谷氨酸生产工艺流程

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谷氨酸发酵生产工艺

目录1.谷氨酸发酵生产工艺简介1.1工艺流程1.2工艺参数1.3工艺要求2串级控制系统特点与分析2.1串级系统特点2.2串级控制结构框图及分析3控制方案3.1总体方案3.2系统放图3.3待检测点的控制系统流程图4仪表的选型4.1热交换器4.2仪表清单5控制算法选择5.1控制规律5.2调节器正反作用的选择6总结7参考文献附图串级控制系统-----两只调节器串联起来工作，其中一个调节器的输出作为另一个调节器的给定值的系统。

例：加热炉出口温度与炉膛温度串级控制系统1. 基本概念即组成结构串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器，前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定，后一个调节器的输出送往调节阀。

前一个调节器称为主调节器，它所检测和控制的变量称主变量（主被控参数），即工艺控制指标；后一个调节器称为副调节器，它所检测和控制的变量称副变量（副被控参数），是为了稳定主变量而引入的辅助变量。

整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。

副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。

在该反应中，主要控制的指标是釜温。

但由于测量元件的测量滞后，以及由于测量套管插入其内，在套管的外表面有反应发生，很容易造成釜温的假象。

因此在升温-恒温控制的过程中需要热水和冷水的交换切换，以便使谷氨酸发酵充分反应，提高产品质量。

主、副变量，主、副控制器（调节器），主、副对象，主、副检测变送器，主、副回路。

作用在主、副对象上的干扰分别为一、二次干扰系统特点及分析* 改善了过程的动态特性，提高了系统控制质量。

* 能迅速克服进入副回路的二次扰动。

* 提高了系统的工作频率。

* 对负荷变化的适应性较强串级控制系统的特点：1、能迅速地克服进入副回路的扰动2、改善主控制器的被控对象特征3、有利于克服副回路内执行机构等的非线性执行阀流量对象流量检测变送器）（S E 1）（S R 2）（S R 1）（S E 2温度调节器流量调节器温度对象--温度检测变送器流量原料出口温度）（S D 2）（S D 1输出对于输入的传递函数：)(1s W c )(2s W c )(s W V )(02s W )(01s W )(2s W m )(1s W m )(1s F )(2s F )(2s Y )(2s E )(1s E )(2s X )(2s Z +++++--[])()()()()()()()()()(1)()()()()(2022101022101022111s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W s W S X S Y m V c m V c c V c c ---=）（）（。

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。

谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程
谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、饲料、医药和化工等领域。

下面将介绍一种常见的谷氨酸生产工艺流程。

首先是原料准备。

谷氨酸的生产主要依靠微生物发酵，常用的菌株有谷氨酸棒状杆菌、曲霉等。

菌种的培养需要合适的培养基，常用的培养基成分包括碳源、氮源、无机盐和微量元素等。

其中，常用的碳源有糖类、淀粉类和脂肪类，常用的氮源有尿素、氨基酸和蛋白质等。

其次是发酵过程。

将培养基加热灭菌后，转入发酵罐中，控制好温度、pH值和搅拌速度等条件，接种适量的菌种，并进行
培养。

在发酵过程中，菌株利用培养基中的碳源和氮源进行生长和代谢，并分泌出谷氨酸。

通常发酵时间为30-48小时。

然后是分离提取。

发酵结束后，需要将发酵液中的谷氨酸进行分离提取。

一般采用酸碱法进行提取，即先用酸调整发酵液的pH值使其酸化，然后用碱调整pH值使其碱化，谷氨酸因为
在酸性条件下溶解度较大，在碱性条件下溶解度变小，从而通过溶液的酸碱调节将谷氨酸分离出来。

