精品范文氨基酸发酵工艺
氨基酸发酵工艺学
氨基酸发酵工艺学氨基酸发酵工艺学是研究氨基酸生产过程中的发酵过程和工艺参数的科学。
氨基酸是生命体中重要的有机物质，广泛应用于医药、化工、食品等领域。
通过发酵工艺学的研究，可以优化氨基酸的生产工艺，提高产量和质量，降低生产成本。
氨基酸发酵工艺学主要包括微生物的选育与改良、发酵介质的配方和优化、发酵条件的控制等环节。
首先，通过选择适合生产目标氨基酸的微生物种类进行培养，并通过基因改造等手段提高其产酸能力和抗生素产量。
其次，合理配方发酵介质，提供微生物生长和代谢所需的营养物质，如碳源、氮源、无机盐等，并优化营养物质浓度和比例，以提高产酸效率。
同时，还需要注意控制介质的pH值、温度和氧气供应等因素，以最大程度地促进微生物生长和酸产量。
此外，还需要加入抗泡剂、抗生素等辅助物质，防止发酵过程中的杂菌污染。
在发酵过程中，通过监测微生物生长曲线、消耗和产酸速率等指标来了解反应的进程和微生物代谢状态。
根据这些数据，可以调整前述的工艺参数，如发酵温度、密度、通气量、搅拌速度等，以提高产酸效率和酸产量。
在工艺的最后阶段，通过优化酸的提取、纯化和结晶工艺，以获得高纯度的氨基酸产品。
随着生物技术的发展，氨基酸发酵工艺学还涉及到基因工程、酶工程等新技术的应用。
通过选择、改造和优化微生物的代谢途径和酶系统，可以进一步提高氨基酸的产酸效率和产量，同时降低废水和废料的排放。
总之，氨基酸发酵工艺学是一门综合知识学科，涉及到微生物学、生化学、工程学等多个领域的知识。
通过深入研究和应用，可以不断改进氨基酸生产工艺，满足市场需求，推动氨基酸产业的发展。
氨基酸发酵工艺学是一门涉及微生物学、生化学、生物工程学等多学科的综合学科，旨在通过研究发酵过程和优化工艺参数，提高氨基酸的产量和质量，降低生产成本，促进氨基酸产业的发展。
在氨基酸发酵工艺学中，微生物的选育与改良是一个重要的环节。
微生物是氨基酸发酵的生产工具，不同的微生物对于氨基酸的产量和产物特性有着不同的影响。
氨基酸发酵工艺学
第二节、氨基酸发酵菌株的育种
是氨基酸代谢控制发酵的基本策略之一
发酵工程要求微生物大量地合成特定的代 谢产物，这一目的只有当微生物的部分代 谢调控机制遭到破坏时才能达到。用人工 诱变的方法有目的地改变微生物固有的调 节机制，使合成产物的途径畅通无阻，最 大限度地积累特定产物，这种发酵称为代 谢控制发酵。
1、 用野生菌株的方法
分离的野生菌株具备积累产物的特性，可用 于直接发酵（产率低）。如谷氨酸发酵。
通过转换发酵，可延伸获得其它产物。主要 采用改变培养条件。如谷氨酸发酵中改变铵 离子浓度、磷酸浓度，使谷氨酸转向谷氨酰 胺和缬氨酸发酵。
2.
