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1、赖氨酸的生产工艺赖氨酸的生产工艺PreparingtechnologyofLysine1. 1. 赖氨酸概述赖氨酸概述 (1)(1)l赖氨酸是人和动物营养的赖氨酸是人和动物营养的必需氨基酸必需氨基酸，它，它对于机体的生长有着重要的影响。对于机体的生长有着重要的影响。l在八种必需氨基酸中，是唯一的仅在八种必需氨基酸中，是唯一的仅L-L-型成型成分才能有效利用的基本氨基酸。分才能有效利用的基本氨基酸。l而在小麦、玉米、稻米等植物蛋白质中缺而在小麦、玉米、稻米等植物蛋白质中缺乏赖氨酸，因此赖氨酸广泛应用于营养食乏赖氨酸，因此赖氨酸广泛应用于营养食品、食品强化剂、饲料及医药等方面。品、食品强化剂、饲料
2、及医药等方面。1.赖氨酸概述赖氨酸概述(2)l赖赖氨氨酸酸广广泛泛存存在在于于动动物物蛋蛋白白质质中中，赖赖氨氨酸酸的的生生产产最最早早是是用用酸酸水水解解酪酪素素，经经分分离离谷谷氨氨酸酸后后制制得得，其其后后又又从从血血粉粉中中提提取取（猪猪血血粉粉中中赖赖氨氨酸酸含含量量约约9%9%10%10%），但但这这种种方方法法，工艺比较复杂，产量受到限制。工艺比较复杂，产量受到限制。 1.赖氨酸概述赖氨酸概述(3)l1960年年以以来来，日日本本用用营营养养缺缺陷陷型型的的谷谷氨氨酸酸菌菌株株直直接接发发酵酵生生产产赖赖氨氨酸酸，其其产产量量不不断断扩扩大。大。l1977年年，日日本本东东丽丽公
3、公司司以以合合成成的的己己内内酰酰胺胺为原料，用酶法生产为原料，用酶法生产L-赖氨酸。赖氨酸。1.赖氨酸概述赖氨酸概述(4)l目目前前，国国际际上上赖赖氨氨酸酸产产生生菌菌种种的的生生产产水水平平一一般般为为121214 14 g/Lg/L，对对糖糖的的转转化化率率为为45%45%。采采用用淀淀粉粉水水解解糖糖（或或纯纯糖糖）发发酵酵，其其产产酸酸率率、提提取取率率较较高高；而而采采用用糖糖蜜蜜发发酵酵，其其产产酸率、提取率要低一些。酸率、提取率要低一些。1.赖氨酸概述赖氨酸概述(5)l采采用用淀淀粉粉水水解解糖糖( (或或纯纯糖糖) )发发酵酵，其其产产酸酸率率为为9%9%11%11%，提提
4、取取率率为为83%83%87%87%，原原料料消消耗耗3.23.23.5t(3.5t(淀粉淀粉)/t()/t(赖氨酸赖氨酸) )；l而而采采用用糖糖蜜蜜(含含糖糖50%)发发酵酵，其其产产酸酸率率7%9%，提提取取率率80%85%，原原料料消消耗耗68t/t。我我国国广广西西赖赖氨氨酸酸厂厂，采采用用甘甘蔗蔗糖糖蜜蜜发发酵酵，菌菌种种产产酸酸率率8.2%，提提取取率率82.4%，接近国际先进水平。，接近国际先进水平。 2.2.赖氨酸的性质赖氨酸的性质(1)(1)l赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐的的化化学学式式为为C C6 6H H1414O O2 2N N2 2HClHCl，含氮量为含氮量为15.3
