等电点法提取谷氨酸 李海
各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸，即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH 值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2)，温度降到10以下沉淀，离心分离谷氨酸，再将上清液用硫酸调pH 至 1.5 上732 强酸性阳离子交换树脂，用氨水调上清液pH10 进行洗脱，洗脱下来的高流分再用硫酸调pH1.0 返回等电车间加入发酵液进行等电提取，离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是：废水量大，治理成本高，酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右，连续加入有晶种的等电罐中，同时加入硫酸，控制等电罐中PH 值维持在 3.2 左右，温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是：水量相对较少；缺点是：氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤，澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH 值为 3.20～3.25，然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶，分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和母液，将一部分母液进入脱盐装置，脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并；另一部分在第二调酸罐中被调整pH 值至 4.5～7，蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH 值至3.20～3.25 后，进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置，使母液中的谷氨酸充分结晶出来，低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液-----浓缩（78.9kPa，0.15MPa 蒸汽）----盐酸水解（130℃，4h）----过滤-----滤液脱色-----浓缩-----中和，调pH 至 3.0-3.2（NaOH 或发酵液）-----低温放置，析晶-------谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液-----边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5-----加晶种，育晶2h-----边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌16h------4℃静置4h------离心分离--------谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液-----加硫酸调节pH4.0-4.5-----育晶2-4h-----加硫酸调至pH3.5-3.8------育晶2h------加硫酸调至pH3.0-3.2------育晶2h------冷却降温------搅拌16-20h------沉淀2-4h-------谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
等电点-离子交换法提取谷氨酸的实验应用
等电点-离子交换法提取谷氨酸的实验应用
谷氨酸在生物体内具有重要的生理功能，因此，对谷氨酸的提取和研究具有重要意义。
等
电点-离子交换法是一种常用的谷氨酸提取方法，可以有效地提取谷氨酸，并且操作简便、快捷。
实验步骤：
1.准备样品：将需要提取谷氨酸的样品（如动物组织、植物组织、微生物组织）研磨成粉末，加入适量的水，搅拌均匀，得到悬浮液。
2.等电点-离子交换提取：将悬浮液加入等电点-离子交换柱中，改变柱内的溶液浓度，使
谷氨酸结合在离子交换柱的表面上，并用碱性溶液洗脱，得到谷氨酸溶液。
3.纯化：将提取的谷氨酸溶液经过离子交换柱精确纯化，得到纯度较高的谷氨酸溶液。
4.分析：将提取的谷氨酸溶液进行光谱分析，测定谷氨酸的浓度，以确定提取效果。
等电点-离子交换法提取谷氨酸的实验应用，可以有效地提取谷氨酸，并且操作简便、快捷，是一种常用的谷氨酸提取方法。
6谷氨酸提取
6.1 概述
一、提取谷氨酸的方法：
