【正文】 減壓蒸發(fā)69飽和曲線和過飽和曲線將圖分為三個(gè)區(qū)域，分別為：？析晶操作一般要求在那個(gè)區(qū)域？P186穩(wěn)定區(qū) （不飽和溶液）亞穩(wěn)定區(qū)（飽和溶液） 不穩(wěn)定區(qū)（過飽和溶液） 析晶操作一般要求在不穩(wěn)定區(qū)（）70味精結(jié)晶的具體操作過程可分為：濃縮、起晶、整晶、育晶、養(yǎng)晶等幾個(gè)階段。 微生物發(fā)酵法 　　是借助微生物具有自身合成所需氨基酸的能力，通過對(duì)菌株的篩選、誘變處理及代謝過程的調(diào)節(jié)來達(dá)到合成某種氨基酸的目的。生產(chǎn)方法主要是發(fā)酵法和酶法。不運(yùn)動(dòng)。無芽孢。二者融合子F263. 谷氨酸生產(chǎn)菌在發(fā)酵過程中的形態(tài)變化細(xì)胞壁 224。琥珀酸氧化酶的能力低224。一級(jí)種子培養(yǎng)一級(jí)種子培養(yǎng)的目的在于大量繁殖活力強(qiáng)的菌體，培養(yǎng)基組成應(yīng)少含糖分，多含有機(jī)氮。常采用淀粉水解糖，要求淀粉水解完全，但要避免水解時(shí)間過長(zhǎng)。在實(shí)際生產(chǎn)中用尿素或氨水作氮源時(shí)，由于一部分氨用于調(diào)pH,一些分解而逸出，使實(shí)際用量增大，培養(yǎng)基中糖濃度的140g/L,，碳氮比為100：。微生物對(duì)無機(jī)鹽的需要量很少，但無機(jī)鹽對(duì)菌體生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物的生成影響很大微生物所需要的無機(jī)鹽硫酸鹽、磷酸鹽、氯化物和含鉀、鈉、鎂、鐵的化合物微量元素：如銅、錳、鋅、鈷、鉬、碘、溴等1. 磷酸鹽功能蛋白質(zhì)和核酸的組成成分，ATP、ADP是重要的能量傳遞者，參與一系列代謝反應(yīng)緩沖作用需要量：－,來源：磷酸鹽。培養(yǎng)基中的硫酸鎂供應(yīng)的硫已充足，不需另加。谷氨酸發(fā)酵pH的控制菌種（）。在臨界氧濃度以下，氧成為微生物的限制性基質(zhì)，微生物的耗氧速率符合MichaelisMenfen方程。第三類有亮氨酸、纈氨酸和苯丙氨酸 ，不經(jīng)過TCA循環(huán)，NADH產(chǎn)量很少，過量供氧，反而起到抑制作用。采用間斷或連續(xù)測(cè)定排氣中CO2濃度的方法調(diào)節(jié)通氣量，滿足供氧需求。分類表面泡沫內(nèi)部泡沫：出現(xiàn)在粘稠的發(fā)酵液中，當(dāng)谷氨酸發(fā)酵感染雜菌和噬菌體等不正常發(fā)酵時(shí)就形成這種泡沫。在生產(chǎn)過程中，必須控制好添加吐溫60、飽和脂肪酸等拮抗物質(zhì)的時(shí)間與濃度，一般在發(fā)酵階段的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的早期(45h)添加。放罐處理：添加吐溫60發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸，細(xì)胞有較好的滲透性，%%時(shí)，采用適當(dāng)工藝條件，充分發(fā)揮殘余酶活，使糖的氧化中間產(chǎn)物繼續(xù)轉(zhuǎn)化。通風(fēng)控制通過測(cè)定溶解氧、排氣中CO排氣中O2等參數(shù)，來調(diào)節(jié)通氣量、攪拌轉(zhuǎn)速等。產(chǎn)酸率、轉(zhuǎn)化率和設(shè)備利率高甘蔗糖蜜預(yù)處理水解脫除、脫鈣：含糖分45%55%的糖蜜稀釋224。