5、4%15.34%，相对分子质量，相对分子质量182.65182.65。l由由于于游游离离的的赖赖氨氨酸酸易易吸吸收收空空气气中中的的二二氧氧化化碳碳，故故制制取取结结晶晶比比较较困困难难。一一般般商商品品都都是是赖氨酸盐酸盐的形式。赖氨酸盐酸盐的形式。2.赖氨酸的性质赖氨酸的性质(2)l赖赖氨氨酸酸的的化化学学名名为为2,6-2,6-二二氨氨基基己己酸酸，具具有有不不对对称称的的-碳碳原原子子，故故有有两两种种光光学学活活性的异构体（性的异构体（L/DL/D型）。型）。2.赖氨酸的性质赖氨酸的性质(3)l赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐熔熔点点为为263，单单斜斜晶晶系系，比旋光度比旋光度+21。l在
6、在水水中中的的溶溶解解度度为为0时时53.6g/100mL，25时时 为为 89g/100mL， 50时时 为为 111.5 g/100 mL，70时为时为142.8 g/100 mL。l在酒精中的溶解度为在酒精中的溶解度为0.1g/100mL。2.赖氨酸的性质赖氨酸的性质(4)l赖赖氨氨酸酸含含有有-氨氨基基及及-氨氨基基，只只有有在在-氨氨基基为为游游离离状状态态时时，才才能能被被动动物物机机体体所所利利用用，故故具具有有游游离离-氨氨基基的的赖赖氨氨酸酸被被称称为为有有效效赖赖氨氨酸酸。故故在在提提取取浓浓缩缩中中，要要特特别别注注意意防防止止有有效效赖赖氨氨酸酸受受热热破破坏坏而而影影
7、响响其其使用价值。使用价值。 3.赖氨酸生物合成途径赖氨酸生物合成途径l赖赖氨氨酸酸的的生生物物合合成成途途径径与与其其他他氨氨基基酸酸不不同同，依微生物的种类而异。依微生物的种类而异。l细细菌菌的的赖赖氨氨酸酸生生物物合合成成途途径径需需要要经经过过二二氨氨基庚二酸（基庚二酸（DAPDAP）合成赖氨酸；）合成赖氨酸；3.赖氨酸生物合成途径赖氨酸生物合成途径(续）续）l酵酵母母、霉霉菌菌的的赖赖氨氨酸酸生生物物合合成成途途径径，需需要要经过经过-氨基己二酸氨基己二酸合成赖氨酸。合成赖氨酸。l同同样样是是二二氨氨基基庚庚二二酸酸合合成成赖赖氨氨酸酸途途径径，不不同同的的细细菌菌，赖赖氨氨酸酸的的
8、生生物物合合成成途途径径的的调调节节机制有所不同。机制有所不同。4赖氨酸的生产发酵赖氨酸的生产发酵l赖赖氨氨酸酸的的发发酵酵生生产产有有直直接接（一一步步）发发酵酵和和两步发酵。两步发酵。l赖赖氨氨酸酸的的直直接接发发酵酵法法可可使使用用黄黄色色短短杆杆菌菌、谷谷氨氨酸酸棒棒杆杆菌菌、乳乳糖糖发发酵酵短短杆杆菌菌、诺诺卡卡杆杆菌菌等等，碳碳源源可可为为葡葡萄萄糖糖、醋醋酸酸、乙乙醇醇和和石石蜡。其转化率和产酸率也有所不同。蜡。其转化率和产酸率也有所不同。 直接发酵法工艺流程赖氨酸的两步发酵法l先先使使用用大大肠肠杆杆菌菌的的赖赖氨氨酸酸缺缺陷陷型型菌菌株株，因因缺缺少少二二氨氨基基庚庚二二酸酸
9、脱脱羧羧酶酶，不不能能生生成成赖赖氨氨酸酸 ， 于于 是是 积积 累累 大大 量量 的的 二二 氨氨 基基 庚庚 二二 酸酸（DAPDAP）。）。l然然后后再再选选用用含含有有二二氨氨基基庚庚二二酸酸脱脱羧羧酶酶的的产产气气杆杆菌菌或或大大肠肠杆杆菌菌，进进行行酶酶法法脱脱羧羧而而生生成成L-L-赖氨酸。赖氨酸。 4.1L-赖氨酸生产菌种及扩大培养赖氨酸生产菌种及扩大培养直接发酵法生产赖氨酸工艺生产菌种：直接发酵法生产赖氨酸工艺生产菌种：l中中科科院院北北京京微微生生物物研研究究所所选选育育的的北北京京棒棒杆杆菌菌AS1.563AS1.563和和钝钝齿齿棒棒杆杆菌菌PI-3-2(AECPI-3
