从一个侧面也说明:(1)由于FB42菌株为苏氨 酸需求型但不是完全缺陷,其自身可合成少量的苏氨酸,因而对苏氨酸的需求要比FB1(苏 氨酸缺陷型)少;(2)FB42对苏氨酸结构类似物AHV的抗性较FB21有所增加,故而苏氨酸 对菌体赖氨酸合成的抑制作用得到缓解。 图4-2-6反映了亮氨酸对FB42菌体生长和产酸的影响,可以看出亮氨酸对菌体生长和 产酸的影响是相似的,最适生长和产酸浓度为400-600mg/L。 (二)生物素的浓度对产酸的影响 生物素影响到细胞内细胞膜的合成,生物素过量的情况下会导致细胞中更多磷脂分子的 合成。对于谷氨酸发酵,这种作用会影响Glu-Asp运输系统向胞外运送谷氨酸,因而在谷氨 酸发酵中控制亚适量的生物素浓度被作为一种提高产酸的重要策略。对于赖氨酸发酵而ˉ 抑制谷氨酸的分泌可以使得代谢流转向赖氨酸的合成,且赖氨酸的分泌与Glu-Asp运输系统 无关,因此高的生物素浓度应该是有利的。实验发现生物素浓度必须大于250ug/L。在发酵 培养基中添加生物素对产酸影响不大,分析可知:发酵培养基中含有3%的玉米浆(玉米浆中 生物素的浓度为150ug),折算成生物素的含量为450ug几L,满足了菌体大量分泌赖氨酸的 要求,因此玉米浆在发酵培养基中除作为有机氮源外,还提供发酵所需的生物素。 图4-2-7生物素对产酸的影响 (三)金属离子对产酸的影响 许多金属离子都是微生物代谢途径上酶的激活剂或是辅助因子。如Mn2+是许多酶的激 活剂;Fe是细胞色素氧化酶和过氧化氢酶中活性基因的辅助因子;Mg2是糖酵解途径中许 多酶的激活剂。此外钾离子对产酸的影响也很大,据文献报道,钾离子对保持菌体活力,防 止菌体衰老,提高产酸能力起着相当重要的作用。也有文献报道铜离子浓度为50mg/L时, 可以提高产酸。 实验考察了镁、钾、锰、铁、铜离子对产酸的影响(表4-2-8),发现:钾离子和镁离子 对产酸有促进作用,最适的添加量分别为1gL和0.5gL(以磷酸氢二钾和七水合硫酸镁计); 铁离子和镁离子对产酸影响不大;而铜离子对产酸有抑制作用,尤其当铜离子大于20mg/L 时几乎不产赖氨酸。 表4-2-8金属离子对产酸的影响11 图 4-2-5 苏氨酸对菌体生长和产酸的影响 图 4-2-6 亮氨酸对菌体和产酸的影响 从图 4-2-5 中可以看出当苏氨酸浓度>150 mg/L 时，就能满足菌体生长的要求，实验范 围内未发现过高的苏氨酸浓度对菌体生长有抑制作用。对产酸而言，苏氨酸浓度有一合适的 值，其范围在 100~350 mg/L 之间，苏氨酸浓度过高对 FB42 产赖氨酸有抑制作用。对比一 下本文的结果可以发现，FB42 和 FB21 菌株相比∶(1)菌体生长所需的苏氨酸浓度降低了； (2)苏氨酸对产酸的抑制作用也有所减小。这从一个侧面也说明：(1)由于 FB42 菌株为苏氨 酸需求型但不是完全缺陷，其自身可合成少量的苏氨酸，因而对苏氨酸的需求要比 FB21(苏 氨酸缺陷型)少；(2)FB42 对苏氨酸结构类似物 AHV 的抗性较 FB21 有所增加，故而苏氨酸 对菌体赖氨酸合成的抑制作用得到缓解。 图 4-2-6 反映了亮氨酸对 FB42 菌体生长和产酸的影响，可以看出亮氨酸对菌体生长和 产酸的影响是相似的，最适生长和产酸浓度为 400~600 mg/L。 (二)生物素的浓度对产酸的影响 生物素影响到细胞内细胞膜的合成，生物素过量的情况下会导致细胞中更多磷脂分子的 合成。对于谷氨酸发酵，这种作用会影响 Glu-Asp 运输系统向胞外运送谷氨酸，因而在谷氨 酸发酵中控制亚适量的生物素浓度被作为一种提高产酸的重要策略。对于赖氨酸发酵而言， 抑制谷氨酸的分泌可以使得代谢流转向赖氨酸的合成，且赖氨酸的分泌与 Glu-Asp 运输系统 无关，因此高的生物素浓度应该是有利的。实验发现生物素浓度必须大于 250 ug/L。在发酵 培养基中添加生物素对产酸影响不大，分析可知：发酵培养基中含有 3%的玉米浆(玉米浆中 生物素的浓度为 150ug/L)，折算成生物素的含量为 450ug/L，满足了菌体大量分泌赖氨酸的 要求，因此玉米浆在发酵培养基中除作为有机氮源外，还提供发酵所需的生物素。 图 4-2-7 生物素对产酸的影响 (三)金属离子对产酸的影响 许多金属离子都是微生物代谢途径上酶的激活剂或是辅助因子。如 Mn2+是许多酶的激 活剂；Fe2+是细胞色素氧化酶和过氧化氢酶中活性基因的辅助因子；Mg2+是糖酵解途径中许 多酶的激活剂。此外钾离子对产酸的影响也很大，据文献报道，钾离子对保持菌体活力，防 止菌体衰老，提高产酸能力起着相当重要的作用。也有文献报道铜离子浓度为 50 mg/L 时， 可以提高产酸。 实验考察了镁、钾、锰、铁、铜离子对产酸的影响(表 4-2-8)，发现：钾离子和镁离子 对产酸有促进作用，最适的添加量分别为 1 g/L 和 0.5 g/L(以磷酸氢二钾和七水合硫酸镁计)； 铁离子和镁离子对产酸影响不大；而铜离子对产酸有抑制作用，尤其当铜离子大于 20 mg/L 时几乎不产赖氨酸。 表 4-2-8 金属离子对产酸的影响