論文資料-谷氨酸發(fā)酵工藝流程1word可編輯-資料下載頁(yè)
2025-10-10 14:37本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】界性氨基酸發(fā)酵工業(yè)。1956年從日本開始，以后先后由面二筋豆粕和廢糖蜜濃縮物水解的方。向，轉(zhuǎn)向以糖質(zhì)為原料的細(xì)菌發(fā)酵法。生產(chǎn)味精谷氨酸之類氨基酸的發(fā)酵，區(qū)別于傳統(tǒng)的釀。酒和抗菌素發(fā)游，是一種改變微生物代謝的代謝控制發(fā)酵。本文則就谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)過程、谷氨酸發(fā)酵機(jī)制和研究動(dòng)向等方面，說明谷氨酸發(fā)酵的發(fā)展。谷氨酸一種酸性氨基酸，分子內(nèi)含兩個(gè)羧基，化學(xué)名稱為α-氨基戊二酸。有鮮味，微溶于水，而溶于鹽酸溶液，等電點(diǎn)。大量存在于谷類蛋白質(zhì)中，動(dòng)物腦中含。分子式C5H9NO4、分子量。
【正文】 突變位置發(fā)生在與谷氨酸分泌有密切關(guān)系的細(xì)胞膜 的結(jié)構(gòu)基因上，發(fā)生堿基的轉(zhuǎn)換或顛換，這樣為基因所指導(dǎo)釋出的酶，在高溫時(shí)失活，導(dǎo)致細(xì)胞膜某些結(jié)構(gòu)的改變。 控制細(xì)胞壁的合成 細(xì)胞壁合成不完全，細(xì)胞膜容易造成機(jī)械損傷和經(jīng)不起內(nèi)部滲透壓的壓力，造成膜的破壞，加大通透性。對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期早期，添加青霉素或頭孢霉素 C。青霉素抑制細(xì)胞壁的后期合成。 提取工藝的進(jìn)展 谷氨酸提取的基本方法有：等電點(diǎn)結(jié)晶法，特殊沉淀法，離子交換法，溶劑萃取法，液膜萃取法。 味精公司的提取技術(shù)是先用高速離心法從發(fā)酵液中分離出菌體，再濃縮 3 倍后加硫酸調(diào)pH 使谷氨酸結(jié)晶，提 取收率約 90％。 目前國(guó)內(nèi)從發(fā)酵液中提取 L谷氨酸普遍采用的步驟生物工程 課程論文 11 是先用等電點(diǎn)法結(jié)晶大量 L谷氨酸，母液采用 732 陽(yáng)離子交換樹脂濃縮其中的 L谷氨酸，洗脫得到的谷氨酸溶液，再回到等電罐進(jìn)行結(jié)晶回收提取收率約 9095％。 這種工藝存在著下列的缺陷： ① 在結(jié)晶和離子交換過程中要使用大量的硫酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液和母液的 pH，造成環(huán)境污染； ② 在低溫下交換，高溫下洗脫，使樹脂反復(fù)的溶脹收縮，使用壽命縮短； ③ 等電點(diǎn)廢液中存在大量 NH4+離子，用氫型樹脂進(jìn)行交換時(shí)， NH4+離子可與 L谷氨酸離子進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，使 L谷氨酸的收率降低。 谷氨酸鈉現(xiàn)行生產(chǎn)工藝：可以看出現(xiàn)在味精生產(chǎn)均采用先從谷氨酸銨發(fā)酵液分離谷氨酸半成品，用 NaOH 或 Na2CO3 進(jìn)行中和轉(zhuǎn)化為谷氨酸一鈉，經(jīng)脫色、濃縮、精制而成味精的基本工藝。因此在提取工藝中，需要完成：谷氨酸銨 → 谷氨酸 → 谷氨酸一鈉的產(chǎn)品轉(zhuǎn)化過程。而此轉(zhuǎn)化過程需要消耗大量的酸堿，產(chǎn)生大量環(huán)境污染，提高生產(chǎn)成本。 生產(chǎn)工藝直接等電點(diǎn)方法（少數(shù)鋅鹽法） → 等電離交方法 → 濃縮連續(xù)等電點(diǎn)法（少數(shù)廠家采用）。等電點(diǎn)法還能分成常溫、中低溫、一次低溫（鹽酸、硫酸），帶菌體濃液一次等電點(diǎn)法。 分離方式：間歇三足式離心 機(jī) → 連續(xù)錐蘭式分離機(jī)、沉降式分離機(jī)、帶式濾過機(jī)。 水解等電法：谷氨酸發(fā)酵液經(jīng)適當(dāng)濃縮后，加入鹽酸進(jìn)行加壓水解，此時(shí)菌體蛋白質(zhì)被水解，而發(fā)酵液中殘?zhí)堑扔袡C(jī)雜質(zhì)遭破壞可過濾出去，濾液在經(jīng)脫色和濃縮后，用堿液中和至谷氨酸的等電點(diǎn)，在低溫下放置，讓谷氨酸結(jié)晶析出。