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1、第二节第二节 氨基酸生产工艺氨基酸生产工艺一、氨基酸的用途一、氨基酸的用途n n1. 1.食品工业：食品工业：食品工业：食品工业：n n强化食品强化食品强化食品强化食品( (赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等) )n n增鲜剂：谷氨酸钠和天冬氨酸增鲜剂：谷氨酸钠和天冬氨酸增鲜剂：谷氨酸钠和天冬氨酸增鲜剂：谷氨酸钠和天冬氨酸n n2 2. .饲料工业：饲料工业：饲料工业：饲料工业：n n甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲料甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲料甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲料甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲
2、料 n n3. 3.医药工业：医药工业：医药工业：医药工业：n n多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代谢失调多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代谢失调多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代谢失调多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代谢失调 n n苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气对骨髓肿苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气对骨髓肿苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气对骨髓肿苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气对骨髓肿瘤治疗有效瘤治疗有效瘤治疗有效瘤治疗有效, ,且副作用低。且副作用低。且副作用低。且副作用低。 二、氨基酸的生产方法二、氨基酸的生产方法n n提取法提
3、取法提取法提取法：蛋白质水解，从水解液中提取。半胱：蛋白质水解，从水解液中提取。半胱：蛋白质水解，从水解液中提取。半胱：蛋白质水解，从水解液中提取。半胱氨酸和酪氨酸氨酸和酪氨酸氨酸和酪氨酸氨酸和酪氨酸n n合成法合成法合成法合成法：蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸：蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸：蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸：蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸n n传统的提取法和化学合成法由于前体物的成本传统的提取法和化学合成法由于前体物的成本传统的提取法和化学合成法由于前体物的成本传统的提取法和化学合成法由于前体物的成本高高高高, ,工艺复杂工艺复杂工艺复杂工艺复杂, ,难以达到工业化生
4、产的目的。难以达到工业化生产的目的。难以达到工业化生产的目的。难以达到工业化生产的目的。n n发酵法发酵法： 野生菌株发酵、营养缺陷型发酵、抗氨基野生菌株发酵、营养缺陷型发酵、抗氨基酸结构类似物突变株发酵、抗氨基酸结构酸结构类似物突变株发酵、抗氨基酸结构类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵。类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵。类似物抗性变异株的方法类似物抗性变异株的方法n n用一种与欲获得的氨基酸结构相类似的用一种与欲获得的氨基酸结构相类似的化合物加入培养基内，其抑制微生物的化合物加入培养基内，其抑制微生物的生长；筛选在这种培养基中能够生长的生长；筛选在这种培养基中能够生长的变异株，而这种变异株解除