用营养缺陷变异株的方法
通过诱变出 85000 105000 45000 5000 4000 4000 55000
谷氨酸
谷氨酸 谷氨酸 谷氨酸 色氨酸 色氨酸 色氨酸 色氨酸 色氨酸 色氨酸 甘氨酸
味之素
日本旭化成 协和发酵 日本武田药品 味之素 昭和电工 三井东压 田造制药 日本化药 协和发酵 日本有机合成化学
第一节、氨基酸概论
1、氨基酸简介
– 构成蛋白质的基本分子单元。 – α 碳原子分别以共价键连接氢原子、羧基和氨
基及侧链。侧链不同，氨基酸的性质不同。 – 目前世界上可用发酵法生产氨基酸有20多种。
NH2 CH R COOH + NH3 CH R COO -
2、氨基酸的用途
（1）食品工业： 强化食品：赖氨酸， 苏氨酸，色氨酸于小麦 中 增鲜剂：谷氨酸单钠 和天冬氨酸 苯丙氨酸与天冬氨酸 可用于制造低热量二肽 甜味剂(α-天冬酰苯丙 氨酸甲酯),此产品1981 年获FDA批准,现在每年 产量已达数万吨。
第三节
氨基酸发酵的代谢控制
氨基酸发酵生产工艺
氨基酸发酵生产工艺1. 概述氨基酸在药品、食品、饲料、化工等行业中有重要应用。
氨基酸的制造始于1820年，蛋白质酸水解生产氨基酸，1850年化学合成氨基酸，1956年分离到谷氨酸棒状杆菌，日本采用微生物发酵法工业化生产谷氨酸成功，1957年生产谷氨酸钠（味精）商业化，从此推动了氨基酸生产的大发展。
目前绝大多数应用发酵法或酶法生产，极少数为天然提取或化学合成法生产。
主要菌种有谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌、乳糖发酵短杆菌、短芽孢杆菌、粘质赛式杆菌等，往往是生物素缺陷型，也有些是氨基酸缺陷型。
还有采用基因工程菌进行生产的。
氨基酸的世界市场中，谷氨酸钠约占氨基酸总量的75％，其次为赖氨酸，占产量10％，其他约占15％。
国外谷氨酸采用甘蔗糖蜜或淀粉水解糖为原料的强制发酵工艺，产酸率13－15％，糖酸转化率50－60％；国内采用淀粉水解糖或甜菜糖蜜为原料生物素亚适量发酵工艺，产酸率10％，转化率60％。
菌种改良和新工艺开发，促进了中国氨基酸产业发展，应用于输液的18种氨基酸原料只有丝氨酸和色氨酸不能工业化生产仍需进口外，其余16种均已投产，国产化80％以上。
2002年，全国氨基酸原料产品万吨，医药用总产量超过4200吨。
2002年氨基酸制剂近1亿支（片/瓶）。
氨基酸原料生产企业约20多家，制剂生产企业30多家。
甘氨酸3000多吨，赖氨酸及其盐酸盐约1000吨，天门冬氨酸、缬氨酸、谷氨酸、亮氨酸、丙氨酸等几百吨。
谷氨酸钠的生产规模最大，居世界首位。
2 氨基酸生产工艺培养基制备水解淀粉、糖蜜、醋酸、乙醇、烷烃等可作为碳源，取决于菌种和氨基酸种类和操作方式，常采用水解淀粉糖、糖蜜。
氨盐、尿素、氨水等作为无机氮源，有机氮源有玉米浆、麸皮水解液、豆饼等。
有机氮源还可提供生物素等微生物生长因子的来源。
碳氮比对于氨基酸发酵非常重要，调节适宜的碳氮比。
无机盐是发酵必需的，磷有很重要的影响。
主要发酵参数控制三级发酵进行生产，主要参数控制如下。
发酵工程 15-2氨基酸发酵
3、谷氨酸发酵培养基的配制
1）培养基 2）发酵培养基中生物素的控制 亚适量。
3）发酵培养基中的氮源
谷氨酸分子中氮含量占9.5%，所以培养基中必须提供 相对充足的氮源。 谷氨酸产生菌的生长和产物合成时期需维持在pH7.07.2，而且培养基中铵离子浓度又不宜太高，因此，不 宜采用硫酸铵、氯化铵等生理酸性铵盐。
2、L-谷氨酸发酵原料的预处理
已知所有谷氨酸产生菌都不能直接利用淀粉或糊 精，而只能以葡萄糖等作为碳源。所用的山芋淀 粉、玉米淀粉、大米或木薯淀粉都需先进行水解， 制成葡萄糖。 1）酸法制水解糖液 2）酶法制水解糖液
3）糖蜜原料：甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜中都含有丰富 的生物素，不宜直接作为谷氨酸发酵的碳源，发 酵前必须进行预处理，去除生物素或将其破坏。
