谷氨酸发酵工艺
谷氨酸生产工艺流程
谷氨酸生产工艺流程一、前期准备工作1. 确定生产规模和产品质量要求；2. 筛选原料供应商，确保原料的质量和稳定性；3. 筛选合适的微生物菌种，进行培养和筛选。
二、谷氨酸发酵过程1. 发酵罐的选择：根据生产规模确定发酵罐的大小，通常采用不锈钢或玻璃钢材质；2. 发酵基质制备：将筛选好的原料按照一定比例混合，加入适量水进行搅拌均匀；3. 调节基质pH值：将基质加热至70℃，并加入碱性物质（如氢氧化钠）或酸性物质（如硫酸）进行调节，使pH值控制在6-7之间；4. 加入微生物菌种：将培养好的微生物菌种加入到发酵罐中，并进行搅拌均匀；5. 发酵过程控制：控制温度、搅拌速度、通气量等参数，以保证微生物菌种正常生长和代谢活动；6. 监测谷氨酸产量：通过取样分析，监测谷氨酸的产量和质量；7. 终止发酵过程：当谷氨酸产量达到预定值或微生物菌种生长停止时，终止发酵过程。
三、分离提纯过程1. 发酵液初步处理：将发酵液进行初步处理，去除杂质和微生物菌体；2. 降解蛋白质：采用酶解剂（如蛋白酶）对发酵液进行降解蛋白质，使谷氨酸与其他成分分离；3. pH值调节：通过控制pH值，使谷氨酸在溶液中处于稳定状态；4. 谷氨酸萃取：采用离子交换树脂或有机溶剂等方法对谷氨酸进行萃取和分离；5. 谷氨酸精制：通过再结晶、洗涤等工艺对萃取得到的谷氨酸进行精制。
四、包装储存1. 调整产品质量指标：根据市场需求和用户反馈意见，调整产品的颜色、味道、纯度等指标；2. 包装：选择合适的包装材料和方式，对谷氨酸进行包装；3. 储存：将包装好的谷氨酸存放在干燥、阴凉、通风的仓库中，避免阳光直射和潮湿环境。
五、质量控制1. 原料质量控制：对原料进行严格筛选和检验，确保原料的质量和稳定性；2. 发酵过程控制：通过监测发酵过程中的温度、pH值、搅拌速度等参数，保证微生物菌种正常生长和代谢活动；3. 谷氨酸产量监测：通过取样分析，监测谷氨酸的产量和质量；4. 分离提纯过程控制：通过控制pH值、温度等参数，保证谷氨酸在分离和提纯过程中处于稳定状态；5. 产品质量检验：对成品进行严格检验，确保产品符合国家相关标准及用户要求。
论述谷氨酸发酵的原理
论述谷氨酸发酵的原理
谷氨酸发酵是一种利用微生物如大肠杆菌（Escherichia coli）进行合成谷氨酸的生物工艺过程。
原理如下：
1. 微生物选择：在谷氨酸发酵中，经常选择大肠杆菌作为发酵菌。
大肠杆菌具有高产谷氨酸的能力，并且生长速度较快，适应性强。
2. 培养基准备：谷氨酸发酵的培养基需提供适合微生物生长和发酵所需的营养物质，如碳源、氮源、矿物盐和辅助因子等。
常用的碳源包括葡萄糖、淀粉等，氮源则可以是氨基酸、蛋白质等。
此外，还可添加特定的辅助因子如磷酸、镁离子等。
3. 发酵过程：将所选的微生物接种到预先准备好的培养基中，进行发酵过程。
在发酵过程中，微生物利用碳源和氮源进行生长和代谢，并分泌出所需的酶以转化底物产生目标产物谷氨酸。
4. 发酵控制：为了提高谷氨酸的产量和质量，发酵过程需要进行严格的控制。
这包括控制发酵温度、pH值、氧气供给和搅拌速度等。
适当调节这些因素可以提高微生物的生长速度和代谢产物的积累。
5. 谷氨酸提取和纯化：发酵结束后，需将谷氨酸从发酵液中提取出来，并进行纯化。
一般通过离心、过滤和浓缩等步骤，将目标产物分离提取。
接下来，通过
晶体化、离子交换层析等方法，进行纯化和分离，得到高纯度的谷氨酸。
总之，谷氨酸发酵的原理是利用适宜的菌种和培养基，通过微生物的生长和代谢过程，合成谷氨酸。
发酵过程需要进行严格的控制，以提高产量和质量，最终通过提取和纯化得到高纯度的谷氨酸。
