400吨年L-谷氨酰胺生产工艺的设计说明书

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(完整版)谷氨酸发酵

1）生物素营养缺陷型

⏹作用机制:生物素是脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与

了脂肪酸的合成,进而影响脂肪酸的合成.当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外泄漏.

⏹控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10 g/L).在发酵

初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换.

2）油酸营养缺陷型

⏹作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少

到正常量的1/2左右.

⏹控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换.

（3）添加表面活性剂

⏹添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸(C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨

酸.

⏹机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细

胞膜.

⏹关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在

下进行分裂,形成产酸型细胞.

（4）添加青霉素

⏹机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去保护,在渗透压的作

用下受损,向外泄露谷氨酸.

⏹控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉素后倍增的菌体不

能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换.

谷氨酸发酵强制控制工艺

⏹为了稳产,克服培养基原料中某些成分不易控制带来的影响,在谷氨酸发酵时可采取

“强制控制”的方法,如:“高生物素高吐温”或“高生物素高青霉素”的方法.

L-天冬酰胺酶的生产工艺PPT

天冬酰胺酶工艺流程图
[菌种培养]
大肠杆菌肉汤培养基37℃ 48h肉汤菌种玉米浆培养基37℃ 4-8h种子
[发酵]
→
[种子培养]
→
菌种发酵液玉米浆培养基37℃ 6-8h
[分级沉淀]
取液 4)2SO455％饱和度PH7.0 （NH
[离子沉淀] DEAEΒιβλιοθήκη Baidu纤维素(DE52)
→ →
→ 洗脱液 → L-天冬酰胺酶天冬酰胺酶
[离子交换]
CM-纤维素(CM52)
→ 菌体 → 提 → 沉淀上清液 → 洗脱液 → 冻干
蔗糖抽提液PH7.5 30℃ [分级沉淀] （NH4)2SO490％饱和度
[离心]
[提取]
工艺过程及要点
1 菌种培养采用大肠杆菌Escherichia coli A.S.1.357,培养基加牛采用大肠杆菌培养基加牛肉汁100mL,蛋白胨氯化钠0.5g,琼脂蛋白胨1g,氯化钠琼脂2-2.5g 37℃,在肉汁100mL,蛋白胨1g,氯化钠0.5g,琼脂2-2.5g 37℃,在试管中培养24h，茄形瓶培养，锥形瓶培养试管中培养，茄形瓶培养8h，锥形瓶培养16h。。 2 种子培养培养基用玉米浆30kg，加水至培养基用玉米浆，加水至300kg，接种量，接种量1%-1。。 5%，37℃，通气搅拌培养， ℃ 通气搅拌培养4-8h.

年产5万吨谷氨酸发酵工厂设计开题报告综述

本科毕业设计(论文)开题报告

题目：年产5万吨谷氨酸工厂发酵设计

开题报告

课题类型：工业设计

***名：***

学号：**********

专业班级：生物工程102

学院：生物与化学工程学院

***师：**

开题时间：2014年3 月

2014年月日

一、本课题的研究意义、研究现状和发展趋势

引言：谷氨酸为无色晶体或结晶性粉末，分为α、β两种晶型，通常β型稳定。分子式:COOCCH(NC2)CH2CH2COOH分子结构如下所示:

谷氨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。L一谷氨酸是蛋白质的主要构成成分，谷氨酸盐在自然界普遍存在。多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐，它既是蛋白质或肤的结构氨基酸之一又是游离氨基酸，L型氨基酸美味较浓。谷氨酸(2一氨基戊二酸)有左旋体、右旋体和外消旋体。左旋体，即L一谷氨酸，是一种鳞片状或粉末状晶体，呈微酸性，无毒。微溶于冷水，易溶于热水，几乎不溶于乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶于乙醇和甲醇。在200℃时升华，247℃一249℃分解，密度为1.538沙衬，旋光度+37一 +38.9(25℃)。谷氨酸的用途广泛，它本身作为药品，能治疗肝昏迷症，也可用来生产味精、食品添加剂、香料和用于生物化学的研究[1]。