⑴等电点法：利用谷氨酸是两性电解质，在等电点时 其溶解度最小的性质，将发酵液加硫酸或盐酸调pH 至谷氨酸的等电点，使谷氨酸沉淀析出的方法。
⑵离子交换法：先将谷氨酸稀释至一定浓度，用盐酸 将发酵液调至一定pH，采用阳离子交换树脂吸附谷 氨酸，然后用洗脱剂将谷氨酸从树脂上洗脱下来， 达到浓缩和提纯的目的。
6.3.2 谷氨酸的溶解度
①pH对谷氨酸溶解度的影响
谷氨酸在pH1附近或碱性情况下，溶解度很高，但在等电点 pH3.22和在30%以上高浓度盐酸下，溶解度便显著减少到最 低点。
②温度对谷氨酸溶解度的影响
图 6-1
表6-2 在等电点时，不同温度条件下谷氨酸的溶解度
温度/℃
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
缺点：整个过程酸性强，腐蚀性大，需要耐酸耐压的水 解和浓缩设备，耗用大量蒸汽和盐酸，操作也比较复 杂。
⑶低温等电点法 关掉冷却水
投晶种0.2%
图6-4 低温等电点法提取谷氨酸工艺流程
通过增加制冷能力，将等电点提取的终点温度，由原来 的15~20℃，降至0~5℃，这样可使母液中的谷氨酸含量由 1.5~2%降低到1.0~1.3%，从而增加等电点一次收率。 特点： 工艺操作简便，设备简单，废水量少，节约酸、碱用 量，成本较低，一次提取收率可达78%左右。
⑶金属盐法：金属盐法包括锌盐法和钙盐法，即利 用谷氨酸与Zn2+、Ca2+等金属离子作用，生成难 溶于水的谷氨酸金属盐，沉淀析出，在酸性环境 中谷氨酸金属盐被分解，重新以谷氨酸形式结晶 析出。
⑷离子交换膜电渗析法：根据渗透膜对各种离子物 质的选择透性不同而将谷氨酸分离，如电渗析和 反渗透法。
谷氨酸的发酵和提取工艺综述
⾕氨酸的发酵和提取⼯艺综述综述：⾕氨酸的发酵与提取⼯艺第⼀部分⾕氨酸概述⾕氨酸⾮⼈体所必需氨基酸，但它参与许多代谢过程，因⽽具有较⾼的营养价值，在⼈体内，⾕氨酸能与⾎氨结合⽣成⾕氨酰胺，解除组织代谢过程中所产⽣的氨毒害作⽤，可作为治疗肝病的辅助药物，⾕氨酸还参与脑蛋⽩代谢和糖代谢，对改进和维持脑功能有益。
另外，众所周知的⾕氨酸钠盐即味精有很强烈的鲜味，是重要的调味品。
1996、1997、1998年味精年产量分别为55.0万吨、56.64万吨、59.03万吨。
尽管如此，我国⼈均年消耗味精量还只有400g左右，⽽台湾省已达2000g。
因此，中国将是世界上最⼤的潜在味精消费市场，也就是说，味精⽣产会稳步发展。
这也意味着⾕氨酸的⽣产不断在扩⼤[1]。
⾕氨酸⽣产⾛到今天就⽣产技术⽽⾔已有了长⾜进步,⽆论是规模还是产能都今⾮昔⽐,与此同时各⼚家还在追求完美, 这是⾏业进步的动⼒,也是⽣存之所需。
实际上⽣产⼯艺是与时俱进的,没有瑕疵的⼯艺是不存在的。
如:配⽅及提取⽅法现在是多种多样,有单⼀⽤纯⽣物素的,也有⽤⽢蔗糖蜜加纯⽣物素的, 还有加⽟⽶浆⼲粉或麸⽪⽔解液及⾖粕⽔解液等等;提取⽅法有:等电-离交、等电-离交-转晶、连续等点-转晶等等[2]。
本综述简述⾕氨酸⽣产的流程及发酵机制，着重介绍⾕氨酸的提取⼯艺。
第⼆部分⾕氨酸⽣产原料及其处理⾕氨酸发酵的主要原料有淀粉、⽢蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、⼄醇、正烷烃(液体⽯蜡)等。
国内多数⾕氨酸⽣产⼚家是以淀粉为原料⽣产⾕氨酸的，少数⼚家是以糖蜜为原料进⾏⾕氨酸⽣产的，这些原料在使⽤前⼀般需进⾏预处理。
(⼀)糖蜜的预处理⾕氨酸⽣产糖蜜预处理的⽬的是为了降低⽣物素的含量。
因为糖蜜中特别是⽢蔗糖蜜中含有过量的⽣物素，会影响⾕氨酸积累。
故在以糖蜜为原料进⾏⾕氨酸发酵时，常常采⽤⼀定的措施来降低⽣物素的含量，常⽤的⽅法有以下⼏种:(1)活性炭处理法; (2)⽔解活性炭处理法;（3）树脂处理法。
生物技术测试题(附参考答案)
生物技术测试题（附参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、不能用干燥方法除去的水分是( )A、结合水分B、非结合水分C、自由水分D、平衡水分正确答案：D2、用牛肉膏作培养基能为微生物提供（）A、C 源B、N 源C、生长因素D、A，B，C都提供正确答案：D3、细菌的芽胞是（）A、细菌生长发育的一个阶段B、一种运动器官C、一种细菌接合的通道D、一种繁殖方式正确答案：A4、实验室常用的培养放线菌的培养基是（）A、麦芽汁培养基B、马铃薯培养基C、牛肉膏蛋白胨培养基D、高氏一号培养基正确答案：D5、血液NPN增高，其中最主要的物质是A、肌酸B、尿酸C、胆红素D、尿素正确答案：D6、5-羟色胺是由哪种氨基酸转变生成A、脯氨酸B、酪氨酸C、组氨酸D、色氨酸正确答案：D7、测定某一蛋白质样品的氮含量为2.0g，该样品中约含蛋白质A、11gB、13gC、14gD、12.5g正确答案：D8、下列哪种胆汁酸是次级胆汁酸A、牛磺胆酸B、鹅脱氧胆酸C、石胆酸D、甘氨胆酸正确答案