最后是纯化和结晶。

将提取的谷氨酸溶液进行纯化和结晶工艺，以提高产品的纯度和晶体形态。

常用的纯化方法有酸沉淀、蒸发结晶和逆流结晶等。

纯化后的谷氨酸产品可以用于进一步加工和应用。

以上就是一种常见的谷氨酸生产工艺流程。

当然，不同厂家和
规模的生产工艺可能略有不同，但总体来说，这是一种经济有效的谷氨酸生产方法。

随着生物工程技术的发展，谷氨酸的生产工艺也在不断改进和创新，以提高生产效率和产品质量。

谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程谷氨酸是一种重要的氨基酸，具有多种生物学功能，广泛应用于食品、医药、化工等领域。

下面是谷氨酸的生产工艺流程。

1. 淀粉水解首先将淀粉加入水中进行水解，可采用传统的酸水解或者酶水解方法。

酸水解需要在酸性条件下进行，通过加入酸性物质（如盐酸）降低溶液的pH值，使淀粉分子链断裂，形成果糖和葡萄糖。

酶水解则是通过添加淀粉酶，使淀粉分子链断裂。

2. 发酵将水解后的淀粉溶液转移到发酵罐中，加入适量的谷氨酸生产菌株，如谷氨酰转氨酶阳性菌株或谷氨酸合成菌株。

发酵条件需要控制在合适的温度、pH值和营养物质供给下，促进菌株的生长和谷氨酸的合成。

此外，发酵过程中还要进行通气，提供菌株所需的氧气。

3. 提纯发酵结束后，将发酵液进行提纯。

首先将发酵液进行离心或者过滤，除去固体颗粒。

然后，通过酸碱调节和溶剂萃取等方法，将固液分离，得到谷氨酸的提纯液。

提纯液中还可能存在杂质，可以通过活性炭吸附或离子交换树脂吸附等方法去除。

4. 结晶将谷氨酸的提纯液进行结晶处理。

首先，在适当的温度下加入结晶剂，如酒精或乙醇，使谷氨酸分子互相结合形成结晶。

然后，通过过滤或离心等方法，将结晶分离出来。

5. 干燥将分离出的谷氨酸结晶进行干燥处理，除去水分。

可以采用真空干燥、喷雾干燥或者冷冻干燥等方法，在适当的温度下蒸发水分，得到干燥的谷氨酸成品。

6. 包装将干燥的谷氨酸成品进行包装，通常使用塑料袋、铝箔袋或者纸盒等包装材料，保护谷氨酸的质量和稳定性。

包装后，进行质量检验，确保谷氨酸成品符合相关标准。

以上就是谷氨酸的生产工艺流程。

整个工艺包括淀粉水解、发酵、提纯、结晶、干燥和包装等环节，通过合理控制各个步骤的条件和参数，可以有效提高谷氨酸的产量和质量，满足市场需求。

同时，在生产过程中还要注意环保和安全，做好废水、废气和废弃物的处理与排放。

氨基酸类药物的发酵生产—谷氨酸的发酵生产

生物素的来源：氨基酸生产上可以作为生物素来源的原料有玉米浆、麸皮水解液、糖蜜及酵母水解液等，通常选取几种混合使用。例如，许多工厂选择纯生物素、玉米浆、糖蜜这三种物质来配制培养基。各种原料来源及加工工艺不同，所含生物素的量不同。玉米浆含生物素500μg/kg，麸皮含生物素300μg/kg，甘蔗糖蜜含生物素1500μg/kg。
操作简单周期长，占地面积大。
直接常温等电点法工艺流程
发酵液
起晶中和点（pH4-4.5) 育晶（2h）
盐酸
菌体及细小的谷氨酸晶体
等电点搅拌pH3-3.22 静置沉降4-6h 离心分离
成品
母液
干燥
湿谷氨酸晶体
2、离子交换法
可用阳离子交换树脂来提取吸附在树脂上的谷氨酸阳离子，并可用热碱液洗脱下来，收集谷氨酸洗脱流分，经冷却、加盐酸调pH 3.0～3.2进行结晶，之后再用离心机分离即可得谷呈棒形或短杆形；革兰氏阳性菌，无鞭毛，无芽孢；不能运动；需氧性的微生物；生物素缺陷型；脲酶强阳性；不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等；
发酵中菌体发生明显形态变化，同时细胞膜渗透性改变；二氧化碳固定反应酶系强；异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱； α-酮戊二酸氧化能力微弱；柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活
有机氮丰富有利于长菌，因此谷氨酸发酵前期要求一定量的有机氮，通常在基础培养基中加入适量的有机氮，在发酵过程中流加尿素、液氨或氨水来补充无机氮。
（3）无机盐
磷酸盐：工业生产上可用K2HPO4·3H2O、KH2PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等磷酸盐，也可用磷酸。过高：代谢转向合成缬氨酸。过低：菌体生长缓慢。

