第六章有机酸发酵201103-讲义
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[工学]第六章发酵食品生产工艺
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6.1.3 发酵条件与过程控制
⑴ 培养基 在生产上是为满足微生物生长繁殖及代谢的需要。
成分是否合适，直接影响微生物的生长与发酵产品的 质量。一般分为:
斜面培养基:提供菌种繁殖扩大之用，要使菌体长得 快、健壮。浓度不宜高，碳氮含量不宜过多。
种子培养基：使菌种纯净、健壮、活力旺盛并有足 够的数量。浓度不宜太高，控制碳氮比。
特点：是酱醪稀薄，便于保温、搅拌和输送适 合于机械化生产，而且酱油滋味鲜美，酱香和酯 香醇厚，色泽较淡。但生产周期长，设备利用率 低，压榨工序繁杂，劳动强度高。
⑵ 固稀发酵 即先固态后稀醪，二者分阶段性结合起来，而且
蛋白质原料与淀粉质原料分开制曲，高低温分开制 醅及制醪发酵。一般固态发酵温度保持在40 ～ 50℃，然后再加入一定数量的盐水，进行稀醪发 酵温度保持在30～40℃。
⑹染菌与控制 发酵过程染菌是很严重的问题，主要的原
因有菌种带菌，设备渗漏，空气系统带菌等。 原因多种不尽相同。
要注意环境卫生；车间设计要合理；消毒方 法要适当；利用发酵条件控制杂菌生长。
6.2 酱油生产技术
6.2.1 概述
酱油是一种营养价值丰富、以粮食作物为原料加 工制成的发酵调味品。
每l00mL酱油中含可溶性蛋白质、多肽、氨基酸 达7.5～10g，含糖分2g以上，此外，还含有较丰富
﹡适合的菌种 ﹡适合的代谢条件 ﹡适合的生化反应器 ﹡适合的分离方法与设备
6.1.2 发酵基本过程
⑴ 发酵食品的形成
在原有酶及微生物产生的酶的共同作用下，原料有机物产生大分子 降解，如淀粉降解、蛋白质降解、脂肪降解、纤维素降解等ห้องสมุดไป่ตู้这个过程 也称为原料的液化阶段。
原料降解时产生了各种各样的代谢产物，决定了发酵产物的最终取向 。
有机酸发酵
• 我国是世界上最早利用和发酵生产有机酸的国 家之一，由于有机酸发酵是生物体内的基本代 谢过程，又和人民群众的生活密切相关，近40 年来，有机酸工业从无到有，尤其是近20年出 现了蓬勃发展的趋势。 • 柠檬酸和乳酸系列产品已进入国际市场，从质 量及产量两方面皆具有较强的市场竞争能力； 苹果酸和衣康酸已进入市场开发和大规模生产； 葡萄糖酸的发酵生产已进入成熟阶段；其他新 型有机酸产品的研究开发正受到国家和相关企 业的高度重视、新产品和新用途将会层出不穷。
• 英国药典标准 • (1)形状：无色结晶或白色结晶粉末； • (2)溶解度：溶于1份水或1．5份乙醇(9．6％),微溶 于乙醚; • (3)重金属：不超过10mg／kg(以Pb计)； • (4)铁：不超过50 mg／kg • (5)氧化物：不超过mg／kg • (6)草酸盐：不超过500mg／kg； • (7)水分：无水物不超过1％。，水合物不超过9％ • (8)硫酸灰分：不超过o．； • (9)含量：不低于99．5％，不高于101％。
• 在建筑工业中，可做混凝土缓凝剂，提 高工程抗拉、抗压、抗冻性能，防治龟 裂。 • 在化妆品业中，可做抗氧剂和发泡剂。 • 在油田工业方面，柠檬酸铝是一种新 型油田化学品，用作水溶性聚合物的交 联剂。国外在压裂、堵水、剖面调整等 采油工艺中已广泛使用，提高了采油率。
• 3．市场现状 • 目前，世界柠檬酸的产量，仍以美国 为最。 • 柠檬酸属微利产品。
• 但是，与正常呼吸链不同．缺氧对旁系呼吸链 的损伤是不可逆的，因此在产酸阶段一定要保 证足够的溶氧供应。
• 此外,柠檬酸的合成是在线粒体上，合成 后则分泌于细胞外，而合成过程中有些 酶则在细胞质内、因此合成过程的中间 物和终产物在线粒体、细胞质和细胞外 的输送、转移及其调控等问题也是十分 重要的。至于柠檬酸生物合成在基因和 分子水平上的调节，这里就不作讨论了。
发酵工艺学原理讲义及复习题
发酵工艺学原理讲义及复习题烟台大学林剑主讲课程（2011级）第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义：微生物发酵工业的概念：1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式，引出生物技术、生物工程的概念，讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业（啤酒、葡萄酒、白酒……）。
厌氧发酵调味品（酱油、醋）。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义，是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