較低溫度菌體正常生長(zhǎng)，當(dāng)溫度提高到一定程度時(shí)，菌體便停止生長(zhǎng)而大量產(chǎn)酸。特別是對(duì)采用高生物素、大接種量，添加青霉素破壁的發(fā)酵工藝更為重要。濃縮連續(xù)等電點(diǎn)法等電點(diǎn)提取谷氨酸的原理谷氨酸的兩性解離與等電點(diǎn)谷氨酸在等電點(diǎn)時(shí)，正負(fù)電荷相等，總靜電荷等于0，形成偶極離子，在直流電場(chǎng)中即不向陽極移動(dòng)，也不向陰極移動(dòng)，易聚集沉淀。（加高流分、投晶種）2溫度與降溫速度（超過30℃β晶型明顯增加）為避免形成β晶型，在等電點(diǎn)法提取谷氨酸時(shí)必須把發(fā)酵液溫降到30以下再進(jìn)行晶體析出。? 雙柱串聯(lián)工藝流程樹脂預(yù)處理上柱交換的控制上柱發(fā)酵液pH控制（發(fā)酵液在pH5－）上柱量的控制上柱流速的控制洗脫劑的選擇（氫氧化鈉、氯化鈉、發(fā)酵液）樹脂再生“結(jié)柱”和上柱“漏吸”原因結(jié)柱：谷氨酸以結(jié)晶形式析出，把樹脂粘結(jié)成團(tuán)，把樹?粘結(jié)成團(tuán)，使流速困難、走短路洗脫峰拖長(zhǎng)等。采用的生產(chǎn)菌主要有谷氨酸棒桿菌和黃色短桿菌的代謝調(diào)節(jié)突變株賴氨酸生物合成途徑及調(diào)節(jié)機(jī)制二氨基庚二酸途徑　　細(xì)菌、綠藻、原生蟲和高等植物中α－氨基己二酸途徑　　酵母、霉菌中賴氨酸生產(chǎn)菌育種途徑一、 優(yōu)先合成轉(zhuǎn)換　　降低高絲氨酸脫氫酶活性二、 切斷支路代謝　　營(yíng)養(yǎng)缺陷型的選育（通過誘變使高絲氨酸脫氫酶缺失，切斷向蘇氨酸和蛋氨酸的代謝流）三、 抗結(jié)構(gòu)類似物菌株的選育四、 解除代謝互鎖五、 選育亮氨酸缺陷型菌株六、 選育抗亮氨酸結(jié)構(gòu)類似物菌株七、 選育對(duì)苯醌或喹啉衍生物敏感株八、 增加前體物的合成和阻塞副產(chǎn)物的生成九、 切斷或削弱支路代謝流a) 切斷或削弱合成賴氨酸的支路：選育賴氨酸缺陷型（Lys－）或賴氨酸滲滲漏型（Lys1）或賴氨酸缺陷型回復(fù)突變株(Lys+)b) 切斷或削弱合成蛋氨酸的支路：選育蛋氨酸缺陷型或蛋氨酸滲滲漏型或蛋氨酸缺陷型回復(fù)突變株c) 切斷由蘇氨酸到異亮氨酸的反應(yīng)：選育異亮氨酸缺陷型十、 解除蘇氨酸生物合成途徑中的代謝調(diào)節(jié)機(jī)制a) 解除蘇氨酸＋賴氨酸對(duì)天冬氨酸激酶的反饋抑制b) 解除蘇氨酸對(duì)高絲氨酸脫氫酶的反饋抑制，選育抗蘇氨酸結(jié)構(gòu)類似物突變株c) 選育抗賴氨酸結(jié)構(gòu)類似物突變株十一、 增加前體物天冬氨酸的合成和阻塞副產(chǎn)物生成a) 選育丙氨酸缺陷型突變株b) 選育抗天冬氨酸結(jié)構(gòu)類似物突變株c) 選育適宜的CO2固定酶/TCA循環(huán)酶活性比突變株蘇氨酸高產(chǎn)菌株的生物特征二氫吡啶2,6二羧酸合成酶活力極弱或欠缺琥珀酰高絲蛋氨酸合成酶活力極弱或欠缺蘇氨酸脫氨酶極弱或欠缺CO2固定反應(yīng)能力強(qiáng)天冬氨酸合成能力強(qiáng)天冬氨酸激酶活力強(qiáng)，對(duì)Thr+Lys的協(xié)同反饋抑制不敏感高絲氨酸脫氫酶活力強(qiáng)，不受蘇氨酸反饋調(diào)節(jié)高絲氨酸菌種的選育途徑切斷或削弱支路代謝切斷高絲氨酸往下的代謝反應(yīng)解除反饋調(diào)節(jié)增加前體物質(zhì)的合成蛋氨酸的育種途徑o 切斷支路代謝n 切斷或削弱通向賴氨酸的代謝支路n 