谷氨酸发酵课件

谷氨酸发酵工艺

主讲：徐波制作者：刘金安徐波张思静

发展前景

2008年，我国氨基酸的总产量已超过120万吨，其中谷氨酸占97%，我国谷氨酸钠的总产量已超过170万吨，比2005年增长了23.75%，全国谷氨酸及其盐销售总收入高达177.9亿元，行业实现利润12.6亿元，各公司的利润普遍上升。由于国内谷氨酸生产企业普遍重视质量管理，故出口谷氨酸及其盐的数量逐年递增，2006年，我国谷氨酸及其盐的出口量已突破10万吨大关从而成为我国医药业又一拳头产品。国内谷氨酸生产企业的谷氨酸产品已销往包括英、法、意大利、西班牙、比利时、瑞士和美国在内的世界57个国家，从而确立了全球第一谷氨酸生产大国地位。

生产流程淀粉水解糖的制备

由于大部分产生菌不能直接利用淀粉和糊精，因此要将淀粉原料水解为葡萄糖，可采用双酶法，先用淀粉酶将原料分解为糊精和低聚糖，再用糖化酶进一步水解为葡萄糖。

谷氨酸的发酵机制及工艺控制

生产原料包括碳源、氮源、无机盐及管生长因子等。发酵原料的选择既要考虑生长繁殖的营养，还需要有利于谷氨酸的积累及易于提取。葡萄糖磷酸烯醇丙酮酸丙酮酸乙酰CoA草酰乙酸天冬氨酸柠檬酸α-酮戊二酸谷氨酸反馈抑制优先合成

增强反馈抑制

逆转反馈抑制①②③CO2CO2乳酸

谷氨酸的提取

等电点法是提取谷氨酸最简单的一种方法，此法操作简便，设备简单。1等电点法的原理<3.22：谷氨酸以阳离子形式存在

其分子内部呈电中性，溶液中总静PH=3.22电荷为零，谷氨酸分子间相互碰撞，结合成较大聚合体沉淀，此时谷氨酸溶解度最小。>3.22：谷氨酸以阴离子形式存在影响到谷氨酸析出的主要因素为：谷氨酸的含量、T、加酸速度，搅拌、菌体大小及多少。常提高谷氨酸发酵产率的措施一、选育高产菌种途径：可通过菌种自发突变过程中挑选出来，也可利用物理或化学诱变剂处理微生物细胞群，促使其突变，然后挑选出符合目的的育种诱变株，还可利用体外DNA重组、原生质体融合等技术创造出高产菌。优势：谷氨酸脱氢酶活力强、氧化还原氨基化反应强、二氧化碳固定反应强、异柠檬酸脱氢酶活力强、不分解和利用谷氨酸、耐高糖，高浓度谷氨酸二、根据菌种特征控制最适宜的发酵条件如：生物素、磷、PH、氧传递速度、氧化还原电位及温度等三、追加糖液法即采用较低初糖浓度和大接种量以利于菌体迅速繁殖获得生产需要的足够强壮的菌体的一种方法2.发酵液PH逐渐上升，4~8小时内可达8.0以上，且不下降3.不耗糖或耗糖缓慢4.泡沫大，粘度大，有时呈胶状，可拔丝5.发酵周期长，产酸低或不产酸三、防治噬菌体污染的主要措施1.严格控制活菌体的排放2.严防噬菌体进入种子罐或发酵罐3.发酵罐中污染噬菌体后的抢救轮换菌种法灭噬菌体法放罐重消毒谷氨酸发酵中杂菌的污染与防治1.检查杂菌的方法显微镜检查法、培养皿划线检查法、肉汤培养检查法2.杂菌污染的防治（1）杂菌污染的主要原因分析种子带菌罐体与管件渗漏所引起的染菌死角及空气系统染菌（2）杂菌污染的防治与挽救一级种子经平板检查无菌后方可接到二级种子中二级种子冷却，10摄氏度以下保压12~16小时，平板检验无杂菌后，再接入发酵罐发酵0~6小时后，大幅度染菌，镜检发现球菌，应放罐重消毒，消毒温度适当降低发现染菌的罐，下次空罐消毒加入甲醛后，再用蒸汽熏蒸，甲醛的用量一般为0.12~0.17升/立方米由谷氨酸制成味精谷氨酸的中和、脱色、和除铁1谷氨酸的中和在中和时，要控制投料比适当，即湿谷氨酸与水之比为1：2，湿谷氨酸与纯碱之比为1：0.3~0.4，中和温度60~65`C，控制PH为6.7~7.0.中和液的除铁目前除铁、锌离子的方法主要由硫化钠和树脂法两种。硫化钠除铁是利用其离子状态下能与铁、锌生成沉淀物的原理除铁树脂法除铁是利用弱酸性阳离子交换树脂，吸附铁或锌