谷氨酸的发酵制备流程
谷氨酸的发酵制备流程下载温馨提示: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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谷氨酸发酵的工艺流程
谷氨酸发酵的工艺流程
《谷氨酸发酵的工艺流程》
谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、医药和化工等领域。
发酵工艺是生产谷氨酸的主要方法之一，下面将介绍谷氨酸发酵的工艺流程。
1. 选择菌株：选择适合发酵生产的菌株是谷氨酸发酵工艺的第一步。
通常采用属于放线菌属或棒状杆菌属的菌株进行发酵。
这些菌株具有较高的谷氨酸产量和较好的耐受性。
2. 发酵培养基的配制：发酵培养基是支撑谷氨酸发酵的重要基础。
一般包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等组成成分。
常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糖等，氮源包括氨基酸、尿素等。
3. 发酵条件控制：发酵过程中的温度、pH值、氧气供应等条件都会影响谷氨酸的产量。
通常采用恒温发酵，温度一般控制在28-32摄氏度。
同时控制好培养基的pH值，通常在6.5-7.5之间。
氧气供应也是非常重要的，通过控制搅拌速度和通气量来保证充足的氧气供应。
4. 发酵过程监测：在发酵过程中需要对微生物生长、培养基中各种成分的消耗和产物的生成进行持续监测。
通过检测微生物生长曲线和培养基中各成分的浓度变化来掌握发酵情况，及时调整发酵条件以提高产量。
5. 发酵产物的提取与精制：发酵结束后，需要对发酵产物进行
提取和精制。
通常采用离心、过滤等方法将微生物分离，然后通过酸碱调节、浓缩、结晶等工艺步骤来得到纯净的谷氨酸产物。
通过以上工艺流程，谷氨酸发酵生产可以实现高效、稳定的产量，并且能够得到高纯度的产物，满足市场需求。
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。
谷氨酸生产工艺
谷氨酸生产工艺谷氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、饲料、医药和化妆品等领域。
目前，谷氨酸的生产工艺主要分为发酵法和合成法两种。
发酵法是目前谷氨酸生产的主要工艺。
该工艺首先选择适宜的微生物菌种，常用的包括谷氨酸高产突变株、大肠杆菌、芽孢杆菌和酿酒酵母等。
然后，通过发酵罐中稻糠、糖蜜、玉米糖浆等淀粉质原料的供应，微生物菌种得到充足的营养，进而产生谷氨酸。
在发酵过程中，需要控制合适的温度、pH值、氧气供应等条件，以保证产酸菌的正常生长和谷氨酸的高产。
合成法是一种人工合成谷氨酸的生产工艺。
该工艺主要通过有机化学合成的方法合成谷氨酸，被广泛应用于工业化生产。
合成法的优势是反应过程简单，产率高，纯度较高，但合成路线较长，成本较高。
目前，合成法主要采用脂肪酶法、氨基酸合成法和化学合成法等。
脂肪酶法利用酶的催化作用将谷氨酸微生物中间体转化为谷氨酸；氨基酸合成法则采用含氮化合物、氨基酸以及各种可供给氨基的物质为原料，通过一系列的反应合成谷氨酸；化学合成法主要通过有机合成方法，从不同的出发物合成谷氨酸。
无论是发酵法还是合成法，谷氨酸的提纯工艺都是非常关键的一步。
一般来说，提纯分为多级离心、膜过滤、凝胶过滤、树脂吸附、洗脱、浓缩等环节。
其中，树脂吸附是最常用的提纯方法之一，通过树脂的选择来吸附并分离谷氨酸和其他杂质。