1.1研究目的及意义

谷氨酸发酵是通气发酵，也是我国目前通气发酵产业中，生产厂家最多，产品产量最大的产业。该生产工艺和设备具有很强的典型性，本论文对味精发酵生产工艺及主要设备作简要介绍，以期有助于了解通气发酵工艺及主要设备的有关知识。本设计是年产量为20000吨的味精厂，重点是产品的物料衡算，热量衡算，同时工艺流程及设备选型等设计。本设计的重点车间为发酵工艺车间，重点设备为糖化，煮沸，发酵设备。

一种N稳定性同位素标记L-谷氨酰胺的发酵生产工艺[发明专利]

专利名称：一种N稳定性同位素标记L－谷氨酰胺的发酵生产工艺

专利类型：发明专利

发明人：谭青乔,吕志贤,梅丛笑,杜晓宁,李良君

申请号：CN200310109313.2

申请日：20031212

公开号：CN1626666A

公开日：

20050615

专利内容由知识产权出版社提供

摘要：本发明涉及一种N稳定性同位素标记L－谷氨酰胺的生产工艺，该工艺包括发酵菌株的选择、藏斜面制备、活化斜面制备、发酵培养基的配制、发酵工艺、分离提取等工艺步骤。与现有技术相比，本发明采用微生物直接发酵法生产L－谷氨酰胺－N，通过添加微量维生素复合物改善生长和代谢，旨在解决N丰度下降的问题，并尽量提高N利用率，以满足产品生产要求。

申请人：上海化工研究院

地址：200062 上海市云岭东路345号

国籍：CN

代理机构：上海专利商标事务所有限公司

代理人：赵志远

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工厂设计年产3万吨味精课程设计

生化工厂设计概论课程设计

题目：年产3万吨味精工厂发酵车间设计

前言

课程设计是普通高校本科教育中非常重要的一个环节，同时也是理论知识与实际应用相结合的重要环节。本设计为年产3万吨味精厂的生产车间设计，通过双酶法谷氨酸中糖发酵以及一次等电点提取工艺生产谷氨酸钠。

谷氨酸单钠（monosodium glutamate）,呈强烈鲜味，商品名为味精。因味精具有肉类鲜味，现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。随着人们对味精的认识不断深入提高，对它的营养价值、安全性及如何正确使用都有了普遍的了解。味精具有很强的鲜味（值为0.03%），现已成为人们普遍采用的鲜味剂，其消费量在国内外均呈上升趋势。1987年3月，联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂专家联合委员会第十九次会议，宣布取消对味精的食用限量，再次确认为一种安全可靠的食品添加剂。

味精是一种强碱弱酸盐，它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子（GA︱+︱）和钠离子。味精进入胃后，受胃酸作用生成谷氨酸。谷氨酸被人体吸收后，参与体内许多代谢反应，并于其他许多氨基酸一起共同构成人体组织的蛋白质。味精可以增进人们的食欲，提高人体对其他各种食物的吸收能力，对人体有一定的滋补作用。因为味精里含有大量的谷氨酸，是人体所需要的一种氨基酸，96％能被人体吸收，形成人体组织中的蛋白质。它还能与血氨结合，形成对机体无害的谷氨酰胺，解除组织代谢过程中所产生的氨的毒性作用。因此，谷氨酸能用来预防和治疗肝昏迷。由于谷氨酸参与脑组织的蛋白质代谢和糖代谢，故而能促进中枢神经系统的正常活动，对治疗脑震荡和脑神经损伤有一定疗效。

谷氨酰胺转氨酶生产工艺流程

谷氨酰胺转氨酶生产工艺流程英文回答：

The production process of glutamine transaminase involves several key steps to ensure the efficient and

high-quality production of the enzyme.

1. Strain selection: The first step in the production process is the selection of a suitable microbial strain for the production of glutamine transaminase. This involves screening various strains for their ability to produce high levels of the enzyme and their compatibility with the production process.

