赖氨酸发酵工艺培训材料

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赖氨酸的生产工艺【共66张PPT】

赖氨酸的生产工艺【共66张PPT】

赖氨酸提取精制工艺流程
6.4 离子交换法提取赖氨酸
离子交换法提取赖氨酸可用三柱串联的方 式,以提高收率。
上柱吸附:上柱方式 、交换量 、上柱流 速
洗脱剂(氨水洗脱 、氨水+氯化铵洗脱 、 氢氧化钠洗脱)
上柱吸附 -上柱方式
上柱方式 上柱方式有正上柱和反上柱两 种。如果发酵液含菌体等固形物较多,流 速较快时,容易造成树脂层堵塞,这是采 用反上柱较好。
(2)菌体
菌体 一般含量在15~20g(干重)/L。
(3)培养基残留物
培养基残留物 如残糖6~20g/L(随原料不同而异),无机离
子(如NH4+、Ca2+、Mg2+、K+和一些阴 离子,其中NH4+浓度较高)。
(4)色素
色素 发酵液中的这些杂质对赖氨酸的提取和精
制影响很大,特别是菌体和钙离子等,应 尽量除去。
2. 赖氨酸的性质 (3)
赖氨酸盐酸盐熔点为263℃,单斜晶系, 比旋光度+21°。
在 水 中 的 溶 解 度 为 0℃ 时 53.6g/100mL, 25℃ 时 为 89g/100mL , 50℃ 时 为 111.5 g/100 mL,70℃时为142.8 g/100 mL。
在酒精中的溶解度为0.1g/100mL。
培 养 条 件 : 培 养 温 度 30-32℃ 。 通 风 比 1:0.2m3/(m3 • min),搅拌转速200r/min。 培养时间 8~11h。
根据发酵规模,必要时可采用三级培养。
4.2 赖氨酸发酵工艺及控制要点
(1)发酵工艺流程
赖氨酸发酵工艺及控制要点(2)
(2)发酵培养基组成 不同菌株,发酵培养基的组成不完全
第十讲赖氨酸的生产工艺Leabharlann 优选第十讲赖氨酸的生产工艺

赖氨酸发酵工艺学

赖氨酸发酵工艺学

第二节 赖氨酸的代谢机制 • 一、赖氨酸的代谢途径
– 二氨基庚二酸途径,主要存在于细菌、 绿藻、原生虫、高等植物中。 –α-氨基已二酸途径,主要存在于酵 母、霉菌中。
细菌合成赖氨酸的二氨基庚二酸途径
天冬氨酸

天冬氨酰磷酸

天冬氨酸-β-半醛(ASA)

2,3 -二氢吡啶-2,6-二羧酸(DDP)
第二节 赖氨酸的代谢机制
• 二 代谢调解机制 • 微生物体内的赖氨酸代谢调解机制具有 多样性的特征。 • 大肠杆菌、枯草杆菌等的赖氨酸调解十 分复杂。 • 黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵 短杆菌等的赖氨酸调解机制相对简单。
第二节 赖氨酸的代谢机制
• 1、黄色短杆菌的赖氨酸调解机制
– 赖氨酸在天冬氨酸系氨基酸中不是优先合成,菌 体完成蛋氨酸、异亮氨酸、苏氨酸的合成后才会 合成赖氨酸。 – AK受到来自苏氨酸和赖氨酸的协同反馈抑制。
– 通过诱变使天冬氨酸激酶编码的结构基因突变, 使天冬氨酸激酶对赖氨酸或其类似物不敏感,即 使在过量存在苏氨酸时,该酶的活性也不受影响。 可以解决应用营养缺陷型和渗漏缺陷型生产赖氨 酸时,产率受所要求物质影响过大,生产不稳定 的问题。 – 实例:黄色短杆菌FA-I-23,可积累赖氨酸32g/L
• 单纯抗性菌产量一般不高,而兼有营养缺陷 型的菌株,产量会大幅提高。
• 随后,赖氨酸的生产一直采用提取法, 由于工艺复杂,成本较高,限制了赖氨 酸的使用。 • 1960年,发酵法在日本诞生,使其产量 大幅度上升。 • 1977年,化学合成与酶法结合生产赖氨 酸在日本诞生。
• 赖氨酸在食品添加剂和营养补剂中是最 重要的一种氨基酸。
– 赖氨酸是人体必需的八种氨基酸之一(Lys、 Met、Ile、Lue、Thr、Val、Phe、Trp)。 – 赖氨酸是唯一的只有L型光学异构体才能被 有效利用的氨基酸。 – 在谷类蛋白中,赖氨酸是第一限制氨基酸。