：C9、细菌的基本形态是（）A、杆状B、球状C、螺旋状D、以上都是正确答案：D10、关于酮体的叙述正确的是A、是脂酸在肝中大量分解产生的异常中间产物，可造成酮症酸中毒B、各组织细胞均可利用乙酰CoA合成酮体，但以肝为主C、酮体只能在肝内生成，肝外利用D、酮体氧化的关键酶是乙酰乙酸转硫酶正确答案：C11、细胞质内生成乳酸的代谢途径是A、脂肪酸合成B、脂肪酸β氧化C、糖酵解D、磷酸戊糖途径正确答案：C12、cDNA是指A、在体外经逆转录合成的与RNA互补的DNAB、在体外经逆转录合成的与DNA互补的DNAC、在体外经转录合成的与DNA互补的RNAD、在体内经逆转录合成的与RNA互补的DNA正确答案：A13、实验室中含糖培养基高压蒸汽灭菌的工艺条件是( )A、121℃/50minB、115℃/10minC、140℃/30minD、115℃/30min正确答案：D14、以下哪种方法保藏菌种最好（）A、斜面低温保藏B、砂土管保藏法C、冷冻真空干燥法D、石蜡油封法正确答案：C15、革兰氏染色结果中，革兰氏阳性菌应为（）A、黄色B、紫色C、无色D、红色正确答案：B16、过滤和培养的耦合是把一定浓度发酵液通过( )进行过滤,使培养液中的培养基成分和溶解的胞外产物随滤液排出,而菌体则循环回反应器继续进行发酵。
生物技术模拟试题+答案
生物技术模拟试题+答案一、单选题（共70题，每题1分，共70分）1、现有 15N标记DNA双链，以 14NH 4Cl作为氮源复制DNA时，开始产生不含 15N的子代DNA分子时是A、第1代B、第2代C、第3代D、第4代正确答案：B2、稀有碱基常出现于( )A、rRNAB、tRNAC、snRNAD、hnRNAE、mRNA正确答案：B3、Watson和Crick提出的经典DNA双螺旋结构属于( )A、A型B、B型C、Z型D、E型正确答案：B4、革兰氏染色的关键操作步骤是( )A、复染B、酒精脱色C、碘液固定D、结晶紫染色正确答案：B5、果汁、牛奶常用的灭菌方法为（）A、间歇灭菌B、干热灭菌C、高压蒸汽灭菌D、巴氏消毒正确答案：D6、青霉素是青霉分泌的一种抗生素，为20世纪医学上重大发现，青霉属于（）A、细菌B、放线菌C、衣原体D、真菌正确答案：D7、核酸对紫外线的吸收是由哪一结构所产生的A、糖苷键B、嘌呤、嘧啶环上的共轭双键C、磷酸上的P=O双键D、磷酸二酯键正确答案：B8、通常链霉菌可通过以下方式进行繁殖（）A、出芽繁殖B、芽孢子C、孢囊孢子D、分生孢子正确答案：D9、霉菌的菌落特征是（）A、蛛网状、绒毛状、形态大、干燥、不透明、不易挑起B、菌落较大、较厚、较稠、较不透明、有酒香味C、较小、湿润、光滑透明、粘稠、易挑起D、干燥、不透明，表面呈紧密的丝绒状、并有色彩鲜艳的干粉、不易挑起正确答案：A10、下列关于酶的固定化技术说法正确的是( )。
A、固定化酶技术就是固定反应物将酶依附着载体围绕反应旋转的技术B、固定化酶的优势在于能催化一系列的酶促反应C、固定化酶是将酶固定在一定空间的技术D、固定化酶中的酶无法重复利用正确答案：C11、（）常用于皮肤和器具表面杀菌。
A、95％酒精溶液B、10％乙酸溶液C、10％新洁尔灭溶液D、75％酒精溶液正确答案：D12、可用于微生物分离鉴定的培养基是（）A、固体、化学、鉴别培养基B、半固体、天然、鉴别培养基C、固体、天然、选择培养基D、半固体、天然、选择培养基正确答案：A13、枯草芽孢杆菌经革兰氏染色后,菌体应呈( )A、无色B、红色C、紫色D、黄色正确答案：C14、一个E.coli的突变株,在基本培养基中不能生长,在加入精氨酸的补充培养基中能够生长,这一突变株称为( )。
第六章谷氨酸的提取
• （4）发酵液中尚有其它一些含量很少的发 酵副产物。
• 有机酸类有乳酸、酮戊二酸、琥珀酸等； 氨基酸类有天门冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸、 脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘氨酸、组 氨酸和谷氨酰胺等。各种氨基酸含量小于1 ％。
• (5)谷氨酸发酵液中含有铵离子0.6-0.8％， 残糖1％以下。
• 一般地说，开始加酸中和至PH5左右，这 段时间加酸速度可以快一些，PH5以下，起 晶前后，加酸速度要慢，须倍加小心，发 现晶核时，应立即停止加酸，育晶2h，使 晶核成长壮大，继续缓慢加酸中和至 PH3．2，搅拌育晶。
• 目前工厂一般采用盐酸中和，若用硫酸中 和，要避免局部温度过高，防止形成β-型结 晶，更需缓慢加酸。同时要选用硫酸含量 高，含杂质少，减少溶解度，可提高收得 率。
• (1)从谷氨酸发酵液中提取腺嘌呤。腺嘌呤 是肌苷发酵的必要原料，同时它还可合成 ATP。腺嘌呤是发酵过程核酸降解产物， 利用其解离度不一，在732离子交换树脂中， 用氢氧化钠洗脱时出现两个峰，见图6-1。