谷氨酸发酵工艺

Val
7.生物素
谷氨酸产生菌是营养缺陷型, 对生长繁殖、代谢产物的影响非常明显。生物素过量时糖酵解途径中的丙酮酸转变为乳酸, 同时也使异柠檬酸转变为琥珀酸,菌体生长繁殖快,同时生物素又促进菌体细胞膜通透性障碍物的生物合成, 使菌体不能及时将细胞内的谷氨酸排出,谷氨酸合成途径受阻,发酵液中由菌种细胞排出的谷氨酸仅能占氨基酸总量的12%; 生物素亚适量时,菌体代谢失调,细胞膜通透性增强,细胞内的谷氨酸能及时排出,有利于谷氨酸的积累, 发酵液内由菌体细胞排除谷氨酸能达总氨基酸92%左右。因此,要根据发酵时期来控制生物素的含量。
•谷氨酸发酵需要的氮源比一般发酵工业多得多，一般发酵工业碳氮比为100：0.2－2.0，谷氨酸发酵的碳氮比为100：15－21。
•在谷氨酸发酵过程中,应正确控制碳氮比。一般在菌体生长期碳氮比应大一些(氮低）,在产酸期,碳氮比应小些(氮高）。在碳源和氮源的比为3∶1时，谷氨酸棒状杆菌会大量合成谷氨酸，但当碳源和氮源的比为4∶1时，谷氨酸棒状杆菌只生长而不合成谷氨酸。
谷氨酸发酵
例子
• 出现这种情况的原因是由于发酵过程中感染了杂菌，造成了大量的葡萄糖被消耗，但是并没有产生谷氨酸, 发酵过程中发酵液的pH值控制的不合适或者是发酵液NH4＋浓度过高，使得产生的谷氨酸转变成谷氨酰胺。
某谷氨酸发酵，发酵过程中各种参数的变化情况如图所示。最后的发酵液中谷氨酸的浓度很低，发酵周期较长，而这段时间却有大量的葡萄糖被消耗，那么，这些被消耗的葡萄糖到哪里去了？
3.NH4+浓度
• （1）影响到发酵液的pH值 • （2）与产物的形成有关： • NH4+过量，菌体增殖阶段会抑制菌体生长，产酸阶段Glu（谷氨酸）会受谷氨酰胺合成酶作用转化为Gln(谷氨酰氨)

谷氨酸的生产

•调节机制
• 谷氨酸发酵中代，糖谢代控谢除制受发到生酵物素控制
外，也受到NH4+的影响。
• 使用生物素缺乏菌，在NH4+存在时，葡萄
糖以很快的消耗速度和高的收文生率095生-1 成谷氨
酸。
董晓蒙 2
• 当NH4+不存在时，糖的消耗耿速春霞度2很慢，生成物是α-酮戊二酸、丙酮酸、陈聪醋聪酸2 和琥珀
Ⅰ.谷氨酸的生代物合谢成控途径制主发要包酵括：
EMP途径 HMP途径 TCA循环乙醛酸循环
CO2固定反应
文生095-1 董晓蒙 2 耿春霞 2 陈聪聪 2
总反应途径
糖经过EMP途径代和H谢MP控生成制丙发酮酸酵。
一方面丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA；
另一方面，经CO2固定作用生成草酰乙酸；两者
合成柠檬酸进入TCA循环，由三羧酸循环的中间
入分解途
浓度增加
径
防止
过剩
羧激化活酶
PEP
果与糖二共磷同酸
草酰乙酸
文董生晓转0蒙95向-21 CO2固定
耿春霞 2
乙酰-CoA氧化陈聪聪抑制2 丙酮
ATP水平提高
酸激酶
•氨的导入
氨的导入方式代：谢控制发酵
• 糖代谢中间体α-酮戊二酸还原氨基化生成谷氨酸
• 天冬氨酸或丙氨酸通过氨基文生转095移-1 作用将氨基转给α-酮戊二酸而生成董晓蒙 2
丙丙酮酮酸酸
乙酰CoA
丙糖-3-磷酸CO2固定草酰乙酸
柠檬酸
TCA
2.DCA循环乙酰CoA
柠檬酸合成酶柠檬酸
异柠檬酸裂解酶异柠文檬生0酸95-1
琥珀酸
草酰乙酸
董晓蒙 2