好氧发酵石油发酵——降低石油熔点（石油脱腊）有机溶剂工业——乙醇、丙醇等维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理，废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给，这些多涉及到化工生产的一下领域：（1）质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等（2）热量的传递——微生物呼吸产热，微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
（3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，他与溶氧、气液混合的关系（4）微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立，产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看，最早的微生物发酵是一个自然发酵过程，现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵？定义：是指利用生物的、物理的、化学的方法，人为的改变了微生物的生长代谢途径，使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例，建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征：（1）反应条件温和通常由于微生物的生理特性，要求温度为30℃-40℃，pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等，pH值中性偏碱性——细菌的发酵（2）无菌发酵整个反应过程要求无菌：培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌，其尾气也要求进行无菌处理。
有机酸发酵
一本课题的研究意义柠檬酸(citric acid)，又名枸橼酸，是一种三元羧酸，其学名为3一羟基一3一羧基戊二酸。
柠檬酸是生物体主要代谢产物之一，在自然界中分布广泛，主要存在于柠檬、柑橘、梅子等果实中。
现在，柠檬酸被广泛的应用于食品，医药和化学工业中[1]。
世界市场上柠檬酸大约有70％用于食品行业，医药和化妆品占10％，化学工业15％，其他行业5 0A。
目前，柠檬酸全世界消耗量已达120万吨，年产能达160万吨，市场贸易量为90多万吨，且每年以7％的增长率增长[2]。
尤其是有关清洁剂的法案可能在不久之后将会禁止清洁产品添加磷酸盐，这将意味着越来越多的清洁剂生产厂家将会选择另外两种添加剂-柠檬酸和柠檬酸钠。
二国内外研究现状与发展趋势一、全国柠檬酸发展现状1、柠檬酸产量和出口世界居首我国柠檬酸产量和出口量已连续多年居世界第一。
2005年，我国柠檬酸类产品产量63万吨，占世界总产量的44%；国内总产量的约80%出口国外，2005年出口量48.51万吨，占世界贸易总量的50%。
2006年柠檬产量达到66万吨，出口60万吨；2007年，国内柠檬酸及柠檬酸产量76万吨，共出口70.83万吨，2006年和2007年两年国内柠檬酸出口超过总产量的90%，出口依赖严重。
2、柠檬酸市场需求广泛全球柠檬酸的年需求量约为130万吨左右，且以年5%-7%的速度递增。
2007年，全球柠檬酸需求继续以3%的幅度增长。
随着中国人民生活水平的提高，也带动了柠檬酸国内需求的大幅度增加。
我国柠檬酸主要消费于食品和饮料市场，其他消费领域包括医药、化妆品、洗涤剂以及工业领域，其中食品和饮料占70%左右，其他领域约30%。
我国柠檬酸国内需求量增长不大，国内产量主要出口到国际市场。
中国生产的柠檬酸主要销往美国、日本、比利时、荷兰、印度、西班牙等国。
近几年，中国柠檬酸对中东、欧盟市场的出口量迅速增加。
2000年，中国出口柠檬酸22.54万吨，2001年为24.18万吨，2002年为26.03万吨。
有机酸发酵生产课件
有机酸发酵的应用领域
总结词
有机酸发酵在食品、医药、化工等领域有广泛应用，可用于生产食品添加剂、药品、生 物塑料等产品。
详细描述
在食品领域，有机酸发酵被广泛应用于生产食醋、酸奶、泡菜等食品，以及各种食品添 加剂，如柠檬酸、酒石酸等。在医药领域，有机酸发酵可用于生产抗生素、维生素和药 物中间体等。在化工领域，有机酸发酵可用于生产生物塑料、表面活性剂和化学品的生
补料控制
根据菌株生长和代谢情况，适 时补加营养成分，促进菌体生
长和有机酸产量的提高。
有机酸的提取与精制
提取方法
根据有机酸的性质选择合适的提取方法，如溶剂萃取、离子交换、吸附等。
精制过程
通过结晶、重结晶、蒸馏等方法对提取得到的有机酸进行精制，提高产品质量 和纯度。