10、-2(AECr r、HseHse- -) )；AECAEC赖氨酸类似物赖氨酸类似物S-2-S-2-氨基乙基氨基乙基-L-L-半胱氨酸半胱氨酸; ;HseHse天冬氨酰半醛脱氢酶天冬氨酰半醛脱氢酶l黑龙江轻工研究所选育的黑龙江轻工研究所选育的241134241134及及179179等。等。L-赖氨酸生产菌种（续）赖氨酸生产菌种（续）l这这些些菌菌种种产产酸酸水水平平一一般般为为7 78g/L,8g/L,转转化化率率25%25%35%35%，对对我我国国赖赖氨氨酸酸的的生生产产起起了了较较大大的的作作用用。但但产产酸酸率率和和转转化化率率均均较较低低，与与国国外先进水平相比还有较大差距。外先进水平
11、相比还有较大差距。 种子扩大培养l赖赖氨氨酸酸发发酵酵一一般般根根据据接接种种量量及及发发酵酵罐罐规规模模采用二级或三级种子培养。采用二级或三级种子培养。l培培养养条条件件：培培养养温温度度30-3230-32。通通风风比比1:0.2m1:0.2m3 3/(m/(m3 3 min)min)，搅搅拌拌转转速速200r/min200r/min。培养时间培养时间 8 811h11h。l根据发酵规模，必要时可采用三级培养。根据发酵规模，必要时可采用三级培养。 4.2赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点l（1）发酵工艺流程）发酵工艺流程赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(2)l
12、（2 2）发酵培养基组成）发酵培养基组成 不同菌株，发酵培养基的组成不完全不同菌株，发酵培养基的组成不完全相同，赖氨酸发酵培养基的组成见有关文相同，赖氨酸发酵培养基的组成见有关文献。献。赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(3)l（3 3）发酵工艺条件及影响因素）发酵工艺条件及影响因素 温度、温度、 pHpH值控制、种龄和接种量、值控制、种龄和接种量、 供氧供氧对赖氨酸发酵的影响、生物素对赖氨酸生对赖氨酸发酵的影响、生物素对赖氨酸生物合成的影响、硫酸铵对赖氨酸发酵的影物合成的影响、硫酸铵对赖氨酸发酵的影响。响。赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(4)l温度：温度：l幼
13、幼龄龄菌菌对对温温度度敏敏感感，在在发发酵酵前前期期，提提高高温温度度，生生长长代代谢谢加加快快，产产酸酸期期提提前前，但但菌菌体体的的酶酶容容易易失失活活，菌菌体体衰衰老老，赖赖氨氨酸酸产产量量少少。赖赖氨氨酸酸发发酵酵，前前期期控控制制温温度度32 32 ，中中后后期期30 30 。赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(5)pHpH值控制值控制 赖氨酸发酵最适赖氨酸发酵最适pH pH 值为值为6.56.57.07.0。控制。控制范围在范围在pH=6.5pH=6.57.5, 7.5, 在整个发酵过程中，在整个发酵过程中，应尽量保持应尽量保持 pHpH值平稳。值平稳。赖氨酸发酵工艺
14、及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(6)l种种龄龄和和接接种种量量一一般般在在采采用用二二级级种种子子扩扩大大培培养养时时，接接种种量量较较少少，约约2%，种种龄龄一一般般为为812h，当当采采用用三三及及种种子子扩扩大大培培养养时时，种种量量较较大大约约10%，种种龄龄一一般般为为68h。总总之，以对数生长期的种子为好。之，以对数生长期的种子为好。赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(7)l供供氧氧对对赖赖氨氨酸酸发发酵酵的的影影响响 赖赖氨氨酸酸是是天天冬冬氨氨酸酸族族氨氨基基酸酸，它它的的最最大大生生成成量量是是在在供供氧氧充充足足，细细菌菌呼呼吸吸充充足足条条件件下下实实现
