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氨基酸发酵生产工艺学n2ppt课件

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(2)浓度过大:促进菌体生长,谷氨酸产量低。因为: a.乙醛酸循环活跃,-酮戊二酸生成量减少。 b.转氨酶活力增强,谷氨酸转变成其它氨基酸。
(二)pH的影响及其控制
作用机理:主要影响酶的活性和菌的代谢。 在氮源供应充分和微酸性条件下,谷氨酸发 酵转向谷氨酰胺发酵。 pH控制在中性或微碱性。 方法:流加尿素和氨水。
我国味精技术进展情况
制糖工艺进展:酸法水解→酶酸法水解→双酶法水解。 发酵工艺进展:亚适量生物素水平(产酸4~6g/dl)
→高生物素水平(产酸12~15g/dl)。 提取工艺进展:等电点法(少数锌盐法)→等电离交法
→低温连续等电点法(少数厂家采用)。 精制工艺进展:全粉炭脱色、硫化碱除铁→颗粒炭脱
+ 4
生物 谷氨酸 (限量) 乳酸或琥珀酸(充足) 素
pH (酸性)N-乙酰-谷氨酰胺 谷氨酸(中性或微碱性)
磷酸 (适量)谷氨酸 盐
缬氨酸
➢ 菌种扩大培养
1、斜面培养:主要产生菌是棒状杆菌属、 短杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。
我国各工厂目前使用的菌株主要是钝齿 棒杆菌和北京棒杆菌及各种诱变株。
生长特点:适用于糖质原料,需氧, 以生物素为生长因子。
2. 不溶性盐ห้องสมุดไป่ตู้淀法
(1)锌盐法
谷氨酸+锌离子 pH6谷.3 氨酸锌沉淀 pH2.谷4 氨酸结晶
溶加液酸
(2)盐酸盐法: Glu在浓盐酸中生成并析出谷氨酸盐酸盐。
这是用盐酸水解面筋生产谷氨酸的原理。 (3)钙盐法:
高温谷氨酸钙溶解度大,与菌体等不溶性杂质 分开,降温,析出谷氨酸钙沉淀,加NaHCO3 直接得 到味精。
3、菌体生长停滞期:谷氨酸合成。
措施:提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4。 大量通气,控制温度34-37 ℃。

《氨基酸工艺学》7 氨基酸分离提取和精制

《氨基酸工艺学》7 氨基酸分离提取和精制

1、常规过滤
➢ 常规过滤时,固体颗粒被截留在多孔性介质表面形成滤饼,液 体在推动力的作用下穿过滤饼和多孔性介质的微孔,从而获得 澄清的过滤液。
➢ 由于操作阻力较大,且固体颗粒的粒径越小,操作阻力越大, 因此,常规过滤适用于悬浮颗粒粒径在10-100μm范围内的悬浮 液。
➢ 在氨基酸工业中,常采用板框压滤机和真空转鼓式过滤机过滤 预处理后的发酵液。
1、离子交换的基本概念
➢ 树脂颗粒吸附过程大致分为5个阶段:
① 发酵液中的氨基酸阳离子扩 散至树脂颗粒表面(外扩散); ② 氨基酸阳离子穿过树脂颗粒 表面向树脂颗粒内部扩散(内 扩散); ③ 氨基酸阳离子与树脂颗粒中 的H+交换(离子交换);④ 交换产生的游离H+从树脂颗粒 内部向树脂表面扩散(内扩 散); ⑤ 游离的H+进一步扩散至发 酵液中(外扩散)。
聚糖、明胶、骨胶等天然有机高分子聚合物。 ➢ 化学合成聚合物包括有机高分子聚合物和无机高分子聚合物,
其中,常见的有机高分子聚合物有聚丙烯酰胺类衍生物、聚丙 烯酸类和聚苯乙烯类衍生物等,常见的无机高分子聚合物有聚 合铝盐和聚合铁盐等。 ➢ 氨基酸发酵液絮凝操作过程中,影响絮凝效果的因素很多,主 要有絮凝剂的种类和相对分子质量、絮凝剂用量、发酵液pH值、 搅拌速率和搅拌时间等因素。
离子型。 ➢ 离子型絮凝剂带多价电荷,且长链线状结构上的电荷密度会显
著影响其的絮凝效果。 ➢ 通过絮凝预处理过程,可将氨基酸发酵液中的微生物细胞和碎
片、菌体和蛋白质等胶体粒子聚集形成粗大絮凝团,从而提高 氨基酸发酵液的过滤速率和滤液质量。
5、絮凝
➢ 高分子絮凝剂的吸附架桥过程:
5、絮凝
➢ 高分子絮凝剂可分为天然聚合物和化学合成聚合物。 ➢ 天然聚合物包括聚糖类胶粘物、海藻酸钠、壳聚糖、脱乙酰壳