发酵过程优化与控赖氨酸发酵过程优化学习PPT教案

发酵过程优化与控赖氨酸发酵过程优化学习PPT教案
1957年,日本开始采用野生菌株发酵生产谷氨酸,1960年 用谷氨酸棒杆菌的高丝氨酸缺陷型变异株生产赖氨酸。
20世纪60年代中期,我国开始赖氨酸发酵菌株和工艺条件 研究。1974年中科院微生物所诱变北京棒杆菌AS 1.229得到营 养缺陷型变异株AS 1.563,产酸17.9g/L,进一步诱变得到AECr 变异株,产酸50g/L。
②以连续培养作为研究手段,考察了微生物的菌体生长、 产物形成及基质消耗特性。通过代谢途径进行定量的质、能 衡算,得出了赖氨酸的理论转化率。进一步比较理论转化率 和FB42真实转化率之间的差异,对FB42的代谢流进行分析, 据此得出对工艺研究有指导的一些理论依据;
③在小型反应器中对影响赖氨酸形成的一些重要环境因 子进行定量的考察,找出目的微生物的生理生化特性、营养 源供给与反应器特性之间的内在联系,得出最适的操作条件。 在此基础上进一步对发酵过程的动力学进行研究,建立起合 理的动力学模型,为流加发酵的最优化研究打下基础;
我国学者对赖氨酸的研究长期以来都把工作重点放在高 产菌株的选育上,有关如何对发酵过程进行优化与控制的研 究较少。
实际生产需要的一些培养条件、技术指标往往在摇瓶条 件下获得,这种低水平的研究方法客观上制约了菌种潜力的 充分发挥,不仅如此,由于在摇瓶条件下无法对目的微生物 生理生化特性、营养供给及操作、发酵设备三者之间建立起 有机的联系,当反应器规模发生变化时发酵结果常常不能重 复。这是导致生产规模扩大而发酵水平降低的根本原因。
2、赖氨酸产生菌的育种策略 根据前面对赖氨酸合成途径及调节机制的分析,赖氨酸发 酵属于代谢控制发酵。
所谓代谢控制发酵是指微生物在正常代谢调控机制作用下, 不会积累人们所需要的目的产物,通过用人工诱变等方法有目 的地破坏其部分代谢调控机制,改变其固有的调节机制,使合 成产物的途径畅通无阻,最大限度地积累目的产物。

2学习手册-赖氨酸发酵种子扩大培养

2学习手册-赖氨酸发酵种子扩大培养

子情景:学习手册赖氨酸发酵种子扩大培养材料一:赖氨酸的性质完成下列信息!材料二:赖氨酸主要用途简介:1赖氨酸在医药上的应用赖氨酸可以调节人体代谢平衡。

是合成人体激素、酶和抗体的原料,往食物中添加少量赖氨酸,可以刺激胃酸和胃蛋白酶的分泌,起到增加食欲、促进幼儿阅读材料赖氨酸具有哪些性质?----------------------------------------------------生长发育的作用。