生理活性和化学特性。 主要应用领域是食品、饲料、化妆品、医药， 也用作化学工业的中间体。据估计全世界每年 氨基酸市场为40－50亿美元，其中35%用于食
品、50%用于饲料和15%用于医药和化妆品。
1、食品领域
氨基酸大多无味，但它们是自然芳香的前体 谷氨酸钠（味精）是所有氨基酸中最大生产品种， 全世界年产量达100万吨（中国大陆约为60万吨）。
法育成的菌株，进行发酵生产（L-羟脯氨酸）。
谷氨酸发酵
1957年日本率先采用微生物发酵法生产谷氨酸，
被誉为现代发酵工业的重大创举，使发酵工业
进行代谢控制发酵的阶段。目前全国有近50家
工厂生产味精，年产量约为60万吨，居世界首 位。
一、菌种
现在经过鉴定和命名的谷氨酸生产菌很多，主
要是棒杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌 属中的细菌。 它们有很多相似点：革兰氏阳性；不形成芽孢； 没有鞭毛，不能运动；都需要生物素作为生长
氨基酸生产工艺简述
氨基酸生产工艺简述
不同的生产方法对氨基酸的效果也有很大影响，氨基酸的生产方法包括化学合成法、酶转化法、微生物发酵法、水解法，目前农业上主要采用的是水解法和微生物发酵法。
经酸水解得到的复合氨基酸，主要是纯植物蛋白。
此类氨基酸有很好的营养效果，但是生物活性较差;而采用生物发酵生产的氨基酸，主要是酵解和生物降解蛋白质，经发酵产生一些新的活性物质，如类似核苷酸、吲哚乙酸、赤霉酸、黄腐酸等，有较强的生物活性，可刺激作物生长发育、提高酶活力、增强抗病抗逆作用，对生根促长、保花保果都有一定的作用。
由于经济和环境的优势以及基因工程技术的发展，发酵成为工业化生产氨基酸最常用的技术。
优化发酵工艺对于提高效率、减少成本至关重要，创新的分离技术，如纳滤膜，可以整合到发酵罐中，将生产和净化相结合。
此外，能够模仿大规模反应器的技术，如流程建模或缩小设备，可以减少反应器工业放大引起的诸多问题。
因此，将流程建模、过程模拟和代谢工程工具结合起来，可以在过程设计早期开发阶段得到最佳工艺参数，从而最大限度地减少工艺过程中存在的不确定性。
选择最优的氨基酸生产方法，需要参考众多标准，如可用技术和资本投资产品市场规模和收入、原材料和运营成本以及每个特定过程的环境影响等，再进行综合分析。
在当下氨基酸生产环境中，由于发酵法的经济优势和环保优势，现己成为工业化规模生产氨基酸最常用的方法。
未来，随着农业对氨基酸需求及品质的进一步增加，酶解氨基酸在农业上的应用或将获得更长远的发展。
参考文献
【1】农资头条.氨基酸生产工艺[J].特肥观察.2019,冬季.。
氨基酸发酵工艺学要点
氨基酸发酵工艺学要点氨基酸发酵工艺学是指以微生物作为生产菌株，利用合成代谢途径合成氨基酸的工艺学。
该领域研究的主要内容包括菌种筛选与改良、培养基优化、发酵条件控制、产物回收等。
1. 菌种筛选与改良：选择合适的生产菌株是氨基酸发酵工艺成功的关键。
传统的方法是通过对不同菌株的培养并测定其产酸能力来筛选，现代技术如基因工程能够对菌株进行改良提高产酸能力。
2. 培养基优化：培养基的组成对菌株的生长和产酸能力有着重要影响。
氨基酸发酵工艺学需要确定合适的碳、氮、矿物质和微量元素的配比，并通过适当的调节pH、温度等参数来优化培养基。
3. 发酵条件控制：发酵条件的控制对产酸效果起着至关重要的作用。
温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等因素需要进行合理控制，以提供适宜的环境条件使菌株能够高效地进行产酸。
4. 产物回收：产物回收是氨基酸发酵工艺的重要步骤。
产酸液通过离心、过滤、浓缩等工艺步骤进行分离和净化，得到纯净的氨基酸产物，可以通过结晶、干燥等工艺步骤进行后续处理。
综上所述，氨基酸发酵工艺学主要涉及菌种筛选与改良、培养基优化、发酵条件控制以及产物回收等关键要点。
