氨基酸工艺学

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1、氨基酸工艺学以上两幅图需要了解，有助于谷氨酸发酵的复习.氨基酸发酵的代谢控制方式：（1） 菌种的代谢调；（2） 控制发酵条件；（3） 控制细胞的渗透性;（4） 控制旁路代谢；（5） 控制反馈作用物的浓度;（6） 消除终产物的反馈抑制和阻遏作用;（7） 促进ATP的积累，以利于氨基酸的生物合成。谷氨酸的生物合成途径（葡萄糖对谷氨酸转化率）糖经EMP途径和HMP途径生成丙酮酸；丙酮酸氧化脱羧生成 乙酰-oA;丙酮酸经CO2固定途径生成草酰乙酸，两者形成柠檬酸进入TCA循环；CA循环中间产物-酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶的作用下，还原氨基化合成谷氨酸。CO2固定途径：C6H2+ NH +15 2 C5H

2、9O4 CO2 + HO1摩尔葡萄糖可以生成1摩尔的谷氨酸。理论收率为81.7%（最高）。乙醛酸循环途径：DCA途径发酵谷氨酸,糖的转化率大大降低6乙酰Co + 2NH3 + 3O2 C5H9O4N 2C2 6 H2理论转化率仅为4.4%（最低）。所以实际转化率:在54。4%1.7%之间.现有葡萄糖生产主要是四个属:短杆菌属（短杆菌科），棒杆菌属、小杆菌属、节杆菌属（棒杆菌科）现有谷氨酸生产菌的主要特征：（说出特征并解释为什么有这种特征）、细胞形态为球形，棒形以至短杆2、G无芽孢，无鞭毛，不能运动、都是需氧型微生物4、都是生物素缺陷型5、腺酶强阳性6、不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白及明胶等7

3、、发酵中菌体发生明显的形态变化，同时发生细胞渗透性的变化8、二氧化碳固定酶系活力强9、异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱10、酮戊二酸能力缺失或微弱11、还原性辅酶进入呼吸链能力弱2、柠檬酸合成酶、乌头羧酶，异柠檬酸脱氢酶以及谷氨酸脱氢酶活力强1、能利用醋酸,不能利用石蜡14、具有向环境中泄露谷氨酸的能力15、不分解利用谷氨酸，并能耐高浓度谷氨酸，产生谷氨酸5以上生物素：对代谢调节与能荷的调节是不同额,能荷是对糖代谢流的调节，而生物素能够促进糖的M、MP、TA循环 生物素结构式 谷氨酸产生菌因环境条件的发酵转化控制发酵因子发酵转换 氧不足时生成乳酸或琥珀酸；过量时生成酮戊二酸；适量则合

4、成谷氨酸 生物素 充足时生成乳酸或琥珀酸;限量条件下即亚适量时则合成谷氨酸 铵离子不足时合成酮戊二酸;过量时生成谷氨酰胺；适量时合成谷氨酸 PH酸性条件下:N-乙酰谷胺酰胺；中性或微碱性条件下：谷氨酸 磷高浓度时:缬氨酸；适量时：谷氨酸谷氨酸的发酵控制发酵培养基:需要大量C、源,控制生物素（1）碳源 淀粉水解糖要求:目前国内谷氨酸发酵糖浓度为(210gL）（)氮源 作用：合成菌体Pr、核酸等合成物质；2.一部分用于调节PH。要求：一般发酵工业/为10:0。2.0 C/N 10:1530 当C在100:1以上才开始积累G 菌利用无机N比有机N快:铵盐、尿素、氨水尿素：高浓度尿素抑菌，灭菌温度不宜

5、过高作用:组成菌体含氮物质;组成GA的氨基;调节PH值，可分批流加液氨:9999。8含氨量，0含氨水碳酸氢铵：N7。%()无机盐 过高-转向合成缬氨酸、Ala 过低菌生长，代谢不好硫酸镁 g最低25PPmm 酶的激活剂K 酶的激活剂 菌生长0.g/ GA生成0.210g/L 少-长菌体 多产谷氨酸微量元素 酶的激活剂 量多既有有毒性有害元素 H、硫酸铜（4）生长因子 生长因子定义：具有刺激细胞生长活性的细胞因子。一类通过与特异的、高亲和的细胞膜受体结合，调节细胞生长与其他细胞功能等多效应的多肽类物质。生物素 作用：影响到细胞透性及代谢途径菌体吸收培养液中生物素的速度是极高，远超过菌体所需维生素

6、 硫胺素提供生长因子的原料：玉米浆 亚硫酸浸泡玉米面得到浸泡水浓缩物 .40.8用量 麸皮水解液 r、AA等成分较玉米浆少 1%左右用量 便宜 糖蜜 AA、有机氮低 0.10.4用量 酵母 酵母膏、酵母浸出粉P对谷氨酸发酵影响(1）影响酶活性;（2）影响微生物细胞膜电荷；（3)影响培养基某些培养物中产物代谢物的离解，既而影响微生物对这些物质的利用；（）往往引起代谢途径的改变。采用尿素流加方法来控制（分批次）优点:由于尿素分解,利用及PH值变化有一定规律易控制流加量和次数根据：PH值变化和菌生长消耗、发酵不同阶段来决定前期PH75(控制杂菌) 中期PH7.2 后期PH7. 放罐P6。56。8（以