赖氨酸还可作为利尿药的辅助治疗剂,治疗因血中氯化物减少所导致的铝中毒:对营养不良、乙肝,支气管炎有一定的治疗作用;同时赖氨酸也是优良的血栓预防剂。

2 赖氨酸在食品上的应用赖氨酸是合成大脑神经再生细胞和其它核蛋白以及血红蛋白等重要蛋白质所需的氨基酸。

专家认为,在食物中添加1g赖氨酸:就相当于增加10g可利用的蛋白质。

儿童食用添加赖氨酸的食物,其体格、智力的发育、血浆蛋白的含量和身体的免疫力等均有所提高。

另外,赖氨酸能与羰基化合物的羰基反应,起到消除异臭的效果。

并且能改善食品的色、香、味及品质。

3 赖氨酸在饲料上的应用畜牧业使用赖氨酸已获得显著效果。

赖氨酸具有满足动物需要,改善氨基酸平衡、促进动物生长、节约蛋白质资源、提高饲料利用率的作用。

在饲料中添加赖氨酸,能增进动物的食欲,促进生长。

赖氨酸可提高植物蛋白质的利用价值,低含量赖氨酸的饲料在添加赖氨酸后其它植物蛋白质可被有效的利用,并且能够改善肉的品质,提高瘦肉率。

另外,赖氨酸还可以作为一种环保物质。

它的使用能够有效的减少畜禽饲料的总用量,减少畜禽粪便。

材料三:赖氨酸生产方法赖氨酸是人和动物自身不能合成的一种氨基酸,必须从外界摄取,而植物中所含的各种赖氨酸很少,被称为植物中的第一限制性氨基酸。

1960年日本的木下祝郎等用紫外线照射谷氨酸柞杆菌得到一株营养缺陷型变异株,从此开始了发酵法工业生产商品赖氨酸。

世界上生产的主要方法有微生物发酵法、化学酶法、提取法和合成法四种。

经典赖氨酸的发酵工艺

经典赖氨酸的发酵工艺

经典赖氨酸的发酵工艺赖氨酸是重要的氨基酸之一,其具有丝氨酸和蛋氨酸所不具备的特殊性质,是蛋白质合成的重要成分。

因此,赖氨酸在医药、生化工程、畜牧、保健品等领域有着广泛的应用。

本文将介绍赖氨酸的发酵工艺。

1、菌种选择赖氨酸的发酵常用的菌株有棒状杆菌、芽胞杆菌、嗜酸乳杆菌等。

其中棒状杆菌是目前应用最广泛的菌株,其产量和生长速度都比其他菌株高。

2、培养基配方赖氨酸的生产需要一种含有充分营养的发酵培养基。

肉汤培养基、玉米浆培养基、大豆蛋白水解物培养基等都可以作为赖氨酸发酵培养基的基础配方。

3、发酵条件发酵条件是影响赖氨酸产量的因素之一,包括pH值、温度、搅拌速度、氧气含量等。

常用的发酵条件为:温度37℃,pH6.5-7.0,搅拌速度300r/min,氧气含量5-20%。

4、发酵过程发酵过程分为批次发酵和连续发酵。

批次发酵一般分为四个阶段:生长、中期、后期和稳定期。

稳定期一般持续24-30小时,产生的赖氨酸稳定。

5、赖氨酸提取经过发酵过程,赖氨酸与其他细胞成分一起被培养基中的微生物细胞包裹着,无法直接获得。

因此,需要采用一些方法将赖氨酸从培养基中提取出来。

常用的提取方法有离子交换法、逆流萃取法、低分子量有机化合物萃取法等。

6、赖氨酸纯化提取出来的赖氨酸还需要进行进一步的纯化,以得到纯度高达98%以上的赖氨酸。

常用的纯化方法有凝胶过滤、离子交换、逆流色谱和气相色谱法等。

总之,赖氨酸的发酵工艺包括菌种选择、培养基配方、发酵条件、发酵过程、赖氨酸提取和赖氨酸纯化等步骤。

只有在严格控制各个条件的同时,才能得到高产、高纯度的赖氨酸。

赖氨酸的发酵生产工艺

赖氨酸的发酵生产工艺

赖氨酸的发酵生产工艺
赖氨酸是一种重要的氨基酸,在医药、食品、饲料等领域具有广泛的应用价值。

赖氨酸的发酵生产工艺是通过微生物菌种在合适的培养基中进行发酵而得到的。

赖氨酸的发酵生产工艺主要包括菌种选择、培养基配方、发酵条件控制等几个方面。

首先是菌种选择,赖氨酸的发酵生产工艺中常用的微生物菌种包括大肠杆菌、乳酸菌、黄曲霉、窄盘菌等。

选择菌种时要考虑菌株的稳定性、产量、生长速度等因素。

其次是培养基配方,培养基是赖氨酸发酵生产工艺中重要的组成部分。

一般情况下,培养基的主要成分包括碳源、氮源、无机盐和生长因子。

常见的碳源有葡萄糖、蔗糖等,常见的氮源有氨基酸、蛋白胨等。

培养基中的无机盐如磷酸盐、硫酸盐等提供微生物生长所需的矿物质元素。

再次是发酵条件控制,发酵条件的控制对于赖氨酸的产量和质量起着至关重要的作用。

在发酵过程中,需要考虑到温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等因素。

一般情况下,赖氨酸的发酵温度在35-37摄氏度之间,pH值在6-7之间。

同时,提供足够的氧气和适当的搅拌速度可以促进微生物的生长和代谢产物的合成。

为了提高赖氨酸的产量和减少副产物的积累,还可以采用一些辅助措施,如添加葡萄糖、氨基酸等增加培养基的营养成分,
或采用液体循环发酵工艺等。

总的来说,赖氨酸的发酵生产工艺需要综合考虑菌种选择、培养基配方和发酵条件控制等因素,以高效地提高赖氨酸的产量和质量。

随着微生物工程的发展,对于赖氨酸的发酵生产工艺的改进和优化将有望进一步提高其产量和应用价值。

《赖氨酸的发酵流程》课件

《赖氨酸的发酵流程》课件

在液体,提高产酸效率。
赖氨酸发酵的前景和应用
• 在医药领域中,赖氨酸广泛用于制备抗生素和其他药物。 • 在饲料行业中,赖氨酸可以作为动物饲料添加剂,提高动物的生长速度。 • 赖氨酸还可用于食品工业中,为食品添加剂提供调味、增香和增鲜的功能。
《赖氨酸的发酵流程》 PPT课件
赖氨酸(L-lysine)是一种重要的氨基酸,对人体和动物具有多种作用。它在 蛋白质合成、增强免疫力、维持生理平衡等方面发挥着关键作用。
赖氨酸的来源和生产
赖氨酸可以从天然物质(如肉类、乳制品和大豆)中获取,但通常以工业方 法进行大规模生产。生产赖氨酸的最常用菌株是某些特定菌种的发酵产物。
1
菌种培养
通过合适的培养条件,培养高效赖氨酸发酵的菌种。
2
发酵培养基的调制
准确调制培养基,提供维持细胞生长和产酸的营养条件。
3
发酵过程控制
保持适宜的温度、酸碱度和氧气供应等条件,监控发酵过程中生物量和代谢产物 的变化。
常见的赖氨酸发酵方法
传统固态发酵
使用含有赖氨酸发酵菌的固体底物进行发酵。
液态发酵
赖氨酸的发酵流程简介
赖氨酸的发酵流程包含多个步骤,从菌种准备,到发酵培养基的调制,再到酵母的培养和发酵过程。这 些步骤每一步都需要严格控制,以确保高产量和高纯度的赖氨酸。
赖氨酸发酵的基本条件
• 适宜的温度 • 适宜的酸碱度 • 适宜的氧气供应 • 合适的发酵容器和培养基
赖氨酸发酵过程中的关键步骤