只有在这些方面的科学研究和技术路线的指导下，才能实现高效、经济地生产氨基酸。
氨基酸发酵工艺学是一门综合性的学科，涉及微生物学、发酵工程学、生物化学等多个学科的知识。
其研究的目标是通过优化发酵条件和处理工艺，实现高效、经济地生产氨基酸。
在氨基酸发酵工艺中，菌种筛选与改良是非常重要的一步。
不同的微生物具有不同的代谢途径和产酸能力，选择合适的菌种对产酸效果有着至关重要的影响。
菌种筛选的传统方法是通过对不同菌株的培养，并通过测定产酸能力来评估其潜力。
然而，随着基因工程技术的发展，我们能够通过改造菌株的基因来提高其产酸能力。
通过插入外源基因或修改内源基因，可以改变菌株的代谢途径和调节酶活性，从而提高产酸效率。
培养基优化也是氨基酸发酵工艺中的重要环节。
培养基的组成对菌株的生长和产酸能力具有重要影响。
发酵过程控制氨基酸发酵的工艺控制实例
（二）温度的影响及其控制
1、温度对Glu发酵的影响
谷氨酸发酵前期(0~12h)是菌体大量繁殖阶段，在此 阶段菌体利用培养基中的营养物质来合成核酸、蛋白质等， 供菌体繁殖用，而控制这些合成反应的最适温度均在 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℃，故发 酵中、后期适当提高罐温对积累谷氨酸有利。
在发酵后期由于耗用大量NH4+ ,pH值下降, 此 时就要进行pH值调节,以保证发酵的正常进行。
pH发生变化的主要原因是培养基中营养成分的 利用和代谢产物的积累。
如当谷氨酸棒状杆菌利用糖类物质不断生成谷氨酸时，培养 液的pH就会下降。而酸性物质的消耗和氨的生成等则会导致培 养液的pH上升。
pH：前期pH7.5~8.0，中后期pH7.0~7.6。 通过采用流加尿素，氨水或液氨等办法调节 pH，补充氮源。
表1 部分氨基酸及其生产所用菌株
氨基酸 谷氨酸
缬氨酸 丙氨酸 脯氨酸 赖氨酸
苏氨酸 鸟氨酸 亮氨酸 酪氨酸
使用的菌株
谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌或黄色短 菌杆、北京棒杆菌、钝齿棒杆菌 北京棒杆菌、乳糖发酵短杆菌 凝结芽孢杆菌 链形寇氏杆菌 、黄色短杆菌 黄色短杆菌 、乳糖发醇短杆菌 、谷氨酸棒 杆菌 大肠杆菌、大肠杆菌 谷氨酸棒杆菌 、黄色短杆菌 黄色短杆菌 氨酸棒杆菌
二次世界大战后不久，美国有人提出用 发酵法生产谷氨酸的报告。
日本也相继开始了研究，1956 年日本 协和发酵公司分离出一种新的细菌，它可 以利用100 克葡萄糖转化为40 克以上的谷 氨酸。1957 年发酵法味精正式商业性生产， 这标志着氨基酸发酵工业的诞生。
生产氨基酸的大国为日本和德国。
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。
氨基酸发酵机制(2)
机
制
第二篇 发酵机制
第 2.选育油酸缺陷型
五 章
3.选育甘油缺陷型
4.选育温度敏感型突变株
氨 由于磷脂结构复杂，又是细胞膜的必要成 基 分，所以磷脂合成障碍必须是条件型突变， 酸 如温度敏感型突变株才能存活，反之，从
发 温度敏感型突变株中可以找到细胞膜合成
酵 有缺陷的突变株。
机
制 5其他，如营养缺陷型；药物抗性突变株； 敏感型突变株等
酵
异柠檬酸
机
乙醛酸
制
富马酸
琥珀酸
第二篇 发酵机制
第 五
3.CO2固定
章 实验表明：草酰乙酸靠CO2的固定来补充； 已发现的途径有二条：
氨 基 PEP + CO2 + GDP PEP羧化酶 草酰乙酸 + GTP
酸 发 酵 机 制
CO2
酸丙 酮
苹果酸酶 酸 苹 苹果酸脱氢酶
草
果
酰
CO2
乙 NAD+ NADH+H+酸
酸
Mg2+ 羧化酶
发
酵 机
COOH-CH2CoA + ADP + Pi(丙二酰CoA)
制 生物素是羧化酶的辅酶，促进脂肪酸合成，
再合成磷脂。
第二篇 发酵机制
第 选育生物素缺陷型菌株
五 限制外源性生物素供应 抑制不饱和脂
章 （适量 ～ 贫乏）
肪酸合成磷脂