03
有机酸发酵的原理与机 制
有机酸发酵的微生物学原理
02
有机酸发酵生产过程
菌种选育与种子扩大培养
菌种选育
选择具有高有机酸发酵能力的菌 株，通过实验室内遗传改良和筛 选，提高菌株的产酸性能和耐受 性。
种子扩大培养
将选育得到的菌株在种子培养基 中进行扩大培养，获得足够的菌 体量，为后续发酵提供充足的菌 种。
发酵培养基的配置与灭菌
培养基成分
根据有机酸发酵所需的营养物质，确 定培养基配方，包括碳源、氮源、无 机盐等。
发酵液经过提取、浓缩、结晶等工艺，得到纯度较高的苹果酸产品。
富马酸的发酵生产
富马酸发酵生产原理
富马酸发酵是利用某些细菌或真菌将丁二酸 或琥珀酸等物质转化成富马酸的过程。
发酵工艺
采用液态发酵工艺，控制温度、pH值、溶 氧等参数，获得高浓度的富马酸。
原料与菌种
主要原料为丁二酸、琥珀酸等，菌种为大肠 杆菌、假单胞菌等。
《发酵工艺学第六》课件
适用人群
食品科学与工程专业的学生 食品工业的研发人员 食品生产一线的技术人员 对发酵工艺感兴趣的爱好者
课件结构
引言：介绍《发酵工艺学第六》 的背景和意义
主要内容：介绍《发酵工艺学第 六》的主要章节和内容
教学方法：介绍《发酵工艺学第 六》的教学方法和手段
实践操作：介绍《发酵工艺学第 六》的实践操作和实验
自我评估与反馈
回顾学习内容， 总结知识点
思考题：针对知 识点进行自我测 试
反馈：对自我测 试结果进行分析 ，找出薄弱环节
制定改进计划， 提高学习效果
下一步学习计划
复习重点：掌握发酵工艺学的基本原理和关键技术 思考题：针对实际生产问题，提出解决方案 学习资料：查阅相关文献和资料，了解最新研究成果 实践操作：参与实验室实验，提高实际操作能力
主要设备介绍
发酵罐：用于微生物发 酵的主要设备，具有保 温、控温、搅拌等功能
空气过滤器：用于过滤 空气中的杂质，保证发 酵罐内的空气清洁
冷却器：用于控制发酵 罐内的温度，保证微生 物发酵的最佳温度
搅拌器：用于搅拌发酵 罐内的物料，保证微生 物发酵的均匀性
控制系统：用于控制发 酵罐内的温度、湿度、 压力等参数，保证微生 物发酵的最佳条件
学习目标
掌握发酵工艺学的基本概念和原理 理解发酵工艺在食品、医药、化工等领域的应用 学会如何设计和优化发酵工艺流程 提高对发酵工艺在实际生产中的认识和应用能力
05
发酵工艺流程及设备
发酵工艺流程
原料准备：选择合适的原料，如糖、淀粉、蛋白质等 菌种培养：选择合适的菌种，如酵母、乳酸菌、醋酸菌等 发酵过程：将原料和菌种混合，进行发酵，产生发酵产物 发酵产物分离：将发酵产物与原料分离，得到纯化的发酵产物 发酵产物纯化：对发酵产物进行纯化，得到高纯度的发酵产物 发酵产物包装：将发酵产物进行包装，得到成品
《有机酸发酵》课件
代谢工程
通过代谢工程手段，对菌种的代 谢途径进行改造，优化菌种的有 机酸发酵能力。
发酵条件的优化
01
温度控制
根据菌种的生长和发酵特性，优 化发酵温度，提高有机酸的产量 和产率。
pH调节
02
03
溶氧控制
通过实时监测和调节发酵液的 pH值，为菌种提供适宜的发酵 环境，提高发酵效率。
通过控制发酵过程中的溶氧水平 ，促进菌种的生长和代谢，提高 有机酸发酵的产量。
新菌种的发现与应用
发现新的有机酸发酵菌种，具有更强 的发酵能力和更高的产物浓度，能够 更有效地进行有机酸发酵。
对新菌种进行基因改造和优化，提高 其发酵效率和产物品质，以满足不断 变化的市场需求。
新型发酵工艺的开发
开发新型的有机酸发酵工艺，如分批 发酵、连续发酵和固定化细胞发酵等 ，以提高发酵效率和产物提取率。
03
有机酸发酵的工艺流程
菌种选择与培养
菌种选择
根据发酵需求选择具有高发酵活性和稳定性能的菌种，如乳酸菌、醋酸菌等。
菌种培养
在无菌条件下，将选定的菌种接种至培养基中，进行扩大培养，获得足够的菌 体量。
原料选择与处理
原料选择
选择来源丰富、价格低廉、质量稳定的原料，如葡萄糖、果糖等。
原料处理
对原料进行除杂、清洗、破碎等预处理，以便后续发酵过程顺利进行。
醋酸菌在酿醋、制醋等工业中广泛应用，同时也 可用于制作泡菜、酸菜等发酵食品。
醋酸具有一定的抗菌、防腐作用，对人体健康也 有益处。
酵母菌
酵母菌是有机酸发酵中常见的 微生物之一，能够利用糖类物 质产生乙醇和二氧化碳。
酵母菌在酿酒、面包制作等工 业中广泛应用，同时也可用于 制作馒头、包子等中国传统面 食。
食品发酵工艺第六章 有机酸
1 Lactic acid 1 alcohol 1 CO2
Energy
2ATP
Inversion rate
high
1ATP
low
How to recognize heterofermentation strain in lab?
（1） Production of C02
(√)
（2） Gram staining
homofermentation