d-赖氨酸原材料

d-赖氨酸原材料

d-赖氨酸原材料
赖氨酸是一种非必需氨基酸,可以通过多种原料合成。

以下是赖氨酸的原材料:
1. 葵花籽、花生等植物油:植物油中含有丰富的亚油酸,可以通过一系列反应合成赖氨酸。

2. 大豆:大豆中富含亚油酸和天冬氨酸,可以提取出亚油酸,然后经过反应合成赖氨酸。

3. 玉米:玉米中含有天冬氨酸和亚油酸,可以提取和合成赖氨酸。

4. 氨基酸发酵液:利用微生物进行发酵,产生含有赖氨酸的氨基酸发酵液,然后经过提纯和精制。

5. 化学合成:通过化学反应合成赖氨酸,原料可以是各种有机化合物。

需要注意的是,赖氨酸的生产通常是通过工业化的方法进行,原料选择和合成工艺会有一定的差异,具体的生产过程需要依据具体的制造商和生产工艺而定。

经典赖氨酸的发酵工艺

经典赖氨酸的发酵工艺

只有赖氨酸或苏氨酸与变构位置结合时,酶活影 响不大,当赖氨酸与苏氨酸同时结合到两个变构 位置时,酶活受到强烈的抑制。此外,AK是赖氨 酸合成途径中唯一的反馈调节点。 ④赖氨酸亮氨酸的生物合成之间存在着代谢互锁, 赖氨酸分支途径的初始酶二氢吡啶二羧酸合成酶 为亮氨酸所阻遏。 ⑤蛋氨酸比苏氨酸优先合成,蛋氨酸合成的过剩就 会阻遏高丝氨酸-O-转乙酰酶,使得生物合成的代 谢流转向苏氨酸。苏氨酸比赖氨酸优先合成,苏 氨酸的过剩会反馈抑制高丝氨酸脱羧酶的活性, 使得生物合成转向赖氨酸。
二、赖氨酸性质
• 2,6-二氨基己酸 C6H14O2N2 • 游离赖氨酸易与空气中的二氧化碳结合, 都是以盐酸盐的形式存在 • 熔点 263 ℃ • 比旋光度 +21° • 0 ℃ 溶解度 53.6g/100ml
三、国内外赖氨酸发酵概况
• L-赖氨酸是继L-谷氨酸之后用微生物方法大量投产的氨基 酸。 目前,世界上赖氨酸的总生产能力约60万t/年, 产量约38—41万t/年。美国ADM公司是目前世界 上最大的赖氨酸生产企业,现有生产能力15.89万t /年,占世界市场的40%以上。日本味之素公司,生产 能力9.08万t/年 。日本协和发酵公司总能力约6 万t/年该公司计划将其赖氨酸生产能力扩大到10万t /年,争取将赖氨酸的市场份额增长到30%以上。 • 六十年代中期我国开始进行L-赖氨酸菌株选育和发酵研究。 我国是赖氨酸消费增长最快的国家,已经成为世界上赖氨 酸第二大消费国,有巨大的市场容量和良好的市场前景。 目前,我国较大的赖氨酸生产企业有5家以上,能力已达 6.5万t /年。但受国外赖氨酸进口的冲击,产量不 足4万t/年。
四、赖氨酸生物合成途径
葡萄糖 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶 草酰乙酸 TCA 天冬氨酸 天冬氨酸半醛 赖氨酸 丙氨酸 高丝氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 α-酮戊二酸 缬氨酸 反馈阻遏 反馈抑制 谷氨酸 α-酮戊二酸 丙氨酸 亮氨酸

赖氨酸的实验报告(3篇)

赖氨酸的实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解赖氨酸的发酵原理和过程。

2. 掌握赖氨酸发酵实验的操作步骤和注意事项。

3. 分析影响赖氨酸发酵的因素,优化发酵条件。

二、实验原理赖氨酸是一种必需氨基酸,广泛存在于动植物蛋白质中。

赖氨酸发酵是利用微生物将原料转化为赖氨酸的过程。

本实验采用酵母菌发酵法,利用酵母菌将原料中的蛋白质分解,进而合成赖氨酸。

三、实验材料与仪器1. 实验材料:(1)原料:玉米粉、豆粕粉、麦麸粉等;(2)酵母菌:赖氨酸生产专用酵母菌;(3)试剂:磷酸二氢钾、硫酸镁、硫酸锌等;(4)水:去离子水。

2. 实验仪器:(1)发酵罐:2L;(2)温度计、pH计、溶解氧计;(3)电子天平、移液器、锥形瓶、培养皿等。

四、实验步骤1. 原料处理:将玉米粉、豆粕粉、麦麸粉等原料按比例混合均匀,加入适量的水,搅拌均匀。

2. 预发酵:将混合后的原料置于发酵罐中,调节pH值至适宜范围,接种赖氨酸生产专用酵母菌,置于恒温培养箱中发酵。

3. 发酵过程控制:(1)温度控制:发酵过程中,温度应控制在适宜范围内,以保证酵母菌的生长和赖氨酸的合成;(2)pH值控制:发酵过程中,pH值应控制在适宜范围内,以保证酵母菌的生长和赖氨酸的合成;(3)溶解氧控制:发酵过程中,溶解氧应控制在适宜范围内,以保证酵母菌的生长和赖氨酸的合成。

4. 发酵终止:当发酵液中的赖氨酸浓度达到一定值时,终止发酵。

5. 赖氨酸提取:将发酵液离心分离,收集赖氨酸发酵液,采用离子交换树脂等方法提取赖氨酸。

6. 赖氨酸纯化:将提取的赖氨酸进行纯化,得到赖氨酸产品。

五、实验结果与分析1. 发酵过程中,赖氨酸浓度随时间逐渐升高,直至达到最大值。

发酵过程中,酵母菌的生长和赖氨酸的合成受到温度、pH值、溶解氧等因素的影响。

2. 通过实验数据分析,确定赖氨酸发酵的最佳条件为:温度30℃,pH值6.0,溶解氧0.5mg/L。

3. 在最佳条件下,赖氨酸发酵液中的赖氨酸浓度可达2.5g/L。

赖氨酸课程设计---年产5万吨赖氨酸工艺设计[30页]doc

赖氨酸课程设计---年产5万吨赖氨酸工艺设计[30页]doc

赖氨酸是生物体中重要的氨基酸,其在营养、抗酸、甜味剂、抗病毒、抗菌等方面具有重要的应用价值。

赖氨酸的工艺设计是赖氨酸的生产、使
用和应用的基础。

本文设计了一种以天然赖氨酸为原料,以赖氨酸乳精为
产品,年产5万吨的赖氨酸工艺设计。

一、原料及其准备:
本设计中的原料为天然赖氨酸,其分子式为C3H7NO2,熔点154℃,
极性为正,重量分数为100.09%,它是一种温和的植物氨基酸,具有很强
的甜味性,能够有效改善食材的口感与营养价值,增加食物的表面活性,
且具有降低食物胆固醇、抑菌、降血压、抗血小板凝块等作用。