谷氨酸生产工艺

..生物工程专业综合实训（2016 年 11 月谷氨酸生产工艺摘要：谷氨酸做为一种人体所必须的氨基酸，在生命的生理活动周期中具有很大的作用。

不仅参与各种蛋白质的合成，组成人体结构，还做为味精可以给我们带来味蕾上的享受。

现代生产谷氨酸的工艺主要是利用微生物发酵提取而来。

不同的发酵方法和不同的发酵条件会造成产量的很大不同。

本次谷氨酸的生产工艺，主要是掌握发酵方法和发酵条件的控制，还有各种仪器的使用方法。

通过测得的数据来观察菌种的生长变化，同时谷氨酸发酵工艺各个工段的原理和使用方法。

关键词：谷氨酸；发酵；工艺；等电点。

引言谷氨酸是一种酸性氨基酸，是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一，在代谢上具有重要意义。

不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。

谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。

医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。

食品工业上，味精是常用的仪器增鲜剂，其主要成分是谷氨酸钠盐。

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。

不论在食品、化妆品还是医药行业，谷氨酸都有很大的用途。

谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。

谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。

用于食品内，有增香作用。

甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显着提高食品的风味。

谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。

一、谷氨酸简介谷氨酸一种酸性氨基酸。

分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。

谷氨酸是里索逊1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。

大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。

谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。

医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷，还用于改善儿童智力发育。

谷氨酸发酵工艺流程及谷氨酸的提取操作流程

谷氨酸发酵、提取，精制工艺
（一）发酵及提取工艺流程
菌种（石河子大学菌种）
斜面
摇瓶种发酵罐（SY-3015）发酵液
GQ-75分离机离心（15000rpm ）（去菌体）发酵液
结晶（中和）罐，酸罐，
(离子交换高流分
（二）谷氨酸的等电点-离子交换提取谷氨酸工艺
（三）谷氨酸钠的精制操作
1、中和
工艺条件：湿谷氨酸：水：(固体)纯碱=1：2：（0.3-0.34）
T=60℃，pH=6.4（用试纸测）
注意：60℃下，搅拌下，徐徐加入固体纯碱中和，至pH 6.4 ,搅拌至澄清。

2、谷氨酸钠喷雾干燥
工艺流程：中和完的澄清液，用SY-6000小型喷雾干燥仪干燥并收集；
工艺条件：
进风170℃，出风温度65-75℃，进料量控制40%（即500ml/h），空气流量600l/h （四）谷氨酸产生菌发酵代谢曲线示例。

谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品添加剂、医药和化妆品等领域。

本文将详细介绍谷氨酸的生产工艺流程，包括原料准备、发酵过程、提取纯化和产品制备等步骤。

1. 原料准备谷氨酸的主要原料是葡萄糖和谷氨酸菌株。

葡萄糖作为碳源提供能量和碳源，而谷氨酸菌株则是产生谷氨酸的微生物。

首先，需要选择合适的谷氨酸菌株，常用的菌株包括大肠杆菌、突变株以及其他高效产谷氨酸的菌株。

同时，还需培养出活跃和健康的种子菌。

其次，葡萄糖作为主要碳源，需要进行消毒处理并与适量的水混合成发酵基质。

此外，在基质中还可以添加一些辅助物质，如无机盐、维生素等，以提供微生物生长所需的营养物质。

2. 发酵过程发酵是谷氨酸生产的核心步骤，通过微生物菌株在发酵罐中进行培养和繁殖，产生大量的谷氨酸。

首先，将培养好的种子菌接种到发酵罐中。

发酵罐应具备适宜的温度、pH值和通气条件，以提供良好的生长环境。

同时，还需控制搅拌速度和通气量等参数，以促进菌体的生长和代谢活动。

在发酵过程中，需要监测和调节发酵液中的各项指标，如温度、pH值、溶解氧浓度、营养物质浓度等。

这些指标的控制对于提高产量和产品质量非常重要。

发酵时间一般为数十小时至数天不等，在此期间微生物会利用葡萄糖进行代谢，并产生大量的谷氨酸。

随着时间推移，发酵液中谷氨酸浓度逐渐增加。

3. 提取纯化经过发酵后，需要对含有谷氨酸的发酵液进行提取和纯化，以得到高纯度的谷氨酸产品。

首先，将发酵液通过过滤或离心等方式，去除微生物菌体和固体杂质。

然后，利用适当的方法（如离子交换、凝胶过滤、透析等）对溶液进行进一步纯化。

在纯化过程中，需要根据谷氨酸的特性选择合适的方法和条件。

例如，离子交换层析可以利用谷氨酸分子带有的正电荷与阴离子交换树脂发生吸附和解吸作用，从而实现分离和富集。

此外，在提取纯化过程中还可以进行浓缩、结晶等操作，以进一步提高产品的纯度和产量。

4. 产品制备最后一步是将提取纯化得到的谷氨酸转化为可用于工业应用或销售的成品产品形式。

任务1-4-1(2)谷氨酸发酵工艺

生物素
（2）磷盐。磷在微生物细胞中含量较高，它是合成核酸、核蛋白、磷脂、各种核苷酸和辅酶的重要元素。如果培养基中不加或少加磷酸盐，则菌体生长缓慢，糖耗慢，最终菌体生长不足。如磷盐过多，糖的降解都通过EMP和 TCA，菌体增殖快。
4.发酵条件控制不当引起的发酵异常
通风量发酵前期通风量不足，影响不大；中后期供氧不足，则谷氨酸生成少。温度发酵前期、中期温度过高，细胞易衰老；温度过低，发酵周期长。 pH
7 泡沫的控制
生产上为了控制泡沫，除了在发酵罐内安装机械消泡器外，还在发酵时加入消泡剂。目前谷氨酸发酵常用的消泡剂有：花生油、豆油、玉米油、棉子油、泡敌和硅酮等。天然油脂类的消泡剂的用量较大，一般为发酵液的0.1%～0.2%(体积分数)，泡敌的用量为0.02%～0.03%(体积分数)。
2 pH的控制
一般发酵前期pH控制在7.5-8.5左右，发酵中、后期 pH控制在7.0～7.2，调低pH的目的在于提高与谷氨酸合成有关的酶的活力。谷氨酸发酵在中性和微碱性条件下可积累谷氨酸，而在酸性条件下则容易形成谷酰胺和N-乙酰谷酰胺。
尿素被谷氨酸生产菌细胞的脲酶所分解放出氨，因而发酵液的pH会上升。
发酵罐
四、发酵异常现象及处理
1.污染杂菌和感染噬菌体引起的发酵异常（1）污染杂菌污染杂菌后，OD值增长快，糖耗也快，且发酵液泡沫增多，但谷氨酸生成量少。处理：如果发酵前期发现杂菌污染，可将培养基重新灭菌，并酌加培养基成分，重新接种后再发酵。如果发酵中期发现染菌，而pH、OD值和糖耗等尚属正常，此时可加大风量，按常规继续发酵。如果发酵后期染菌，一般对发酵影响不大。
2、一级种子培养
培养基：葡萄糖 2.5 ％，尿素 0.5％，硫酸镁 0.04％，磷酸氢二钾 0.1％，玉米浆 2．5—3．5％(按质增减) 硫酸亚铁、硫酸锰各2ppm，PH 6.5—6.8 种不同酌情增减) 。 (培养基成分可因菌