谷氨酸的生产工艺ppt课件

谷氨酸的生产工艺ppt课件
从上图可以看出,GA产生菌必须具备以下条件: 1.α—KGA脱氢酶酶活性微弱或丧失 这是菌体生成并积累α—KGA的关键,从上图可以看出, α—KGA是菌体进行TCA循环的中间性产物,很快在α—KGA 脱氢酶的作用下氧化脱羧生成琥珀酸辅酶A,在正常的微生 物体内他的浓度很低,也就是说,由α—KGA进行还原氨基 化生成GA的可能性很少。只有当体内α—KGA脱氢酶活性很 低时,TCA循环才能够停止,α—KGA才得以积累。
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四、培养基
碳源;
氮源; 碳氮比; 磷酸盐; 金属离子和无机盐。
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碳源
碳源一般都是淀粉原料,如玉米、小麦、甘 薯、大米等,其中甘薯和淀粉最为常用; 淀粉原料要先通过制糖工艺水解成微生物可 直接利用的葡萄糖,然后经过中和、脱色再 投放到发酵罐; 糖蜜原料作为碳源,如甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜。 糖蜜因富含生物素,在发酵前需要经活性炭、 树脂吸附和亚硝酸法吸附或破坏生物素。
积累并非是当初设想的由于特异代谢途径导 致,而是: 代谢调节控制; 细胞膜通透性的特异调节; 发酵条件的适合。
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葡萄糖
6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖 果糖-1,6-二磷酸 6-磷酸葡萄糖酸
5-磷酸核糖
NAD+
NADH2

3-磷酸甘油醛 丙酮酸 CO2
② ③
乳酸
乙酰辅酶A
磷酸烯醇式 丙酮酸羧化酶 柠檬酸 顺乌头酸
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氮源
作用:合成菌体蛋白质、核酸及谷氨酸的原料; 氮源比碳源对谷氨酸发酵影响更大,约85% (30%~80%)的氮源被用于合成谷氨酸,另外 15%(3%~5%)用于合成菌体; 大多数氨基酸产生菌都不能分泌胞外水解蛋白 酶,因此常用的有机氮源有玉米浆、豆饼、毛发、 棉籽饼、麸皮等蛋白质原料的水解液; 有机氮源也是氨基酸发酵中重要的生长因子来 源,对氨基酸合成途经具有调控作用。

第4章氨基酸发酵生产工艺

第4章氨基酸发酵生产工艺

• ⑵酶法转化工艺
利用酶的离体专一性反应,催化底物生产有活性 的氨基酸。
D-氨基酸和DL-氨基酸的手性拆分 工艺简便、转化率高、副产物少、容易精制。 占总量的10%左右
• ⑶全化学合成生产工艺
不受氨基酸品种的限制,理论上可生产天然氨基 酸和非天然氨基酸。
产物是DL-型外消旋体,必须拆分才得单一对映 体。
• 组成蛋白质的氨基酸有20种,多数为L-型,也是 人体能吸收利用的活性形式
• 初级代谢产物 • 根据R基团的化学结构不同,分为:15种脂肪族的, 2种芳香族的,2种杂环的,以及1种亚基氨基酸。 • 根据R基团的极性,分为:12种极性与8种非极性 • 根据酸碱性,分为:2种酸性的,3种碱性的,以及 15种中性氨基酸。 • 根据人体生理生化过程能否合成,分为:(8+2)种必 需和10种非必需氨基酸 • 应用:药品、食品、饲料、化工等
4.1.2 氨基酸的理化性质
• 无色晶体,熔点200~300℃,一般溶于水、稀酸 稀碱,不溶于乙醚、氯仿等有机溶剂,常用乙醇 沉淀氨基酸。 • 除甘氨酸外,有旋光性,测定比旋度可鉴定氨基 酸的纯度。 • 芳香族氨基酸在紫外有吸收峰,可用于鉴别、合 成、定性和定量分析中。
• 氨基酸是弱的两性电解质,在酸性环境,带正电荷; 碱性环境,带负电荷;净电荷为0时的pH值为等电 点pI。由于静电作用,等电点时,溶解度最小,容 易沉定,可用于氨基酸的制备。
氨基酸
分子量
甘氨酸
75.07
丙氨酸
89.10
缬氨酸
117.15
亮氨酸
131.18
异亮氨酸
131.18
丝氨酸
105.09
苏氨酸
119.12
半胱氨酸