15、现的的。供供氧氧不不足足，细细菌菌呼呼吸吸受受抑抑制制，赖赖氨氨酸酸产产量量降降低低，供供氧氧不不足足只只是是轻轻微微影影响响赖赖氨氨酸酸生生成成。严严重重供氧不足时，产赖氨酸量很少而积累乳酸供氧不足时，产赖氨酸量很少而积累乳酸。 赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(8)l生生物物素素对对赖赖氨氨酸酸生生物物合合成成的的影影响响在在以以葡葡萄萄糖糖，丙丙酮酮酸酸为为唯唯一一碳碳源源的的情情况况下下，添添加加过过量量生生物物素素（200200500g/L500g/L），赖赖氨氨酸酸积积累累量量显显著著增增加加。因因为为生生物物素素量量增增加加，促促进进了了草草酰酰乙乙酸酸的的合合成
16、成，增增加加了了天天冬冬氨氨酸酸供供给。给。生物素对赖氨酸生物合成的影响（续）生物素对赖氨酸生物合成的影响（续）l另另一一方方面面，过过量量生生物物素素使使细细胞胞内内合合成成的的谷谷氨氨酸酸对对谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶起起反反馈馈抑抑制制作作用用，抑抑制制谷谷氨氨酸酸的的大大量量合合成成，使使代代谢谢流流转转向向合合成成天冬氨酸的方向进行。天冬氨酸的方向进行。赖氨酸发酵工艺及控制要点赖氨酸发酵工艺及控制要点(9)(9)l硫硫酸酸铵铵对对赖赖氨氨酸酸发发酵酵的的影影响响硫硫酸酸铵铵对对赖赖氨氨酸酸发发酵酵影影响响很很大大。当当硫硫酸酸铵铵含含量量大大时时菌菌体体生生长长迅迅速速，使使赖赖氨氨酸
17、酸产产量量低低。但但在在无无其其他他铵铵离离子子情情况况下下，用用量量为为4.0%4.0%4.5%4.5%时时赖赖氨酸产量最高。氨酸产量最高。6. 6. 赖氨酸的提取和精制赖氨酸的提取和精制l赖氨酸的提炼过程包括：赖氨酸的提炼过程包括： 发酵液预处理发酵液预处理 提取提取 精制精制6.1 6.1 赖氨酸发酵液的主要性质赖氨酸发酵液的主要性质l赖赖氨氨酸酸发发酵酵液液由由于于所所用用的的原原料料、培培养养基基组组成成及及浓浓度度、菌菌种种和和发发酵酵工工艺艺不不同同，其其组组成成也不同，一般由以下四部分组成：也不同，一般由以下四部分组成：氨基酸、菌体、氨基酸、菌体、培养基残留物、培养基残留物、
18、（1 1）氨基酸）氨基酸l氨基酸氨基酸 l代代谢谢主主产产物物赖赖氨氨酸酸，含含量量为为78g/L；少少量量其其他他氨氨基基酸酸，如如缬缬氨氨酸酸，丙丙氨氨酸酸和和甘甘氨氨酸酸，当当发发酵酵不不正正常常时时含含有有谷谷氨氨酸酸；少少量量有有机机酸酸，特别是发酵工艺控制不好时，含有乳酸。特别是发酵工艺控制不好时，含有乳酸。（2）菌体）菌体l菌体菌体l一般含量在一般含量在1520g（干重）（干重）/L。（3 3）培养基残留物）培养基残留物l培养基残留物培养基残留物 l如如残残糖糖620g/L(随随原原料料不不同同而而异异)，无无机机离离子子（如如NH4+、Ca2+、Mg2+、K+和和一一些些阴离子