Heterolactic fermentation (heterofermentation)
• Glucose degraded via phosphoketolase pathway (PK)
• In addition to lactic acid, also ethanol and CO2 produced
ethanol
pyruvate
lactic acid
C6H12O6＋ADP+Pi→CH3CHOHCOOH＋CH3CH2OH＋CO2+ATP
Homofermentation vs. heterofermentation
Types Path. Products
Homo EMP Hetero PK
2 Lactic acid
2
Non-food products
➢Enzyme ➢Vitamins ➢Antibiotics ➢Biotech drugs
3
Organic Acid
1. Lactic acid fermentation
Lactic acid - A Natural Product
It is made bgars (glucose, sucrose, or lactose) by means of the
Energy
2ATP
Inversion rate
high
1ATP
low
How to recognize heterofermentation strain in lab?
（1） Production of C02
(√)
（2） Gram staining
homofermentation
Heterolactic fermentation (heterofermentation)
• Glucose degraded via phosphoketolase pathway (PK)
• In addition to lactic acid, also ethanol and CO2 produced
ethanol
pyruvate
lactic acid
C6H12O6＋ADP+Pi→CH3CHOHCOOH＋CH3CH2OH＋CO2+ATP
Homofermentation vs. heterofermentation
Types Path. Products
Homo EMP Hetero PK
2 Lactic acid
2
Non-food products
➢Enzyme ➢Vitamins ➢Antibiotics ➢Biotech drugs
3
Organic Acid
1. Lactic acid fermentation
Lactic acid - A Natural Product
It is made bgars (glucose, sucrose, or lactose) by means of the
食品发酵工艺第六章 有机酸
ood
➢Lactic acid is naturally present in many foodstuffs, such as cheese, yogurt, soy sauce , fermented meat and pickled vegetables, etc. ➢It serves as either a flavoring agent, pH regulator or a preservative.
genera lactobacillus, streptococcus and pediococcus.
Lactobacillus bulgaricus Streptococcus thermophilus
Lactobacteriaceae
• Gram positive, rods or cocci • Obligate anaerobes (no respiratory chain) • Catalase negative (often aerotolerant)
➢Lactobacillus bulgaricus and/or acidophilus ➢Streptococcus thermophilus
They work better together than they do separately because…. ➢Acid production rate is much higher ➢Formation of typical yogurt flavour and texture
Citric acid
Citric acid is a weak organic acid found in citrus fruits(lemon). It is a good, natural preservative and is also used to add an acidic (sour) taste to foods and soft drinks.