大专生物化学课件(新)-氨基酸的性质和制备

大专生物化学课件(新)-氨基酸的性质和制备

定性鉴别溶液中是否含有某种氨基
酸/样品是不是某种氨基酸


利用某些氨基酸的特殊反应、特殊性质, 如:
脯氨酸,羟脯氨酸与茚三酮反应呈黄色 酪氨酸,色氨酸,苯丙氨酸在280nm左右有光吸 收 其他化学反应

1. 米伦反应:酪氨酸与米伦试剂(硝酸汞溶于含有少量亚硝酸的 硝酸中)反应即生成白色沉淀,加热后变成红色。含有酪氨酸 的蛋白质也有此反应; 2. 坂口反应:在碱性溶液中,胍基与含有萘酚及次溴酸盐的试 剂反应,生成红色物质。这是对于精氨酸专一性较强、灵敏度
会产生吸引作用。
国外膜分离工艺已应用于乳制品工业。采用反渗 透浓缩乳清,使用超滤法从乳清中制备浓缩蛋白质, 使用微米膜分离乳清中的蛋白质,去除脱脂乳中的 细菌,使用纳滤膜去除乳清中的矿物质。近些年, 又开始研究膜过滤分离蛋白质、肽和氨基酸的可行 性。在人体的新陈代谢过程中存在大量生物膜渗透 现象。研究氨基酸的膜分离不仅可以找出有效的生 物分离技术,而且有助于加深对这些新陈代谢过程 的了解。

(4)特殊试剂沉淀法 :采用某些有机或无机试 剂与相应氨基酸形成不溶性衍生物的分离方法。


精氨酸与苯甲醛生成沉淀,盐酸去除苯甲醛
是最早应用于混合氨基酸分离的方法之一。某些氨基酸可以 与一些有机化合物或无机化合物结合,形成结晶性衍生物沉 淀,达到与其它氨基酸分离的目的,但是,特殊沉淀法的沉 淀剂回收困难,排放废液中参杂有沉淀剂,加重了污染,残 留在氨基酸产品中的沉淀剂还会影响纯度。

紫外吸收光谱性质
构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区
都没有光吸收,但在远紫外区 (<220nm)均有光吸收。
在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、
苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力

《氨基酸工艺学》3 氨基酸生产菌选育

《氨基酸工艺学》3 氨基酸生产菌选育

顺乌头酸酶 柠檬酸合成酶 异柠檬酸脱氢酶 酮戊二酸脱氢酶 异柠檬酸裂解酶
谷氨酸,苏氨酸
途径 基因

氨基酸
氮同 作用

gdhA gltAB
glnA
谷氨酸脱氢酶 谷氨酰胺酮戊二酸转氨酶 谷氨酸 谷氨酰胺合成酶
运输 gluABC 谷氨酸吸收 D
热力学 cytB unc
细胞色素B H+-ATP酶亚基
谷氨酸
3.1.3.2 大肠杆菌基因组研究进展
大肠杆菌MG1655基 因组计划起始于20世 纪90年代初,现在已 经公开发表 (GenBank No: NC_000913) 。
大肠杆菌基因组的染色体为环状,包含4639221个碱基对, GC含量为50.8%。
将基因操作技术用于大肠杆菌的研究始于20世纪70年代,至 今已有40年多的历史。
途径 基因
回 补 途 ppc

pyc

磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 丙酮酸羧化酶
氨基酸
谷氨酸,苏氨酸 赖氨酸

CoA 谢
酰 代
pdhA dtsRl dtjR2
accBC
aco
TCA 循 环
gltA ifd
odhA
icl
丙酮酸脱氢酶 脂肪酸合成相关酶 dtsRl同源蛋白 乙酰CoA羧化酶亚基B、C
谷氨酸,赖氨酸
(7) 选育能提高谷氨酸通透性的菌株
选育生物素缺陷型菌株
选育油酸缺陷型菌株
选育甘油缺陷型菌株
选育温度敏感型菌株 选育细胞壁不完整的菌株
✓ 如:VP类衍生物抗性、溶菌酶敏感型、二氨基庚二酸缺陷型、 乙酸缺陷型、棕榈酰谷氨酸敏感型突变株等,都能增强谷氨 酸的通透性。
3.2.1.5 精氨酸产生菌的代谢控制育种策略