(1)原料的选用:原料应选用优质天然赖氨酸,产量高、成分纯度高、无污染,有利于发酵生产。

(2)原料检测:在开展生产前,应取样检测原料的纯度、熔点、溶
解度等指标,确保其质量符合工艺要求。

二、发酵工艺:
发酵是生产赖氨酸乳精的重要环节,其发酵工艺主要有原料调配、发
酵培养、发酵反应、发酵终止等几个步骤。

(1)原料调配:发酵前应将原料进行调配,调配的原料应包括赖氨酸、氮源、碳源、矿物质、营养剂等,以保证发酵过程中的酸碱度、氧含量、温度、光照等指标的达标。

年产1200吨赖氨酸车间发酵工艺设计

年产1200吨赖氨酸车间发酵工艺设计

年产1200吨赖氨酸车间发酵工艺设计以年产1200吨赖氨酸车间发酵工艺设计为标题,本文将详细介绍赖氨酸的发酵工艺设计。

一、赖氨酸的概述赖氨酸是一种重要的氨基酸,广泛应用于食品、饲料、医药等领域。

由于其市场需求量大,发酵工艺设计的合理性对于提高产量和质量至关重要。

二、原料准备1. 碳源:选择适宜的碳源是发酵工艺设计中的重要一环。

常见的碳源有葡萄糖、玉米粉等。

根据工艺要求和成本考虑,选择合适的碳源。

2. 氮源:氮源对于赖氨酸的生产也非常重要。

常用的氮源有酵母粉、玉米浆等。

选择适当的氮源可以提高赖氨酸的产量和纯度。

3. 矿盐和微量元素:赖氨酸的发酵过程中需要添加适量的矿盐和微量元素,以维持微生物的生长和代谢活性。

三、菌种选用菌种的选用直接关系到发酵工艺的效果。

在赖氨酸的生产中,一般选用赖氨酸高产菌株,如大肠杆菌、突变菌株等。

菌株的选用需要综合考虑产量、稳定性、抗性等因素。

四、发酵工艺设计1. 发酵罐选择:根据年产量要求,选择适当规模的发酵罐。

一般使用不锈钢罐体,具备良好的密封性和耐腐蚀性。

2. 发酵条件控制:控制适当的温度、pH值、溶氧量等参数,以提供良好的生长环境。

一般来说,赖氨酸的发酵温度为30-37摄氏度,初始pH值为6.5-7.0。

3. 发酵培养基配方:根据菌株的需求和发酵工艺的要求,合理配比培养基,确保碳源、氮源、矿盐等成分的含量均衡。

4. 发酵过程控制:通过添加适量的发酵增产剂、发酵抑制剂等,调节菌株的代谢途径,提高产量和纯度。

5. 发酵时间控制:根据菌株的特性和工艺要求,控制发酵时间,以获得最佳的产量和质量。

五、发酵产物提取和纯化发酵结束后,需要对产物进行提取和纯化,以获得高纯度的赖氨酸。

常用的提取方法有酸沉淀法、离子交换法等。

纯化过程中,可采用过滤、浓缩、结晶等方法,去除杂质,提高赖氨酸的纯度。

六、工艺优化和控制策略发酵工艺设计的优化是提高产量和质量的关键。

通过不断调整和改进工艺参数,如温度、pH值、培养基配方等,以及采用先进的自动化控制系统,可以实现工艺的稳定控制和优化。

赖氨酸发酵工艺研究指导书

赖氨酸发酵工艺研究指导书

赖氨酸的发酵调控研究一、实验目的1、了解赖氨酸发酵常用的发酵菌种。

2、掌握L-赖氨酸发酵的工艺控制过程和方法。

3、能熟练运用发酵过程的基本原理,根据实验的不同要求,正确的设计实验方案,并按照实验方案进行实验研究二、实验原理赖氨酸的生产方法有水解法(已淘汰)、合成法、酶法和直接发酵法。

直接发酵法合成的赖氨酸是一种次级代谢产物。

微生物合成赖氨酸是诱导物的诱导调节、自身产物的反馈调节、自身产物的分解调节、以及细胞膜透性的调节等次级代谢调节综合作用的结果。

谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调节作用如图1所示。

图1 谷氨酸棒杆菌合成赖氨酸的自身产物调节作用三、材料与分析方法1、菌种谷氨酸棒杆菌(编号10065,中国微生物菌种保藏管理中心)。

2、培养基(1)斜面培养基:牛肉膏1.1%,蛋白胨1.0%,葡萄糖0.5%,NaCl 0.5%,琼脂0.2%,pH7.0,在0.1Mpa压力下灭菌20min。

(2)种子培养基:糖蜜2.0%,豆饼水解液0.5%,(NH4)2SO4 0.4%,CaCO3 0.5%,K2HPO4 0.1%,MgSO4 0.04%,pH7.0,,于250mL三角瓶内装25mL种子培养基, 在0.1Mpa压力下灭菌20min。