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3、 若集中氨基酸有一个共同前体，应切断其它氨基酸 的合成途径
4、 增加细胞的通透性，使合成的氨基酸及时排出体外， 降低胞内浓度。
以谷氨酸合成为例：
措施1：限制细胞内α-酮戊二酸脱氢酶复合物的活性
措施2：增加细胞通透性，使谷氨酸排出体外，解除反馈 抑制
加入biotin、油酸盐、饱和脂肪酸、青霉素等
用途：调味用 G具有香覃味道 I具有鲣鱼质鲜味 一般比例：99%味精：I+G=98%：2%
食用味精的安全性
1973年联合国食品添加剂标准委员会规 定，摄入量为0—120mg/Kg体重，不 适合未满12周即3个月的婴儿
1987年2月，WHO/WTO根据联合国 食品添加剂标准委员会对味精毒理性试 验规定使用味精不做限量
它们依次是：河南莲花味精集团、山东菱花 集团、江苏菊花味精集团、山东三九味精集团、 广州奥桑味精食品公司、沈阳红梅集团、武汉 味全食品公司、杭州味精厂。
味精：味素，L-谷氨酸的单钠盐。具有一
分子结晶水，分子量187.13。 分子式为：NaC5H8O4N.H2O α-氨基酸戊二酸一钠。白色透明有光泽
1957年，日本协和发酵公司开始以糖质原料，采用发酵法 生产谷氨酸成功，并于1957年投入工业化生产。
1959年，美国也开始采用发酵法生产味精。
1962年，日本味之素公司采用以丙烯腈为原料，化学合成 DL—谷氨酸，再经化学分割生成L—谷氨酸钠，后来由于石 油价格提高，加上消费者对化学合成味精不放心的心理， 影响市场销售，而告全部停产。
菌种选育
1、 选育营养缺陷型菌株 2、 利用基因工程获得高产菌株 3、 选育调节突变型菌株 谷氨酸生产菌特征
谷氨酸生产菌能够在体外积累菌体最大生长需要量300多 倍的谷氨酸，研究发现：大量积累并非是当初设想的 由于特异代谢途径导致，而是：
①代谢调节控制； ②细胞膜通透性的特异调节协和公司采用醋酸发酵生产谷氨酸
1977年，用糖蜜为原料发酵法生产谷氨酸。
我国
1923年，上海天厨味精厂首先采用盐酸水解面筋生产味精
1932年，沈阳味精厂开始用豆粕水解生产味精
1958年，我国有关研究所和工厂开始研究发酵法制备谷氨 酸的工艺
1964年，上海天厨味精厂首先以黄色短杆菌617为生产菌 株，采用发酵法生产谷氨酸中型试验获得成功，继而投入 工业化生产
三、氨基酸合成机理和菌种选育
（一） 发酵机理
（二）合成条件
细胞内氨基酸合成特点： 1、 某一类氨基酸往往有一个共同的前体 2、 氨基酸合成与EMP、TCA循环有密切关系 3、 一种氨基酸可能是另一种氨基酸的前体
因此，要使细胞内积累大量氨基酸，必须：
1、 解除氨基酸代谢途径中的反馈抑制
2、 防止所合成的目标氨基酸降解或用于合成其它组分
第二节 谷氨酸合成的机制
（一）合成途径
谷氨酸的生物合成途径大致是：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。
第六章有机酸发酵 201103
精品
一、味精工业的发展史
1866年，德国人雷哈生利用硫酸水解小麦面筋，最先分 离出谷氨酸。
1908年，日本人池田菊苗和铃木合作从海带汁液中提取 谷氨酸成功。
1910年 日本味之素公司用水解法生产出谷氨酸。
1936年，美国人从甜菜废液中提取谷氨酸。
1946年，美国发明发酵法生产“α-酮戊二酸，并发表了 用酶法或化学法将此酮酸转换为L—谷氨酸的研究报告。
高产谷氨酸菌种的生理生化特征
1.异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱 2.还原型辅酶II进入呼吸链能力弱或缺
陷 3.酮戊二酸氧化能力缺欠或微弱 4.柠檬酸合成酶、乌头激酶、异柠檬酸
