赖氨酸的生产工艺 (2)优秀课件

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。
然后再选用含有二氨基庚二酸脱羧酶的产 气杆菌或大肠杆菌，进行酶法脱羧而生成 L-赖氨酸。
4.1 L-赖氨酸生产菌种及扩大培养
直接发酵法生产赖氨酸工艺生产菌种： 中科院北京微生物研究所选育的北京棒杆菌
AS1.563 和 钝 齿 棒 杆 菌 PI-3-2(AECr 、 Hse-) ； AEC赖氨酸类似物S-2-氨基乙基-L-半胱氨酸;Hse天冬氨酰半醛脱氢酶 黑龙江轻工研究所选育的241134及179等。
1977年，日本东丽公司以合成的己内酰 胺为原料，用酶法生产L-赖氨酸。
1.赖氨酸概述 (4)
目前，国际上赖氨酸产生菌种的生产水平 一般为12～14 g/L，对糖的转化率为45%。 采用淀粉水解糖（或纯糖）发酵，其产酸 率、提取率较高；而采用糖蜜发酵，其产 酸率、提取率要低一些。
1.赖氨酸概述 (5)
采用淀粉水解糖(或纯糖)发酵，其产酸率 为9%～11%，提取率为83%～87%，原料消 耗3.2～3.5t(淀粉)/t(赖氨酸)；
而 采 用 糖 蜜 (含 糖 50%)发 酵 ， 其 产 酸 率 7%～9%，提取率80%～85%，原料消耗 6～8t/t。我国广西赖氨酸厂，采用甘蔗糖 蜜发酵，菌种产酸率8.2%，提取率82.4%， 接近国际先进水平。
L-赖氨酸生产菌种（续）
这些菌种产酸水平一般为7～8g/L,转化率 25%～35%，对我国赖氨酸的生产起了较大 的作用。但产酸率和转化率均较低，与国 外先进水平相比还有较大差距。
种子扩大培养
赖氨酸发酵一般根据接种量及发酵罐规模 采用二级或三级种子培养。
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。
赖氨酸的直接发酵法可使用黄色短杆菌、 谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌、诺卡杆 菌等，碳源可为葡萄糖、醋酸、乙醇和石 蜡。其转化率和产酸率也有所不同。
百度文库
直接发酵法工艺流程
赖氨酸的两步发酵法
先使用大肠杆菌的赖氨酸缺陷型菌株，因 缺少二氨基庚二酸脱羧酶，不能生成赖氨 酸，于是积累大量的二氨基庚二酸 （DAP）。
细菌的赖氨酸生物合成途径需要经过二氨 基庚二酸（DAP）合成赖氨酸；
3. 赖氨酸生物合成途径(续）
酵母、霉菌的赖氨酸生物合成途径，需要 经过α-氨基己二酸合成赖氨酸。
同样是二氨基庚二酸合成赖氨酸途径，不 同的细菌，赖氨酸的生物合成途径的调节 机制有所不同。
4 赖氨酸的生产发酵
赖氨酸的发酵生产有直接（一步）发酵和 两步发酵。
赖氨酸发酵工艺及控制要点(6)
种龄和接种量 一般在采用二级种子扩大 培养时，接种量较少，约2%，种龄一般 为 8 ～ 12h ， 当 采 用 三 及 种 子 扩 大 培 养 时 ， 种量较大约10%，种龄一般为6～8h。总 之，以对数生长期的种子为好。
赖氨酸发酵工艺及控制要点(7)
供氧对赖氨酸发酵的影响 赖氨酸是天冬 氨酸族氨基酸，它的最大生成量是在供氧 充足，细菌呼吸充足条件下实现的。供氧 不足，细菌呼吸受抑制，赖氨酸产量降低， 供氧不足只是轻微影响赖氨酸生成。严重 供氧不足时，产赖氨酸量很少而积累乳酸。
2. 赖氨酸的性质 (4)
赖氨酸含有α-氨基及ε-氨基，只有在 ε-氨基为游离状态时，才能被动物机体 所利用，故具有游离ε-氨基的赖氨酸被 称为有效赖氨酸。故在提取浓缩中，要特 别注意防止有效赖氨酸受热破坏而影响其 使用价值。
3.赖氨酸生物合成途径
赖氨酸的生物合成途径与其他氨基酸不同， 依微生物的种类而异。
赖氨酸的生产工艺 (2)优秀课件
1. 赖氨酸概述 (1)
赖氨酸是人和动物营养的必需氨基酸，它 对于机体的生长有着重要的影响。
在八种必需氨基酸中，是唯一的仅L-型成 分才能有效利用的基本氨基酸。
而在小麦、玉米、稻米等植物蛋白质中缺 乏赖氨酸，因此赖氨酸广泛应用于营养食 品、食品强化剂、饲料及医药等方面。
赖氨酸发酵工艺及控制要点(4)
温度： 幼龄菌对温度敏感，在发酵前期，提高温
度，生长代谢加快，产酸期提前，但菌体 的酶容易失活，菌体衰老，赖氨酸产量少。 赖氨酸发酵，前期控制温度32℃ ，中后 期30 ℃。
赖氨酸发酵工艺及控制要点(5)
pH值控制 赖氨酸发酵最适pH 值为6.5～7.0。控
制范围在pH=6.5～7.5, 在整个发酵过程 中，应尽量保持 pH值平稳。
1.赖氨酸概述 (2)
赖氨酸广泛存在于动物蛋白质中，赖氨酸 的生产最早是用酸水解酪素，经分离谷氨 酸后制得，其后又从血粉中提取（猪血粉 中赖氨酸含量约9%～10%），但这种方法， 工艺比较复杂，产量受到限制。
1.赖氨酸概述 (3)
1960年以来，日本用营养缺陷型的谷氨 酸菌株直接发酵生产赖氨酸，其产量不断 扩大。
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
相同，赖氨酸发酵培养基的组成见有关文 献。
赖氨酸发酵工艺及控制要点(3)
（3）发酵工艺条件及影响因素 温度、 pH值控制、种龄和接种量、 供 氧对赖氨酸发酵的影响、生物素对赖氨酸 生物合成的影响、硫酸铵对赖氨酸发酵的 影响。
2.赖氨酸的性质(1)
赖氨酸盐酸盐的化学式为 C6H14O2N2·HCl， 含氮量为15.34%，相对分子质量182.65。
由于游离的赖氨酸易吸收空气中的二氧化 碳，故制取结晶比较困难。一般商品都是 赖氨酸盐酸盐的形式。
2. 赖氨酸的性质 (2)
赖氨酸的化学名为2,6-二氨基己酸，具 有不对称的α-碳原子，故有两种光学活 性的异构体（L/D型）。