氨
↓ 磷脂↓
基
↓
酸
细胞膜结构不完整
发
↓
酵
细胞膜对谷氨酸通透性↑
氨 控制磷脂的合成
基 酸
使细胞膜受损（如表面活性剂） 青霉素损伤细胞壁，间接影响细胞膜
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。
酿造工艺第六章氨基酸发酵1
四、谷氨酸发酵工艺
1、温度的控制。 国内常用菌株的最适生长温度为30～34℃， 产生谷氨酸的最适温度为34～36℃。 0～12h的发酵前期，主要是长菌阶段； 发酵12h后，菌体进入平衡期，增殖速度变得 缓慢； 温度提高到34～36℃，谷氨酸的生成量就增 加。
前期 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。
常速离心机 转速≤8000r/min，相对离心力 ≤10kg 高速 超速 1-2.5 x 104 r/min，相对离心力10- 100kg 2.5 – 8 x 104 r/min，相对离心力8 x 108kg
二 、沉淀分离 沉淀分离是通过改变某些条件，使混合液中某种溶 质的溶解度降低，从溶液中沉淀析出，而与其他溶 质分离的技术。沉淀分离是谷氨酸分离纯化过程中 经常使用的技术。 1、等电点沉淀法 等电点沉淀法是利用两性电解质在等电点时溶解度 最低，以及不同的两性电解质具有不同的等电点这 一特性，通过改变溶液的pH，而对两性电解质进 行分离的技术。 谷氨酸是两性物质，在等电点的条件下，谷氨酸的 溶解度最小，谷氨酸的等电点为pH 3.22。它除与 溶液的pH有关，温度越低，溶解度越小，很多生产 厂采用低温等电点法。
谷氨酸的分离纯化
谷氨酸发酵液、提取液和水解液中，还含有 许多杂质: 诸如丙氨酸、天门冬氨酸等其他氨基酸；乳 酸、酮酸等有机酸； 各种糖类；各种无机离子； 微生物菌体等。
需要通过一系列分离纯化技术，将杂质分离， 才能得到所需的纯化谷氨酸。
谷氨酸分离纯化的方法主要有离心分离、沉淀分离、 过滤与膜分离、层析分离等。 一 ）离心分离 离心分离是借助离心机高速旋转所产生的离心力，使 不同大小和不同密度的物质分离的技术。
第9章氨基酸发酵-文档资料
谷氨酸发酵工艺流程
1．谷氨酸生产原料
包括碳源、氮源、无机盐和生长因子等。 发酵原料选择要考虑：菌体生长繁殖的营 养需求、有利于谷氨酸大量积累、产品提 取容易、生产周期短及价格便宜。
（1）碳源：是构成菌体和合成谷氨酸的碳 骨架以及能量来源。
一般都是淀粉原料，如玉米、小麦、甘薯、 大米等。淀粉先水解成葡萄糖，然后经中 和、脱色再投放到发酵罐。
所以多选铵型强酸性阳离子交换树脂。
①树脂的处理过程：
732# 阳离 子树脂
水洗
1mol/L 的 NaOH处理
水洗至 pH6.0
1Mol/L 的 HCl处理
水洗至 pH8.0
1Mol/L 的 氨水处理
水洗至 pH8.0
铵型树 脂（待用）
②离子交换操作方式：用动态法离子交换 柱交换操作方式，采用多柱串联。
医药工业中，多种复合氨基酸制剂可通过 输液治疗营养或代谢失调；精氨酸药物用 于治疗由氨中毒造成的肝昏迷；丝氨酸药 物用作疲劳恢复剂；蛋氨酸、胱氨酸用于 治疗脂肪肝；L-谷氨酸与L-谷氨酰胺用于治 疗脑出血后的记忆力障碍等。
化妆品生产中，胱氨酸用于护发素，丝氨 酸用于面霜中；谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸 与脂肪酸形成的表面活性剂，具有清洗、 抗菌等功能，用于护肤品、洗发剂中。
赖氨酸生产菌有两大类：一类是细菌，多 以谷氨酸生产菌为出发菌通过诱变制得； 另一类是酵母菌，但产量较细菌低。
2．赖氨酸生产工艺控制
（1）赖氨酸的生物合成途径 赖氨酸合成途径与其他氨基酸不同，依微 生物种类不同而异。 细菌赖氨酸生物合成途径需天冬氨酸经过 反应合成二氨基庚二酸，进而合成赖氨酸， 不同细菌生物合成调节机制不同； 酵母赖氨酸合成途径需天冬氨酸经过反应 合成α-氨基已二酸，再合成赖氨酸。