(3)发酵培养基:糖蜜20%,豆饼水解液1.0%,玉米浆(氮源)0.6%,(NH4)2 SO4 2%,K2HPO4 0.1%,MgSO4 0.05%,FeSO4 0.2%,MnSO4 0.2%,pH7.0,于250mL三角瓶装液25mL发酵液,在0.1Mpa压力灭菌20min。

3、分析方法(1)丝氨酸的测定采用变色酸-分光光度法测定(见附录1)。

(2)赖氨酸的测定发酵液中赖氨酸含量的测定采用茚三酮比色法,并加以改进。

吸取发酵液4mL, 6000r/min离心10min去菌体及杂质。

取上清液2mL,加茚三酮试剂(A液:茚三酮1.25g溶于94mL乙二醇甲醚中;B液:CuCl2·2H2O 1.97g溶于32mL 0.1mol/L柠檬酸溶液中;将A、B两液混合,用蒸馏水定容到250mL)4mL,混合,在沸水浴加热20min,冷却后测定475nm处的吸光度值,通过查赖氨酸标准曲线得知发酵液中赖氨酸的浓度。

赖氨酸的发酵流程PPT资料(正式版)

赖氨酸的发酵流程PPT资料(正式版)
生物素:要充足,20~30 g/L以上
晶完全(粗结晶,含一分子结晶水的粗L-Lys盐酸盐)
维生素B1 :有促进作用
三级种子接种量10%,种龄6~28h
醋酸:加入醋酸比单独采用糖质原料Lys产量高
硫5 酸铵通:适风当增加供,4%氧~4:. Lys的最大生成量是在供氧充足、细菌呼
吸充足的时候 种龄和接种量:二级种子接种量约 2%,种龄8~12h 三级种子接种量10%,种龄6~28h
23°Bé
5)中和结晶:加入工业盐酸,搅拌,,自然冷却结晶,至5℃结 晶
完全(粗结晶,含一分子结晶水的粗L-Lys盐酸盐)
6)重结晶:用蒸馏水溶解,11~12°Bé,加入活性炭脱色,压滤,再
真空浓缩至22°Bé,再结晶、冷却、离心分离并水洗
7)干燥:60℃热风干燥,去结晶水,得到L-Lys盐酸盐,含水0.1%以下
1)切断或减弱支路代谢,选育高丝氨酸缺陷型(Hom-)突变株,或蛋氨酸和苏氨酸或异亮氨酸缺陷型(Met- + Thr-、Ile-)突
பைடு நூலகம்
变株;
自从发酵技术应用纯种培养后,要求发酵全过程只能有生产菌,不允许其他任何微生物共存,因此所有发酵过程必须进行纯种培养。
种龄和接种量:二级种子接种量约 2%,种龄8~12h 5)中和结晶:加入工业盐酸,搅拌,,自然冷却结晶,至5℃结
4)真空浓缩:去除氨,并提高Lys含量,真空时温度65℃,浓度22~ 23°Bé
用茚三酮检查流出液,~12,得率可达90%~95%
温度:发酵前期 32℃,中后期 34℃ 7)干燥:60℃热风干燥,去结晶水,得到L-Lys盐酸盐,含水0.
4)真空浓缩:去除氨,并提高Lys含量,真空时温度65℃,浓度22~
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顶紧压力小于17MPa,在 顶板前进过程中,及时转动锁紧螺母 锁紧顶丝,压力上升到需要值锁定顶丝,转动压力调节阀泄 掉压力,把前进挡转换空档。 3、打开要使用压滤机进料阀之前,检查其它待用压滤机进料阀 是否处于关闭状态。 4、准备压滤进料要查看水解罐温度在60—80 ℃ ,查看进料压 滤机料槽如有渣体必须清理干净,滤布铺置平整,压滤机顶 到工艺规定值。 5、打开水解罐罐底阀和板框进料阀,泵进口阀启动泵,打开泵 出口阀,通过板框进料阀门调节流量压力,板框进料阀门应 先小后大缓慢增压,最大压力控制在0.5MPa以内,打开出料 浊液阀将前期浊液进入回收槽,待料液清澈后关闭浊液阀, 打开清液阀将清液中转管道将压滤好的硫酸铵玉米浆泵入贮 槽。压滤期间要多巡视防止透滤,对透滤的水嘴及时关闭。
发酵罐开车 1发酵罐空消 1)空消前先查看《查罐记录》填写为“正常”时,方可消罐。 2)空消前确认循环水机冰水进水阀和回水阀门处于关闭状态, 大、小排地阀门处于开启状态,开启盘管压水的空气阀门将 盘管内的余水压掉,防止空消时蛇管憋压。 3)向罐内倒入2L甲醛,以增加消毒效果(注意:甲醛和通氨不 能同时使用,因为两者会发生反应,将会降低消毒效果), 然后紧固人孔盖所有螺栓,不得遗漏。 4)发酵罐主操通知发酵罐自控人员空消开始:自控人员将罐压 设置在0.15~0.18MPa,排风阀度设置10m3/min→发酵罐主操 开两路风管的蒸汽阀→进入升温阶段。 5)当温度达到100℃时发酵罐主操全开罐底阀→开排污阀1/3。 6)待温度升至126℃后,发酵罐主操开各流加管道上的两位阀 →开各流加管道的手动球阀→开各流加管道的小排气和排风 管小排气→开底料连消管道的手动球阀和两个排污阀→开移 种阀靠罐侧小排气→关取样蒸汽阀→开取样阀,向罐外排气。