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。

谷氨酸发酵

的麦汁。 E、对麦汁进行灭菌，消灭麦汁中的各种菌类，特别是
乳酸菌。
5.麦汁预冷却和冷却
预冷却：分离煮沸过程中产生的热凝固物。
回旋沉淀槽是最常用的预冷却方法。
冷却：通过麦汁冷却器，迅速冷却至发酵所
需的温度，同时析出冷凝固物（指温度在70℃以上为溶解状态，但降至70℃以下开始析出的物质）的过程。
五、啤酒发酵工艺
。
接种试管倾斜放置等斜面凝固超净台开启三十分钟后，通风5分钟后方可进行操作。从冷冻的菌体中用接种针挑取一定的菌种，Z 字型接种到试管斜面
上。
一、谷氨酸菌种的制备
培养将试管放入28度恒温培养箱中培养，每天注意观察记录。
扩大培养斜面生长大约三天左右。菌种开始长出，然后接种到250ml锥形瓶液体培养基中，28℃ 150转摇床培养。
麦芽粉，比例为4g麦芽粉对应10ml麦芽汁，保证麦芽汁浓度在8~12。。将麦芽粉和水混匀，在电炉上加热至 70℃保持半小时左右。静置取上清液，加入2%琼脂粉，加热煮沸，搅拌均匀。灭菌
• 将培养基液分装入若干个试管中，注意不能超过试管体积的三分之一，然后用绵花塞住。放入高压灭菌锅 121℃、 20分钟灭菌处理。
2. 糖化制成麦汁
糖化：利用麦芽所含的各种水解酶，在适宜的条
件下，将麦芽中不溶性高分子物质（淀粉、蛋白质、半纤维及其中间分解产物），逐步分解成低分子可溶性物质的过程。
过程包括：淀粉分解、蛋白质分解、B-葡聚糖分
解、酸的形成和多酚物质的变化。
3.麦汁过滤
目的：糖化结束后，应在最短的时间内，将
糖化醪液中的原料溶出物和非溶性的麦槽分离，以得到澄清的麦汁和良好的浸出物收得率。
啤酒中所含的成分很多，除水外，还有其它近 600种成分，其中主要有： 1、酒精 2、浸出物 3、二氧化碳 4、挥发性成分

药品生产技术《谷氨酸发酵工艺流程》

一、谷氨酸简介谷氨酸一种酸性氨基酸，分子内含两个羧基，化学名称为α-氨基戊二酸。

为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点。

大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。

分子式C5H9NO4、分子量。

谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反响。

谷氨酸可生产许多重要下游产品如L—谷氨酸钠、L—苏氨酸、聚谷氨酸等。

氨基酸作为人体生长的重要营养物质，不仅具有特殊的生理作用，而且在食品工业中具有独特的功能。

谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。

谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。

谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种，作为营养药物可用于皮肤和毛发。

用于生发剂，能被头皮吸收，预防脱发并使头发新生，对毛乳头、毛母细胞有营养功能，并能扩张血管，增强血液循环，有生发防脱发成效。

用于皮肤，对治疗皱纹有疗效。

脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作为脑组织的能量物质，改良维持大脑机能。

谷氨酸作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗脑震荡或神经损伤、癫痫以及对弱智儿童均有一定疗效。

在工业上，聚谷氨酸可降解塑料，是环境友好材料。

谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵。

谷氨酸的大量积累不是由于生物合成途径的特异，而是菌体代谢调节控制和细胞膜通透性的特异调节以及发酵条件的适合。

谷氨酸产生菌主要是棒状类细菌，这类细菌中含质粒较少，而且大多数是隐蔽性质粒，难以直接作为克隆载体，而且此类菌的遗传背景、质粒稳定尚不清楚，在此类细菌这种构建适宜的载体困难较多。