5、了调控机制，变异株，而这种变异株解除了调控机制，能够生成过量的氨基酸。能够生成过量的氨基酸。n n利用此方法发酵的有利用此方法发酵的有:苏氨酸、赖氨酸、苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨酸。异亮氨酸、组氨酸和精氨酸。 三、氨基酸发酵控制三、氨基酸发酵控制1.控制细胞渗透性控制细胞渗透性生物素、油酸和表面活性剂，引起细胞生物素、油酸和表面活性剂，引起细胞膜的脂肪酸成分的改变。膜的脂肪酸成分的改变。青霉素：抑制细胞壁的合成，由于细胞青霉素：抑制细胞壁的合成，由于细胞内外的渗透压而泄露出来。内外的渗透压而泄露出来。2.降低反馈作用物的浓度降低反馈作用物的浓度n n利用营养缺陷型突变株进行氨基酸发
6、酵利用营养缺陷型突变株进行氨基酸发酵必须限制所添加的氨基酸的量。必须限制所添加的氨基酸的量。3.消除终产物的反馈抑制与阻遏作用消除终产物的反馈抑制与阻遏作用4.促进促进ATP积累，以利氨基酸合成积累，以利氨基酸合成氨基酸发酵的工艺控制氨基酸发酵的工艺控制n n培养基培养基n npHn n温度温度n n氧氧培养基培养基n n1、碳源：、碳源：淀粉水解糖、糖蜜、醋酸淀粉水解糖、糖蜜、醋酸、乙、乙醇、烷烃醇、烷烃 菌种性质、生产氨基酸种类和所采菌种性质、生产氨基酸种类和所采用的发酵操作决定碳源种类。用的发酵操作决定碳源种类。2、氮源：铵盐、尿素、氨水、氮源：铵盐、尿素、氨水n n同时调整同时调整pH
7、值。值。n n营养缺陷型添加适量氨基酸主要以添加营养缺陷型添加适量氨基酸主要以添加有机氮源水解液。有机氮源水解液。n n需生物素和氨基酸，以玉米浆作氮源。需生物素和氨基酸，以玉米浆作氮源。n n尿素可分批流加、氨水连续流加尿素可分批流加、氨水连续流加n n3、生长因子：、生长因子：生物素生物素 作用：作用：影响细胞膜透性和代谢途径影响细胞膜透性和代谢途径。 浓度：过多促进菌体生长，氨基酸产量浓度：过多促进菌体生长，氨基酸产量低。过少菌体生长缓慢，发酵周期长。低。过少菌体生长缓慢，发酵周期长。 与其它培养条件的关系：氧供给不足，与其它培养条件的关系：氧供给不足，生物素过量时，发酵向其它途径转化。
8、生物素过量时，发酵向其它途径转化。 种类：玉米浆、麸皮水解液、甘蔗糖蜜种类：玉米浆、麸皮水解液、甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜为来源。和甜菜糖蜜为来源。氧对氨基酸发酵的影响及其控制氧对氨基酸发酵的影响及其控制n n要求供氧充足的谷氨酸族氨基酸发酵：要求供氧充足的谷氨酸族氨基酸发酵：生物合成与生物合成与TCA循环有关。循环有关。n n适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸发酵：菌体呼吸受阻时产氨酸和缬氨酸发酵：菌体呼吸受阻时产量最大。量最大。n n供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸族氨基酸发酵族氨基酸发酵四、谷氨酸生产工艺四、谷氨酸
9、生产工艺n n工业化生产开始于由水解小麦面筋或大豆工业化生产开始于由水解小麦面筋或大豆蛋白质而制取。蛋白质而制取。n n1957年，日本率先采用微生物发酵法生产，年，日本率先采用微生物发酵法生产，并投入大规模工业化生产，这是被誉为现并投入大规模工业化生产，这是被誉为现代发酵工业的重大创举，使发酵工业进入代发酵工业的重大创举，使发酵工业进入调节代谢的调控阶段。调节代谢的调控阶段。n n产生菌株特点：产生菌株特点：n n革兰氏阳性革兰氏阳性n n不形成芽孢不形成芽孢n n没有鞭毛，不能运动没有鞭毛，不能运动n n需要生物素作为生长因子需要生物素作为生长因子n n在通气条件下才能产生谷氨酸。在通气条