赖氨酸发酵工艺知识
2016.10
水解岗位管辖范围 水解岗位管辖范围包括硫酸铵玉米浆水解、压滤二个操作 单元。 工艺原理
在一定温度、压力和高盐硫酸铵的作用下,将浓玉米浆 中的蛋白质水解成小分子的氨基酸及多肽类等营养物质, 经过压滤去除其中的絮状物质和杂质后供发酵菌体利用。 工艺流程图 硫酸铵 玉米浆 水 解 罐 压滤机 硫酸铵玉米浆水解储罐
5)连消操作工到二楼查看底料进消系统正常后→全开加热器旁路 截止阀和疏水阀两侧截止阀→再侧身缓慢开启蒸汽阀,待冷却 水排完后→小开旁路截止阀→开三个维持罐底阀,待底料连消 回水主管道后端温度达126℃时,计时60min。热水循环结束前 5min关维持罐底阀。 {2} 底料连消进料 1) 自控人员准备进料,进料前热水循环过程,操作工要加强巡视 进料罐、贮罐、底料连消系统的管道、阀门;进料时要加强巡 视,杜绝跑、冒、滴、漏;发现问题及时反映; 2)进料开始前,要通知发酵罐人员开发酵罐罐顶手动进料阀,并 在电脑内设置所进的发酵罐罐号(输入后,进料两位隔膜阀可 以自动打开),手动关闭底料连消回水主管道后端的气动调节 阀。 3)待进料结束后,发酵罐主操开启发酵罐搅拌。 4)进完料后,发酵班长通知连消操作工关闭蒸汽阀→通知一楼停 泵→关闭系统; 3发酵罐调PH值:开液氨电磁阀→开液氨手动阀→调PH 6.80±0.05→关液氨手动阀。
6串种 1)在种子罐数量和质量不能满足发酵生产需要时,为缩短种子 培养周期,可将已培养结束的合格种子罐的种子液通过移种 管道串至待串种子罐内。 2)具体操作过程为;在串种罐移种前,全开串种罐上侧和内侧 球阀→将串种罐罐压提至0.22Mpa→待串种罐罐压降至 0.1Mpa→关待串种管道的移种管道蒸汽阀和下侧球阀→开待 串种罐的移种管上侧和内侧球阀→关串种罐小排气→开始串 种→手试管道变凉后开始计时→串种时间为60秒 3)串种后的种子罐2小时开始取样测样倒平皿观察。
取样口排污阀门→开取样口蒸汽阀门→进入升温阶段。 5)待温度升至90℃后,自控人员排风设置改为4m3/min。种子 罐主操关移种蒸汽阀,稍开排污阀。 6)待罐压达到0.15MPa时,种子罐主操关接种口蒸汽阀→开接 种管上端球阀使罐内向外排气→打开浓糖流加两位阀→关浓 糖流加手动球阀→开浓糖流加小排气,向罐外排气→关取样 口蒸汽阀开取样阀向外排气。 7)待罐压达到0.14~0.16 MPa时,温度126~128℃(若罐压和 温度不对称,以温度为准),种子罐主操通知自控人员保压 60min。 8)空消结束后,种子罐主操关闭移种蒸汽阀和取样阀门→关闭 风管蒸汽阀→关闭接种管下端球阀→开接种管蒸汽阀→稍开 接种管上端阀门。 9)种子罐卸压,自控人员开排风气动阀至100%。 10)确认罐面压力表为零后,种子罐主操打开风管小排气,手 试无气后打开人孔盖,准备进料。
如果透滤及时更换滤布,浊液槽物料必须在压滤结束之前 打入水解罐内重新压滤。特别提示:1)回收槽玉米浆绝对 不能待投料水解罐内。2)压滤结束后取样做镜检(杆菌、 球菌小于50),化验室检测 1.0 ≤EN ≤2.0。 6、待板框内充满滤渣,关闭压滤机进料阀停泵,关闭泵出口阀, 关闭压滤机出料阀,打开压滤机浊液阀打开空气阀,用空气 把滤饼吹干(约10min),关闭空气阀推开接料盘,准备拆 机卸渣。
7)待罐压处于0.15~0.18MPa时,温度126~128℃(若罐压和 温度不对称,以温度为准),发酵罐主操通知自控人员保压1 小时。 8)空消结束后,发酵罐主操关罐底阀→开罐底蒸汽阀→关排污 阀→开排污阀小排气1/3→关取样阀→开取样蒸汽阀→关两路 风管蒸汽阀→开两路风管进气阀(罐压设定在0.08MPa)→排 风设置10m3/min,发酵罐准备进料。 2发酵罐进料 {1}底料热水循环 1)连消操作工确认蒸汽压力在0.5MPa以上,通知自控人员将该 连消系统启动。 2)连消操作工从四楼检查确认发酵罐的进料气动阀和进料手动 阀关闭。 3)连消操作工到二楼开底料3个维持罐,确认进加热器两位阀、 二楼底料进料气动调节阀处开状态,进换热器两位阀处关状 态。 4)一楼配料工接发酵班长通知后,检查确认1-3#罐出料两位阀 处关状态,进热水两位阀处开状态,然后按泵的操作程序开 启底料进料泵,检查泵工作是否正常。