需要对它们进行改建将棒状类细菌质粒与的质粒进行重组，构建成杂合质粒。

受体菌选用短杆菌属和棒杆菌属的野生菌或变异株，特别是选用谷氨酸缺陷型变异株为受体，便于从转化后的杂交克隆中筛选产谷氨酸的个体，用谷氨酸产量高的野生菌或变异菌作为受体效果更好。

供体菌株选择短杆菌及棒杆菌属的野生菌或变异株，只要具有产谷氨酸能力都可选用, 但选择谷氨酸产量高的菌株作为供体效果最好。

谷氨酸发酵过程控制—谷氨酸发酵系统设备及工艺流程介绍

③通风谷氨酸生产菌是兼性好氧菌，有氧、无氧条件下都能生长，只是代谢产物不同。在谷氨酸发酵过程中，通风必须适度。过大菌体生长慢，过小产物谷氨酸变成乳酸。 •发酵前期以低通风量为宜； •发酵中、后期以高通风量为宜。实际生产中，以气体转子流量计来检查通气量。
发酵工艺流程及发酵系统设备
4、泡沫的控制发酵罐泡沫来源：发酵过程强烈通风和菌体代谢产生CO2，使培养液产生大量泡沫。泡沫的危害：氧在发酵液中的扩散受阻，影响菌体的呼吸和代谢。消泡方法：机械消泡：耙式、离心式、刮板式、蝶式消泡器化学消泡：天然油脂、聚酯类、醇类、硅酮等
子情境：谷氨酸发酵过程控制-谷氨酸发酵系统设备及工艺流程介绍
通过引导文的学习，请回答以下问题
❖ 1、谷氨酸发酵的工艺流程？ ❖ 2、发酵培养基配制需要考虑哪些因素？ ❖ 3、为什么需要对谷氨酸发酵条件进行控制？ ❖ 4、谷氨酸发酵过程需要控制哪些发酵参数？
发酵工艺流程及发酵系统设备
1、谷氨酸发酵工艺流程：
发酵工艺流程及发酵系统设备
1、培养基的配制谷氨酸发酵培养基组成包括碳源、氮源、无机盐和生长因子等。
①碳源谷氨酸生产菌均不能利用淀粉，只利用葡萄糖、果糖等，有些菌种还能利用醋酸、正烷烃等做碳源。在一定范围内，谷氨酸产量随葡萄糖浓度的增加而增加，但葡萄糖浓度过高，造成渗透压过大，对菌体生长不利，谷氨酸对糖的转化率降低，国内谷氨酸发酵糖浓度为125150g/L。
知识拓展
谷氨酸发酵过程中，生产菌种的特性、培养基、发酵温度、pH值、通风和发酵产生的泡沫都是影响谷氨酸积累的主要因素。在实际生产中，只有针对存在的问题，严格控制工艺条件，才能达到稳产、高产的目的。
2、谷氨酸发酵条件
①pH 发酵液的pH影响微生物的生长和代谢途径。发酵前期如果pH偏低，则菌体生长旺盛，长菌而不产酸；如果 pH偏高，则菌体生长缓慢，发酵时间拉长。谷氨酸生产菌的最适pH一般在7.0-8.0。 •发酵前期：pH在7.5左右； •发酵中后期：7.2左右对提高谷氨酸产量有利。

