第二章氨基酸生产工艺.pptVIP

4.离子交换法工艺流程P72用阳离子交换树脂吸附谷氨酸形成的阳离子，再用热碱（60℃4%NaOH）洗脱，收集相应流分，加盐酸结晶。GA+GA±GA-GA=23.227.012pI第62页，共78页。谷氨酸是酸性氨基酸，含2个羧基1个氨基，与阴离子交换树脂要比与阳离子交换树脂强，但阴离子机械强度差，价格贵，因而用阳离子交换树脂。理论上讲发酵液上柱的pH值应低于3.22，但实际上控制在5.0?6.0之间，因Na+、NH4+交换能力谷氨酸，优先交换，置换出H+使pH值低于3.2，使谷氨酸成为阳离子，但不能6.0。第63页，共78页。影响离子交换的因素P73第64页，共78页。葡萄糖中间产物a－酮戊二酸谷氨酸谷氨酸脱氢酶NH4＋抑制3.谷氨酸的生物合成第30页，共78页。葡萄糖6-P-葡萄糖6-P-葡萄糖酸3-P-甘油醛5-P-核糖丙酮酸乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸苹果酸异柠檬酸延胡索酸琥珀酸α-酮戊二酸谷氨酸透过细胞膜谷氨酸HMP:Hexosemonophosphatepathway第31页，共78页。第32页，共78页。（1）EMP:丙酮酸，ATP,NADH2（2）HMP:6－磷酸果糖3－磷酸甘油酸NADPH2:?－酮戊二酸还原氨基化必需的供氢体。（3）TCA循环:生成谷氨酸前体物质?－酮戊二酸。（4）CO2固定反应:补充草酰乙酸。（5）乙醛酸循环:使琥铂酸、延胡索酸和苹果酸的量得到补充，维持TCA循环的正常运转。谷氨酸脱氢酶（6）还原氨基化反应:?－酮戊二酸谷氨酸丙酮酸第33页，共78页。4.谷氨酸生产菌的生化特征（1）有苹果酸酶和丙酮酸羧化酶。（2）?－酮戊二酸脱氢酶活性弱，异柠檬酸脱氢酶活性强，异柠檬酸裂解酶活性弱。（3）谷氨酸脱氢酶活性高，经呼吸链氧化NADPH2的能力弱。（4）菌体本身利用谷氨酸的能力低。第34页，共78页。二、谷氨酸生产是典型的代谢控制发酵

??谷氨酸是谷氨酸产生菌的中间代谢物，正常情况下谷氨酸产生菌自身是不能过量积累谷氨酸的。为打破谷氨酸产生菌正常的代谢途径，必须采用一些方法：1.控制旁路代谢，即控制向其它最终产物代谢的分支途径；2.降低反馈作用物的浓度,使氨基酸的生物合成反应顺利进行;3.消除终产物的反馈抑制与阻遏作用;第35页，共78页。4.控制细胞渗透性，细胞渗透性是氨基酸发酵必须考虑的重要因素,谷氨酸透过细胞膜;5.氨基酸受菌种生理特征和环境的影响，对专性需氧菌来说后者的影响更大。如谷氨酸发酵必须严格控制菌体生长的环境，否则就几乎得不到谷氨酸。第36页，共78页。要想实现谷氨酸发酵，必须让生产谷氨酸的菌能够正常的生长﹑繁殖﹑代谢，才能保持谷氨酸有就较高的积累量。那么，在谷氨酸发酵过程中，控制发酵条件是关键。那么，怎样控制呢？一﹑通风量。只有在供氧适当的条件下，才能在谷氨酸脱氢酶的催化下还原氨基化形成谷氨酸，是使谷氨酸大量积累。二﹑温度。谷氨酸发酵前期，最适温度均在30～32℃。发酵中期适当提高罐温有利于产酸，中期温度可适当提高至34～37℃。发酵后期？第37页，共78页。三﹑pH。它的变化结果则影响整个发酵进程和产物产量。对于不同的谷氨酸产生菌其细胞内谷氨酸脱氢酶或转氨酶的催化最适也不同，但就一般谷氨酸产生菌而言，控制在中性或弱碱性有利于谷氨酸的积累。前期pH变化活跃，p