高浓度废水处理

氨基酸发酵工艺

张海龙

山东教育学院生物系

Shan Dong Institute of Education

第一节、概述

•氨基酸的种类

•氨基酸的应用：

–在医药工业的应用

–在食品工业的应用

–在饲料工业的应用

–在农业中的应用

–在化学工业的应用一、氨基酸的种类及其应用

约占20％

药用和保健、化妆品及其他用途的氨基酸约占30％饲料添加剂约占50％　调味品及食品添加剂的

二、氨基酸的生产方法

•发酵法：

–以淀粉质原料水解生成水解糖，利用氨基酸产生菌进行代谢发酵。

•酶法：

–利用微生物产生的酶来制造氨基酸的方法。

•化学合成法：

–此法生产的Ｄ、Ｌ型氨基酸，还要进行分割。

•蛋白质水解提取法：

–将蛋白质原料用酸水解，然后从水解液中提取氨基酸的方法

三、氨基酸工业的发展现状和动态•氨基酸生产厂家多，但生产规模小、品种单一，缺乏竞争

力；

•生产工艺、生产水平和生产设备落后；

•科研力量薄弱、分散。

据国内统计，我国每年从国外进口各类氨基酸有10个品种，500多吨，消耗外汇4000多万美元。

日本的：味之素、协和发酵、田边制药；德国的Degussa公司；法国的Rhone-Poulene公司；韩国的味元公司等。

第二节、谷氨酸产生菌的特征及扩大培养（一）、谷氨酸产生菌的特征和分类

•1、棒杆菌属：

–主要特征：细胞为直或微弯的杆菌，常呈一端

膨大的棒状，折断分裂形成“八”字形排列或栅

形排列。不运动，少数植物致病菌能运动。革

兰氏染色阳性，但常有呈阴性反应者，菌体内

着色不均一，有横条纹或串珠状颗粒。好氧或

厌氧。

–谷氨酸发酵菌：北京棒杆菌AS1.299

（C.Pekinensen）、钝齿棒杆菌AS1.542

（C.crenatum）、谷氨酸棒杆菌

（C.glutamicus）。

•2、短杆菌属（Brevibacterium）：

–主要特征：细胞为短的不分支的直杆菌，革兰

氏染色阳性。大多数不运动，运动的种具有周

生鞭毛或端生鞭毛。在普通肉质蛋白胨培养基

中生长良好。有时产非水溶性色素，色素呈红、橙红、黄、褐色。可以从乳制品、水、土壤、

昆虫、鱼及植物体等样品中分离得到。

–谷氨酸发酵菌：扩展短杆菌（B.divarcutum）、

乳糖发酵短杆菌（ctofermentum）、嗜氨

短杆菌（B.ammoniaphium）、黄色短杆菌

（B.flavum）、硫殖短杆菌（B.thiogenitalis）、天津短杆菌T6-13。

•3、小杆菌属（Microbacterium）：–主要特征：性状和排列都和棒状杆菌相似，有时呈球杆菌状．美蓝染色呈现颗粒，革兰氏染色阳性，不抗酸，无芽孢．在普通肉汁蛋白胨培养基上生长，补加牛奶或酵母膏则产生带灰色或黄色的菌落．发酵糖产酸弱，主要产乳

酸，不产气．

–谷氨酸发酵菌：水杨苷小杆菌

（M.salicnovorum）、嗜氨小杆菌

（M.ammoniaphilun）、产碱小杆菌

（M.alkaliscrens）。

•4、节杆菌属（Arthrobacter）：

–主要特征：在培养过程中出现细胞形态由球菌变

杆菌，由杆菌变球菌，革兰氏由阳性变阴性，又

由阴性变阳性的变化过程。一般不运动。固体培

养基上菌苔软或黏，液体培养生长旺盛。大部分

的种液化明胶，从碳水化合物产酸极少或不产酸。

好氧。大部分的菌种在37度不生长或微弱生长，

最适生长温度20~25度。

–谷氨酸发酵菌：氨基酸节杆菌新种

（A.aminofurmis）、裂烃谷氨酸节杆菌

（A.hydrocarboglutamicus）、石蜡节杆菌

（A.paraffineus）。

（二）、工业生产中使用的谷氨酸菌株•棒杆菌属：北京棒杆菌AS1.299、钝齿棒杆菌AS1.542、 HU7251、 7383、

B9、T6-13

•短杆菌属：617、672

•在正常情况下谷氨酸发酵产酸率可达4%~6%，谷氨酸对糖的转化率为40%~50%。

二、谷氨酸菌种的扩大培养•种子的质量要求

–镜检菌体健壮，排列整齐，大小均一，呈单个或八字形排列。革兰氏阳性。

–二级种子的活菌浓度要求达到 个／mL 。

–种子活力旺盛

–平板检查，菌落淡黄色，中间隆起，表面湿润，有光泽，边缘整齐，呈半透明状。

–小摇瓶发酵试验，产酸稳定并在高峰。h

h h C

C C 10~71224~18323232 种子罐 三角瓶发酵罐二级种子培养一级种子培养斜面菌种°°°→→→9810~10

第三节、淀粉水解糖的制备

原料：薯类（甘薯、木薯等）、玉米、小麦、

大米（或碎米粉）

•作为Glu发酵原料的水解糖液，必须具备以下条件：

–①糖液中还原糖的含量要达到发酵用糖的标准。

–②糖液洁净、杏黄色或黄绿色，有一定的透光度。

–③糖液中不含糊精。

–④糖液不能变质。

一、制备方法

•酸解法–以酸为催化剂，在高温高压下将淀粉转化为葡萄糖的方法•酸酶法

–先将淀粉用酸水解成糊精或低聚糖，再用糖化剂水解成G

•酶酸法

–将淀粉先用α—淀粉酶液化，然后用酸水解成葡萄糖。

•双酶法

–用淀粉酶和糖化酶将淀粉水解成葡萄糖的工艺。

有机酸、有色物质

复合低聚糖－羟甲基糠醛

复合二糖分解反应

复合反应葡萄糖

淀粉水解反应淀粉

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