10、件下才能产生谷氨酸。n n谷氨酸生物合成机理：谷氨酸生物合成机理：n n由三羧酸循环中产生的由三羧酸循环中产生的a-酮戊二酸，在谷酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶和氢供体存在下进行还原性氨酸脱氢酶和氢供体存在下进行还原性氨化作用而得到。氨化作用而得到。L-L-L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸+ + H2O - -酮酮酮酮戊二戊二戊二戊二 酸酸酸酸+ + NH3NADNAD（P P）+ +NADNAD（P P）HHn n(一一)淀粉水解糖的制备：淀粉水解糖的制备：酸水解或酶水解酸水解或酶水解n n1、调浆调浆：干淀粉用水调成：干淀粉用水调成10-11波美度
11、的波美度的淀粉乳，加盐酸淀粉乳，加盐酸0.5-0.8至至pH1.5。n n2、糖化糖化：蒸汽加热，加压糖化：蒸汽加热，加压糖化25min。冷冷却至却至80下中和。下中和。n n3、中和中和：烧碱中和，至：烧碱中和，至pH4.0-5.0n n4、脱色脱色：活性炭或脱色树脂脱色。活性炭：活性炭或脱色树脂脱色。活性炭用量为用量为0.6-0.8，在，在70 及酸性条件下搅及酸性条件下搅拌后过滤。拌后过滤。n n酶法糖化酶法糖化：以大米或碎米为原料时采用：以大米或碎米为原料时采用n n大米进行浸泡磨浆，再调成大米进行浸泡磨浆，再调成15波美度波美度，调调pH6.0，加细菌加细菌a-淀粉酶进行液化，淀粉酶
12、进行液化，85 30min，加糖化酶加糖化酶60 糖化糖化24h，过过滤后可供配制培养基。滤后可供配制培养基。n n( (二二二二) )菌种扩大培养菌种扩大培养菌种扩大培养菌种扩大培养n n1 1、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、短、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、短、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、短、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。谷氨酸棒状杆谷氨酸棒状杆谷氨酸棒状杆谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌、短芽孢杆菌等菌、黄色短杆菌、短芽孢杆菌等菌、黄色短杆菌、短芽孢杆菌等菌、黄色
13、短杆菌、短芽孢杆菌等。n n生长特点：需氧，以生物素作为生长因子。生长特点：需氧，以生物素作为生长因子。生长特点：需氧，以生物素作为生长因子。生长特点：需氧，以生物素作为生长因子。n n斜面培养基：蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的斜面培养基：蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的斜面培养基：蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的斜面培养基：蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的pH7.0-7.2pH7.0-7.2琼脂培养基，琼脂培养基，琼脂培养基，琼脂培养基，3232培养培养培养培养18-2418-24h h。 n n2 2、一级种子：由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸、一级种子：由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸、一级种子：由葡萄糖、玉