此外，一些高级的分离技术如逆流扩散和离子交换膜电渗法也可以应用于谷氨酸的提纯过程。
谷氨酸的生产工艺对环境保护也有一定的要求。
在发酵法中，需要合理处理废水、废菌体和废弃物，以减少环境污染。
同时，在合成法中，需要控制反应条件和适当选择溶剂，以减少对环境的影响。
总体来说，谷氨酸生产工艺是一个复杂的过程，涉及微生物学、化学工程学和生物技术等多个学科的知识。
随着科学技术的不断进步，谷氨酸的生产工艺也在不断改进和创新。
未来，我们可以期待谷氨酸生产工艺的更高效、更环保和更可持续的发展。
发酵法生产谷氨酸工艺试验
发酵法生产谷氨酸工艺实验指导书一、实验目的与意义：实验设置涉及生物产品谷氨酸生产过程的基本单元操作和方法，强调锻炼基本操作能力，掌握使用摇床对谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)的工业菌株进行谷氨酸发酵产酸验证的方法；学习控制发酵培养基的组成与摇床的转速、温度、浓缩糖流加、尿素补充等试验技术与手段；掌握发酵罐的使用方法与利用发酵罐发酵生产氨基酸的方法。
掌握各种发酵实验仪器的使用方法及注意事项；熟悉用浓缩连续等电法、离子交换法等从发酵液中提取谷氨酸的基本流程。
二、主要实验内容与要求：1.培养基的配制与菌种培养学会配制斜面培养基、种子培养基和摇瓶培养基并掌握各种培养基的灭菌方法。
培养基组成：活化斜面培养基：无水葡萄糖1，蛋白胨10，牛肉膏10，酵母膏5，NaCl 2.5，琼脂条20，pH7.0-7.2 0.1MPa 20min种子培养基：葡萄糖25 玉米浆30ml 豆浓20ml K2HPO4 1.5 MgSO4 0.4 尿素2 豆浓20ml 调pH值为7.0-7.2，121℃灭15min发酵培养基：葡萄糖150 Na2HPO4 1.0 KCl 1.2 MgSO4 0.8 MnSO4 2mg FeSO4 2mg VB1 0.2mg 豆浓20ml 调pH为7.0-7.2，115℃灭15min2.种子生长曲线的绘制种子质量的优劣不仅与培养基组成有关，还与种子的生理性状有关菌种接入种子瓶后，要经过延滞期、对数生长期、静止期和衰亡期。
种龄太短的种子转发酵，往往会出现前期生长缓慢、整个发酵周期延长、产物开始形成的时间推迟等现象，甚至造成异常发酵；种龄过长则会引起菌体过早自溶，导致产物生成能力下降。
摇瓶种子培养条件pH控制在7.0左右，温度32℃，220r/min摇床上培养，每2h取样测定菌体光密度OD620nm，做出生长曲线。
根据自己制作的种子生长曲线，能够说出菌种接入种子培养基后何时进入对数生长期，何时结束对数生长转入稳定期，因此选择何时作为接种时间。
发酵工程应用实例 谷氨酸发酵
（2） pH值
1） pH值对谷氨酸产生菌生长的影响 2） pH值对谷氨酸积累的影响
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。在发酵前期将pH值控制在7.5~8.0左右较为合适。 • 而在发酵中、后期将pH值控制在7.0~7.6左右对提高谷氨酸产量有利。
2.形态上共同特点（芽孢杆菌除外）:
（1）革兰氏阳性 （2）菌体为球形、短杆至棒状 （3）不形成芽孢 （4）没有鞭毛，不能运动 （5）都是生物素缺陷型 （6）都是需氧型微生物
二、谷氨酸合成途径
1.谷氨酸合成的方式
（1）氨基转移作用 -酮戊二酸 + 氨基酸
谷氨酸 + -酮酸
（2）还原氨基化作用 -酮戊二酸 + NH4+ + NADPH2
其他
⑤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.
