092_氨基酸生产工艺.pptx

第二节 氨基酸生产工艺;;氨基酸;氨基酸的用途;;氨基酸的生产方法;酶法：利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。 提取法：蛋白质水解，从水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸 合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。 传统的提取法、酶法和化学合成法由于前体物的成本高,工艺复杂,难以达到工业化生产的目的。;;;氨基酸发酵生产发展的历史回顾;菌株的育种;2.1　用野生株的方法 ;2.2　用营养缺陷变异株的方法;2.3　类似物抗性变异株的方法;2.4 体内及体外基因重组的方法;代谢???程在阐明代谢途径及其调控规律的基础上，应用重组DNA技术可以改变代谢途径分支点上的流量或引入新的代谢步骤与构建新的代谢网络。 其主要步骤为: 鉴定目标代谢途径涉及的酶(特别是限速酶); 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(增强活性或稳定性、解除反馈抑制等); 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; 使调节元件的作用及培育条件最优化。 ;3.1　载体-受体系统及克隆表达的研究 ;3.1.2　载体的构建 ;3.1.3　基因转移手段;氨基酸发酵的代谢控制;控制发酵的条件;控制细胞渗透性;控制旁路代谢;降低反馈作用物的浓度;消除终产物的反馈抑制与阻遏作用;促进ATP的积累，以利氨基酸的生物合成;氨基酸发酵的工艺控制;培养基;;;4、磷酸盐：对发酵有显著影响。不足时糖代谢受抑制。 5、镁：是已糖磷酸化酶、柠檬酸脱氢酶和羧化酶的激活剂，并促进葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活力。 6、钾：促进糖代谢。谷氨酸产酸期钾多利于产酸，钾少利于菌体生长。 ;;;pH对氨基酸发酵的影响及其控制;;温度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;谷氨酸生产工艺;;;;;;二、菌种扩大培养 1、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。 我国各工厂目前使用的菌株主要是钝齿棒杆菌和北京棒杆菌及各种诱变株。 生长特点：适用于糖质原料，需氧，以生物素为生长因子。 斜面培养基：蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成的pH7.0-7.2琼脂培养基，32℃培养18-24h。 ;2、一级种子培养：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。pH6.5-6.8。1000ml装200-250ml振荡，32℃ 培养12h。 3、二级种子培养：用种子罐培养，料液量为发酵罐投料体积的1％，用水解糖代替葡萄糖，于32℃ 进行通气搅拌7-10h。种子质量要求：二级种子培养结束时，无杂菌或噬菌体污染，菌体大小均一，呈单个或八字排列。活菌数为108-109 /ml。;三、谷氨酸发酵;3、菌体生长停止期：谷氨酸合成。 措施：提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4。大量通气，控制温度34-37 ℃。 4、发酵后期：菌体衰老，糖耗慢，残糖低。 措施：营养物耗尽酸浓度不增加时，及时放罐。 发酵周期一般为30h。;谷氨酸发酵控制;;;;四、谷氨酸的提取;2、离子交换法：用阳离子交换树脂提取吸附谷氨酸形成的阳离子，再用热碱洗脱，收集相应流分，再加盐酸结晶。;谷氨酸发酵研究新进展;非糖质原料的谷氨酸发酵