14、米浆、尿素、磷酸、一级种子：由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成。pH6.5-6.8pH6.5-6.8。1000ml1000ml装装装装200-250200-250mlml振荡，振荡，振荡，振荡，32 32 培培培培养养养养1212h h。n n3 3、二级种子：用种子罐培养二级种子：用种子罐培养二级种子：用种子罐培养二级种子：用种子罐培养。用水解糖代替葡用水解糖代替葡用水解糖代替葡用水解糖代替葡萄糖，于萄糖，于萄糖，于萄糖，于32 32 进行通气搅拌进行通气搅
15、拌进行通气搅拌进行通气搅拌7-107-10h h。种子质量要种子质量要种子质量要种子质量要求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污染，菌体大小均一，活菌数为染，菌体大小均一，活菌数为染，菌体大小均一，活菌数为染，菌体大小均一，活菌数为10108 8-10-109 9 / /mlml。(三三)谷氨酸发酵谷氨酸发酵n n1 1、适应期适应期适应期适应期：尿素分解出氨使：尿素分解出氨使：尿素分解出氨使：尿素分解出氨使pHpH上升。糖不利用。上升。糖不利用。上升。糖不利用。上升。糖不
16、利用。2-42-4h h。n n 措施：接种量和发酵条件控制使此期缩短。措施：接种量和发酵条件控制使此期缩短。措施：接种量和发酵条件控制使此期缩短。措施：接种量和发酵条件控制使此期缩短。n n2 2、对数生长期对数生长期对数生长期对数生长期：糖耗快，尿素大量分解使：糖耗快，尿素大量分解使：糖耗快，尿素大量分解使：糖耗快，尿素大量分解使pHpH上上上上升，氨被利用升，氨被利用升，氨被利用升，氨被利用pHpH又迅速下降。溶氧急剧下降后又迅速下降。溶氧急剧下降后又迅速下降。溶氧急剧下降后又迅速下降。溶氧急剧下降后维持在一定水平。菌体浓度迅速增大，菌体形态维持在一定水平。菌体浓度迅速增大，菌体形态维持
17、在一定水平。菌体浓度迅速增大，菌体形态维持在一定水平。菌体浓度迅速增大，菌体形态为排列整齐的八字形。不产酸。为排列整齐的八字形。不产酸。为排列整齐的八字形。不产酸。为排列整齐的八字形。不产酸。1212h h。n n 措施：及时供给菌体生长必须的氮源及调节措施：及时供给菌体生长必须的氮源及调节措施：及时供给菌体生长必须的氮源及调节措施：及时供给菌体生长必须的氮源及调节pHpH，流加尿素；维持温度流加尿素；维持温度流加尿素；维持温度流加尿素；维持温度30- 3230- 32n n3 3、菌体生长停止期菌体生长停止期菌体生长停止期菌体生长停止期：谷氨酸合成。：谷氨酸合成。：谷氨酸合成。：谷氨酸合成。
18、n n措施：提供必须的氨及措施：提供必须的氨及措施：提供必须的氨及措施：提供必须的氨及pHpH维持在维持在维持在维持在7.2-7.47.2-7.4。大量通。大量通。大量通。大量通气，控制温度气，控制温度气，控制温度气，控制温度34-37 34-37 。n n4 4、发酵后期发酵后期发酵后期发酵后期：菌体衰老，耗糖慢。：菌体衰老，耗糖慢。：菌体衰老，耗糖慢。：菌体衰老，耗糖慢。n n措施：营养物耗尽酸浓度不增加时，及时放罐。措施：营养物耗尽酸浓度不增加时，及时放罐。措施：营养物耗尽酸浓度不增加时，及时放罐。措施：营养物耗尽酸浓度不增加时，及时放罐。n n发酵周期一般为发酵周期一般为发酵周期一般为
19、发酵周期一般为3030h h。(四四)谷氨酸发酵控制谷氨酸发酵控制n n（1 1）生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初）生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初）生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初）生物素：作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰反应的关键酶乙酰反应的关键酶乙酰反应的关键酶乙酰CoACoA的辅酶，参与脂肪酸的的辅酶，参与脂肪酸的的辅酶，参与脂肪酸的的辅酶，参与脂肪酸的生物合在，进而影响磷酯的合成。生物合在，进而影响磷酯的合成。生物合在，进而影响磷酯的合成。生物合在，进而影响磷酯的合成。n n当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞当磷酯含量减少
