氨基酸发酵生产工艺学.ppt

氨基酸发酵的工艺控制培养基pH温度氧

培养基1、碳源：淀粉水解糖、糖蜜、醋酸、乙醇、烷烃碳源浓度过高时，对菌体生长不利，氨基酸的转化率降低。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

01同时调整pH值。02营养缺陷型添加适量氨基酸主要以添加有机氮源水解液。03需生物素和氨基酸，以玉米浆作氮源。04尿素灭菌时形成磷酸铵镁盐，须单独灭菌。可分批流加。05氨水用pH自动控制连续流加氮源：铵盐、尿素、氨水

氮源用于调整pH。01.合成菌体。02.生成氨基酸，因此比一般微生物发酵的C/N低。03.合适C/N

01磷酸盐：对发酵有显著影响。不足时糖代谢受抑制。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。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。0203

钠：调节渗透压作用，一般在调节pH值时加入。锰：是许多酶的激活剂。铁：是细胞色素、细胞色素氧化酶和过氧化氢酶的活性基的组成分，可促进谷氨酸产生菌的生长。铜离子：对氨基酸发酵有明显毒害作用。

作用：影响细胞膜透性和代谢途径。02与其它培养条件的关系：氧供给不足，生物素过量时，转化俄为乳酸发酵。04生长因子：生物素01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。03种类：玉米浆、麸皮水解液、甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜为来源。05

123作用机理：主要影响酶的活性和菌的代谢。控制pH方法：流加尿素和氨水流加方式：根据菌体生长、pH变化、糖耗情况和发酵阶段等因素决定。123pH对氨基酸发酵的影响及其控制

菌体生长或耗糖慢时，少量多次流加尿素，避免pH过高氨水对pH影响大，应采取连续流加。发酵后期，残糖少，接近放罐时，少加或不加尿素，以免造成氨基酸提取困难。菌体生长或耗糖过快时，流加尿素可多些，以抑制菌体生长。控制：

菌体生长达一定程度后再开始产生氨基酸，因此菌体生长最适温度和氨基酸合成的最适温度是不同的。01菌体生长温度过高，则菌体易衰老，pH高，糖耗慢，周期长，酸产量低。02采取措施：少量多次流加尿素，维持最适生长温度，减少风量等，促进菌体生长。03温度对氨基酸发酵的影响及其控制

要求供氧充足的谷氨酸族氨基酸发酵：生物合成与TCA循环有关。01适宜在缺氧条件下进行的亮氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸发酵：菌体呼吸受阻时产量最大。02供氧不足时产酸受轻微影响的天冬氨酸族氨基酸发酵03氧对氨基酸发酵的影响及其控制

发酵工艺实例介绍谷氨酸一、概述工业化生产开始于由水解小麦面筋或大豆蛋白质而制取。1957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。目前世界产谷氨酸钠210吨/年，占氨基酸总量的2/3。我国现有50余家生产，年产量达160万吨万吨，居世界首位。

谷氨酸的生物合成机理1谷氨酸（?-氨基戊二酸）2O3OH第一代鲜味剂4H2N-C-HL-谷氨酸单钠盐——味精5C-H6C-H7CO8OH9型10

葡萄糖中间产物a－酮戊二酸谷氨酸谷氨酸脱氢酶NH4＋抑制2.谷氨酸的生物合成

（1）EMP:丙酮酸，ATP,NADH2（2）HMP:6－磷酸果糖3－磷酸甘油醛NADPH2:?－酮戊二酸还原氨基化必需的供氢体。（3）TCA循环:生成谷氨酸前体物质?－酮戊二酸。（4）CO2固定反应:补充草酰乙酸。（5）乙醛酸循环:使琥铂酸、延胡索酸和苹果酸的量得到补充，维持TCA循环的正常运转。谷氨酸脱氢酶（6）还原氨基化反应:?－酮戊二酸谷氨酸丙酮酸

回补反应

010203谷氨酸脱氢酶活性高，经呼吸链氧化NADPH2酶活性强，异柠檬酸裂解酶活性弱。菌体本身利用谷氨酸的能力低。的能力弱。有苹果酸酶和丙酮酸羧化酶。?－酮戊二酸脱氢酶活性弱，异柠檬酸脱氢3.谷氨酸生产菌的生化特征

谷氨酸产生菌（全是细菌）棒杆菌属北京棒杆菌C.pekinenseCorynebacterium钝齿棒杆菌C.crenatum谷氨酸棒杆菌C.glutamicum短杆菌属黄色短杆菌B.flvumBrevibacterium产氨短杆菌B.ammoniagenes小杆菌属嗜氨小杆菌M.ammoniaphilumMicrobacterium节杆菌属球形节杆菌A.glob