谷氨酸的生产工艺

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氮源
作用：合成菌体蛋白质、核酸及谷氨酸的原料；氮源比碳源对谷氨酸发酵影响更大，约85％（30%~80%）的氮源被用于合成谷氨酸，另外 15％（3%~5%）用于合成菌体；大多数氨基酸产生菌都不能分泌胞外水解蛋白酶，因此常用的有机氮源有玉米浆、豆饼、毛发、棉籽饼、麸皮等蛋白质原料的水解液；有机氮源也是氨基酸发酵中重要的生长因子来源，对氨基酸合成途经具有调控作用。
氨酸等。新型的聚合氨基酸，含有氨基的药物或靶向基因，可以方便的接入聚谷氨酸的分子中，形成大分子前药或靶向大分子载体，接入特异性的基因，可进行特殊的分离或提纯，这一聚合物在医药领域会有很广泛的应用前景。
4、医药行业谷氨酸还可以用于医药中，因为谷氨酸是构成蛋白质的
氨基酸之一，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养与机体代谢，有较高的营养价值。谷氨酸被人体吸收后，易与血氨形成谷酰氨，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾病患者的辅助药物。脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作为脑组织的能量物质，改进维持大脑机能。谷氨酸作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗脑震荡或神经损伤、癫痫以及对弱智儿童均有一定疗效。用谷氨酸制成的成药有药用谷氨酸内服片，谷氨酸钠（钾）注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等。
生物素亚适量的原因（2ug/L~5ug/L）：当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。
在谷氨酸发酵过程中，影响菌种代谢途径的因素见下表。
GA发酵的外在因素
GA发酵是一个典型的代谢控制发酵，固然有其内在的菌体特性，但是正如任何事物发展的基本规律一样，外在因素仍然有重要的作用，对于GA的发酵也是一样。 1.供氧浓度 • 过量：NADPH的再氧化能力会加强，使α—KGA的还原氨基化受到影响，不利于GA 的生成。 • 供氧不足：积累大量的乳酸，使发酵液的pH值下降，不利于GA的产生，同时，一部分葡萄糖转成了乳酸，影响了糖酸转化率，降低了产物的提出率。

谷氨酸发酵及工艺流程

试剂的制备 • 甲液：称取15g硫酸铜与0.05g亚甲基蓝于1000mL 容量瓶中，加蒸馏水定溶至刻度线处 • 乙液：称取50g酒石酸钾钠，75g氢氧化钠，4g亚铁氰化钾至1000mL容量瓶中，加蒸馏水定溶至刻度线 • 革兰氏染色：结晶紫、碘液，95%乙醇、番红 • 仪器准备 • 仪器设备：摇床、显微镜、751型分光光度计、5L 发酵罐、空压机、革兰氏染液、PH计、离心机、药物天平
谷氨酸的简介
• 谷氨酸，是一种酸性氨基酸。分子内含两个羧基，化学名称为α氨基戊二酸。谷氨酸是里索逊 1856年发现的，为无色晶体，有鲜味，微溶于水，而溶于盐酸溶液，等电点3.22。大量存在于谷类蛋白质中，动物脑中含量也较多。谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。
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二、发酵阶段
• 发酵生产操作:发酵液冷却至40℃左右时，通过蠕动泵加第一次尿素，添加量为0.8~1。0%。 • 接种将前次实验制备的二级种子8-10%的接种量接入发酵罐。于35℃±1℃、250r.p.m条件下培养 35h • 发酵过程的控制:①温度控制②pH控制③糖液流加
温度控制
• 谷氨酸发夹0~12h为长菌期，最适温度在30~32℃，发酵12小时后进入产酸期，控制34~36℃。由于发酵期代谢活跃，发酵罐要注意冷却，防止温度过高引起发酵迟缓。
发酵过程中，需注意完成下列工作
• 注意发酵罐运转是否正常，检查各控制参数是否在适合的范围内，遇有故障及时排除。 • 每两小时取样一次，每次取样80ml，取样时，用量筒准确取流出的培养液80ml，对号倒Байду номын сангаас三角瓶中，封口，来丌及测定的样液要立即放入冰箱保存 • 每2小时记录发酵过程温度、pH、OD、通风、转速的测定数值，并记录操作情况。 • OD值测定方法：均匀取样5ml于编号试管中，用空白发酵液稀释至一定浓度，在722分光光度计上测定A600，根据菌体浓度不吸光度之间关系的标准曲线换算出菌体浓度；其余发酵于2000r/min条件下离心分离10min，上清夜入编号三角瓶，用于测糖 • 还原糖测定：用菲林快速定糖法。 • 菌体形态观察：革兰氏染色，油镜观察菌形、革兰氏染色结果以及有无杂菌污染