19、，其中阴离子，其中NH4+浓度较高）。浓度较高）。（4）色素）色素l色素色素 l发发酵酵液液中中的的这这些些杂杂质质对对赖赖氨氨酸酸的的提提取取和和精精制制影影响响很很大大，特特别别是是菌菌体体和和钙钙离离子子等等，应应尽量除去。尽量除去。6.2 6.2 发酵液的预处理发酵液的预处理l发酵液的预处理，包括除菌体和影响提取发酵液的预处理，包括除菌体和影响提取收率的杂质离子。去除菌体的方法有离心收率的杂质离子。去除菌体的方法有离心分离法和添加絮凝剂沉淀两种方法。分离法和添加絮凝剂沉淀两种方法。离心分离法离心分离法l采采用用高高速速离离心心机机分分离离除除去去，如如菌菌体体体体积积小小时需反复分离，
20、成本高。时需反复分离，成本高。l添添加加絮絮凝凝剂剂沉沉淀淀法法是是先先将将发发酵酵液液调调节节到到一一定定的的pHpH值值，加加适适宜宜絮絮凝凝剂剂如如聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺，使菌体絮凝而沉淀，加助滤剂过滤出去。使菌体絮凝而沉淀，加助滤剂过滤出去。发酵液的预处理发酵液的预处理(3)l钙离子一般通过添加草酸或硫酸，成钙盐钙离子一般通过添加草酸或硫酸，成钙盐沉淀而除去。经验证明，发酵液经过预处沉淀而除去。经验证明，发酵液经过预处理后，提取收率明显提高。理后，提取收率明显提高。6.3赖氨酸的提取赖氨酸的提取从发酵液中提取赖氨酸通常有四种方法：从发酵液中提取赖氨酸通常有四种方法： a.a.沉沉淀淀法法
21、，利利用用赖赖氨氨酸酸生生成成难难溶溶性性盐盐而而沉沉淀分离，或使赖氨酸结晶析出；淀分离，或使赖氨酸结晶析出； b. b.有机溶剂萃取法；有机溶剂萃取法； c. c.离子交换法；离子交换法； d. d.电渗析法。电渗析法。赖氨酸的提取赖氨酸的提取(2)l工工业业生生产产主主要要采采用用离离子子交交换换法法提提取取赖赖氨氨酸酸，该法回收率高，产品纯度高。该法回收率高，产品纯度高。l赖赖氨氨酸酸是是碱碱性性氨氨基基酸酸，等等电电点点(pI)为为9.59。在在pH=2.0左左右右能能最最大大程程度度地地被被强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂吸吸附附。pH=7.09.0被被弱弱酸酸性性阳阳离子交
22、换树脂吸附。离子交换树脂吸附。赖氨酸的提取赖氨酸的提取(3)l强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂对纯赖氨酸溶液和发酵液中赖氨酸换树脂对纯赖氨酸溶液和发酵液中赖氨酸的吸附量是不同的。的吸附量是不同的。赖氨酸的提取赖氨酸的提取(4)l弱酸性阳离子交换树脂对纯赖氨酸的吸附弱酸性阳离子交换树脂对纯赖氨酸的吸附能力大，但对发酵液中的赖氨酸吸附能力能力大，但对发酵液中的赖氨酸吸附能力大为降低，这是因为发酵液中除赖氨酸外大为降低，这是因为发酵液中除赖氨酸外还有相当多杂质影响所致。还有相当多杂质影响所致。因此，从发酵因此，从发酵液中提取赖氨酸常选用强酸性阳离子交换液
23、中提取赖氨酸常选用强酸性阳离子交换树脂。树脂。赖氨酸的提取赖氨酸的提取(5)l强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂的的氢氢型型对对赖赖氨氨酸酸的的吸吸附附比比铵铵型型容容易易得得多多。但但是是铵铵型型强强酸酸性性阳阳离离子子交交换换树树脂脂能能选选择择性性地地吸吸附附赖赖氨氨酸酸和和其其他他碱碱性性氨氨基基酸酸，不不吸吸附附中中性性和和酸酸性性氨氨基基酸酸，故容易与其他氨基酸分离。故容易与其他氨基酸分离。赖氨酸的提取赖氨酸的提取(6)l另另外外，选选用用铵铵型型树树脂脂，可可以以简简化化树树脂脂的的转转型型操操作作，如如在在用用氨氨水水洗洗脱脱赖赖氨氨酸酸的的同同时时，树树脂脂已已转转成成