（三）发酵条件的控制
（1）发酵温度
• 谷氨酸发酵前期(0~12h):30-32℃。 • 对数生长期:菌体浓度迅速增大（12h），糖耗快，维持温度30-32℃ • 在发酵中、后期:是谷氨酸大量积累的阶段，而催化谷氨酸合成的谷
• 这个阶段主要是菌体生长，几乎不产酸，一般为12h左右。
3. 谷氨酸发酵
当菌体生长基本停滞就转入谷氨酸合成阶段，此时菌体浓度基本不变， 糖与尿素分解后产生的α－酮戊二酸和氨主要用来合成谷氨酸。这一阶 段，为了提供谷氨酸合成所必需的氨及维持谷氨酸合成最适的pH7.2～ 7.4，必须及时流加尿素，又为了促进谷氨酸的合成需加大通气量，并 将发酵温度提高到谷氨酸合成最适的温度34～37℃。
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。
谷氨酸发酵及工艺流程
pH控制
•发酵过程中产物的积累导致pH下降，而氮源的流 加导致pH的升高，发酵中当pH值进行控制既8h前 pH7.0-7.6；8h后pH7.2-7.3，,20-24h期间pH7.07.1,24-35h期间pH6.5-6.6.尿素流加总量为4%
糖液流加
•从第10h开始每隔4h补糖一次，每次补入1%的水解 糖液，在发酵26h前补入4%的水解糖液。
清洗仪器
• 放罐：到放罐标准后，及时放罐。经过发酵约35h 后，后残糖在1%以下且糖耗缓慢或残糖＜0.5%， 菌量增长（OD）值缓慢时，便可放罐，放罐操作 同取样。排放液需灭菌处理才可进入下水道 • 清洗：放罐后，将发酵罐清洗干净，关闭所有电 源 • 粗提：用浓硫酸将发酵液pH调至谷氨酸的等电点 （pH3.15），用等电点法进行谷氨酸的粗提。
发酵培养基的制备
• 发酵培养基：按下列培养基配方制发酵培养基， 并按70%装液量装于小型发酵罐中，离位灭菌， 121℃实罐灭菌20min，冷却备用。 • 葡萄糖10%，玉米浆0.1-0.15%，Na2HPO4 0.17%， KCL 0.12%，MgSO4 0.04%，用NaOH溶液调pH7.20 于110℃灭菌20min冷却备用。 • 流加试剂:将40%尿素溶液、1%水解糖液、4%水解 糖液分别装入流加瓶中,121℃15min备用
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，对号倒入三角瓶中，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
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
谷氨酸发酵的工艺流程
谷氨酸发酵的工艺流程谷氨酸是一种重要的生物体中的氨基酸，广泛应用于食品添加剂、保健品和生化制药等领域。
谷氨酸的工业生产主要采用微生物发酵的方法，下面将介绍一种常见的谷氨酸发酵工艺流程。
1. 菌种培养：选用高产谷氨酸的菌株，如乳杆菌属、大肠杆菌等。
先将菌株接种到培养基中培养，再将培养好的菌液接种到发酵罐中进行扩大培养。
菌种培养的条件包括适宜的温度、pH值、培养基组成等。
2. 发酵罐的准备：通常采用不锈钢发酵罐，选择适宜的体积和搅拌速度。
发酵罐内要保持无菌状态，并可以自动控制温度、pH值、溶氧量等参数。
3. 发酵工艺参数设定：设定适宜的温度和pH值，一般发酵温度为30-37摄氏度，pH值为6-7。
通过自动控制系统实时监测和调控这些参数，保证发酵过程的正常进行。
4. 发酵过程：首先将适量的底物加入发酵罐中，底物包括主碳源、氮源、矿物元素等。
然后将菌种接种进入发酵罐，并继续搅拌保持良好的氧气传递。
发酵过程中，微生物利用底物产生代谢产物，包括谷氨酸。
5. 收获和提取：发酵过程一般持续3-5天，当菌体处于最佳生长阶段时，收获发酵液。
发酵液需要经过后处理，包括澄清、浓缩、精制等步骤。
澄清可以通过离心或滤过等方式进行。
浓缩可以利用蒸发、真空浓缩等方法进行。
精制包括溶剂提取、结晶、脱色等步骤，以提高谷氨酸的纯度。
6. 产品包装和贮存：将精制后的谷氨酸产品进行包装，通常采用铝箔袋或塑料瓶。
包装完成后，产品需要进行质量检验，并储存于低温、干燥、密封的环境中，以延长产品的保质期。
以上就是谷氨酸发酵的工艺流程。
随着生物技术的不断发展，谷氨酸发酵工艺也在不断改进，以提高谷氨酸的产量和纯度。
同时，工艺的经济性、环保性也是发酵工艺改进的重要方面，以实现可持续发展。
谷氨酸发酵过程控制—谷氨酸棒杆菌液体培养基的配制
请阅读引导文，并回答以下问题：
1、谷氨酸棒杆菌种子培养基（一级扩大培养）的配方？ 2、配制200ml液体种子培养液，计算各营养成分的添加量？ 3、根据现有条件，怎样调节培养基pH？ 4、500ml三角瓶的装液量是多少？ 5、高压蒸汽灭菌的条件是什么？
谷氨酸液体种子培养基的配方：
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%，pH7.0。
种子的扩大培养