发酵法生产氨基酸的工艺流程
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蛋白质的工业化生产氨基酸发酵
氨基酸发酵基本工艺综述所谓氨基酸发酵, 就是以糖类和铵盐为主要原料的培养基中培养微生物, 积累特定的氨基酸。
这些方法成立的一个重要原因是使用选育成的氨基酸生物合成高能力的菌株。
菌株的育种起初是由从自然界中筛选有产酸能力的菌株, 并建立其培养条件开始的, 从自然界或研究室保藏种类是有限的。
而后在确立突变技术和阐明氨基酸生物合成系统调节机制的基础上发展为营养缺陷变异株、抗药性菌株的育种。
这样, 几乎所有的氨基酸都能生产出来。
氨基酸生产的一般工艺有：（1）生产菌种氨基酸发酵使用的菌种主要有谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌、乳糖发酵短杆菌、短芽抱杆菌、教质塞来菌等。
获得这些菌种有多种途径有：1：用野生株的方法这是从自然界获得的分离菌株进行发酵生产的一种方法。
典型的例子就是谷氨酸发酵。
2：用营养缺陷变异株的方法这一方法是诱变出菌体内氨基酸生物合成某步反应阻遏的营养缺陷型变异体, 使生物合成在中途停止, 不让最终产物起控制作用。
3：类似物抗性变异株的方法在微生物体内, 具有限制过量氨基酸生成的调节机制。
因此, 一般很难如愿获得所要的氨基酸。
为此, 用一种与自己想获得的氨基酸结构相类似的化合物加入培养基内, 使其发生控制作用, 从而抑制微生物的生长。
这样, 就可以得到在这种培养基中能够生长的变异株, 而这种变异株正是解除了调控机制的, 能够生成过量的氨基酸。
利用此方法发酵的有: 苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨酸。
4：体内及体外基因重组的方法基因工程包括细胞内基因重组方法和试管内的体外基因重组方法。
(2)发酵培养基氨基酸发酵的碳源最常采用淀粉水解糖液、糖蜜等；其氮源则常采用铵盐、尿素、氨水等无机氮源，控制合理的碳氮比，不仅菌体生长和氨基酸合成需要氮，而且氮源还用来调节pH值，因此氮源的需要量比一般发酵(例如有机酸发酵)多。
例如谷氨酸发酵的碳氮比为l00：15—2l，当碳氮比为100：U时才开始积累谷氨酸。
在消耗的氮源中，合成菌体用的氮源仅占总氮的3％一6％，合成谷氨酸的氮源占30％一80％。
氨基酸发酵工艺研究
学年论文（课程设计）题目：氨基酸发酵工艺研究学院生命科学学院学科门类工程类专业生物工程学号2008444007姓名王彦坤指导教师2010年12月20日目录一前言 (1)二本论 (2)2.1生产菌株的选择 (2)2.1.1 出发菌株的初筛 (2)2.1.2 出发菌株的诱变育种 (2)2.1.3 菌株特性 (3)2.2中间过程的控制 (3)2.2.1 培养基的选择 (3)2.2.2 控制发酵的条件 (5)2.3产物的分离 (7)2.3.1沉淀法分离氨基酸 (7)2.3.2吸附法提取氨基酸 (8)2.3.3离子交换法提取氨基酸 (8)2.3.4 膜分离法 (9)三结论 (10)参考文献： (11)氨基酸发酵工艺研究摘要氨基酸（amino acid）是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称,是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位。
参与蛋白质合成的常见的是20种α-氨基酸。
人体所需的氨基酸，分非必需氨基酸和必需氨基酸（包括：色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸和赖氨酸）。
发酵指微生物分解有机物质的过程，广泛应用于农业、医药、酿造、食品及化工等方面。
将发酵与生产氨基酸联系起来，可以很好的利用发酵工程的相关设备及条件控制等技术，大量、快速、方便地生产氨基酸。
