氨基酸发酵生产工艺学分析报告.pptVIP

在谷氨酸发酵中，需控制好生物、磷、NH4+ 、pH、氧传递速率、排气中二氧化碳和氧含量、氧化还原电位以及温度等 发酵工艺优化：电子计算机进行资料收集、数据解析、程序控制 数据：搅拌转速、装液量、冷却用水入口温度和流量、通风量、发酵温度、pH、溶解氧、氧化还原电位等 发酵时间：低糖36-38h,中糖45h 3、温度对氨基酸发酵的影响及其控制 菌体生长达一定程度后再开始产生氨基酸，因此菌体生长最适温度和氨基酸合成的最适温度是不同的。分段合理控制 菌体生长温度过高，则菌体易衰老，pH高，糖耗慢，周期长，酸产量低。 采取措施：少量多次流加尿素，维持最适生长温度，减少风量等，促进菌体生长。 氧对氨基酸发酵的影响及其控制 要求供氧充足的谷氨酸族氨基酸发酵：生物合成与TCA循环有关。供氧足够时产量最大 适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸发酵：菌体呼吸受阻时产量最大。 供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸族氨基酸发酵 pH对氨基酸发酵的影响及其控制 作用机理：主要影响酶的活性和菌的代谢。 控制pH方法：流加尿素和氨水 流加方式：根据菌体生长、pH变化、糖耗情况和发酵阶段等因素决定。 控制： （1）菌体生长或耗糖慢时，少量多次流加尿素，避免pH过高 （2）菌体生长或耗糖过快时，流加尿素可多些，以抑制菌体生长。 （3）发酵后期，残糖少，接近放罐时，少加或不加尿素，以免造成氨基酸提取困难。 （4）氨水对pH影响大，应采取连续流加。 谷氨酸生产工艺 谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，另外具有较高的营养价值，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。 医学上谷氨酸结合血氨生成谷氨酰胺，主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。 参与脑蛋白代谢和糖代谢，改进和维持脑功能 食品工业上，味精是常用的增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。 1、糖密的预处理：降低生物素的含量活性炭处理法、水解活性炭处理法、树脂处理法 酸解法：以酸催化，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。 2、淀粉水解糖的制备方法 过去生产味精主要用小麦面筋(谷蛋白)水解法进行，现改用微生物发酵法来进行大规模生产。 （1）谷氨酸生产原料及其处理 淀粉、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、乙醇、正烷烃等 1.淀粉水解糖的制备：酸水解或酶水解 酸水解法 调浆：干淀粉用水调成10-110Bx的淀粉乳，加盐酸0.5-0.8％至pH1.5。 糖化：蒸汽加热，加压糖化20min。冷却至80℃下中和。 中和：烧碱中和，至pH4.0-5.0 脱色：活性炭脱色和脱色树脂。活性炭用量为0.6-0.8％ 过滤除杂：沉淀1~2h,冷却至45~50摄氏度，过滤器除杂，储藏桶储藏。 控制好温度： 温度高蛋白等杂质沉淀 不完全 温度低，粘度大，过滤困难 酶解法：利用淀粉酶将淀粉水解转化为葡萄糖的方法 液化：一次升温液化法和连续进出料液化法 将淀粉乳调成13－14°Bè，用Na2CO3调pH6.2-6.4，用CaCl2调节浆中的Ca2+至50mg/L以及a-淀粉酶（8~10u/g，干淀粉计算)，加热到88—90 ℃，保温15－20min --碘液检查，显色反应棕色，反应终点。升温至100℃，灭酶5－10min，再经板式换热器冷却至70℃以下，进入糖化罐。 糖化：30%淀粉液化液加入开口桶内，按每克淀粉加糖化酶（80－100u/g，干淀粉计算)，在一定温度和pH下糖化，48h后用无水酒精检查糖化是否完全 糖化结束，升温至80，加热20min灭酶，一般糖化温度55--60 ℃，pH4.0-4.5； 过滤：糖液先用Na2CO3水溶液调pH4.8-5.0，过滤。 酸酶结合法：集酸法和酶法制糖的优点而采用的结合生产工艺 根据原料淀粉性质，又可分为: 酸酶水解法: 酶酸水解法: 工艺流程： 大米→清洗 →浸泡→粉碎→调浆→液化→ 添酶→压滤→（调浆）滤液加酸调pH →糖化→中和→脱色→压滤→糖液 第一节 谷氨酸生产菌的主要特征与菌学性质 现有谷氨酸生产菌主要是棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属中的细菌 1.棒状杆菌属(Corynebacterium) 2.短杆菌属(Brevibacterium) 3.小杆菌属(Microbacterium) 4.节杆菌属(Arthrobacterium) 产生菌株特点 革兰氏阳性 不形成芽孢 没有鞭毛，不能运动 需要生物素作为生长因子 在通气条件下才能产生谷氨酸。 GA的生物合成途径 EMP和HMP途径 TCA循环 CO2固定反应 氨的导入 谷氨酸生物合成机理： 谷氨酸发酵工艺 1、发酵培养基 （以淀粉水解糖为主要碳源的培养基，5000L发酵罐为例） 灭菌条件：实罐灭菌条件1