2、一级种子培养（摇瓶培养） 一级种子培养的目的在于产生大量繁殖活力强的菌体 ，培养基组成应以少含糖分，多含有机氮为主，培养 条件从而有利于长菌。
种子的扩大培养
3、二级种子培养 为了获得发酵所需要的足够数量的菌体，在一级种子 培养的基础上进而扩大到种子罐的二级种子培养。种 子罐容积大小取决于发酵罐大小和种量比例。
谷氨酸发酵条件控制谷氨酸棒杆菌液体培养基的配制
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谷氨酸的生产工艺流程： 一级种子扩大培养
种子扩大培养：
种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处 休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶 或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质 量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。
种子的扩大培养
装液量：在一定大小体积的三角瓶中装入一定量的培养 基(一般为瓶体积的10%-20%）。 那么500ml三角瓶中装液量:100ml。
高压蒸汽灭菌的条件：121℃,15min。
种子扩大培养的任务：
工业生产规模的增大→需要种子就增多→种子的扩 大培养 种子扩大培养的任务，不但要得到纯而壮的培养物， 还要获得活力旺盛、性能稳定、接种数量足够的、纯 的培养物。
种子的扩大培养
谷氨酸发酵生产工艺设计
谷氨酸发酵生产工艺设计引言谷氨酸（Glutamic acid）是一种具有重要生理功能的氨基酸，在食品添加剂、医药和化工等领域得到广泛应用。
谷氨酸的发酵生产是目前主要的生产方式之一，具有高效、环保和经济的特点。
本文将介绍谷氨酸发酵生产工艺的设计要点和步骤，旨在提供一个指导性的参考。
1. 发酵菌种的选择在谷氨酸的发酵生产中，选择合适的菌种是非常重要的。
常用的菌种包括诺辛谷氨酸菌、泛酰谷氨酸菌等。
选择菌种要考虑以下因素：1.菌种对底物的利用能力：菌种应具备对底物（如糖类）的高效利用能力，能够快速合成谷氨酸。
2.谷氨酸产量和产率：菌株应具有较高的产量和产率，以提高生产效率。
3.耐受性和稳定性：菌株应具备较强的耐受性，能够适应不良环境条件，并保持稳定的发酵性能。
2. 发酵培养基的配方设计发酵培养基是谷氨酸发酵生产过程中提供营养物质和能量的介质。
设计合理的发酵培养基可以提高菌株的生长速度和谷氨酸的产量。
发酵培养基的配方设计要考虑以下因素：•碳源：常用的碳源包括葡萄糖、淀粉和甘蔗汁等。
碳源的选择应考虑菌株的利用能力和成本因素。
•氮源：氮源是合成蛋白质和谷氨酸的重要原料，常用的氮源包括氨基酸和无机盐等。
氮源的选择应满足菌株对氮元素的需求。
•矿盐和微量元素：矿盐和微量元素对菌株的生长和代谢过程起到重要作用，应根据菌株的需求进行添加。
•pH值和温度：发酵过程中，适宜的pH值和温度对菌株的生长和产酸能力影响较大，应根据菌株的生长特性进行调控。
3. 发酵过程的控制策略发酵过程的控制是谷氨酸发酵生产的关键环节之一，涉及菌种的培养、发酵液的供给和收集、废液的处理等方面。
控制发酵过程可以从以下几个方面进行：•菌种的培养和引种：选取适宜的菌株，进行菌种的预培养和引种，保证发酵罐内菌种的活力和数量充足。
•发酵液的供给和收集：根据菌株的需求，在发酵过程中及时供给合适的培养基，同时及时收集产生的发酵液。
•pH值和温度的调控：通过控制培养基的酸碱度和发酵罐的温度，保持适宜的生长环境。
任务工单发酵培养基配制(谷氨酸)
任务内容要求
1.工艺流程
培养基配制→空气过滤系统灭菌→培养基灭菌→无菌空气保压→备用
2.工艺说明
以发酵罐30L为例，其培养基配方为：葡萄糖3000g，糖蜜18g，玉米浆60g，85%的磷酸18g，氯化钾30g，硫酸镁20g，消泡剂1.5g，配料定容24L。
先将浓度为300g/L的葡萄糖液投入发酵罐，然后称取其他培养基成分，加水定容至24L，启动搅拌，溶解物料，经过实罐灭菌、降温后，用无菌空气保压。
知识点及技能目标：
1.熟悉等发酵培养基配制原则
2.熟练掌握配制发酵培养基的操作
3.熟练掌握配发酵罐的操作
4.熟悉发酵所需的设备（蒸汽发生器、空压机）的检查和使用
任务所需设备、试验器材
30L种子罐1个/组、蒸汽发生器1台、空压机1台、葡萄糖3000g，糖蜜18g，玉米浆60g，85%的磷酸18g，氯化钾30g，硫酸镁20g，消泡剂1.5g。
任务负责人名单
任务执行人名单
任务过程情况描述
任务完成情况评价
谷氨酸发酵
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
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。