脱氢酶活力弱 5.谷氨酸脱氢酶活力强 6.二氧化碳固定反应酶活力强
7.分解利用谷氨酸的能力弱 8.耐高糖、耐高谷氨酸 9.谷氨酸对谷氨酸反馈控制作用丧失 10.具有向环境泄露谷氨酸的能力
1964年，杭州味精厂与中国科 学院微生物研究所等单位协作 进 行 北 京 棒 杆 菌 As1.299 发 酵 法生产谷谷氨酸扩大试验
1965年获得成功并投入工业化 生产。
同时，天津味精厂与天津工业 微生物研究所等单位也成功采 用发酵法制谷氨酸。
沈阳味精厂也相继用发酵法生 产味精。
2009年世界味精需求量超过200万t,占全球产 能的70%以上。中国已经成为世界味精的主产 地，也是世界上第一大出口国，2007年出口17 万t，与2009年出口量达到22万t。生产企业从 2002年140多家减少到目前的50家。
中国味精大鼠长期毒性试验总结
Summary of Long Term Toxicity Experiment on Mouse for Monosodium Glutamate
味精是以淀粉或糖质为原料通过微生物发酵法生产出来的 一种谷氨酸的钠盐,是自然界存在的氨基酸的一种.对于它 的安全性,在国际上,特别是日本曾做过大量工作,以翔实的、 科学的数据证实了食用味精是安全的.联合国粮农组织和世 界卫生组织食品添加剂法规委员会第19届会议宣布结论:" 对味精每人每天摄入量不需作任何规定".时隔10多年,至 今还有一部分消费者对味精的安全性存在疑虑. 中国发酵 工业协会组织味精行业,在中国中医研究院的大力支持下, 对我国味精产品进行了<大鼠长期毒性试验>,通过试验,再 一次证实了食用味精是安全的.
的八面柱状结晶体，易溶于水不溶于纯酒精 等有机溶剂。具有强烈肉鲜味，120℃以上 逐渐失去结晶水而改变化学性质。
主要化学性质
1.与酸作用生成谷氨酸或谷氨酸盐酸盐 2.与碱作用生成谷氨酸二钠盐 3.长时间受热引起分子内失水生成焦谷
氨酸钠。
强力味精
定义：又名特鲜味精或新味精，它由味 精配以适量的I+G混合制成
4、 增加细胞的通透性，使合成的氨基酸及时排出体外， 降低胞内浓度。
以谷氨酸合成为例：
措施1：限制细胞内α-酮戊二酸脱氢酶复合物的活性
措施2：增加细胞通透性，使谷氨酸排出体外，解除反馈 抑制
加入biotin、油酸盐、饱和脂肪酸、青霉素等
用途：调味用 G具有香覃味道 I具有鲣鱼质鲜味 一般比例：99%味精：I+G=98%：2%
食用味精的安全性
1973年联合国食品添加剂标准委员会规 定，摄入量为0—120mg/Kg体重，不 适合未满12周即3个月的婴儿
1987年2月，WHO/WTO根据联合国 食品添加剂标准委员会对味精毒理性试 验规定使用味精不做限量
它们依次是：河南莲花味精集团、山东菱花 集团、江苏菊花味精集团、山东三九味精集团、 广州奥桑味精食品公司、沈阳红梅集团、武汉 味全食品公司、杭州味精厂。
味精：味素，L-谷氨酸的单钠盐。具有一
分子结晶水，分子量187.13。 分子式为：NaC5H8O4N.H2O α-氨基酸戊二酸一钠。白色透明有光泽
1957年，日本协和发酵公司开始以糖质原料，采用发酵法 生产谷氨酸成功，并于1957年投入工业化生产。
1959年，美国也开始采用发酵法生产味精。
1962年，日本味之素公司采用以丙烯腈为原料，化学合成 DL—谷氨酸，再经化学分割生成L—谷氨酸钠，后来由于石 油价格提高，加上消费者对化学合成味精不放心的心理， 影响市场销售，而告全部停产。
菌种选育
1、 选育营养缺陷型菌株 2、 利用基因工程获得高产菌株 3、 选育调节突变型菌株 谷氨酸生产菌特征
谷氨酸生产菌能够在体外积累菌体最大生长需要量300多 倍的谷氨酸，研究发现：大量积累并非是当初设想的 由于特异代谢途径导致，而是：
①代谢调节控制； ②细胞膜通透性的特异调节协和公司采用醋酸发酵生产谷氨酸
