发酵过程控制技术 02-14发酵罐泡沫的控制 引导文-发酵罐泡沫的控制.docVIP

天津现代职业技术学院 PAGE 15 子情境：引导文 谷氨酸发酵过程控制-发酵罐泡沫的控制 阅读材料 阅读材料 材料一：谷氨酸的性质 中文名 L-谷氨酸 ? ? 结构式 ? 英文名 L-glutamic acid 商品名/别名/化学名 麸酸/L-2-氨基戊二酸 英文缩写 Glu CAS号/ PubChem 56-86-0/ 611 化学式 C5H9O4N 摩尔质量（g/mol） 147.12926 等电点 3.22 密度（kg/m3） 1.538 熔点 200℃升华，247-249 解离常数 pK1(-COOH)=2.19；pK2(-COOH)=4.25；pK3(-NH3)=9.67 溶解性 水中溶解度（%）：0.34(0℃)，0.72(20℃)，1.51(40℃)2.19(50℃)，5.52(75℃)，14(100℃)。在乙醇、丙酮、乙醚中不溶 稳定性 结晶状态稳定 光谱学性质 [α]20D=+31.8o 完成下列信息！ 谷氨酸具有哪些性质？ 谷氨酸具有哪些性质？ 材料二：谷氨酸主要用途简介： （一）?? 食品工业：谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。 （二）?? 日用化妆品：谷氨酸作为营养药物可用于皮肤和毛发。 N—酰基谷氨酸钠系列产品是由谷氨酸缩合而成的性能优良的阴离子表面活性剂，广泛用于化妆品、香皂、牙膏、香波、泡沫浴液、洗洁净等产品中。焦谷氨酸钠（味精脱水生成的产物）具有极强的吸湿性，能保持皮肤湿润，防止干燥，并增强皮肤和毛发的柔软和弹力。日本己有以谷氨酸钠（或谷氨酸）为原料生产的高级人造革、化妆品和洗涤剂等产品。 （三）?? 医药行业：谷氨酸作有较高的营养价值，医学上主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。 （四）?? 农业：谷氨酸与某些激素配合，可制成柑桔增甜剂；还可作为微肥的载体，在氮磷钾基本满足的条件下，作为叶面喷洒的微肥具有投入少、效益高等特点。谷氨酸钠既是西红柿保护性杀菌剂，又是防治果树腐烂病的特效杀菌剂。氨基酸铜是目前生产上良好的杀菌剂，有机铜比无机铜的应用效果好。 思考一下：谷氨酸属于发酵工业产品类型中的哪种？A 微生物菌体 思考一下：谷氨酸属于发酵工业产品类型中的哪种？ A 微生物菌体 B微生物代谢产物 C微生物酶制剂 材料三：谷氨酸生产水平与市场分析 ?生产水平：谷氨酸棒状杆菌-生物素敏感型高产菌株：采用生物素亚适量工艺，发酵32h，产酸达140g/L以上，糖酸转化率达62%以上，国内同类研究的领先水平。 谷氨酸棒状杆菌-谷氨酸温度敏感型突变株：在最佳发酵条件下，发酵24h，产酸达到160g/L，糖酸转化率达72%，国际同类研究的先进水平。 市场分析：我国味精工业的产量稳居世界第一位，2007年全国味精产量达190万吨。味精工厂的味精平均销售价格为7,800元/吨，成本为7,000元/吨。按照上述产量计算，我国味精工业中纯味精的总产值约150亿元，加上相当于上述总值30%的副产品（主要是饲料蛋白、化肥、液态肥料）的产出，我国味精工业年生产总值约为200亿元人民币。 我国谷氨酸生产具有很大的市场效益，研究谷氨酸生产有重要意义！ 我国谷氨酸生产具有很大的市场效益，研究谷氨酸生产有重要意义！ 相关资料 相关资料 材料一：谷氨酸的代谢通路、关键酶、调控机制 代谢途径：谷氨酸产生菌中谷氨酸的生物合成途径如图所示：其中的代谢途径包括糖酵解途径(EMP)、磷酸己糖途径(HMP)、三羧酸循环(TCA循环)、乙醛酸循环、伍德-沃克曼反应(CO2固定反应)等。葡萄糖经过EMP(主要)和HMP途径生成丙酮酸，其中一部分氧化脱羧生成乙酰CoA进入TCA循环，另一部分固定CO2生成草酰乙酸或苹果酸，草酰乙酸与乙酰CoA在柠檬酸合成酶催化下，所合成柠檬酸，再经过氧化还原共扼的氨基化反应生成谷氨酸。 关键酶：α-酮戊二酸脱氢酶，谷氨酸脱氢酶 调控机制： 一．谷氨酸比天冬氨酸优先合成，谷氨酸合成过量后，谷氨酸的生物合成受其自身的反馈抑制和反阻遏，代谢转向合成天冬氨酸。 二．磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶是催化CO2固定的关键酶，受谷氨酸的反馈抑制。 三．柠檬酸合成酶是三羧酸循环的关键酶，除受能荷调节外，还受谷氨酸的反馈阻遏。 四．谷氨酸脱氢酶受谷氨酸的反馈抑制和阻遏。 由葡萄糖合成谷氨酸的代谢途径是什么？ 由葡萄糖合成谷氨酸的代谢途径是什么？ 材料二：发酵罐控制软件操作系统 1. 开启软件 打开总电源启动计算机─计算机进入Windows─按任务条上的“开始”按钮─程序─发酵罐控制系统─tophawkm进入软件。本软件有总貌图和分罐图两个主要画面。 2. 总貌图 总貌图显示了发酵罐的所有检测参数以及运行、通讯情况等，如下图所示。 图1 总貌图 通讯开始和停止 开始：按下总貌图上各个罐所对应的通讯按钮─出