4)实消结束,种子罐主操关进风管蒸汽阀→全开进风阀手动阀; 自控人员将罐压设定值控制在0.10MPa→关取样阀→开取样排 污阀→关移种管内侧截止阀→全开下侧球阀→微开下侧球阀 小排气→开上侧球阀1/3→关接种阀→开接种排气阀。 5)种子罐主操关种子罐盘管进水和退水排地阀,开种子罐盘管 进水阀和回水阀,对种子罐进行降温,降温时排风设置为 9m3/min。 6)待罐温降至80℃后,自控人员加底糖约0.6m3。(以零小时 初糖计算加糖量)。 7)待罐温降至37.5℃时,种子罐主操关闭种子罐盘管进水阀 (冬季水温较低时,要将排管内的水排尽,防止降温过度), 开液氨手动阀调培养基PH至6.8±0.05。 。
4)种子罐接种:班长将钢瓶由菌检室取出后拧紧钢瓶丝口(以 双手拧不动为标准),用75%(V/V)酒精擦拭双手→将接种 口进行消毒→迅速将钢瓶连接头与种子罐接种口连接,避免 暴露于空气中染菌→用浸有75%(V/V)纱布对接种口连接处 进行包裹→用蒸汽消钢瓶上的旁路上的橡胶管道30min后,进 行接种。接种方法:关小接种蒸汽阀的同时打开接种竖向手 动阀,然后拧紧钢瓶软管排气口,用酒精纱布包裹住排气口 (以防止排气口关闭不严外界空气进入,同时可以回收接种 结束后排出的剩余种液),打开钢瓶口上方软管的丝扣,将 钢瓶倒过头,不要举起,对钢瓶进行试漏操作,如果钢瓶丝 口外漏,立即停止接种,关闭接种阀门,重新换一个钢瓶按 照上述方法进行操作,正常不漏的钢瓶举起开始接种。 5)若遇到突发设备问题或人为操作问题不得不对种子罐进行重 新实消的,温度121~122℃保压15分钟,然后降温至培养温 度。根据生产实际情况优先采用串种操作(方法见串种), 在没有合格种子罐的情况下采用方法2:另取一新钢瓶,按照 上述接种步骤重新接种。
经过预处理的压缩空气
总过滤器
预过虑、精过 滤器
排风
ห้องสมุดไป่ตู้
排风
预过滤、精过 滤器
发 酵 罐
浓糖连消
硫铵连消
移种
种子罐 底料、小 料 液氨
浓糖流加
浓糖流 加
硫铵流 加
放 料
底料、小 料
底料小料 连消 浓糖连 消 发酵液贮槽
液氨
泡敌
接 种
液氨的准备 当班运行主任打开液氨总过滤器和分过滤器,检查滤芯的完 好性,检查安装完毕后,通氨保压12小时后,方可共种子 罐或发酵罐使用。 种子罐开车 种子罐空消 1)空消前先查看维修《查罐记录》,记录为“正常”后,方 可消罐。 2)空消种子罐前确认种子罐降温水进水阀和回水阀处于关闭 状态,退水端排地阀处于开启状态,使盘管内的水自然排 掉。 3)紧固人孔盖所有螺栓,不得遗漏。 4)种子罐主操通知种子罐自控人员空消开始:自控人员将罐 压设置在0.15MPa,排风阀开启度设置100%;种子罐主操 打开液氨手动阀后通知自控打开液氨电动阀,向罐内通入 液氨10秒钟。种子罐主操关进风调节阀的上侧风管截止阀 →开半圈风管蒸汽阀→全开移种管内侧截止阀→关移种管 上端球阀→开启半圈移种蒸汽阀→关接种口上端阀门→开 接种口下端阀门→开接种口蒸汽阀→开取样口阀门→关取
发酵岗位管辖范围
发酵岗位管辖范围包括连种子罐、发酵罐、连消三个 操作单元。
工艺原理 1)原理
利用生产菌的新陈代谢作用,采取流加发酵,通 过代谢过程控制最大限度的积累赖氨酸。
2)反应方程式 3C6H12O6 + 4NH3 + 4O2 = 2C6H14O2N2 + 6CO2 + 10H2O 3)工艺流程图
2种子罐进料 1)种子罐主操将进料软管从人孔口处放入罐内并用人孔盖固 定,开进料阀,通知一楼种子罐配料人员开始进料。待种 子罐底料和定容水18 m3进完后,移去进料软管,向种子罐 内加小料一份,然后用水将搅拌支架和扶梯上的粉状小料 冲干净。 2)进料完毕后盖上罐盖,紧固人孔盖所有螺栓,不得遗漏。 3种子罐实消 1)种子罐主操开启种子罐搅拌,通知自控人员将排风阀设置 为100%,开进风阀门一丝,慢调液氨手动阀,调培养基PH 值至4.7—5.0后,关液氨手动阀,关进风手动阀。 2)种子罐主操关取样排污阀→全开取样蒸汽阀→开取样阀→ 开半圈风管蒸汽阀→开移种管蒸汽阀→开接种阀→关接种排 气阀→开接种蒸汽阀,开始实消。 3)待罐温升至100℃后,关接种口蒸汽阀→开接种口上侧球阀 →开浓糖流加两位阀→开浓糖流加小排气向外泄压,自控将 排风阀开启度设置为2m3/min,待罐压达到0.14 MPa时,温 度124℃(不得超过126℃ )时,保压25min
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