24、铵铵型型，不不必必再再生生。所所以以从从发发酵酵液液中中提提取取赖赖氨氨酸酸均均选选用用铵铵型型强强酸酸性性阳阳离离子子交换树脂。交换树脂。赖氨酸提取精制工艺流程赖氨酸提取精制工艺流程6.46.4 离子交换法提取赖氨酸离子交换法提取赖氨酸l离子交换法提取赖氨酸可用三柱串联的方离子交换法提取赖氨酸可用三柱串联的方式，以提高收率。式，以提高收率。l上柱吸附：上柱方式上柱吸附：上柱方式 、交换量、交换量 、上柱流、上柱流速速 l洗脱剂（氨水洗脱洗脱剂（氨水洗脱 、氨水、氨水+ +氯化铵洗脱氯化铵洗脱 、氢氧化钠洗脱）、氢氧化钠洗脱）上柱吸附上柱吸附上柱方式上柱方式l上上柱柱方方式式 上上柱柱方方式式
25、有有正正上上柱柱和和反反上上柱柱两两种种。如如果果发发酵酵液液含含菌菌体体等等固固形形物物较较多多，流流速速较较快快时时，容容易易造造成成树树脂脂层层堵堵塞塞，这这是是采采用反上柱较好。用反上柱较好。上柱吸附上柱吸附交换量交换量l交交换换量量 正正向向上上柱柱时时，一一般般为为每每吨吨树树脂脂可可吸吸附附90100kg赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐，反反向向上上柱柱可可吸吸附附7080kg赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐。流流出出液液pH=5时表明吸附达饱和。时表明吸附达饱和。上柱吸附上柱流速上柱吸附上柱流速l上上柱柱流流速速 上上柱柱流流速速应应根根据据上上柱柱液液性性质质、树树脂脂的的性性质质、柱柱大大
26、小小及及上上柱柱方方式式等等具具体体情情况况决决定定。应应在在小小柱柱中中进进行行试试验验确确定定适适合合的的上上柱柱流流速速。一一般般正正向向上上柱柱速速度度大大些些，可可以以10L/min10L/min的流速吸附；反上柱流速小些。的流速吸附；反上柱流速小些。洗涤洗涤l上上柱柱后后，需需用用水水洗洗去去停停留留在在树树脂脂的的菌菌体体、残残糖糖等等杂杂质质，直直至至洗洗涤涤水水清清亮亮，同同时时使使树树脂疏松以利洗涤。脂疏松以利洗涤。洗脱剂洗脱剂l（1 1）氨氨水水洗洗脱脱 优优点点是是洗洗脱脱液液经经浓浓缩缩除除氨氨后后，含含杂杂质质较较小小，有有利利于于后后工工序序精精制制；缺缺点点是是
27、树树脂脂吸吸附附的的阳阳离离子子，如如CaCa2+2+、MgMg2+2+等不易洗脱。等不易洗脱。洗脱剂（续）洗脱剂（续）l残残留留在在树树脂脂中中，随随着着操操作作次次数数的的增增加加而而积积累累，造造成成树树脂脂吸吸附附氨氨基基酸酸能能力力下下降降。因因此此在在树树脂脂使使用用一一段段时时间间后后需需要要用用酸酸或或食食盐盐溶溶液进行再生处理。液进行再生处理。洗脱剂洗脱剂(2)l（2 2）氨氨水水+ +氯氯化化铵铵洗洗脱脱 特特点点是是可可以以洗洗脱脱树树脂脂吸吸附附的的CaCa2+2+等等阳阳离离子子，提提高高树树脂脂的的交交换换容容量量，由由于于在在碱碱性性条条件件下下赖赖氨氨酸酸先先被