可以分开收集。前者为谷氨酸，后者为腺 嘌呤。再精制就可制得腺嘌呤磷酸盐或腺 嘌呤盐酸盐。
(4)盐酸水解-等电点法
• 发酵液中除含有谷氨酸外，尚含有一定量 的谷氨酰胺，焦谷氨酸和菌体蛋白，这些 物质用等电点、离子交换、锌盐法提取是 无法回收的。
• 发酵液经浓缩后加盐酸水解，可回收部分 谷氨酸，从而使谷氨酸的提取收率和谷氨 酸质量得到提高。
(5)离子交换膜电渗析法提取谷氨酸
• 根据渗透膜对各种离子物质的选择透性不 同而将谷氨酸分离，如电渗析和反渗透法。
• 因而在等电点时，谷氨酸的溶解度最小。 工业生产中等电点法提取谷氨酸就是根据 这一特性，将发酵液PH调至3．2，使谷氨 酸处于过饱和状态而结晶析出。
完整版)各种氨基酸的生产工艺
完整版)各种氨基酸的生产工艺本文介绍了谷氨酸的生产工艺，其中包括等电离交工艺方法、连续等电工艺、发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺、水解等电点法、低温等电点法和直接常温等电点法。
等电离交工艺方法是从发酵液中提取谷氨酸的一种方法。
该方法的缺点是废水量大，治理成本高，酸碱用量大。
连续等电工艺方法将谷氨酸发酵液适当浓缩后进行结晶，虽然水量相对较少，但氨酸提取率及产品质量较差。
发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺是通过超滤膜进行超滤，然后进行结晶、分离、洗涤等步骤得到谷氨酸晶体。
该方法设备简单，废水量减少，生产成本低，酸碱用量省。
水解等电点法是将发酵液浓缩后进行盐酸水解，然后进行过滤、脱色、浓缩等步骤得到谷氨酸晶体。
该方法设备简单，废水量减少，生产成本低，酸碱用量省。
低温等电点法和直接常温等电点法也是从发酵液中提取谷氨酸的方法，它们的优点都是设备简单，废水量减少，生产成本低，酸碱用量省。
发酵法制备谷氨酸晶体的工艺流程如下：首先将发酵液加入硫酸中，调节pH值为4.0-4.5，进行育晶2-4小时，然后再加入硫酸，调节pH值为3.5-3.8，再进行育晶2小时，最后加入硫酸，调节pH值为3.0-3.2，进行育晶2小时。
冷却降温后，进行搅拌16-20小时，沉淀2-4小时即可获得谷氨酸晶体。
该工艺具有设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省等优点。
L-亮氨酸的制备过程分为6个步骤。
首先，在浓缩罐中通入一次母液，加入蒸汽进行浓缩，温度为120度，气压为-0.09Mpa，浓缩时间为6小时，得到结晶液。
然后将结晶液进入一次中和罐中，加入硫酸和纯水进行中和，温度为80度，中和时间为4小时，过滤后得到滤液和滤渣。
接着将滤渣进入氨解罐中，加入氨水、纯水和蒸汽进行氨解，温度为80度，氨解时间为3小时，过滤后得到滤液和滤渣。
将滤渣进入脱色罐中，加入蒸汽、纯水和活性炭进行脱色，温度为80度，脱色时间为2小时，过滤后得到滤液和滤渣。
将滤液进入二次中和罐中，加入氨水和蒸汽进行中和，温度为80度，中和时间为4小时，过滤后得到滤液和滤渣。
生物技术练习题(含答案)
生物技术练习题（含答案）一、单选题（共60题，每题1分，共60分）1、有关辅酶的叙述正确的是( )A、可决定酶的特异性B、不参与质子、电子及化学基团转移C、为一种高分子化合物D、与酶蛋白结合比较疏松E、一种辅酶只能与一种酶蛋白结合正确答案：D2、( )是蛋白质的合成场所。
A、线粒体B、内质网C、高尔基体D、核糖体正确答案：D3、实罐消毒灭菌过程中,最忌讳培养基中的( )。
A、剩料B、颗粒杂物C、水D、空气正确答案：B4、蛋白质变性时能被破坏的化学键不包括( )A、盐键B、肽键C、氢键D、疏水键正确答案：B5、菌种分离时,采用野外菇木、耳木分离法获得纯菌种,这种方法属于( )A、单孢子分离法B、基内菌丝分离法C、多孢子分离法D、组织分离法正确答案：B6、下列DNA双螺旋结构的叙述,正确的是( )A、一条链是左手螺旋,另一条链是右手螺旋B、双螺旋结构的稳定纵向靠氢键维系C、A+T与G+C的比值为1D、磷酸和脱氧核糖构成螺旋的骨架正确答案：D7、对热具有较强抵抗能力的是: ( )A、枯草芽孢杆菌B、白色念珠菌C、大肠杆菌D、金黄色葡萄球菌正确答案：A8、DNA复制时的引物是( )A、蛋白质B、核酶C、DNAD、RNA正确答案：D9、蛋白质的肽链具有的方向性是( )A、从N端到C端B、从5′端到3′端C、从C端到N端D、以上都不是正确答案：A10、高氏一号培养基主要用来培养( )A、放线菌B、霉菌C、酵母菌D、细菌正确答案：A11、( )染菌,通常要将培养基废掉或者重新灭菌。
A、种子培养期B、发酵中期C、发酵后期D、发酵前期正确答案：D12、检测人员在进入无菌室后,必须用( )手进行消毒。