氨基酸生产工艺课件(PPT 55页)

氨基酸生产工艺课件(PPT 55页)

2.1 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。 • 改变培养条件的发酵转换法中,有变化铵
离子浓度、磷酸浓度,使谷氨酸转向谷 氨酰胺和缬氨酸发酵
2.2 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。
• 日本在美国、法国等建立了合资的氨基 酸生产厂家,生产氨基酸和天冬甜精等衍 生物。
• 国内生产氨基酸的厂家主要是天津氨基酸公司, 湖北八峰氨基酸公司,但目前无论生产规模及产 品质量还难于与国外抗衡。
• 在80年代中后期,我国从日本的味之素、协和发 酵以技贸合作的方式引进输液制剂的制造技术 和仿造产品,1991年销售量为二千万瓶,1996年达 六千万瓶,主要厂家有无锡华瑞,北京费森尤斯,昆 明康普莱特,但生产原料都依赖进口。
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。
• 2.饲料工业: • 甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲料 • 3.医药工业:
• 多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代 谢失调
• 苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气 对骨髓肿瘤治疗有效,且副作用低。
第二节 氨基酸生产工艺
• 氨基酸是构成蛋白成分
• 目前世界上可用发酵法生产氨基酸有20 多种。
氨基酸
• 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。
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

《氨基酸工艺学》6 氨基酸发酵过程控制

《氨基酸工艺学》6 氨基酸发酵过程控制
➢用响应面分析法来优化氨基酸发酵培养基,已 取得比较好的成果。
(六)响应面分析法
➢发酵培养基优化的步骤: ①所有影响因子的确认; ②影响因子的筛选,以确定各个因子的影响程度; ③根据影响因子和优化的要求,选择优化策略; ④实验结果的数学或统计分析,确定其最佳条件; ⑤最佳条件的验证。
(六)响应面分析法
钾盐比菌体生长需要的钾盐高。
➢菌体生长需要钾盐量约为0.1 g/L,氨基酸生产需 要钾盐量为0.2~1.0 g/L。
(三)无机盐
(4)微量元素: ➢微生物需要量非常少但又不可完全没有的元素称
为微量元素。
➢如锰是某些酶的激活剂,羧化反应需要锰,一般 配比为2 mg/L。铁是细胞色素氧化酶、过氧化 氢酶的组成部分,也是一些酶的激活剂,配比为 2 mg/L。
(六)相容性溶质
➢相容性溶质概念: 微生物通过在胞内积累有限的几种小分子溶质,如 糖醇、有机碱和氨基酸等以提高细胞内水活度,使 细胞的体积和膨压达到正常水平,并避免细胞内所 有物质浓度的升高,这类溶质的高浓度积累可使细 胞内外渗透压达到平衡,并且不妨碍细胞正常的代 谢活动,因而被称为“相容性溶质”。
(三)无机盐
元素 磷
硫 镁 钙 钠 钾
化合物形成(常用)
生理功能
KH2PO4,K2HPO4
核酸、核蛋白、磷酸、辅酶及ATP等高 能分子的成分,作为缓冲系统调节培养
基pH
含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸等)、 (NH4)2SO4,MgSO4 维生素的成分,谷胱甘肽可调节胞内氧
化还原电位
MgSO4
己糖磷酸化酶、异柠檬酸脱氢酶、核酸 聚合酶等活性中心组分
(六)相容性溶质
➢甜菜碱是在甜菜糖蜜中发现的季铵型生物碱,具 有维持和调节细胞渗透压、保护酶以及参与甲基 化反应等重要功能。