此法的有點(diǎn)在于菌體蛋白質(zhì)中谷氨酸得到了利用，并且發(fā)酵液中的谷氨酰胺和焦谷氨酸都變成了谷氨酸，所以谷氨酸提取收率比較高，但是工藝復(fù)雜。流程如下： 發(fā)酵液 濃縮 用鹽酸水解 過濾 濾液脫色 濃縮 用堿液中和濃縮液 ，控制 PH 值 低溫放置，析出晶體。 低溫等電點(diǎn)法：當(dāng)溶液的 PH 值等于谷氨酸等電點(diǎn)時(shí)，谷氨酸的溶解度最小。例如， 30℃ ，溶解度為 ， 5℃ ，溶解度小于 ，因此可以采用低溫等電點(diǎn)法，將谷氨酸從發(fā)酵液中提取結(jié)晶。流程如下： 發(fā)酵液邊冷卻邊用鹽酸調(diào) 節(jié) pH 值 pH 值 ～ 發(fā)酵液 加晶種 25℃ 育晶2h邊冷卻便調(diào)節(jié) pH值 ～ 攪拌 16h4℃ 靜置 4h谷氨酸晶體。 低溫連續(xù)等電點(diǎn)法：目前我國(guó)味精生產(chǎn)廠多數(shù)采 用一次低溫等電點(diǎn)法，對(duì)于谷氨酸含量%～ %的發(fā)酵液其提取收率為 75%～ 80%。優(yōu)點(diǎn)是析出晶體顆粒粗易分離，大小均勻，光澤度好適用于不正常發(fā)酵液谷氨酸的提取。 生物工程 課程論文 12 具體操作如下：發(fā)酵液在等電點(diǎn)罐中采用低溫等電點(diǎn)法結(jié)晶，待析晶完全后以晶體及母液作為種子，維持一定 的溫度和 pH 值，然后一邊連續(xù)添加新發(fā)酵液一邊放料，進(jìn)出料量保持一致，放出的物料在育晶罐中讓晶體長(zhǎng)大，育 晶結(jié)束以后進(jìn)行分離得到谷氨酸晶體。 鑒別 通過革蘭氏染色法可鑒別 發(fā)酵終點(diǎn)的判斷 確定放罐的指標(biāo)有：產(chǎn)物的產(chǎn)量、過濾速度、氨基氮的含量 、菌絲形態(tài)、 pH 值、發(fā)酵液的外觀和粘度等。發(fā)酵終點(diǎn)的掌握，就要綜合考慮這些參數(shù)來(lái)確定。 四、 小結(jié) 谷氨酸發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的過程，當(dāng)前對(duì)其發(fā)酵過程的控制還需要不斷深入，如高產(chǎn)菌種的選育、微生物代謝過程的本質(zhì)、產(chǎn)物積累、發(fā)酵過程動(dòng)力學(xué)模型的建立及應(yīng)用等還需進(jìn)一步探討。影響谷氨酸發(fā)酵的因素很多，隨著生物技術(shù)、計(jì)算機(jī)自控技術(shù)的提升，相信谷氨酸發(fā)酵控制技術(shù)也會(huì)得到不斷提升。針對(duì)氨基酸行業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)現(xiàn)狀，應(yīng)采用代謝工程等方法，優(yōu)化生產(chǎn)菌種和發(fā)酵工藝，使得菌種發(fā)酵的綜合技術(shù)不斷提高，對(duì)谷氨酸產(chǎn)業(yè)提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的 現(xiàn)實(shí)意義。 五 、 參考文獻(xiàn)： [1] 王選良 .谷氨酸發(fā)酵 [J].《 中國(guó)釀造》 .1986(05):1220 [2] 張剛 .《乳酸細(xì)菌 —— 基礎(chǔ)、技術(shù)和應(yīng)用》 [M].北京：生物醫(yī)藥出版分社， [3] 劉森芝 .谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)菌的研究與開發(fā) [J].《 發(fā)酵科技通訊》 .2020(04):3031 [4] 張剛 .《乳酸細(xì)菌 —— 基礎(chǔ)、技術(shù)和應(yīng)用》 [M].北京：生物醫(yī)藥出版分社， [5] 廉立偉，譚玉晶，劉巍，文強(qiáng)．細(xì)菌鑒定在谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)中的應(yīng)用 [J].《發(fā)酵科技通訊》 .2020(04):2223 [6] 呂陽(yáng)愛 .谷氨酸發(fā)酵過程污染噬菌體的處理 [J].《發(fā)酵科技通訊》 .2020(04):2526 [7] 邱煒煒 ， 林有波 ， 謝天陽(yáng) ， 預(yù)防噬菌體污染的有效方法 [J].《發(fā)酵科技通訊》 .2020(01):38
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