切斷或削弱通往合成蘇氨酸的代謝支路n 切斷蛋白氨酸生成S－腺苷蛋氨酸的反應(yīng)n 解除反饋調(diào)節(jié)n 增加前體物質(zhì)的合成高產(chǎn)蛋氨酸菌種應(yīng)具備的生化特征o 二氨吡啶二羧酸合成酶極弱或欠缺o 高絲氨酸激酶極弱或欠缺o S－腺苷蛋氨酸合成酶欠缺o 二氧化碳固定反應(yīng)強(qiáng)o 天冬氨酸合成能力強(qiáng)o 天冬氨酸激酶活力強(qiáng)o 高絲氨酸脫氫酶活力強(qiáng)，此酶對(duì)蘇氨酸、異亮氨酸的反饋抑制不敏感，也不受蛋氨酸的反饋調(diào)節(jié)。（2）發(fā)酵液除雜：通過加草酸、過濾等方法除去無機(jī)離子、菌體等。q 深層發(fā)酵法：q 固態(tài)發(fā)酵法：以薯干粉及其它含淀粉的農(nóng)副產(chǎn)品為原料，配好培養(yǎng)基后，在常壓下蒸煮，冷卻至接種溫度，接入種曲，裝入曲盤，在一定溫度和濕度條件下發(fā)酵。檸檬酸生物合成中的代謝調(diào)節(jié)與控制——追求檸檬酸的高產(chǎn)率 檸檬酸是微生物生長(zhǎng)代謝過程中的一個(gè)中間性產(chǎn)物，在正常的微生物體內(nèi)不能夠積累的，如果有積累的話，與檸檬酸合成有關(guān)的各種酶的活性，則會(huì)受到抑制或阻遏，磷酸果糖激酶（PFK）活性的調(diào)節(jié) 研究表明，檸檬酸產(chǎn)生菌——黑曲霉如果生長(zhǎng)在Mn+ 缺乏的培養(yǎng)基中，NH4+濃度異常的高，可達(dá)到25mmol/L，顯然，由于Mn+的缺乏，使得微生物體內(nèi)NH4+濃度升高，進(jìn)而解除了檸檬酸對(duì)PFK活性的抑制作用，使得葡萄糖源源不斷的合成大量的檸檬酸。 許多實(shí)驗(yàn)指出順烏頭酸酶活力變化與檸檬酸累積有密切關(guān)系。丙酮酸氧化脫酸生成乙酰CoA和CO2固定兩個(gè)反應(yīng)的平衡，以及檸檬酸合成酶不被調(diào)節(jié)，增強(qiáng)了合成檸檬酸能力。，細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸水平低。q (1)淀粉原料的液化 q 目前檸檬酸發(fā)酵生產(chǎn)均采用酶法進(jìn)行液化。因此在發(fā)酵前糖蜜需要進(jìn)行預(yù)處理：q 糖密預(yù)處理的方法很多，最常用的方法是添加黃血鹽[亞鐵氰化鉀，k4(CN)6Fe3]或者經(jīng)硫酸、磷酸處理，也可添加活性炭、EDTA、單寧、石灰以及通過離子交換樹脂等，還可采用幾種方法交替處理。 中和n ）工序的主要目標(biāo)q (1)從發(fā)酵清濾液中提取高純度的四水檸檬酸鈣q (2)檸檬酸鈣要易過濾和洗滌；q (3)廢水中檸檬酸鈣沉淀要限制在最低程度；q (4)盡可能減少洗糖水量，把檸檬酸鈣的溶損減少到允許范圍。n ．結(jié)晶n 本工序的主要目標(biāo)q (1)及時(shí)地從檸檬酸濃縮液中結(jié)晶出品體并分出母液q (2)濕檸檬酸晶體要粒度均勻，理化指標(biāo)符合等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，游離水含量盡可能低q (3)保持較高的結(jié)晶牢率和結(jié)晶收率；q (缺陷日益顯露：q 一是得到的提取液中檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，一般低于20%，增大了后續(xù)濃縮段的負(fù)荷；q 二是單元操作損失多，總收率低，國(guó)內(nèi)廠家一般在60%~75%。