天津科技大学氨基酸发酵工艺学

天津科技大学氨基酸发酵工艺学

第四章 谷氨酸发酵控制 第三节 pH值对谷氨酸发酵的影响
一、 pH值对谷氨酸发酵的影响 二、发酵过程pH 值的变化及控制
第四章 谷氨酸发酵控制 第四节 供氧对谷氨酸发酵的影响
一、溶解氧与谷氨酸的需氧量 二、供氧对谷氨酸发酵的影响 三、供氧与其他发酵工艺条件的关系 四、氧对发酵影响的微生物生理学考察
S9114 华南理工大学 FD415 上海复旦大学 TG961 天津科技大学
第三章 谷氨酸生产菌的特征、育种及扩大培养
第三节 谷氨酸生产菌在发酵过程中的形态变化
一、种子的菌体形态
斜面和一、二级种子培养在不同培养条件下,细胞形态基本相似。斜面培养的 菌体较细小,一、二级种子比斜面菌体大而粗壮,革兰氏染色深。多为短杆至棒杆状, 有的微呈弯曲状,两端钝圆,无分枝;细胞排列呈单个、成对及"V"字形,有栅状或不规 则聚块;分裂的细胞大小为0.7~0.9*1.0~3.4um。由于生物素充足,繁殖的菌体细胞 均为谷氨酸非积累型细胞。
第一章 淀粉水解糖的制备 第二节 淀粉水解糖的制备方法
一、淀粉水解糖的生产意义和水解糖的质量要求 二、淀粉水解的方法及其比较
1、酸解法 2、酶酸法 3、酸酶法 4、双酶法
第一章 淀粉水解糖的制备
第三节 双酶法制糖工艺
淀粉双酶法制糖工艺主要包括:淀粉的液化和糖化两个步骤。 液化是利用液化酶使淀粉糊化,粘度降低,并水解到糊精和低聚糖 的程度。糖化是用糖化酶将液化产物进一步彻底水解成葡萄糖 的过程。
各种微生物在一定条件下,都有一个最适的生长温度范围。 谷氨酸产生菌的最适生长温度为30~40℃,产生谷氨酸的最适 为35~37℃。若温度过高,菌体容易衰老。生产上表现为OD值 增长慢,pH值高,耗糖慢,发酵周期长,谷氨酸生成少。应及时降 温,采用小通风,流加尿素以少量多次;必要是时可补加玉米浆,以 促进生长。适当提高温度可加快发酵速率。

氨基酸生产1

氨基酸生产1

25.1 概述
¡ 氨基酸的应用
¡ 农业
¡ 特殊的氨基酸农药如N-月桂酰-L-异戊 氨酸,能防治稻瘟病,又能提高稻米 的蛋白质含量。氨基酸烷基酯及N-长 链酰基氨基酸能提高农作物对病害的 抵抗力,具有和一般杀虫剂一样的效 果。
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氨基酸生产1
25.1 概述
25.1.2氨基酸的生产方法
1、发酵法 (1)直接发酵
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氨基酸生产1
25.2 氨基酸发酵的代谢控制 3、控制旁路代谢
例如:L-异亮氨酸的生物合成 可由L-苏氨酸改为D-苏氨酸途径, 即采用旁路代谢。
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氨基酸生产1
25.2 氨基酸发酵的代谢控制
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氨基酸生产1
25.2 氨基酸发酵的代谢控制 4、降低反馈作用物的浓度
¡ 不可缺少的营养性添加剂,一般生长 期添加赖氨酸,产蛋期添加蛋氨酸, 饲料配制时必需计算氨基酸平衡。
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氨基酸生产1
25.1 概述
¡ 氨基酸的应用
¡ 化学工业
¡ 十二烷基谷氨酸钠肥皂-无皮肤刺激洗 涤剂
¡ 焦谷氨酸钠-润肤剂 ¡ 聚谷氨酸人造革、人造纤维和涂料
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氨基酸生产1
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氨基酸生产1
25.2.1 氨基酸生物合成的调节机制
¡ 在途径分支点处优先合成的调节机制如下 图,在分支点后,其中的一个终产物E优 先合成,优先合成的关键酶,即催化 C→D反应的酶受E的反馈控制,催化 A→B共用酶受第二个终产物G的反馈控制。 首先,E比G优先合成,E过剩时,反馈抑 制C→D反应的酶,转换为合成G。G过剩 时,催化A→B反应的酶,就会为G所控制。 假如人为让特定氨基酸如G过剩,就会因E 的合成不足而影响细菌生长。