2. Seed culture preparation: Once a suitable strain has been selected, a seed culture is prepared to inoculate the production fermenter. This involves growing the microbial strain in a small-scale culture to increase the biomass before transferring it to the production fermenter.

L-谷氨酰胺

菌种诱变：
解除反馈调节——结构类似物抗性突变株的选育切断支路代谢——营养缺陷型的选育选育温度敏感型突变株呼吸抑制抗性突变株磷酸化抗性突变株抑制能量代谢抗性突变株弱化HMP途径——莽草酸缺陷型
选育谷氨酰胺的类似物（蛋氨酸亚砜）抗性突变株
三.发酵过程控制：

左图是谷氨酸发酵工艺图 L-谷氨酰胺是在谷氨酸发酵工艺基础上，在谷氨酰胺合成酶作用下生产L-谷氨酰胺。谷氨酰胺合成酶，缩写为GS。为在ATP的存在下使氨与谷氨酸结合生成谷氨酰胺的酶，受谷氨酰胺和 AMP抑制。
生产方法：化学法、发酵法、酶合成法

微生物发酵法机理：发酵条件的变更创造了有利于合成氨酰胺的环境，谷氨酸生产菌内的 Gln合成酶活力增加，而催化分解为谷氨酸的 Gln酶活力收到抑制，从而Gln大量积累生成，谷氨酸的生成量减小。另一方面，由于细胞外环境的影响，Gln易从细胞中分泌出来，积累在发酵液中。而谷氨酸渗透性减小，滞留在细胞内，从而使转化得以实现。微生物发酵法优点：反应条件温和，操作简便，产品原料丰富且成本低，无公害，能完成一些化学合成难以完成的反应，产品纯度高，适于作为药物使用。

Biblioteka Baidu

应用及拓展谷氨酰胺是一种条件必须氨基酸，是使物体合成核酸、蛋白质、嘌呤、嘧啶的重要前体，也是蛋白质合成分解的调节物，但是谷氨酰胺由于本身不稳定，水溶性低，不能作为直接药物，只能将其转化为稳定的衍生物才能队人体起作用。

谷氨酰胺转氨酶生产工艺流程

谷氨酰胺转氨酶生产工艺流程英文回答：

The production process of glutamine transaminase involves several key steps to ensure high yield and purity of the enzyme. The process typically begins with the selection and cultivation of a high-yield strain of microorganism, such as Escherichia coli or Bacillus subtilis, which are commonly used for glutamine transaminase production. The microorganism is then cultured in a suitable growth medium under controlled conditions of temperature, pH, and aeration to promote enzyme production.

Once the microorganism has reached the desired growth phase, the cells are harvested and the enzyme is extracted and purified. This typically involves cell disruption to release the intracellular enzyme, followed by various purification techniques such as chromatography, ultrafiltration, and precipitation. These steps help to remove impurities and concentrate the enzyme to the desired

L-天冬酰胺酶的生产工艺ppt课件

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（三）抗肿瘤机制
L2ASP 抗肿瘤的作用机制在于它能够降低人体内L2天冬酰胺和L2谷氨酰胺的浓度,这两种氨基胞缺乏天冬酰胺合成酶,不能合成L2天冬酰胺,需酸是合成嘌呤环和嘧啶环的重要组成部分。肿瘤细要摄取外源L2天冬酰胺才能存活。当外源L2天冬酰胺被分解掉时,癌细胞合成核苷酸和蛋白质的能力就会显著降低,因此 L2ASP 能有效抑制肿瘤细胞的增殖。有研究表明, L2ASP 能够选择性抑制体内Ra2pamycin2靶标信号传导通路,从而抑制肿瘤的增值。另有文献报道,L2ASP 在体内发挥作用时可能是通过一种功能性的p53 蛋白因子来介导肿瘤细胞的凋亡。
→ → → [离子沉淀]
[离子交换]
DEAE-纤维素(DE52)
洗脱液
洗脱液
CM-纤维素(CM52)
→ L-天冬酰胺酶
冻干
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工艺过程及要点
1 菌种培养采用大肠杆菌Escherichia coli A.S.1.357,培养基加牛肉汁100mL,蛋白胨1g,氯化钠0.5g,琼脂2-2.5g 37℃,在试管中培养24h，茄形瓶培养8h，锥形瓶培养16h。 2 种子培养培养基用玉米浆30kg，加水至300kg，接种量1%-1。 5%，37℃，通气搅拌培养4-8h.