在脫氧核糖核酸(DNA)的分子水平上改變、控制微生物的代謝,使有用產(chǎn)物大量生成、積累。探求新工藝、新設(shè)備,以提高產(chǎn)率和收得率。 提取車間216。中和的溫度控制在7080℃。應(yīng)用生物工程新技術(shù)選育谷氨酸生產(chǎn)菌l 應(yīng)用原生質(zhì)體融合新技術(shù)選育谷氨酸生產(chǎn)菌l 應(yīng)用轉(zhuǎn)化法選育谷氨酸生產(chǎn)菌l 應(yīng)用轉(zhuǎn)導(dǎo)法選育谷氨酸生產(chǎn)菌l 應(yīng)用重組DNA技術(shù)構(gòu)建谷氨酸工程菌l 應(yīng)用固定化細(xì)胞技術(shù)發(fā)酵生產(chǎn)谷氨酸216。供氧對(duì)谷氨酸發(fā)酵的影響 菌體生長(zhǎng)期：滿足菌體合成的需要，過低，副產(chǎn)物增加，影響菌體收率。216。 加酸速度216。影響谷氨酸結(jié)晶的主要因素216。l 糖流加方式 連續(xù)流加 分段加入l 提高發(fā)酵產(chǎn)率的主要措施一、選育優(yōu)良菌株二、改進(jìn)發(fā)酵工藝,連續(xù)流加糖發(fā)酵,使發(fā)酵工藝最佳化l 噬菌體檢查方法l 雙層平板法l 劃線法l 液體培養(yǎng)法l 將谷氨酸生產(chǎn)菌在發(fā)酵液中積累的L谷氨酸提取出來,再進(jìn)一步中和、除鐵、脫色、加工精制成谷氨酸單鈉鹽叫提煉。光密度：殘?zhí)牵海ヒ韵? 無菌檢查：()噬菌體檢查：()(雙層平板法、劃線法、液體培養(yǎng)法）鏡檢：菌體生長(zhǎng)均勻、粗壯，排列整齊革蘭氏陽性反應(yīng)。 谷氨酸生產(chǎn)菌應(yīng)具備的生化特點(diǎn)l 控制細(xì)胞膜通透性的方法1）生物素缺陷型 生物素（維生素H、輔酶R）作為輔酶參與脂肪酸的合成，進(jìn)而影響磷脂合成。l 原理：利用相對(duì)密度不同。H2O | NH2性狀：無色柱狀結(jié)晶或粉末。 菌種：細(xì)菌216。n 離子交換吸附法是利用特定的有機(jī)高分子樹脂對(duì)檸檬酸或檸檬酸鹽的高選擇性，將檸檬酸或檸檬酸鹽從發(fā)酵液中提取出來的方法。但是日前多數(shù)工廠都用顆?；钚蕴恐M(jìn)行脫色，炭柱可再生重復(fù)使用。發(fā)酵的技術(shù)關(guān)鍵是兼顧糖化和產(chǎn)酸，n 要解決兩者矛盾，可采用下列方法：q (1)采用酸性平扳馴化，分離在高檸檬酸濃度下糖化酶活力高酌菌株；q (2)通過調(diào)節(jié)風(fēng)量來控制，通常在16~18h前控制低風(fēng)量，使pH維持在有利于菌種生長(zhǎng)和糖化作用的范圍。通常液化終點(diǎn)是控制在料液與碘反應(yīng)不且藍(lán)色為止，對(duì)于以淀粉為原料的檸檬酸生產(chǎn)菌種，液化液的DE值在20%左右即可。n 黑曲霉檸檬酸生產(chǎn)菌的保藏3. 真空冷凍干燥保藏法(196℃)保藏法目前檸檬酸的生產(chǎn)都是采用微生物發(fā)酵法。，能產(chǎn)生和分泌大量的酸性α淀粉酶和酸性糖化酶。能荷調(diào)節(jié)對(duì)檸檬酸發(fā)酵的影響菌體要大量合成檸檬酸，從葡萄糖經(jīng)過EMP到檸檬酸整個(gè)代謝途徑需要暢通，在這個(gè)過程中：丙酮酸氧化脫羧，每分子丙酮酸可產(chǎn)生一分子的NADH，在有氧的條件下，每分子的NADH經(jīng)過呼吸鏈徹底氧化成H2O，并氧化磷酸化產(chǎn)生3分子的ATP，造成了微生物體內(nèi)能荷的增加，能荷增加則抑制PFK等關(guān)鍵酶的酶活性，使得從葡萄糖到檸檬酸的代謝停止，怎么能夠大量合成檸檬酸n 檸檬酸產(chǎn)生菌可在有氧的條件下大量生成檸檬酸，也就是說，NADH即被氧化了，又沒有產(chǎn)生ATP。