7、利于提取）菌生长较慢、耗糖慢，应少量多次 P低以利长菌,脲酶活力弱，耐尿力强生长和耗糖快,流加尿素可多，一直菌体生长后期,少加还是不加 残糖少，接近放罐时，防止造成提取困难氨水对PH值影响大，连续流加温度对谷氨酸发酵的影响 谷氨酸发酵属动力学类型，菌生长到一定阶段再生产谷氨酸,最适温度3032.谷氨酸合成温度3437 在前期温度过高,菌易衰老，PH高，糖耗慢，周期长,产酸量低采取措施：少量多次流加尿素，维持最适温度，减少风量等淀粉水解糖制备意义及要求意义：碳源是构成葡萄糖的碳架，同时提供能量糖需预处理：降低生物素含量活性炭处理、水解活性炭处理、树脂处理具备要求:含糖量16；糖液清净;糖液不能含

8、糊精；糖液不变质；分光率9%以上；转化率0左右。转化率=水解糖液数量(升)含糖量()100/（投入淀粉量*原料淀粉中含纯淀粉1。1）DE值：淀粉水解程度及糖化程度.是指葡萄糖（所有测定的还原糖权当葡萄糖来计算）占干物质的百分率.DE值=还原糖/干物质10DX值:糖化液中葡萄糖含量占干物质的百分率。（葡萄糖/干物质*100）淀粉水解糖的制备方法（）酸水解原理：以无机酸或有机酸为催化剂，在高温高压下将淀粉转化为葡萄糖的方法.特点:生产方便、设备简单，水解时间短，设备生产能力大要求：设备耐腐蚀、耐高温、耐高压，对原料要求严格常用的酸：盐酸、硫酸和草酸催化效率:盐酸最强，其次是硫酸、草酸加酸量加盐酸0

9、50。8，控制PH值在15左右（）酶解法 -淀粉酶液化后在酸水解葡萄糖(条件温和，副产物少，时间长过滤困难设备多）（3)双酶法 淀粉酶+糖化酶 (条件温和、原料粗放、但生产周期长）（）酸酶法 先将淀粉水解制成糊精、低聚糖,再水解成Glc（速度快，产品颜色浅，糖液质量高，但水解时间长)谷氨酸菌体选育的方法：自然选育,诱变选育，杂交选育，代谢控制选育，基因工程选育谷氨酸生产菌发酵代谢控制育种(1)日常菌种工作 定期分纯;小剂量诱变剂刺激，淘汰生长微弱菌株；高产菌种制作安培瓶。（2)选育耐高渗透压菌株（可能会问为什么)耐高糖 选育在203葡萄糖的平板上生长好的突变株耐高谷氨酸 选育1520%味精的平

10、板上长好的突变株耐高糖、高谷氨酸 15糖20味精的平板上长好的突变株(3）选育不分解利用谷氨酸的突变株使用不分解利用的GA切断酮戊二酸继续向下氧化的反应,即选育以葡萄糖为唯一碳源,菌体不长或生长微弱的突变株（4） 选育细胞膜渗透性好的突变株 抗Vp类衍生物；溶菌酶敏感突变株;选育温度敏感突变株（5） 选育强化二氧化碳固定反应的突变株（可能会问为什么）选育以琥珀酸为唯一碳源的培养基上生长快、大的菌株；选育氟丙酮酸脱氢酶敏感的菌株.（）选育减弱乙醛酸循环的突变株选育琥珀酸敏感型突变型；选育不利用醋酸的突变株。(7）选育强化TA中从柠檬酸酸a酮戊二酸代谢的突变株选育柠檬酸合成酶强的突变株；选育抗氟乙

11、酸、氟化钠、氟柠檬酸等突变株.(8）选育解除谷氨酸对谷氨酸脱氢酶反馈调节的突变株（9）选育强化能量代谢的突变株抗呼吸链抑制剂突变株；抗P磷酸化抑制的突变株；抗抑制能量代谢抗生素的突变株。（1）选育减弱HMP途径后段酶活性的突变株选育莽草酸缺陷型或添加芳香族AA能促进生长的突变株;抗嘌呤、嘧啶类似物的突变株；选育抗核酸类抗生素突变株.等电点提取PK1=219K2=。25PK3=9.67I=PK1+PK223.2工业生产中等电点提取就是将发酵液PH调为。2,使谷氨酸过饱和结晶酒精生产活性干酵母的优点：（1） 提高劳动生产率;（2） 质量稳定,含杂菌少，复水活化简单；（3） 菌种优良;繁殖能力强，繁殖速度快,适用范围（4） 降低生产成本,提高生产效率;（5） 含水分低,储运方便，随取随用;（6） 缩短发酵时间,提高设备利用利率（7） 文中如有不足，请您见谅！（8）（9） /