谷氨酸的生產(chǎn)工藝ppt課件-展示頁
2025-05-13 12:55本頁面
【正文】 除代謝過程中氨的毒害作用，因而能預(yù)防和治療肝昏迷，保護肝臟，是肝臟疾病患者的輔助藥物。新型的聚合氨基酸，含有氨基的藥物或靶向基因，可以方便的接入聚谷氨酸的分子中，形成大分子前藥或靶向大分子載體，接入特異性的基因，可進行特殊的分離或提純，這一聚合物在醫(yī)藥領(lǐng)域會有很廣泛的應(yīng)用前景。用于皮膚，對治療皺紋有療效。 日用化妝品等 谷氨酸為世界上氨基酸產(chǎn)量最大的品種，作為營養(yǎng)藥物可用于皮膚和 毛發(fā) 。在食品中濃度為 %%，每人每天允許攝入量 (ADl)為 0— 120微克 /千克 (以谷氨酸計 )。谷氨酸鈉廣泛用于食品調(diào)味劑，既可單獨使用，又能與其它氨基酸等并用。 一、谷氨酸簡介 第 3頁，共 69頁 性質(zhì) 溶解性：微溶于冷水，易溶于熱水，幾乎不溶 于乙醚、丙酮及冷醋酸中，也不溶于乙醇和甲醇，溶于鹽酸溶液。味之素、協(xié)和等均是其中代表。 1957年發(fā)酵法生產(chǎn)谷氨酸在日本協(xié)和發(fā)酵公司投產(chǎn)。谷氨酸生產(chǎn)工藝 第 2頁，共 69頁 主要內(nèi)容 簡介（性質(zhì)、用途）； 發(fā)酵機制； 發(fā)酵流程； 菌種； 培養(yǎng)基（淀粉制糖）； 發(fā)酵過程和方法（包括工藝控制等）； 提取純化； ? 谷氨酸，學(xué)名： α氨基戊二酸；其單鈉鹽：谷氨酸鈉，商品名稱味精，是重要的調(diào)味品。 ? 早期生產(chǎn)谷氨酸的方法有兩種，一是提取法：甜菜廠付產(chǎn)物糖蜜中含有焦谷氨酸，用強堿處理可得到谷氨酸；二是蛋白質(zhì)水解法：將面筋加酸水解，再分離提純。 ? 日本在谷氨酸發(fā)酵生產(chǎn)方面居世界領(lǐng)先地位。我國發(fā)展也比較快，如河南的蓮花味精公司，目前味精產(chǎn)量已從 1983年的 400噸上升到 2022年的 62萬噸，單廠味精產(chǎn)量居世界第一位，國內(nèi)市場占有率達 43%；（ 廣西的荷花味精 ）等。等電點： ； 用途 食品業(yè) 谷氨酸鈉俗稱 味精 ，是重要的鮮味劑，對香味具有增強作用。用于食品內(nèi)，有增香作用。在食品加工中一般用量為 — /公斤。用于生發(fā)劑，能被頭皮吸收，預(yù)防脫發(fā)并使頭發(fā)新生，對毛乳頭、毛母細(xì)胞有營養(yǎng)功能，并能擴張血管，增強血液循環(huán)，有生發(fā)防脫發(fā)功效。 下游產(chǎn)品開發(fā) 谷氨酸可生產(chǎn)許多重要下游產(chǎn)品如 L— 谷氨酸鈉、聚谷氨酸等。 醫(yī)藥行業(yè) 谷氨酸還可以用于醫(yī)藥中，因為谷氨酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸之一，雖然它不是人體必須的氨基酸，但它可作為碳氮營養(yǎng)與機體代謝，有較高的 營養(yǎng)價值 。腦組織只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作為腦組織的能量物質(zhì)，改進維持大腦機能。用谷氨酸制成的成藥有藥用谷氨酸內(nèi)服片， 谷氨酸鈉 （鉀）注射液， 谷氨酸鈣注射液 ，乙酰谷氨酸注射液 等。 葡萄糖 6磷酸葡萄糖 NADPH2 乙酰輔酶 A 6磷酸果糖 6磷酸葡萄糖酸 5磷酸核糖 3磷酸甘油醛 果糖 1， 6二磷酸 蘋果酸 ③ 丙酮酸 CO2 異檸檬酸 CO2 ② 草酰乙酸 順烏頭酸 CO2 乳酸 NAD+ NADH2 ⑨ 檸檬酸 NADP+ CO2 NADH2 ⑧ NAD+ 草酰琥珀酸 α－酮戊二酸 琥珀酸 延胡索酸 谷氨酸 NADPH2 NADP+ ⑤ NADP+ NADPH2 ④ 乙醛酸 乙酰輔酶 A CO2 ⑥ CO2 ⑦ 葡萄糖生物合成谷氨酸的代謝途徑 TCA循環(huán) 乙醛酸循環(huán) 天冬氨酸 磷酸烯醇式 丙酮酸羧化酶 第 7頁，共 69頁 在微生物的代謝中，谷氨酸比天冬氨酸優(yōu) 先合成。所以，在正常情況下，谷氨 酸并不積累。 乙醛酸循環(huán) GA生物合成的內(nèi)在因素 從上圖可以看出， GA產(chǎn)生菌必須具備以下條件： —KGA脫氫酶酶活性微弱或喪失 這是菌體生成并積累 α—KGA的關(guān)鍵，從上圖可以看出，α—KGA是菌體進行 TCA循環(huán)的中間性產(chǎn)物，很快在 α—KGA脫氫酶的作用下氧化脫羧生成琥珀酸輔酶 A，在正常的微生物體內(nèi)他的濃度很低，也就是說，由 α—KGA進行還原氨基化生成 GA的可能性很少。 NADPH的在氧化能力欠缺或喪 失 （ 1）如上圖所示， NADPH是 α—KGA還原氨基化生成 GA必須物質(zhì)，而且該還原氨基化所需要的 NADPH是與檸檬酸氧化脫羧相偶聯(lián) 的。 （ DCA）的關(guān)鍵酶 ——異檸檬酸裂解酶。 L—谷氨酸脫氫酶活性 L—谷氨酸脫氫酶，實質(zhì)上 GA產(chǎn)生菌體內(nèi)該酶的酶活性都很強，該反應(yīng)的關(guān)鍵是與異檸檬酸脫羧氧化相偶聯(lián)。 谷氨酸高產(chǎn)菌株 喪失或僅有微弱的 a酮戊二酸脫氫酶活 力，使 a酮戊二酸不能繼續(xù)氧化 ； CO2固定反應(yīng)的能力 強 ，使四碳二羧酸全部是由 CO2固定反應(yīng)提供，而不走乙 醛酸循環(huán)，以提高對糖的利用率； 谷氨酸脫氫酶的活力很 強，并喪失谷氨酸對谷氨酸脫氫酶的反饋抑制和反饋阻 遏 ．同時 NADPH2再氧化能力弱，這樣就使 a酮戊二酸到 琥珀酸的過程受阻，在有過量銨離子存在的條件下， a酮 戊二酸經(jīng)氧化還原共遏氨基化反應(yīng)而生成谷氨酸，生成的 谷氨酸不形成蛋白質(zhì)，而分泌泄漏于菌體外，谷氨酸產(chǎn)生 菌不利用體外的谷氨酸，谷氨酸成為最終產(chǎn)物。 在谷氨酸發(fā)酵過程中，影響菌種代謝途徑的 因素見下表。 ? 過量： NADPH的再氧化能力會加強，使 α—KGA的還原氨基化受到影響，不利于 GA 的生成。 2. NH4+濃度 （ 1）影響到
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