L-茶氨酸生产

L-茶氨酸简介及主要生产方法

一、茶氨酸简介

茶氨酸（Theanine）是茶叶中的特征氨基酸，也是茶叶的呈味物质之一。它是1950年由日本酒户弥二郎从玉露茶新梢中发现的，并命名为茶氨酸（Theanine）。一般干茶叶中茶氨酸的含量为1%-2%。从发现到目前为止，除了在蕈、茶梅、蘑菇、油茶、红山茶等中检测出微量存在外，在其他植物中尚未发现。茶氨酸还是茶树中含量最高的游离氨基酸，在茶树的新梢芽叶中，70%左右的游离氨基酸是茶氨酸。近年对茶叶保健成分的研究中，茶氨酸是一种比较引人注目的化合物，在它的许多生理作用被发现以后，如何合成及提取茶氨酸也成了广泛关注的研究课题。

茶氨酸属于酰胺类化合物，它的化学名为：N-乙基-γ-L-谷氨酰胺（N-e

thyl-γ-L-glutamine），分子式为：HOOCCHNH2CH2CH2CONHCH2CH3，分子量为174.2。自然界存在的茶氨酸均为L型，纯品为白色针状结晶，熔点217-218℃（分解）。极易溶于水，而不溶于无水乙醇和乙醚，且溶解性随温度升高而增大，具有焦糖的香味和类似味精的鲜爽味。经6mol/L盐酸水解后生成L-谷氨酸和乙胺，茚三酮反应成紫色。

二、茶氨酸的功能与应用

1．茶氨酸的功能

茶氨酸自发现以来，一直是被作为茶叶的主要品质成分广为研究。近年来，茶氨酸具有的一些特殊生理功能不断地被发现，从而成为茶叶功能性成分合成和提取、应用的又一大热点，研究表明，茶氨酸具有许多有价值的药用保健功效：（1）降血压作用

（2）增强抗肿瘤药物的疗效

（3）松弛神经紧张、焦虑等作用

L谷氨酰胺

L-谷氨酰胺

L-G lutamine（56-58-9）其它名称麸氨酰胺、L-谷酰胺、L-谷氨酸-5-酰胺

结构式：(COOH)-CH-(CH2)2-CONH2

NH2

分子式和分子量C5H10N2O3=146.15

性状白色针状晶体。熔点184-185℃(分解)。1g本品可溶于20.8毫升水（30℃）、38.5毫升水（18℃）、或56.7毫升水（0℃）。实际上不溶于甲醇，乙醇，醚，苯，丙酮，氯仿，和乙酸乙酯。在中性溶液中稳定。在酸，碱或热水中分解成谷氨酸，或内酯化为吡咯羧酸。无嗅，有微酸香味。

生产方法，L-谷氨酰胺广泛存在于自然界，例如以游离状态含于南瓜、向阳葵的幼苗中，其N-乙基化合物含于茶叶中。虽然可自天然产物提取谷氨酰胺，但大量产物则采用发酵法和合成法。

1合成法，由L-谷氨酸-5-甲酯经缩合，加成，成盐，水解而得。

COOH COONH

NH4SSCHN CH

NH2 CH NH3 CS

CH2 CH

COOCH2 CH

CONH

COOH

CH3COOH

H2N CH

CH2CH2CONH2

谷氨酸在浓硫酸存在下与甲醇酯化，所得的酯化液滴加入甲醇和二硫化碳的混合液中，一边滴加一边在冷却下通氨，酯化液滴加完毕后。继续通氨，然后加入三乙胺，在30度放置40小时。经减压浓缩赶氨后。得γ-甲酯-L-谷氨酸-N-氨荒酸二铵盐浓缩液。将其加热至40-45度，加入乙酸，搅拌30分钟后，减压除去二硫化碳，此时析出大量的结晶。然后加入等体积的甲醇，于零度放置12小时，过滤，得谷氨酰胺粗品。经活性炭脱色，重结晶得成品。