A、75%的酒精B、60%的酒精C、肥皂水D、95%的酒精正确答案：A13、细菌核糖体由( )亚基组成A、50S,70SB、40S,60SC、30S,50SD、20S,40S正确答案：C14、Watson和Crick提出的经典DNA双螺旋结构属于( )A、A型B、B型C、Z型D、E型正确答案：B15、衡量色谱柱总分离效能的指标是( )。
谷氨酸的提取
• 出晶：加浓硫酸调PH 3．2，搅拌20-30h， 多罐串联，连续冷却结晶。连续分离出料。 母液含谷氨酸为3-5％，做肥料。
结晶洗涤三次，方法如下：
每个等电点罐容量为45-100t。
• (2)美国 • 美国圣何塞味精厂提取工艺，发酵液经
(2)离子交换法
• 先将发酵液稀释至一定浓度，用盐酸将发 酵液调至一定的PH值，采用阳离子交换树 脂吸附谷氨酸，然后用洗脱剂将谷氨酸从 树脂上洗脱下来，达到浓缩和提纯的目的。 收率可达85-90％左右。
• 但是酸碱用量大，废水排放量大。国内有 些味精厂采用等电点-离子交换法提取工艺 路线，总收率可达90％左右。
提炼：
• 将谷氨酸生产菌在发酵液中积累的L谷氦酸 提取出来，再进一步中和、除铁、脱色、 加工精制成谷氨酸单钠盐(俗称味精)这个过 程叫提炼。
• 目前生产上可分为谷氨酸提取与精制两个 阶段。
• 本章主要介绍以发酵液中提取谷氨酸的原 理、方法和生产上出现的异常问题及解决 的方法。
谷氨酸提取工艺的选择原则：
3．添加凝聚剂沉淀法
• 在发酵液中加入适量絮凝剂（如聚丙烯酰 胺)使菌体凝集一起，加助滤剂过滤除去。
三、发酵液的综合利用
• 发酵法生产味精的工厂，每天都有大量 废液和废菌体排放，造成环境污染，对发 酵废液的处理，是目前各味精厂急待解决 的问题。
发酵废液中含有一些量很小，价值很高的代 谢副产物。许多味精厂开展了综合利用，主 要有以下几个方面：
(4)盐酸水解-等电点法
• 发酵液中除含有谷氨酸外，尚含有一定量 的谷氨酰胺，焦谷氨酸和菌体蛋白，这些 物质用等电点、离子交换、锌盐法提取是 无法回收的。
等电点锌盐法提取谷氨酸的工艺流程
等电点锌盐法提取谷氨酸的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸，即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH值至谷氨酸等电点(pH3.0-3.2),温度降到10以下沉淀，离心分离谷氨酸，再将上清液用硫酸调pH至1.5上732强酸性阳离子交换树脂，用氨水调上清液pH10进行洗脱，洗脱下来的高流分再用硫酸调PH1.0返回等电车间加入发酵液进行等电提取，离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是：废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中，同时加入硫酸，控制等电罐中PH值维持在3.2左右，温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是：水量相对较少；缺点是：氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤，澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH值为3.20〜3.25,然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并；另一部分在第二调酸罐中被调整pH值至4.5〜7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH值至3.20〜3.25 后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液--- 浓缩(78.9kPa,0.15MPa蒸汽)——盐酸水解(130 ℃, 4h ) ——过滤 ---- 滤液脱色——浓缩——中和，调pH至3.0-3.2(NaOH或发酵液)——低温放置，析晶谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液--- 边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5 --- 加晶种，育晶2h --- 边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2 ---- 冷却降温 ---- 搅拌16h ------ 4 ℃ 静置4h ---- 离心分离------ 谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液加硫酸调节pH4.0-4.5 -------- 育晶2-4h --- 加硫酸调至pH3.5-3.8 ---- 育晶2h ---- 加硫酸调至pH3.0-3.2 -----育晶2h ----- 冷却降温------ 搅拌16-20h ----- 沉淀2-4h ----- 谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
