Sản xuất acid glutamic có thể bằng phương pháp thủy phân protein của bột lúa mì hoặc bằng phương pháp lên men vi sinh vật. Tuy nhiên phương pháp lên men vi sinh vật được sử dụng hầu như ở tất cả cá nhà máy trên thế giới vì năng suất cao và giá thành thấp hơn rất nhiều so với nếu sản xuất bằng phương pháp hóa học.
Sản xuất acid glutamic bằng phương pháp lên men vi sinh vật cũng có hai cách. Lên men trực tiếp một vi sinh vật có khả năng siêu tổng hợp acud glutamic sau đó chiết xuất và tinh chế thu lấy sản phẩm. Một số vi sinh vật khác lại có khả năng sinh tổng hợp với một số lượng lớn acid anpha-cetoglutarat. Vì vậy có thể nuôi cấy các vi sinh vậy này để chúng tạo ra acid anpha-cetoglutarat. Sau đó biến đổi bằng enzym hoặc hóa học acid acid này thành acid glutamic.
Chủng giống
Có nhiều chủng vi khuẩn có khả năng sinh tổng hợp acid glutamic. Tuy nhiên những chủng sau đây được nhiều nhà máy sử dụng sản xuất vì cho hiệu suất cao: corynebacteryum glutamicum, brevibacterium flavum, B. Divaricatum. Đây là những vi khuẩn Gram (+) hiếu khí. Nhiệt độ nuôi cấy vi sinh vật thích hợp là 34 – 370C và thời gian lên men là 40 – 48 giờ.
Nhu cầu dinh dưỡng
Môi trường dinh dưỡng dùng để lên men sinh tổng hợp acid glutamic rất đơn giản. Tùy theo đặc điểm chủng sản xuất yêu cầu cần nghiên cứu để có môi trường tối ưu cho năng suất sinh tổng hợp cao nhất. Nguồn carbon thường là glucose, saccharose. Thực tế sản xuất thường sử dụng glucose từ dịch thủy phân tinh bột kết hợp với saccharose trong rỉ đường (rỉ đường mía hoặc củ cải đường). Đây là những nguyên liệu rẻ tiền. Nguồn nito thường dùng là ure với tỉ lệ 1,5-2%, ngoài ra cũng có thể sử dụng (NH4)2SO4, NH4Cl với nồng độ 0,5% . Quá trình lên men tạo ra acid glutamic làm cho pH môi trường giảm xuống. Vì vậy thường bố sung ure để giữ cho pH môi trường đạt trung tính, đảm bảo không ảnh hưởng đén sự phát triển của vi khuẩn làm giảm hiệu suất sinh tổng hợp, đồng thời ure lại có tác dụng bổ sung thêm nguồn nito làm chất dinh dưỡng cho vi khuẩn.
Yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất sinh tổng hợp acid glutamic là biotin. Nồng độ biotin thích hợp là 2-5 mcg/lít môi trường. Nếu quá nồng độ này vi khuẩn sinh tổng hợp ra acid glutamic sẽ tạo ra alanin, acid lactic, acid aspartic, sinh khối tăng mạnh còn acid glutamic hình thành rất ít. Trong rỉ đường thường chứa hàm lượng biotin khá cao, vì vậy cần phải khống chế nồng độ cho thích hợp. Một yếu tố khác cũng có ảnh hưởng nhiều đến hiệu xuất sinh tổng hợp acid glutamic là các chất kháng sinh thêm vào môi trường lên men. Khi thêm các chất kháng sinh có tác dụng lên thành tế bào vi khuẩn như penicillin G, polymicin người ta nhận thấy hiệu suất sinh tổng hợp acid glutamic có sự tăng lên đáng kể. Nồng độ và thời điểm cho kháng sinh vào môi trường thích hợp có thể làm tăng hiệu suất sinh tổng hợp acid glutamic lên từ 10 – 45%.