发酵法L-精氨酸项目简介

一、项目建设单位基本情况

山东民强生物科技有限公司成立于2006年5月，注册资本9000万元。公司位于滨州高新技术产业开发区，占地面积284亩，主要从事氨基酸系列产品、功能糖以及新型墙体节能材料的研发、生产与销售。公司致力于打造国内先进、国际领先的生物医药龙头企业，主导产品聚葡萄糖、L-精氨酸、L-谷氨酰胺等系列衍生产品，主要用于医药、营养保健、食品等领域，具有十分广阔的市场前景。

公司发酵法L-精氨酸项目是采用自行诱变的菌种和独有的提取工艺生产L-精氨酸。项目总投资7.9亿元，符合国家《生物产业发展“十二五”规划》中生物制造行业微生物制造的规划要求，被国家科技部列入“十二五”重点科技攻关项目，是国际上新兴的小品种、高附加值生物发酵品种，同时被列为2013年山东省重点建设项目和滨州市十大重点建设项目。该项目的实施对于促进我国氨基酸行业的整体技术进步具有一定的积极意义，将打破我国高品质氨基酸主要依赖进口的局面，缩短与国外企业之间的技术差距，推动传统发酵产业优化升级，提升工业生物制造水平。

公司结合发展需要，建立了完整、有效的管理机构，拥有技术过硬的研发团队，现有研发人员32人，博士生导师4人，硕士生导师6人，博士后4人，共招收培养江南大学、南通大学博士后、博士及硕士研究生15人。公司还聘请上海工微所、中科院、江南大学、青

岛科技大学、山东滨州学院、山东绿都生物科技有限公司等科研机构及国内知名院校博士生及博士生导师9人作为技术顾问，共同开发氨基酸技术、低聚糖及高蛋白饲料环保等项目，公司对新产品的研发实力雄厚，在国内同类企业中独占鳌头。

谷氨酰胺

L-谷氨酰胺上下游产品信息上游原料乙酸乙醇茶氨酸辛酰肼 L-谷氨酸-5-甲酯谷氨酸二硫代羧酸酯化液二硫化碳甲酯下游产品 N-乙酰-L-谷氨酰胺
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谷氨酰胺
www.51glutamine.com
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agents.
CAS 数据库:
56-85-9(CAS DataBase Reference)
NIST 化学物质信息: L-Glutamine(56-85-9)
生产方法 L-谷氨酰胺广泛存在于自然界，例如，以游离状态含于南瓜、向日葵的幼苗中，其 N-乙基化合物（茶氨酸，theanine）含于茶叶中。虽然可自天然产物提取谷氨酰胺，但大量生产则采用发酵法和合成法。1.合成法由 L-谷氨酸-5-甲酯（[1499-55-4]）经缩合、加成、成盐、水解而得。谷氨酸在浓硫酸存在下与甲醇酯化，所得的酯化液滴加入甲醇和二硫化碳的混合液中，一边滴加，一边在冷却下通氨。酯化液滴加完后，继续通氨，然后加入三乙胺，在 30℃密闭放置 40h。经减压浓缩赶氨后，得 γ-甲酯-L-谷氨酸-N-氨荒酸二铵盐浓缩液。将其加热至 40-45℃，加入乙酸。搅拌 30min 后，减压除去二硫化碳，此时析了大量结晶。然后加入等体积甲醇，于 0℃ 放置 12h，过滤，得谷氨酰胺粗品。经活性炭脱色、重结晶得成品。2.发酵法将葡萄糖或乙酸、乙醇作为培养基碳源，用黄色短杆菌（Brevibacterium flavum）菌种发酵，以葡萄糖计产率为 39g/L，收率为 39%。

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