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温度
通风
在谷氨酸发酵过程中，发酵 前期以低通风量为宜；发酵 中、后期以高通风量为宜
pH值
在发酵前期将pH值控制在 7.5~8.0左右较为合适。 而在发酵中、后期将pH值控制 在7.0~7.6左右对提高谷氨酸产 量有利。
泡沫
在发酵过程中由于强烈的通风 和菌体代谢产生的CO2，使培养 液产生大量的泡沫，不仅使氧 在发酵液中的扩散受阻，影响 菌体的呼吸和代谢。给发酵带 来危害，必须加以消泡
• 我国从1958年开始进行谷氨酸发酵的研究
• 1961年上海轻工业研究所筛选到一株可以合成谷氨酸的细菌—黄色短
杆菌No.617（Brevibacterium flavum No.617 ） • 1965年上海天厨味精厂利用该菌正式进行工业化生产
• 1962年中科院微生物研究所筛选到两株能够合成谷氨酸的细菌，分别
随着味之素公司商品味精的问世，味精工业也逐渐开始发展。先期的 味精工业大都利用物理和化学方法生产谷氨酸，产量较低
• 1946 年，美国科学家Lockwood 发现好气性荧光杆菌能够在以葡萄糖
为碳源的培养基上积累α -酮戊二酸，然后通过化学法或酶法可将α 酮戊二酸转化成L-谷氨酸，这为微生物法发酵生产谷氨酸奠定了基础 • 1956 年，日本协和发酵公司分离培育出一株可以利用葡萄糖合成谷 氨酸的细菌—谷氨酸棒杆菌，并对利用其生产谷氨酸进行了工业化研 究 • 1957 年开始，微生物发酵法生产味精正式商业化。
细胞膜通透性调节
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
生物素营 养缺陷型
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
添加青霉 素
控制磷脂 合成
油酸营养 缺陷型
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
诱变育种：康传利以TWQ080为出发菌，经过紫外线（UV）的硫酸
二乙酯（DES）逐级诱变处理，以高浓度糖、高浓度谷氨酸和琥珀
酸为唯一碳源的平板进行了耐高温驯化，驯化过程不断提高培养温
度，经过多次驯化，育得一株耐高温菌株GW46-4。再经种子培养基 及培养条件优化，发酵条件优化，最后得出的菌株较之前的产酸率 70.5g/L提高到114.2g/L。
曹艳. 利用代谢酶学和模型技术改善谷氨酸发酵的稳定性和糖酸转化率 [D]. 江南大学, 2013.
指微生物所处生长素浓度比其正常成长需要的浓度略低，
但却对大量合成工艺需求产品有益的现象。在微生物发酵过程
中，生物素作为生长因子主要影响细胞膜通透性和菌体的代谢 途径。 生物素浓度对菌体生长和谷氨酸积累均有影响。大量
mL。
• 流加培养基：50%（w/v）葡萄糖溶液，0.1g· L-1生物素溶液按需要稀释
、单独灭菌后加入，自动流加25%（w/v）氨水调节pH并提供氮源。
发酵的调控
（一）
菌体代谢调节控制 细胞膜通透性的特异调 节 发酵条件的控制
（二）
（三）
L/O/G/O
谷氨酸发酵工艺
Contents
1
简介 发酵工艺
2 3 4
发酵调控
前景展望
简介谷氨酸，化学名ຫໍສະໝຸດ 2-氨基戊二酸，是一种氨基酸，所以
具有氨基酸的所有特性，谷氨酸的左旋体、右旋体和外 消旋体是根据化学构象的不同区分的。只有左旋体谷氨
酸，即L-谷氨酸对自然界的动植物及微生物是有生物活
培养基配制
• 斜面活化培养基（g· L-1）：葡萄糖2，牛肉膏10，蛋白胨10，NaCl5
，琼脂20，pH7.0-7.2。种子培养基（g· L-1）：葡萄糖25，玉米浆40，尿素
2.5（单独灭菌加入），K2HPO41.5，MgSO40.6，FeSO40.005，MnSO40.005，
前景展望
目前人们在谷氨酸发酵生产工艺上，无论是理论研究
方面还是生产实践方面都已达到相当成熟的水平。行业协
会统计数据表明，2008年我国谷氨酸总产量约为160万吨 ，分别占亚洲和世界总产量的75%和72%。然而，谷氨酸 发酵生产工艺仍具有可观的提升空间，育种方面与现代基 因工程相结合，是未来谷氨酸发酵的研究趋势与热点，相 信通过人们的努力，未来谷氨酸发酵生产工艺将会更加完 美。
精厂几乎全部使用生物素缺陷型谷氨酸棒杆菌。40年来,由于我国味精 工业在菌种选育、发酵工艺优化、提取工艺和废水处理等各方面的研 究工作,使我国味精工业不断向前发展,味精产量年平均增长率为17%。 与20世纪60年代相比,产酸率由50g/L提高到目前的120一140g/L。
菌种选育的方法一般包括自然选育、诱变育种和杂交育种。
合成谷氨酸需要菌体代谢异常化，实际所需要的生物素浓度比
菌体生长的需要量低，即为菌体生长需要的“亚适量”。
王欣. 谷氨酸生产菌种选育和高产条件的优化及生物素的测定 [D]. 济南: 山东轻工业学院, 201l, 2011.