20、到正常时的一半左右时，细胞当磷酯含量减少到正常时的一半左右时，细胞发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发发生变形，谷氨酸能够从胞内渗出，积累于发酵液中。酵液中。酵液中。酵液中。n n生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产生物素过量，则发酵过程菌体大量繁殖，不产或少产谷氨酸，产物中乳酸和琥珀酸明显增多。或少产谷氨酸，产物中乳酸和琥珀酸明显增多。或少产谷氨酸，产物中乳酸和琥珀酸明显增多。或少产谷氨酸，产物中乳酸和琥珀酸明显增多。n n（
21、2）种龄和种量的控制）种龄和种量的控制n n接种量为接种量为1。过多，菌体娇嫩，不强壮，。过多，菌体娇嫩，不强壮，提前衰老自溶，后期产酸量不高。提前衰老自溶，后期产酸量不高。n n（3）pH。n n谷氨酸脱氢酶最适谷氨酸脱氢酶最适pH为为7.0-7.2，转氨酶最适，转氨酶最适pH 7.2-7.4。发酵中后期保持发酵中后期保持pH不变，过高不变，过高转为谷氨酰胺，过低氨离子不足。转为谷氨酰胺，过低氨离子不足。（4）通风：）通风：在发酵产酸阶段，需要大在发酵产酸阶段，需要大量通风供氧，以防过量生成乳酸和琥量通风供氧，以防过量生成乳酸和琥珀酸珀酸。五、谷氨酸的提取五、谷氨酸的提取1、等电点法等电点法
22、2、离子交换法、离子交换法1.1.水解过程：水解过程：总反应式：总反应式： (C(C6 6H H1010O O5 5) )n n+nH+nH2 2O nCO nC6 6H H1212O O6 6过程：过程：(C(C6 6H H1010O O5 5) )n n (C(C6 6H H1010O O5 5) )x x C C1212H H2222O O11 11 C C6 6H H1212O O6 6 淀粉淀粉 糊精糊精 麦芽糖麦芽糖 葡萄糖葡萄糖 H H+ +对作用点无选择性，对作用点无选择性， -1,4-1,4-糖苷键和糖苷键和 -1,6-1,6-糖苷糖苷键均被切断。键均被切断。2.2.葡萄糖的
23、复合反应和分解反应葡萄糖的复合反应和分解反应 在水解过程中，由于受到酸和热的作用，在水解过程中，由于受到酸和热的作用，一部分葡萄糖会发生复合反应和分解反应。一部分葡萄糖会发生复合反应和分解反应。 淀粉淀粉 葡萄糖葡萄糖 复合二糖复合二糖 55羟甲基糠醛羟甲基糠醛 复合低聚糖复合低聚糖 有机酸、有色物质有机酸、有色物质损失葡萄糖量损失葡萄糖量 7 7 11复合反应复合反应分解反应分解反应盐酸盐酸 不利影响：不利影响：（1 1）降低了葡萄糖的收率。）降低了葡萄糖的收率。（2 2）给产物的提取和糖化液的精制带来困难。）给产物的提取和糖化液的精制带来困难。复合反应：复合反应：生成的多数复合糖不能被微生
24、物利用，使生成的多数复合糖不能被微生物利用，使发酵结束时残糖高。发酵结束时残糖高。分解反应：分解反应：生成的生成的55羟甲基糠醛是产生色素的根源，羟甲基糠醛是产生色素的根源，增加了糖化液精制脱色的困难。增加了糖化液精制脱色的困难。如何控制分解反应和复合反应的发生？如何控制分解反应和复合反应的发生？（1 1）淀粉乳浓度）淀粉乳浓度（2 2）酸浓度）酸浓度 不能过高不能过高（3 3）温度）温度 3.3.评价评价优点：工艺简单，水解时间短，生产效率高，优点：工艺简单，水解时间短，生产效率高，设备周转快。设备周转快。缺点：缺点：（1 1）副产物多，影响糖液纯度，一般）副产物多，影响糖液纯度，一般DED