氨基酸工艺学课件

氨基酸工艺学课件
1936年美国人开始从甜菜废液制取味精。
1957年日本发酵法生产味精。
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15
绪论
氨基酸发酵的现状 1.谷氨酸 1964年发酵法生产味精才获得成功并
在上海工业化生产。 2006年我国味精总产量130多万吨,居
世界首位。
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16
绪论
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17
绪论
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பைடு நூலகம்
18
绪论
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19
绪论
➢2006年我国味精行业经济技术指标
1)味精精制成本:山东齐鲁味精集团公司 5223.00元/t
2)糖化收率:山东齐鲁味精集团公司 99.99 % 3)平均产酸:河南莲花味精集团 15.10 % 4)发酵转化率:山东齐鲁味精集团公司 65.70
% 5)提取收率:江苏菊花味精集团公司 99.90 % 6)精制收率:山东铃兰味精工业公司 99.10 %
编辑版ppt
6
氨基酸的种类:
– ⑴蛋白质氨基酸:蛋白质组成成分,只有 20种。
– ⑵非蛋白质氨基酸:不参与蛋白质构成的 氨基酸,种类繁多,机构不一。
– 工业生产的主要为蛋白质氨基酸。
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7
蛋白质氨基酸的种类:
根据营养学
– 必须氨基酸:赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、 异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯 丙氨酸8种氨基酸,人体不能自己制造, 需要由食物提供。
– 半必须氨基酸:精氨酸、组氨酸,人体合 成的力不足于满足自身的需要,需要从食 物中摄取一部分。
– 其余的十种氨基酸人体能够自己制造,我 们称之为非必须氨基酸。
编辑版ppt
8
根据化学结构 1、 脂肪族氨基酸:丙、缬、亮、异亮、

氨基酸发酵PPT课件

氨基酸发酵PPT课件

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25
9.2 赖氨酸的发酵生产来自赖氨酸是一种必需氨基酸,可以促进儿童 发育,增强体质,补充适量L-赖氨酸,可 大大提高蛋白质的利用率,L-赖氨酸被广 泛用于食品强化剂、饲料添加剂及医疗保 健、滋补饮料等方面,是一个具有广泛市 场的氨基酸产品。
目前全世界产量已达10万吨,而且还呈上 升趋势,其中日本占世界产量的60%,我 国赖氨酸生产水平还有待提高。
制备方法有化学合成法、发酵法和蛋白质水 解三种方法,其中以发酵法最为先进。
由微生物发酵生成的苏氨酸都是L-苏氨酸。
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40
目前作为苏氨酸直接发酵生产菌主要有大肠 杆菌、粘质沙雷氏杆菌和短杆菌三类。
L-苏氨酸发酵均采用基因工程菌生产,产酸 约在8%~10%,对糖转化率25%~30%,提 取收率85%。
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3
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。
在农业中,苯丙氨酸和丙氨酸可用于治疗 苹果疮痂病;甘氨酸可制成除草剂。赖氨 酸、蛋氨酸添加在饲料中,能加速家畜、 家禽的生长,改善肉的质量。
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4
从20世纪初期,氨基酸实现工业化生产以 来,氨基酸生产大体有蛋内质水解法、化学 合成法、微生物发酵法和酶法四种生产方法。
所以多选铵型强酸性阳离子交换树脂。
.
35
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36
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)

谷氨酸的发酵工艺PPT课件

谷氨酸的发酵工艺PPT课件
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三、谷氨酸合成途径
1.谷氨酸合成的方式
(1)氨基转移作用
-酮戊二酸 + 氨基酸
谷氨酸 + -酮酸
(2)还原氨基化作用
-酮戊二酸 + NH4+ + NADPH2 谷氨酸+ NADPH + H2O
第17页/共58页
2、谷氨酸合成途径
谷氨酸的生物合成过程中的几个途 径 主 要 有 :
发酵液的pH影响微生物的生长和代谢途径。 • 发酵前期如果pH偏低,则菌体生长旺盛,长菌而不产酸;
如果pH偏高,则菌体生长缓慢,发酵时间拉长。在发酵前 期将pH值控制在7.5~8.0左右较为合适。 • 而在发酵中、后期将pH值控制在7.0~7.6左右对提高谷氨 酸产量有利。
第35页/共58页
(3) 通风
氨 基 酸 发 酵 是(典中间型代的谢产代物)谢 控 制 发 酵 , 它 的 积 累 是 建
立在对微生物正常代谢的抑制上。
关键:能否打破微生物的正常代谢调节,人为 的控制发酵。
第8页/共58页
一、谷氨酸生产原料及其处理
谷氨酸的作用:
(1)合成人体代谢所需的其他氨基酸。 (2)降低血液中氨中毒作用。 (3)参与脑蛋白代谢和糖代谢。
(1)糖酵解途径(EMP途径) (2)磷酸己糖途径(HMP途径) (3)三羧酸循环途径(TCA循环) (4)乙醛酸循环途径(DCA循环) (5)伍德-沃克反应(CO2固定反应) (6)α-酮戊二酸的还原氨基化反应
这6条途径之间是相互联系和相互制约的,如图所示:
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过谷 程氨 中酸 的的 几生 个物 途合 径成
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味精 主要内容: 的发酵工艺

