I. Cơ sở lý thuyết phương pháp lên men 8.
7. Các phương pháp vận hành quy trình lên men L-AG 22.
7.3. Lên men dưới điều kiên nghèo amoniac 27.
Nguyên lý phương pháp: NH3 cung cấp nitơ cho vi sinh vật tổng hợp protit tế bào, axit glutamic, duy trì pH môi trường ở giá trị nhất định. NH3 với nồng độ cao thì việc tích luỹ L-AG mới được tốt vì NH3 có tác dụng quan trọng trong sự thẩm thấu tế bào, tạo điều kiên htuận lợi cho L-AG thoát ra ngoài màng tế bào vi khuẩn. NH3 không có quan hệ đến sự thẩm thấu tế bào. Ngoài chức năng chính là cung cấp nitơ và nhóm NH2 cho quá trình sinh tổng hợp, NH3 chỉ đóng vai trò trung hoà axit hữu cơ và axit amin, duy trì pH ở phạm vi có lợi cho sự hoạt động của vi sinh vật. Cần phải có 1 nồng độ NH3 giới hạn nào đó để cho phản ứng amin hoá khử xảy ra được hoàn toàn, tức là nồng độ NH3 tức thời phải lớn hơn gấp nhiều lần nồng độ α-xetoglutaric.
Nếu không có đủ NH3 thì chuỗi phản ứng từ pyruvic → α-XG → glutamic không thể luôn xảy ra theo chiều thuận, dẫn tới việc ứ động pyruvic và hậu quả là việc tạo ra axit lactic từ pyruvic.
Có thể dùng Na2CO3 và CaCO3 thay thế chức năng của NH3 để trung hoà axit hữu cơ và axit amin. Lượng dùng của hai loại hoá chất này phụ thuộc vào nồng độ của axit hữu cơ và axit amin, chủ yếu là axit glutamic sinh ra.
Tiến hành lên men: Tính toán lượng ure có thể thay thế bằng CaCO3 và Na2CO3. Vì pH môi trường nuôi cấy giảm chủ yếu do L-AG sinh ra do vậy ta tính lượng NH4+ cần dùng để trung hoà L-AG thành amoni glunat sẽ được gần đúng về số lượng ure có thể thay thế được. Phản ứng trung hoà L-AG và phân giải ure như sau:
2AG + 2NH4OH → 2AG-NH4+ + 2H2O (1) Ureaza
(NH2)2CO → 2NH4OH + CO2 (2) Cộng (1) với (2) ta được phương trình:
2AG + (NH2)2CO → 2AG-NH4+ + 2H2O + CO2 (3)
Nói một cách khác, không phải dùng CaCO3, Na2CO3 để trung hòa toàn bộ L-AG sinh ra mà chỉ được phép trung hòa tới khoảng 65% số L-AG sinh ra mà thôi. Thời điểm bổ sung Na2CO3 lần đầu có thể xê dịch tùy theo lên men diễn ra nhanh hay chậm song nói chung phải chờ tới khi pH giảm và nồng độ đường chỉ còn ít hơn 3% mới được phép bổ sung lần đầu. Trường hợp điều kiện trên chưa đạt thì phải cho thêm lượng ure nào đó bởi vì có thể do sai số phân tích hoặc đo lượng nên tổng ure xịt vào còn chưa đủ 2,2% so với dịch.