25、E值只有值只有9090左右。左右。（2 2）对淀粉原料要求严格，不能用粗淀粉，只）对淀粉原料要求严格，不能用粗淀粉，只能用纯度较高的精制淀粉。能用纯度较高的精制淀粉。DEDE值：值：dextrose equivalent valuedextrose equivalent value （葡萄糖当量值）葡萄糖当量值） 表示淀粉糖的含糖量。表示淀粉糖的含糖量。 还原糖含量（）还原糖含量（）DEDE值值 100100 干物质含量（）干物质含量（）（二）酶解法二）酶解法（enzyme hydrolysis methodenzyme hydrolysis method） 用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉
26、用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。水解为葡萄糖的工艺。 分两步：分两步：（1 1）液化：液化：用用 - -淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖淀粉酶将淀粉转化为糊精和低聚糖（2 2）糖化：用糖化酶（又称葡萄糖淀粉酶）将糊精）糖化：用糖化酶（又称葡萄糖淀粉酶）将糊精 和低聚糖转化为葡萄糖。和低聚糖转化为葡萄糖。 所以，淀粉的液化和糖化均在酶作用下进行，又所以，淀粉的液化和糖化均在酶作用下进行，又称双酶法称双酶法(double enzyme hydrolysis method)(double enzyme hydrolysis method)。1.1.液化（液化（liquificat
27、ionliquification）2.2. 淀粉酶水解底物内部的淀粉酶水解底物内部的 1,41,4糖糖苷键，不能水解苷键，不能水解 1,61,6糖苷键，一般采用耐糖苷键，一般采用耐高温淀粉酶，使液化速度加快。高温淀粉酶，使液化速度加快。85859090 。 液化程度的控制（液化后需糖化的原因）液化程度的控制（液化后需糖化的原因）a.a.糖液的糖液的DEDE值低（值低（-淀粉酶不能水解淀粉酶不能水解-1,6-1,6糖苷键）糖苷键）b.b.液化在较高温度下进行，液化时间加长，淀粉老化，液化在较高温度下进行，液化时间加长，淀粉老化，使糖化酶难以利用。使糖化酶难以利用。c.c.糖化酶水解的底物分子要求
28、有一定的大小范围。糖化酶水解的底物分子要求有一定的大小范围。 根据生产经验，根据生产经验，DEDE值在值在2020 3030之间为好，之间为好，液化终点可通过碘液判断，此时呈棕色。液化终点可通过碘液判断，此时呈棕色。2. 2. 糖化（糖化（saccharificationsaccharification） 糖化酶从非还原性末端水解糖化酶从非还原性末端水解 -1,4-1,4糖苷键糖苷键和和 -1,6-1,6糖苷键。糖苷键。终点确定：终点确定：DEDE值达最高时，停止酶反应。值达最高时，停止酶反应。3.3.评价评价 优点优点： （1 1）反应条件温和，不需高温、高压设备。）反应条件温和，不需高温、
29、高压设备。（2 2）副反应少，水解糖液纯度高。）副反应少，水解糖液纯度高。（3 3）对原料要求粗放，可用粗原料并在较高淀粉乳浓）对原料要求粗放，可用粗原料并在较高淀粉乳浓 度下水解。度下水解。（4 4）糖液颜色浅，质量高。）糖液颜色浅，质量高。 缺点：缺点：（1 1）生产周期长，一般需要）生产周期长，一般需要4848小时。小时。（2 2）需要更多的设备，且操作严格。）需要更多的设备，且操作严格。 （三）酸酶结合法（三）酸酶结合法 （acid-enzyme hydrolysis methodacid-enzyme hydrolysis method） 集酸解法和酶解法的优点而采取的生产集酸解法和
30、酶解法的优点而采取的生产工艺。根据原料淀粉性质分：工艺。根据原料淀粉性质分： 1.1.酸酶法：先将淀粉酸水解成糊精和低聚酸酶法：先将淀粉酸水解成糊精和低聚糖，再用糖化酶将其水解为葡萄糖。糖，再用糖化酶将其水解为葡萄糖。2.2.适用：淀粉颗粒坚硬（如玉米、小麦）的原适用：淀粉颗粒坚硬（如玉米、小麦）的原料，若用料，若用 - -淀粉酶液化，短时间液化，反应淀粉酶液化，短时间液化，反应往往不彻底往往不彻底。2.2.酶酸法：先用酶酸法：先用 - -淀粉酶液化，再用酸水解。淀粉酶液化，再用酸水解。 适用：颗粒大小不一（如碎米淀粉）的淀适用：颗粒大小不一（如碎米淀粉）的淀粉原料，若用酸法，则水解不均匀。粉