关键词：氨基酸发酵条件控制AbstractAmino acids are a series of organic compounds that contains the amino and carboxyl. They are the basic unit of biological functions of the protein molecules. Those who involved in protein synthesis are mainly 20 kinds of α-amino acids. Amino acids the human body needs non-essential amino acids and essential amino acids (including: Tryptophan, phenylalanine, methionine, threonine, leucine, isoleucine, valine and lysine). Fermentation refers to the process of microbial decomposition of organic material. It is widely used in agriculture, medicine, brewing, food and chemical industry and so on. Connecting fermentation with production of amino acids, will take full advantage of fermentation equipment and technology. So that we can get enough amino acids in a high method.Keywords: Amino acids Fermentation control of condition一前言氨基酸发酵是典型的代谢控制发酵,由发酵所生成的产物——氨基酸,都是微生物的中间代谢产物,它的积累是建立于对微生物正常代谢的抑制。
第七章氨基酸发酵工艺
目前蛋氨酸、赖氨酸作为饲料添加剂的使用 量最大，色氨酸、苏氨酸等也被确定为饲料 添加剂。
4、氨基酸在农业中的应用
1）、杀虫剂
如刀豆氨酸可使南方毛虫拒食而
死； 2）、杀菌剂 1972年，日本推出N月酰缬氨酸作为 治稻瘟病药剂； 3）、除草剂 如激光除草剂的δ-氨基一酰丙酸； 4）、农药稳定剂 如色氨酸可作为杀虫剂水杨酸或 环磷酸的稳定剂； 5）、植物生长的促进剂 如谷氨酸能使大豆增产； 6）、脱叶剂 如L-赖氨酸有加速树叶脱落的作用。
与TCA循环有关。
适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙氨酸和缬
氨酸发酵：菌体呼吸受阻时产量最大。
供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸族氨基酸
发酵。
第三节
A、谷氨酸生产工艺
氨基酸生产工艺
工业化生产开始于由水解小麦面筋或大豆蛋白质
而制取。 1957年，日本率先采用微生物发酵法生产，并 投入大规模工业化生产，这是被誉为现代发酵工 业的重大创举，使发酵工业进入调节代谢的调控 阶段。 谷氨酸是一个很重要的氨基酸，占氨基酸总量的 2/3。 我国现已有30余家生产，年产量达110万吨，居 世界首位。
转化率降低。
菌种性质、生产氨基酸种类和所采用的发酵操
作决定碳源种类
2、氮源：铵盐、尿素、氨水； 同时调整pH值。 营养缺陷型添加适量氨基酸主要以添加有机氮
源水解液。
需生物素和氨基酸，以玉米浆作氮源。 尿素灭菌时形成磷酸铵镁盐，须单独灭菌。可
分批流加。
氨水采用pH自动控制连续流加法.
和发酵阶段等因素决定。
控制方式：
（1）菌体生长或过快时，流加尿素可多
些，以抑制菌体生长。
（3）发酵后期，残糖少，接近放罐时，少加