合成途径
柠檬酸合酶
α-酮戊二酸脱氢酶
异柠檬酸脱氢酶 谷氨酸脱氢酶
pH7.0-7.2。
• 种子培养基装液量：500mL三角瓶中装40mL或250mL三角瓶中装25mL。
• 摇瓶发酵培养基（g· L-1）：葡萄糖140，玉米浆15，尿素3（单独灭菌加入）
，K2HPO41.5，MgSO40.4，FeSO40.002，MnSO40.002，硫胺素 5×10-5
• 摇瓶发酵培养基装液量：250mL三角瓶中装10
添加表面 活性剂
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
发酵条件的控制
谷氨酸发酵前期(0~12h):30-32℃。 对数生长期:菌体浓度迅速增大 （12h），糖耗快，维持温度30-32℃ 在发酵中、后期:是谷氨酸大量积累 的阶段，而催化谷氨酸合成的谷氨酸 脱氢酶的最适温度在32-36℃。
性的。
谷氨酸的发现
• 首先是由德国科学家 Ritthausen 在利用硫酸水解小麦面筋时分离得 到的一种酸性氨基酸，依据其原料将其命名为谷氨酸 • 日本科学家相继从酪蛋白、海带汁中提取得到谷氨酸，并在 1909 年
对利用酸解蛋白质生产谷氨酸进行专利申请，开始进行工业化生产 ,
杂交育种:陈宁、张克旭以温度敏感型突变菌株TMG0106（产酸率
为35g/L）和产酸较高的天津短杆菌TG961（产酸率为40g/L）为亲
株，通过原生质体融合技术，成功地选育了产酸率较高的融合子 CN1021，产酸率高达93g/L，并且该菌株系温度敏感型菌株，可用 于谷氨酸强制发酵。
L/O/G/O
Thank You!
将其命名为钝齿棒杆菌AS1.542（Corynebacterium crenatumAS1.542 ）和北京棒杆菌AS1.299（Corynebacterium PekineseAS1.299），并
利用这两株菌在30m3发酵罐规模条件下实现了谷氨酸工业化生产
• 之后，微生物发酵法生产谷氨酸的方法在国内各味精厂大力推广，大 大地推动了我国氨基酸工业的发展。
发酵工艺
发酵法
氨基酸生产 方法
水解法 酶法转 化
菌种选育
目前用于生产谷氨酸的菌株主要有谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium
glutamicum）和黄色短杆菌（Brevibacterium flavum），但国内的味
合成途径
葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径) 生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，然后进入 三羧酸循环，生成α -酮戊二酸。α -酮戊二酸在谷氨酸
脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下，生成谷氨酸。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。因此，一般将生物素控制在亚适量条 件下，才能得到高产量的谷氨酸。
谷氨酸应用
食品
L-谷氨酸单钠，俗称 味精，是重要的鲜味 剂
医药用品
防治肝昏迷的特效药 如谷氨酸片、谷氨酸 钾注射液
谷氨酸
农业应用
植物生长调节剂。谷 氨酸可调节植物的代 谢，降低柑橘果实的 酸度，增加含糖量
工业应用
γ-聚谷氨酸是一种生 物可降解材料，可用 于食品包装