《谷氨酸提取》PPT课件

《谷氨酸提取》PPT课件

除了温度和溶液的pH对谷氨酸的溶解度有影响外,溶液中杂质也影 响其溶解度。如谷氨酸发酵液中含有的残糖、其它氨基酸、菌体、胶体物 质等,都将影响谷氨酸的溶解度。
当发酵液中有其它氨基酸存在时,会导致谷氨酸的溶解度增加。这种 现象在提取谷氨酸时严重影响谷氨酸的收率。另外,发酵液中碳水化合物水 解物的存在,也会使谷氨酸的溶解度有所增加。
6.2 谷氨酸发酵液的性质
6.2.1 谷氨酸的性质
6.2.1.1 谷氨酸的主要物理性质 谷氨酸结晶为无色正四面体晶体,相对分子质量为147.13,相
对密度为1.538 (20℃),熔点为202~203℃,在2mol/L HCl中的比旋光度 为[α]D20=+31.8°(HCl浓度为10%)。
谷氨酸的两性解离及等电点
β-型谷氨酸结晶为粉状或针状、鳞片状结晶,晶粒微细、纯度低、难 沉降,结晶时常与发酵液中胶体物质粘结,悬浮在母液中或搅拌轴周围,不易 沉淀分离,故称为轻质谷氨酸(轻质麸酸)。因此在操作中要控制结晶条件, 避免β-型结晶析出。
⑵ 影响谷氨酸结晶的主要因素
影响谷氨酸结晶的因素很多。发酵液的纯度和中和结晶操作条件是影 响谷氨酸结晶的主要因素。如发酵液中谷氨酸含量、温度、残糖、菌体以及 是否染菌(尤其是否染噬菌体);中和时的加酸速率、搅拌、加晶种与否、晶 种质量等,对谷氨酸的结晶及收率都有很大影响。
表6-1 溶液的酸碱性与谷氨酸离子状态的关系
酸性
谷氨酸 COOH
离子 存在 形式
CHNH3+ CH2 CH2 COOH
表示符号 GA+
等电点
COO- CHNH3+ CH2 CH2 COOH
GA±
中性
COO- CHNH3+ CH2 CH2 COO-