1977年，用糖蜜为原料发酵法生产谷氨酸。
我国
1923年，上海天厨味精厂首先采用盐酸水解面筋生产味精
1932年，沈阳味精厂开始用豆粕水解生产味精
1958年，我国有关研究所和工厂开始研究发酵法制备谷氨 酸的工艺
1964年，上海天厨味精厂首先以黄色短杆菌617为生产菌 株，采用发酵法生产谷氨酸中型试验获得成功，继而投入 工业化生产
三、氨基酸合成机理和菌种选育
（一） 发酵机理
（二）合成条件
细胞内氨基酸合成特点： 1、 某一类氨基酸往往有一个共同的前体 2、 氨基酸合成与EMP、TCA循环有密切关系 3、 一种氨基酸可能是另一种氨基酸的前体
因此，要使细胞内积累大量氨基酸，必须：
1、 解除氨基酸代谢途径中的反馈抑制
2、 防止所合成的目标氨基酸降解或用于合成其它组分
第二节 谷氨酸合成的机制
（一）合成途径
谷氨酸的生物合成途径大致是：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。
第六章有机酸发酵 201103
精品
一、味精工业的发展史
1866年，德国人雷哈生利用硫酸水解小麦面筋，最先分 离出谷氨酸。
1908年，日本人池田菊苗和铃木合作从海带汁液中提取 谷氨酸成功。
1910年 日本味之素公司用水解法生产出谷氨酸。
1936年，美国人从甜菜废液中提取谷氨酸。
1946年，美国发明发酵法生产“α-酮戊二酸，并发表了 用酶法或化学法将此酮酸转换为L—谷氨酸的研究报告。
高产谷氨酸菌种的生理生化特征
1.异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱 2.还原型辅酶II进入呼吸链能力弱或缺
陷 3.酮戊二酸氧化能力缺欠或微弱 4.柠檬酸合成酶、乌头激酶、异柠檬酸
脱氢酶活力弱 5.谷氨酸脱氢酶活力强 6.二氧化碳固定反应酶活力强
7.分解利用谷氨酸的能力弱 8.耐高糖、耐高谷氨酸 9.谷氨酸对谷氨酸反馈控制作用丧失 10.具有向环境泄露谷氨酸的能力
1964年，杭州味精厂与中国科 学院微生物研究所等单位协作 进 行 北 京 棒 杆 菌 As1.299 发 酵 法生产谷谷氨酸扩大试验
1965年获得成功并投入工业化 生产。
同时，天津味精厂与天津工业 微生物研究所等单位也成功采 用发酵法制谷氨酸。
沈阳味精厂也相继用发酵法生 产味精。
2009年世界味精需求量超过200万t,占全球产 能的70%以上。中国已经成为世界味精的主产 地，也是世界上第一大出口国，2007年出口17 万t，与2009年出口量达到22万t。生产企业从 2002年140多家减少到目前的50家。
中国味精大鼠长期毒性试验总结
Summary of Long Term Toxicity Experiment on Mouse for Monosodium Glutamate
味精是以淀粉或糖质为原料通过微生物发酵法生产出来的 一种谷氨酸的钠盐,是自然界存在的氨基酸的一种.对于它 的安全性,在国际上,特别是日本曾做过大量工作,以翔实的、 科学的数据证实了食用味精是安全的.联合国粮农组织和世 界卫生组织食品添加剂法规委员会第19届会议宣布结论:" 对味精每人每天摄入量不需作任何规定".时隔10多年,至 今还有一部分消费者对味精的安全性存在疑虑. 中国发酵 工业协会组织味精行业,在中国中医研究院的大力支持下, 对我国味精产品进行了<大鼠长期毒性试验>,通过试验,再 一次证实了食用味精是安全的.
的八面柱状结晶体，易溶于水不溶于纯酒精 等有机溶剂。具有强烈肉鲜味，120℃以上 逐渐失去结晶水而改变化学性质。
主要化学性质
1.与酸作用生成谷氨酸或谷氨酸盐酸盐 2.与碱作用生成谷氨酸二钠盐 3.长时间受热引起分子内失水生成焦谷
氨酸钠。
强力味精
定义：又名特鲜味精或新味精，它由味 精配以适量的I+G混合制成