谷氨酸分离提取工艺进展
谷氨酸分离提取工艺进展一、本文概述谷氨酸，作为一种重要的氨基酸，在生物体内发挥着至关重要的作用，包括蛋白质合成、能量代谢、神经传导等多个方面。
近年来，随着生物技术的不断发展和人们对谷氨酸需求量的增加，谷氨酸的分离提取工艺受到了广泛关注。
本文旨在综述谷氨酸分离提取工艺的最新进展，包括传统的提取方法、新型的分离技术，以及工艺优化和经济效益分析等方面。
通过对这些内容的探讨，希望能够为谷氨酸的生产和应用提供有益的参考，推动相关产业的可持续发展。
二、谷氨酸的传统分离提取工艺谷氨酸作为一种重要的氨基酸，其分离提取工艺一直是生物化学领域的研究重点。
传统的谷氨酸分离提取工艺主要基于发酵液的预处理等电点沉淀、离子交换、结晶和精制等步骤。
发酵液预处理是关键的一步，旨在去除发酵液中的杂质，如蛋白质、糖类、无机盐等，以提高后续分离提取的效率。
这一步通常包括离心、过滤和调节pH值等操作。
接下来，等电点沉淀法是利用谷氨酸在特定pH值下溶解度降低的特性，通过调整溶液的pH值至谷氨酸的等电点，使其沉淀析出。
这一方法操作简便，但谷氨酸的纯度和收率往往受到等电点附近其他杂质的干扰。
离子交换法则是利用离子交换树脂对谷氨酸的选择性吸附能力，将谷氨酸从发酵液中分离出来。
此方法对谷氨酸的纯度提升效果显著，但设备投资和操作成本相对较高。
在结晶步骤中，通过控制温度、浓度和pH值等条件，使谷氨酸以晶体的形式析出，进一步提高其纯度。
然而，结晶过程中可能出现的杂质共结晶现象会影响谷氨酸的质量。
精制步骤通常包括重结晶、脱色、脱盐等操作，以进一步提高谷氨酸的纯度。
精制后的谷氨酸产品可以满足不同领域的应用需求。
尽管传统的谷氨酸分离提取工艺已经相对成熟，但在操作成本、产品纯度、环境友好性等方面仍有改进空间。
因此，研究者们一直在探索更加高效、环保的谷氨酸分离提取新工艺。
三、谷氨酸分离提取工艺的新进展近年来，随着科学技术的不断进步，谷氨酸的分离提取工艺也取得了显著的进展。
谷氨酸等电点结晶技术实验报告
谷氨酸等电点结晶技术实验报告
基本信息
本实验的名称为“电点结晶技术”，用于研究谷氨酸等分子的电点结晶结构。
实验采
用的仪器有高速摩尔体积测定器、冷却端摩尔体积测定器和电点结晶仪，所使用的主要化
学试剂有谷氨酸、乙醚、水和胺等。
实验流程
1.准备1%的谷氨酸溶液，在真空中比重添加乙醚和水；
2.使用摩尔体积仪测量上述混合溶液的体积、密度和摩尔体积；
3.使用冷却端摩尔体积测定仪精确测量上述混合溶液的体积、密度和摩尔体积；
4.将上述混合溶液倒入电点结晶仪并加热，监测结晶过程；
5.在结晶结束后，使用显微镜观察其结晶结构，并利用X射线衍射仪测定其结晶结构。
实验结果与讨论
1.经过摩尔体积测定器和冷却端摩尔体积测定仪测量，谷氨酸溶液的体积、密度和摩
尔体积分别为XYN、XYG和XYM；
2.在电点结晶仪加热过程中，观察到谷氨酸溶液可以完全结晶，由实时温度记录可知，结晶温度区间的范围为XY摄氏度，结晶反应全部结束后，自由度为X；
3.使用显微镜观察了谷氨酸的结晶结构，为淡蓝色的多维水晶晶体；
4.运用X射线衍射仪研究，定性表征结晶体结构为XY，经定量研究，谷氨酸结晶体的结晶常数等参数得到了精细的测定，具体数据参见下表：
实验感想
通过本次实验，我们认识到了电点结晶技术的重要性，也学会了实验流程，利用摩尔
体积测定仪和冷却端摩尔体积测定仪、电点结晶仪、显微镜和X射线衍射仪等仪器测定结
晶体的各项参数，并通过观察、定性表征和定量研究等方法获得了完整的结果。
本次实验
对今后研究谷氨酸结晶结构具有重要意义，也为我们进一步研究可能为其带来更多有趣的
发现。
谷氨酸的等电点法提取
2.起晶与育晶：
• 在 23~250C、 pH4.4~4.8时，发酵液中的谷 氨酸浓度可达到过饱和状态，会有晶核析出。
• 当pH下降至5.0之后，要注意取样仔细观测 （可通过显微镜观察），一旦发现晶核出现， 应立即停止加酸，并停止继续降温。投入质量 良好的a-型晶种0.1%~0.3%，搅拌育晶2h。
流加过程中要连续加酸不断搅拌和不断降温使操作条件恒定为ph40和温度20一级调酸罐中的固液混合物料进入二级调酸罐后当体积达到一半时即可加酸调节ph和用冷水调温使操作条件恒定为ph36和温度14二级调酸罐中的固液混合物料进入三级调酸罐后当体积达到一半时即可加酸调节ph和用冷水调温使操作条件恒定为ph32和温度8将三级调酸罐中完成等电点育晶的料液泵送至连续卸料离心机中进行连续分离
• pH逐渐接近起晶点时，加酸速度应逐渐减慢。 在pH降低的过程中，用冷水缓慢降温，一般 控制起晶点时的温度为23~250C.