《氨基酸工艺学》8 氨基酸生产指标的检测

《氨基酸工艺学》8 氨基酸生产指标的检测
当一束平行的单色光通过溶液时,溶液的吸光度 (A) 与溶 液的浓度 (C) 和厚度 (b) 的乘积成正比
A=bC
当固定溶液层厚度b即选择同样的1cm比色杯时,吸光 度A与溶液的浓度成线性关系
1、分光光度法
方法:①利用吸收光谱曲线确定最大吸收峰
吸收光谱曲线——横坐 标;纵坐标A。
最大吸收波长——max 。 同种物质,C不同,但
➢ 不可用手拿比色杯的光学面,禁止用毛刷等物摩擦比色杯 的光滑面。
➢ 用完比色杯后应立即用自来水冲洗,再用蒸馏水洗净。 ➢ 仪器使用前要预热30min,连续使用时间不应超过2h,每次
使用后需要间歇半小时以上才能再用。 ➢ 每套分光光度计的比色杯及比色杯槽不能随意更换。
1、分光光度法
➢ 测量项目:OD是optical delnsity(光密度)的 缩写
1、分光光度法
➢ 注意事项:分光光度计
➢ 分光光度计的测定值在吸光度0.20~0.80范围内(透光度为 20%~65%)误差较小,超出此范围,相对误差均会增大。
➢ 分光光度计必须放置在固定而且不受振动的仪器台上,不 能随意搬动,严防振动、潮湿和强光直射。
➢ 比色杯盛液量以杯容积2/3左右为宜,若不慎将溶液流到比 色杯的外表面,必须先用滤纸吸干,再用擦镜纸或绸布擦 净;移动比色杯槽要轻,以防溶液溅出,腐蚀机件。
2、滴定法
方法
➢ 滴定方法: 滴定时,应使滴定管尖嘴部分插入锥形瓶口(或烧杯口)下1--2cm处,• 滴定速度不能太快,以每秒3-4滴为宜,切不可成液柱流下,•边滴边摇。 向同一方向作圆周旋转而不应前后振动,因那样会溅出溶液。临近终 点时,应1滴或半滴地加入,并用洗瓶吹入少量冲洗锥形瓶内壁,•使附 着的溶液全部流下。然后摇动锥形瓶,观察终点是否已达到。如终点 未到,继续滴定,直至准确到达终点为止。
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②提高食品营养价值,强化食品
评价蛋白质营养价值的指标,看食物中蛋白质的量 (含量)和质(氨基酸之间的构成比例)。
3.3 农业 饲料用Lys,添加0.2%,鸡每年生蛋250个,猪120天长 只至180斤,鸡56天长3.5斤。
3.4 工业
聚Glu,可降解塑料,环境友好材料。
• 纤维素、半纤维素是待开发的能源。
1.1.6 分子生物学时代
• 随着微生物遗传学、基因工程、细胞工程
等学科的发展,使人们有可能按照意志设 计新的生命体。生物技术将成为21世纪的 十大科技之一。
• 例如胰岛素、干扰素、细胞白介素、促红
细胞生长素等。
1.2 氨基酸发酵的特点
• 1.2.1 代谢控制发酵(又称新型发酵)
Hale Waihona Puke 1.2.2 氨基酸发酵为好气性发酵 1.2.3 菌种:细菌
2 氨基酸的发展史及其动向
• 2.1 氨基酸生产的发展史
(1)提取法
1820年有人在实验室水解蛋白制取氨基酸。 1866年立好生利用H2SO4从小麦面筋制取Glu(名称来源于
此)。 1908年从海带中提取了Glu,并制取了味之素(味精,吴蕴初, Monosodium Glutamate ,MSG)。 1910年日本人开始利用小麦面筋工业化制取味精。 1936年美国人开始从Stiffen molasses(废糖蜜)制取味精。
氨基酸工艺学
绪论 淀粉水解糖的制备 谷氨酸产生菌及其扩大培养 谷氨酸发酵机制 谷氨酸发酵控制 噬菌体与杂菌的污染与防治 谷氨酸的提取 谷氨酸制味精
第一章 绪论
• 1 概述 • 2 氨基酸的发展史及其动向 • 3 氨基酸的应用
1 概述
• 1.1 微生物发酵的发展史
1.1.1 自然发酵
• 大曲制备 • 白酒 • 黄酒 • 酱油 •醋 • 酱类 • 泡菜
• 1957年日本人木下祝郎,发现了谷氨酸棒
杆菌,随后谷氨酸发酵成功,氨基酸、核 苷酸发酵兴起。这一类属于在DNA分子水 平上,通过遗传学或其其它生物化学的手 段,人为地改变、控制微生物代谢,使有 用产物大量生成、积累的发酵。
1.1.5 发酵原料的转变
• 非粮食原料的转变。随着利用石油低碳化
合物进行发酵的菌种发现,使其生产SCP (simple cell protein)。
1.1.2 纯种发酵
• 酒精发酵 • 丙酮丁醇发酵 • 乳酸发酵 • 柠檬酸发酵(表面培养)
1.1.3 深层通风发酵
• 1941(二次世界大战),青霉素生产 • 1943年美英科学家和工程师把化工行业的
通风搅拌技术引入发酵行业,设计了带有 通风搅拌装置和通入无菌空气的密闭发酵 罐。
1.1.4 代谢控制发酵
(2)酶法转化法 (3)发酵法 (4)合成法和石油发酵法。
• 2.2 我国氨基酸生产的发展情况
• 我国起始于1923(上海天厨),1932沈阳
味精厂,当时年产量200-300T(提取法)。
• 我国发酵法生产味精起始于1964年,2000
年80万T ,2005年接近100万T。
• 2.3 氨基酸生产的发展方向
(1)菌种: (2)生产控制最佳化: (3)产品多样化:
3 氨基酸的应用
• 3.1 医药
①Glu治疗肝昏迷。 ② 氨基酸大输液。
• 3.2 食品
①调味品 味精,稀释3000倍,鲜味,阈值0.03%。 但个别人对味精有过敏反应,进食20min左右发病,2h
后恢复。国外称为“烹调综合症”或“中国餐馆症” 。 Gly:蔗糖的0.8倍。 Asp-phe甲酯(阿斯巴甜),蔗糖的150倍。
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