28、被洗洗脱脱，然然后后才才有有CaCa2+2+等等离离子子被被洗洗脱脱，采采取取分分段段收收集集不不会会导导致致赖赖氨氨酸酸收收集集液液中中CaCa2+2+含含量量增加。增加。氨水氨水+氯化铵洗脱氯化铵洗脱l通通过过调调节节氨氨水水与与氯氯化化铵铵的的物物质质的的量量之之比比为为1:11:1，可可直直接接使使赖赖氨氨酸酸成成单单盐盐酸酸盐盐形形式式存存在，不需在中和。在，不需在中和。洗脱剂洗脱剂(3)l（3 3）氢氢氧氧化化钠钠洗洗脱脱 特特点点是是没没有有氨氨味味，容容易易操操作作，但但在在洗洗脱脱液液中中NaNa+ +含含量量较较高高，影响赖氨酸的提纯精制。影响赖氨酸的提纯精制。洗脱剂洗脱剂
29、(4)l洗洗脱脱剂剂的的浓浓度度对对洗洗脱脱效效果果有有影影响响。一一般般来来讲讲，为为了了分分离离只只能能用用适适当当浓浓度度的的洗洗脱脱剂剂。如如果果洗洗脱脱剂剂浓浓度度太太高高，达达不不到到洗洗脱脱目目的的。如如果果洗洗脱脱剂剂浓浓度度太太低低，洗洗脱脱时时间间长长，收收集集不集中，赖氨酸浓度低。不集中，赖氨酸浓度低。洗脱剂洗脱剂(5)l使使用用氨氨水水洗洗脱脱时时，一一般般浓浓度度为为3.6%5.4%。如如果果用用5的的氨氨水水洗洗脱脱，收收集集液液赖赖氨氨酸酸平平均均浓浓度度可可达达6%8%，洗洗脱脱高高峰峰段段，赖赖氨氨酸盐酸盐含量和达酸盐酸盐含量和达15%16%。洗脱剂洗脱剂(6
30、)l洗洗脱脱操操作作及及洗洗脱脱液液收收集集，采采用用单单柱柱顺顺流流洗洗脱脱，为为了了使使洗洗脱脱集集中中，赖赖氨氨酸酸浓浓度度高高，应应控控制制好好洗洗脱脱液液流流速速。一一般般比比上上柱柱流流速速慢慢些些，多多用用6 6 L/minL/min的的速速度度洗洗脱脱，可可根根据据柱柱的的大大小而异。小而异。洗脱剂洗脱剂(7)(7)l用用茚茚三三酮酮检检查查流流出出液液，当当有有赖赖氨氨酸酸流流出出时时即即可可收收集集。一一般般为为pH=9.512，前前后后流流分分赖赖氨氨酸酸浓浓度度低低而而铵铵含含量量高高，可可合合并并于于洗洗脱脱用用氨氨水水中中，以以提提高高收收得得率率。一一般般收收得得
31、率率可可达达90%95%。6.5赖氨酸的精制赖氨酸的精制l浓缩与除氨浓缩与除氨l赖氨酸盐酸盐的结晶与分离赖氨酸盐酸盐的结晶与分离 l赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥浓缩与除氨浓缩与除氨l经经过过离离子子交交换换提提取取的的赖赖氨氨酸酸洗洗脱脱液液，体体积积较较大大，赖赖氨氨酸酸含含量量较较低低（约约为为6080g/L），还还含含有有较较多多的的氨氨（约约为为1015g/L），因因此此需需要要进进行行浓浓缩缩和和除除氨氨。为为了了收收集集蒸蒸发发出出来来的氨蒸气，可采用单效蒸发。的氨蒸气，可采用单效蒸发。浓缩与除氨浓缩与除氨(2)l浓浓缩缩液液浓浓缩缩至至19 20B（赖赖氨
32、氨酸酸盐盐酸酸盐盐含含量量约约为为340 360g/L）放放出出料料液液，用用浓浓盐盐酸酸调调节节pH = 4.9，再再继继续续浓浓缩缩至至22 23B。在在碱碱性性溶溶液液中中浓浓缩缩时时，温温度度不不宜宜过过高高，时时间间不不宜宜过过长长，否否则则会会生生成成DL-赖赖氨酸。氨酸。波美度与密度换算波美度与密度换算赖氨酸盐酸盐的结晶与分离赖氨酸盐酸盐的结晶与分离l赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐浓浓缩缩液液放放入入搅搅拌拌罐罐中中，搅搅拌拌结结晶晶16 20h，为为了了使使晶晶体体不不太太细细，结结晶晶过过程程应应控控制制温温度度，最最好好在在5左左右右结结晶晶完完毕停止搅拌，用离心机分离。毕停止搅