二.等电点法提取谷氨酸的工艺流程
温度
发酵液 硫酸
pH4.0-4.5 (起晶中和点)
加晶种 起晶
停酸育晶
晶种
Hale Waihona Puke 2h缓慢 加酸静置沉 降4h
离心分离
等电点搅拌 20h
湿谷氨酸
继续中和至 pH3.2
3.继续调酸与等电点育晶：
• 搅拌育晶2h后，继续缓慢加酸，并逐渐 降低温度，一直将pH调节至3.2，耗时 4~6h，此时温度可降至10~130C。停止 加酸后，继续用冷水缓慢降温，直至40C 左右，搅拌育晶8~12h。
4.沉淀与分离：
• 分离之前要停止搅拌，沉淀4h，排出上 清液，然后将等电点罐底部的固液混合 液泵入离心机进行分离，可得湿谷氨酸 产品。
• 影响因素：谷氨酸含量；温度和降温速 度；加酸及终点pH；晶种与养晶时间； 搅拌；残糖；染菌。
等电点法提取谷氨酸的工艺-
组员：段守富（组长），黄有贵（主讲）， 邓崇飞，刘玉，王珏慧
基础知识： 1.等电点定义：两性电解质净电荷为零时的兼性离子状态下的 pH值，称为等电点。 2.等电点性质:处于等电点时,氨基酸的溶解度最小。 3.谷氨酸的等电点为pI=3.22（25℃的测定值）。
谷氨酸 结构
二.等电点法提取谷氨酸的工艺流程
温度 加晶种 起晶
发酵液 盐酸 静置沉 降6h 湿谷氨酸
纯度(%) 95.0 94.8 93.5 92.3 90.8 90.7
结论：30℃以下形成α-型结晶，而且温度越低， 其溶解度越小，故将发酵液降温，低温等电点 法能提高回收率。
2.起晶与晶种的添加
(1)自然起晶:晶体大小不一,小晶体难于沉降,收得率低. (2)晶种起晶:晶体大且均一,易于沉降,收得率高。
(3)投放晶种的时机:
过早投放:晶种容易溶化掉
过晚投放:形成更多细小晶核
自然起晶，pH中和至4.0～4.5时，可作为起晶中 和点，应停止加酸，养晶育晶2小时左右，使晶核成 长壮大。
3.加酸速度的影响
开始加酸调pH至 5.0这段时间内，加酸 速度可稍快些 加酸步骤: 在pH 5.0以下，加酸速度要缓慢 发现晶核时，应停酸育晶 然后再继续慢慢加酸直至pH缓慢降到 等电点为止
α-型结晶是等电点提取的一种理想的结晶。
表1 析出温度对晶型的影响
析出温度 (℃) 10 20 30 40 50 60
α -型与 β -型的比较 主要是α -型 主要是α -型 多数α - 型,少量β - 型 α ,β - 型各半 主要是β -型 主要是β -型
谷氨酸等电点的计算
谷氨酸等电点的计算引言：谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛存在于生物体中。
了解谷氨酸的等电点对于研究其性质和功能具有重要意义。
本文将介绍谷氨酸等电点的计算方法及其意义。
一、什么是等电点？等电点是指溶液中某一物质带有的净电荷为零的pH值。
在等电点附近，物质的电荷转移达到平衡，净电荷为零。
对于氨基酸等带有离子性的化合物来说，等电点是其溶液中带有的净电荷为零的pH 值。
二、谷氨酸的结构和性质谷氨酸是一种二元氨基酸，由谷氨酸酸和谷氨酸碱两种离子形式构成。
谷氨酸具有两个离子化的官能团，即羧基（COOH）和氨基（NH2）。
在酸性条件下，谷氨酸以酸离子形式存在；在碱性条件下，谷氨酸以碱离子形式存在。
三、计算谷氨酸的等电点1. 等电点的计算方法谷氨酸的等电点可以通过数学方法计算得出。
等电点是指谷氨酸带有的净电荷为零的pH值，也就是谷氨酸酸离子和谷氨酸碱离子的浓度相等的pH值。
可以通过求解酸离子和碱离子的浓度相等的方程来计算等电点。
2. 酸离子和碱离子浓度的计算谷氨酸酸离子的浓度可以通过酸性条件下的酸离子解离常数Ka计算得出。
而谷氨酸碱离子的浓度可以通过碱性条件下的碱离子解离常数Kb计算得出。
根据电离常数的定义，可以得到以下等式：Ka = [谷氨酸酸离子]/[谷氨酸酸]，Kb = [谷氨酸碱离子]/[谷氨酸碱]。
3. 方程的求解将酸离子和碱离子的浓度相等代入酸离子解离常数和碱离子解离常数的等式中，即Ka = [谷氨酸酸离子]/[谷氨酸酸] = [谷氨酸碱离子]/[谷氨酸碱] = Kb。
然后解方程，求解出等电点的pH值。
四、谷氨酸等电点的意义谷氨酸等电点的计算可以帮助我们了解谷氨酸的电离特性和溶液中的电荷分布。
谷氨酸在不同pH条件下具有不同的电荷状态，这对于其在生物体内的功能和相互作用具有重要影响。
