氨基酸发酵工艺学要点

氨基酸发酵工艺学要点

1味精厂的主要生产车间：糖化车间、发酵车间、提取车间、精制车间

2淀粉生产的流程

原料→清理→浸泡→粗碎→胚的分离→磨碎→分离纤维→分离蛋白质→清洗→离心分离→干燥→淀粉3淀粉的液化及糖化定义。

在工业生产上，将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的“糖化”所制的的糖液称为淀粉水解糖

液化是利用液化酶使淀粉糊化，黏度降低，并水解到糊精和低聚糖的程度

4淀粉液化过程使用淀粉酶，水解位置1，4糖苷键，糖化过程使用糖化酶，水解位置1，4糖苷键和1，6糖苷键。

5液化结束后，为何要进行灭酶处理，如何操作？

液化结束后反应快速升温灭酶，高温处理时，通过喷射器快速升温至120~145°，快速升温比逐步升温产生的“不溶性淀粉颗粒”少，所得的液化液既透明又易过滤。淀粉出糖率高，同时由于采取快速升温法，缩短了生产周期

6葡萄糖的复合反应。

7淀粉的糊化、老化定义及影响老化的因素。

（1）糊化

若将淀粉乳加热到一定温度，淀粉颗粒开始膨胀，偏光十字消失。温度继续上升，淀粉颗粒继续膨胀，可达原体积几倍到几十倍。由于颗粒的膨胀，晶体结构消失，体积膨胀大，互相接触，变成糊状液体，虽然停止搅拌淀粉也不会再沉淀，这种现象称为糊化。

（2）老化

分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列成为新氢键的过程。

（3）影响老化的因素①淀粉的成分（直链易老化，支链淀粉难老化）②液化程度③酸碱度④温度⑤淀粉糊浓度

8 DE值与DX值的概念.

DE值表示淀粉水解程度或糖化程度。也称葡萄糖值

DE=还原糖浓度/（干物质浓度*糖液相对密度）*100％

DX值指糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率。

DX=葡萄糖浓度/（干物质浓度*糖液相对密度）*100％

9淀粉水解糖的质量要求有哪些？

1糖液透光率＞90%（420nm）。2不含糊精、蛋白质（起泡物质）。3转化率＞90%。DE值（Dextrose equivalent，葡萄糖当量值）4还原糖浓度：18%左右。5糖液不能变质。6pH4.6-4.8

10 说说酸水解法、酸酶法和酶水解法三种不同水解工艺的优劣？

酸水解法是利用无机酸为催化剂，在高温高压下，将淀粉转化为葡萄糖的方法。该法具有工艺简单，水解时间短，生产效率高，设备周转快的优点。该水解法要求耐腐蚀，耐高温，耐压的设备。

酸酶法是先将淀粉用酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解为葡糖糖的工艺。采用酸酶法水解淀粉制糖，酸用量少，产品颜色浅，糖液质量高

酶水解法主要是将淀粉乳先用α-淀粉酶液化，过滤除去杂质后，然后用酸水解成葡萄糖的工艺。该工艺适用于大米或粗淀粉原料

11 固定化酶的定义及制备方法有哪几种？

固定化酶（immobilized enzyme）：由于水溶性酶的缺点,所以将它与固相载体相连,由固相状态催化反应,称酶的固定化.

①吸附法②偶联法③交联法④包埋法

12生物素对谷氨酸生物合成途径影响。

1.生物素对糖代谢的速率的影响（主要影响糖降解速率）

2.生物素对二氧化碳固定反应的影响（生物素食丙酮酸羧化酶的辅酶，生物素大过量时，CO2固定反应可提高30%）

3．生物素对乙醛酸循环的影响（乙醛酸循环的关键酶异柠檬酸裂解酶受葡萄糖，琥珀酸阻遏，为醋酸所诱导。以葡萄糖为原料，发酵生产谷氨酸时，通过控制生物素亚适量，几乎看不到异柠檬酸裂解酶的活性。代谢流向异柠檬酸-α-酮戊二酸-谷氨酸）

生物素对糖代谢的调节

（1）生物素对糖酵解途径的影响

生物素充足，糖酵解加速，趋向形成乳酸。

（2）生物素对CO2固定途径的影响

生物素是羧化酶辅酶。

（3）生物素对乙醛酸途径的影响

生物素亚适量：异柠檬酸裂解酶活力低、琥珀酸氧化能力低。

13在谷氨酸发酵中如何控制细胞膜渗透性。

①生物素亚适量②添加表面活性剂、高级饱和脂肪酸或青霉素③选育温度敏感突变株、油酸缺陷型或甘油缺陷型突变株

14诱变育种概念。P49

诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群，促进其突变率大幅度提高，然后采用简便、快速和高效的筛选方法，从中挑选少数符合育种目的的突变株，以供生产实践或科学研究用。

15谷氨酸生产菌的育种思路

（1）.切断或减弱支路代谢（2）解除自身的反馈抑制(3).增加前体物的合成 (4).提高细胞膜的渗透性 (5).强化能量代谢(6).利用基因工程技术构建谷氨酸工程菌株

16现有谷氨酸生产菌主要有哪四个菌属。

棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属中的细菌

17谷氨酸发酵生产菌的主要生化特点。

现有谷氨酸生产菌的主要特征:（1）细胞形态短杆形、棒形；（2）革兰氏阳性菌，无鞭毛，无芽孢，不能运动；（3）需氧型微生物；（4）生物素缺陷型；（5）脲酶强阳性；（6）不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等；（7）发酵中菌体发生明显形态变化，同时细胞膜渗透性改变；（8）二氧化碳固定反应酶系强；（9）异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱；（10）α-酮戊二酸氧化能力微弱；（11）柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活性强；（12）具有向环境泄露谷氨酸的能力；（13）不分解利用谷氨酸，并能耐高谷氨酸，产谷氨酸8%以上；(14)还原性辅酶II进入呼吸链能力弱（15）

利用醋酸不能利用石蜡

18日常菌种工作。

（1）定期分纯一般1~2个月分纯一次，把产酸高，生长快，无噬菌体感染大的菌株挑选出来

（2）小剂量诱变刺激用紫外线、通电、激光轻微处理，可以淘汰生长微弱的菌株，并能激发溶原性噬菌体，是挑选出来的菌是产酸高，生长旺盛，无噬菌体感染的优良菌株

（3）高产菌保藏防止菌种变异

19菌种扩大培养的概念和任务P72

菌种扩大培养又称种子制备，种子制备不仅要使菌体数量增加，经过种子制备出来的具有高质量的生产种子供发酵使用

菌种扩大培养的任务:为发酵罐的投料提供纯而壮、相当数量的代谢旺盛的种子。氨基酸生产菌一般用二级培养

20谷氨酸发酵一级种子和二级种子的质量要求

一级种子质量要求: 二级种子的质量要求

种龄：12h，pH值：6.4±0.1 种龄：7~8h pH：7.2左右