31、原料，若用酸法，则水解不均匀。 第三节第三节 糖蜜原料糖蜜原料一、糖蜜的分类及组成一、糖蜜的分类及组成 含糖量含糖量 含氮量含氮量1.1.分类：分类： cane molasses cane molasses 高高 低低 beet molasses beet molasses 低低 高高2.2.组成：粘稠、黑褐色、半流动状液体。组成各组成：粘稠、黑褐色、半流动状液体。组成各 不相同。不相同。二、糖蜜的预处理二、糖蜜的预处理1.1.澄清：加酸，加絮凝剂（石灰）澄清：加酸，加絮凝剂（石灰）2.2.脱钙：加脱钙：加NaNa2 2COCO3 33.3.降低生物素含量（谷氨酸发酵中）降低生物素含量（谷氨酸
32、发酵中）4.4.（1 1）去除生物素：活性炭及树脂吸附）去除生物素：活性炭及树脂吸附5.5.（2 2）拮抗生物素：加表面活性剂（）拮抗生物素：加表面活性剂（TweenTween 60 60），），6.6. 阻止油酸合成阻止油酸合成7.7.（3 3）加青霉素：使细胞壁不完整）加青霉素：使细胞壁不完整8.8. 菌种方面：使用油酸或甘油缺陷型。菌种方面：使用油酸或甘油缺陷型。1.用野生株的方法用野生株的方法 n n这是从自然界获得的分离菌株进行发酵这是从自然界获得的分离菌株进行发酵生产的一种方法。生产的一种方法。n n典型的例子就是谷氨酸发酵。典型的例子就是谷氨酸发酵。2. 用营养缺陷变异株的方法用
33、营养缺陷变异株的方法n n诱变出菌体内氨基酸生物合成某步反应阻诱变出菌体内氨基酸生物合成某步反应阻遏的营养缺陷型变异体，使生物合成在中遏的营养缺陷型变异体，使生物合成在中途停止，不让最终产物起抑制作用。途停止，不让最终产物起抑制作用。n n这种方法中有用高丝氨酸缺陷株的赖氨酸这种方法中有用高丝氨酸缺陷株的赖氨酸发酵，有用精氨酸缺陷株的鸟氨酸发酵，发酵，有用精氨酸缺陷株的鸟氨酸发酵，还有用异亮氨酸缺陷株的脯氨酸发酵等。还有用异亮氨酸缺陷株的脯氨酸发酵等。 3. 类似物抗性变异株的方法类似物抗性变异株的方法n n用一种与欲获得的氨基酸结构相类似的用一种与欲获得的氨基酸结构相类似的化合物加入培养基内
34、，其抑制微生物的化合物加入培养基内，其抑制微生物的生长；筛选在这种培养基中能够生长的生长；筛选在这种培养基中能够生长的变异株，而这种变异株解除了调控机制，变异株，而这种变异株解除了调控机制，能够生成过量的氨基酸。能够生成过量的氨基酸。n n利用此方法发酵的有利用此方法发酵的有:苏氨酸、赖氨酸、苏氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、组氨酸和精氨酸。异亮氨酸、组氨酸和精氨酸。 n n其主要步骤为其主要步骤为其主要步骤为其主要步骤为: :n n鉴定目标代谢途径涉及的酶鉴定目标代谢途径涉及的酶鉴定目标代谢途径涉及的酶鉴定目标代谢途径涉及的酶( (特别是限速酶特别是限速酶特别是限速酶特别是限速酶); );n n取得
35、酶基因，必要时可用蛋白质工程技术，如取得酶基因，必要时可用蛋白质工程技术，如取得酶基因，必要时可用蛋白质工程技术，如取得酶基因，必要时可用蛋白质工程技术，如定点诱变，基因剪接等，使蛋白具有新的特点定点诱变，基因剪接等，使蛋白具有新的特点定点诱变，基因剪接等，使蛋白具有新的特点定点诱变，基因剪接等，使蛋白具有新的特点( (增强活性或稳定性、解除反馈抑制等增强活性或稳定性、解除反馈抑制等增强活性或稳定性、解除反馈抑制等增强活性或稳定性、解除反馈抑制等); );n n将一种或多种异源的或改造后的酶基因与调节将一种或多种异源的或改造后的酶基因与调节将一种或多种异源的或改造后的酶基因与调节将一种或多种异源的或改造后的酶基因与调节元件一起克隆进目标生物元件一起克隆进目标生物元件一起克隆进目标生物元件一起克隆进目标生物; ;n n使调节元件的作用及培育条件最优化。使调节元件的作用及培育条件最优化。使调节元件的作用及培育条件最优化。使调节元件的作用及培育条件最优化。 4. 体外基因重组的方法体外基因重组的方法