例如，在酸性条件下，谷氨酸酸离子会与其他离子或分子发生静电吸引作用，影响其在代谢途径中的活性。
谷氨酸等电点的计算还对于生物工程和药物研发等领域具有重要意义。
第五章_谷氨酸的提取
第五章 谷氨酸的提取 第三节 等电点法提取谷氨酸 三、等电点工艺的类型 （1）直接常温等电点法 （2）带菌体冷冻低温一次等电法 （3）除菌体常温等电点法 （4）浓缩、水解等电点法 （5）低温浓缩等电点法 （6）谷氨酸发酵液连续等电工艺
第五章 谷氨酸的提取 1、直接常温等电点法提取谷氨酸 提取谷氨酸工艺流程 提取谷氨酸
第五章 谷氨酸的提取 第一节概述 • 将谷氨酸生产菌在发酵液中积累的L-谷氨酸提取出来, 再进一步中和、除铁、脱色、加工精制成谷氨酸单钠 盐叫提炼。 • 提取工艺的选择原则:工艺简单,操作方便,提取收率高, 产品纯度高,劳动强度小,设备简单,造价低,使用的原材 料、药品价廉,来源容易。 • 谷氨酸是发酵的目的产物，必须将其与发酵液的菌体、 残糖、色素、胶体物质以及其他副产物分离出来。 • 谷氨酸，通常应用其两性电解质性质、溶解度、分子 大小、吸附剂的作用以及谷氨酸的成盐作用。
第五章 谷氨酸的提取 3、除菌体常温等电点法提取谷氨酸 提取谷氨酸工艺流程 提取谷氨酸
发酵液
菌体蛋白
离心分离 除菌体
加盐酸（或高流分母液pH1.5) 育晶2h(pH4-5) 加盐酸（或高流分母液pH1.5) 育晶2h(pH3.5-3.8) 加盐酸（或高流分母液pH1.5) 育晶2h(pH3.0-3.2) 冷却降温 搅拌育晶20-16h 沉淀4h
第五章 谷氨酸的提取 等电点法提取谷氨酸的原理： 等电点法是谷氨酸提取方法中最简单的一种方法,由于设 备简单、操作简便、投资少等优点,谷氨酸发酵液不经除菌或 除菌、不经浓缩或浓缩处理、在常温或低温下加盐酸调至谷 氨酸的等电点pH3.22,使谷氨酸呈过饱和状态结晶析出。 谷氨酸分子中含有2个酸性的羧基和一个碱性的氨基,在不 同的pH值溶液中以GA+、GA± 、GA-、GA＝、表示。
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发酵液 盐酸 静置沉 降6h 离心分离
pH4.0-4.5 (起晶中和点) 等电点搅拌 20h 湿谷氨酸
晶种
停酸育晶 2h
缓慢 加酸
继续中和至 pH3.0-3.2
三.影响结晶的因素
1.温度与结晶的关系
晶体类型
α-型结晶
β-型结晶
α-型结晶的晶体是等电点提取的一种理想的 结晶。
表1 析出温度对晶型的影响
搅拌太快:结晶细小
搅拌速度 搅拌太慢:形成过多的微细晶核，甚至出现β型结晶． 工厂多采用的搅拌转速一般为20～35r/min。
四
总结
1.等电点法提取谷氨酸的工艺流程. (1)温度
2.影响结晶的因素:
(2)添加晶种 (3)加酸速度 (4)搅拌
析出温度(℃) 10 20 30 40 50 60 α -型与β -型的比较 主要是α -型 主要是α -型 多数α -型,少量β -型 α ,β -型各半 主要是β -型 主要是β -型 含水分(%) 13.80 15.03 18.32 30.80 38.00 37.20 纯度(%) 95.0 94.8 93.5 92.3 90.8 90.7
30℃以下形成α-型结晶
2.起晶与晶种的添加
(1)自然起晶:晶体大小不一,小晶体难于沉降,收得率低. (2)晶种起晶:晶体大且均一,易于沉降,收得率高。
(3)投放晶种的时机:
过早投放:晶种容易溶化掉
过晚投放:形成更多细小晶核
自然起晶，pH中和至4.0～4.5时，可作为起晶中 和点，应停止加酸，养晶育晶2小时左右，使晶核成 长壮大。
3.加酸速度的影响
开始加酸调pH至 5.0这段时间内，加酸 速度可稍快些 加酸步骤: 在pH 5.0以下，加酸速度要缓慢 发现晶核时，应停酸育晶 然后再继续慢慢加酸直至pH缓慢降到 等电点为止 总结:
前期稍快 中期要缓 后期要慢
4.搅拌对结晶的影响
(1)不搅拌的情况下起晶: 结晶的大小不均匀。 (2)搅拌的情况下起晶:结晶的大小均匀，避免“晶簇”生 成。
等电点法提取谷氨酸的 工艺流程
主讲人:李海
一 二
等电点法的工艺流程 影响结晶的因素
1.温度与结晶的关系 2.起晶与晶种的添加 3.加酸速度的影响 4.搅拌对结晶的影响
三
总结
复习
1.等电点定义3.22。
谷氨酸 结构
二.等电点法提取谷氨酸的工艺流程