33、拌，用离心机分离。赖氨酸盐酸盐的结晶与分离（续）赖氨酸盐酸盐的结晶与分离（续）l用用少少量量水水洗洗晶晶体体表表面面附附着着的的母母液液，母母液液经经浓浓缩缩，结结晶晶，再再结结晶晶，直直至至不不能能析析出出结结晶晶时时，将将母母液液稀稀释释，上上离离子子交交换换柱柱吸吸附附回回收收赖赖氨氨酸酸。所所得得的的晶晶体体为为赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐粗粗晶晶体。体。赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥l结结晶晶析析出出的的赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐粗粗晶晶体体含含量量约约为为78% 84%，除除含含有有一一定定水水分分（15% 20%）外外，还还含含有有色色素素等等杂杂质质，制制造造食
34、食品品级级和和医医药药级级赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐需需要要进进一一步步精精制制纯化。纯化。 赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥(2)l将将赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐粗粗结结晶晶加加一一定定量量的的水水，加加热热70 80使使其其溶溶解解成成16B浓浓度度，加加入入3% 5%活活性性炭炭，搅搅拌拌脱脱色色，过过滤滤得得赖赖氨氨酸盐酸盐清液。酸盐酸盐清液。赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥(3)l将将其其清清液液在在0.8MPa真真空空度度，70以以下下，真真空空蒸蒸发发至至21 22 B，放放入入结结晶晶罐罐中中搅搅拌拌结结晶晶，16 20h后后经经离离心心分分
35、离离除除去去母母液液，晶体用少量水洗去表面附着的母液。晶体用少量水洗去表面附着的母液。赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥赖氨酸盐酸盐的重结晶与干燥(3)l赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐晶晶体体在在60 80下下进进行行干干燥燥，至至含含水水0.1%以以下下，然然后后粉粉碎碎至至60 80目目，包包装装即即得得成成品品。如如果果制制造造饲饲料料级级赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐盐则则不不必必精精制制，将将制制得得的的粗粗赖赖氨氨酸酸盐盐酸酸盐经过干燥、粉碎、包装即得成品。盐经过干燥、粉碎、包装即得成品。 思考题思考题l1. 简述直接发酵法生产赖氨酸的工艺流简述直接发酵法生产赖氨酸的工艺流程程l2. 2. 从发酵液中提取赖氨酸常用的方法有从发酵液中提取赖氨酸常用的方法有哪些种？哪些种？l3. 3. 从树脂上洗脱赖氨酸所采用的洗脱剂从树脂上洗脱赖氨酸所采用的洗脱剂有哪几种？简述其优缺点。有哪几种？简述其优缺点。l谢谢！谢谢！