因此，檸檬酸發(fā)酵要求采用不銹鋼反應(yīng)器，目的就是控制培養(yǎng)基中的Fe2+的濃度。n 檸檬酸的溢出代謝：q 多種微生物均能因受刺激而過量合成檸檬酸。檸檬酸的生產(chǎn)方法概述n 水果提取法：此法提取的成本較高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。n 苯丙氨酸和酪氨酸的生物合成n 色氨酸的生成分支酸（chorismate）在分支酸變位酶（chorismate mutase）作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)轭A(yù)苯酸(prephenate), 經(jīng)脫水、脫羧后形成苯丙酮酸（phenylpyruvate）,后者在轉(zhuǎn)氨酶作用下，與谷氨酸進(jìn)行轉(zhuǎn)氨形成苯丙氨酸。電荷不同的物質(zhì)，對(duì)管柱上的離子交換劑有不同的親和力，改變沖洗液的離子強(qiáng)度和pH值，物質(zhì)就能依次從層析柱中分離出來。育晶：，要仔細(xì)觀察晶核生成情況，當(dāng)能目視晶核時(shí)，說明晶核不少，可作為第一步pH終點(diǎn)值，停酸育晶，過2h后，逐步把pH調(diào)到結(jié)晶點(diǎn)，使晶核成長(zhǎng)，形成結(jié)晶顆粒。介穩(wěn)區(qū)時(shí)產(chǎn)生微細(xì)的晶核；然后進(jìn)行養(yǎng)晶，育晶，使晶粒不斷增大，通過控制晶核形成與晶體增長(zhǎng)，獲得滿意的結(jié)晶а－晶型：斜六方晶體，特點(diǎn)：純度高、顆粒大、質(zhì)量重，易沉降，易與母液分離。等電點(diǎn)法提取谷氨酸特點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便分類：除菌或不除菌、濃縮或不濃縮、使谷氨酸呈過飽和狀態(tài)析出。同時(shí)糖濃度高，氧傳遞阻力增大，應(yīng)強(qiáng)化供氧。 冷卻入罐發(fā)酵低糖流加工藝及后期補(bǔ)糖工藝要點(diǎn)：流加入發(fā)酵罐的糖濃度必須是高濃度提高流加糖占總糖的比例；將攝氧率（通風(fēng)）與補(bǔ)料速率關(guān)聯(lián)；經(jīng)驗(yàn)：時(shí)間選擇發(fā)酵中前期，即在1214h時(shí)開始流加，此時(shí)殘?zhí)?%5%，盡可能使流加糖與耗糖速率保持平衡。發(fā)酵前期溫度不能過高。生產(chǎn)過程中，在添加青霉素前u半小時(shí)，每隔5min測(cè)一次OD、粘度、菌體重，當(dāng)△，最終的△。溫度控制：WTH1發(fā)酵過程中溫度控制條件為：012h，3033℃； 1224h，3334℃； 2436h，3435℃。選用原則：消泡劑必須是表面活性劑，具有較低的表面張力消泡劑對(duì)氣液界面的鋪展系數(shù)必須足夠大，具有一定親水性在水中的溶解度極小，保持持久的消泡或抑泡作用無毒不干擾溶解氧、pH等測(cè)定儀表使用，不影響氧的傳遞具有良好的熱穩(wěn)定性來源方便，價(jià)格便宜常用的消泡劑天然油脂(消泡活性差、用量多，%).種類：花生油最好，米糠油最差新鮮程度：油脂新鮮，所含天然抗氧化劑多，過氧化物少，酸價(jià)低，消泡能力強(qiáng)。 泡沫對(duì)發(fā)酵的影響泡沫過多會(huì)引起大量逃出發(fā)酵液而造成浪費(fèi)和污染泡沫上升到罐頂時(shí)，可能從軸封滲漏，造成浪費(fèi)和污染泡沫過