氨基酸的生产.ppt

关于氨基酸的生产第1页，共35页，星期日，2025年，2月5日学习目标了解氨基酸的应用及一般的生产方法；了解谷氨酸合成原理及其它氨基酸的生产；掌握谷氨酸生产的工艺过程及工艺控制。第2页，共35页，星期日，2025年，2月5日第一节概述

氨基酸的应用食品工业可提高食品的营养价值；具有鲜味。医药工业是构成蛋白质的基本单位，参与体内代谢和各种生理机能活动。饲料工业赖氨酸、蛋氨酸，提高饲料的营养价值。化学工业洗涤剂—十二酰基谷氨酸钠肥皂；润肤剂；人造纤维；涂料。农业具有特殊作用，日本使用的N-月桂酰-L-异戊氨酸，能防止稻瘟病，提高米的蛋白质含量；长链酰基氨基酸能提高农作物对病害的抵抗力。第3页，共35页，星期日，2025年，2月5日生产方法提取法将蛋白质原料用酸水解，从水解液中提取氨基酸。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸用提取法生产。合成法D、L-蛋氨酸，D、L-丙氨酸，甘氨酸和苯丙氨酸；需进行拆分。酶法利用微生物产生的酶制造氨基酸。赖氨酸、色氨酸、天冬氨酸、酪氨酸可用酶法生产。发酵法以淀粉水解糖，或糖蜜、醋酸为原料，利用氨基酸生产菌进行代谢发酵。发酵工艺，采用分批流加法，计算机控制，生产管理自动化，产酸率和转化率均较高。我国20世纪60年代发酵法生产谷氨酸，目前发展相当规模，赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等用发酵法和酶法生产。第4页，共35页，星期日，2025年，2月5日第二节合成原理谷氨酸生产机理分为以下几个环节：①淀粉经过水解转化为以葡萄糖为代表的单糖；②葡萄糖经过EMP途径或HMP途径转化为丙酮酸；③丙酮酸经过三羧酸循环（TCA）转化为α-酮戊二酸；④α-酮戊二酸经过氨基化生成谷氨酸。谷氨酸棒状杆菌的谷氨酸合成途径见下图第5页，共35页，星期日，2025年，2月5日谷氨酸棒状杆菌的谷氨酸合成途径示意图第6页，共35页，星期日，2025年，2月5日第三节谷氨酸生产工艺过程四部分组成：淀粉水解糖制备，谷氨酸发酵、提取、精制。淀粉水解糖的制备淀粉水解糖制备方法：酸法、双酶法、酸酶法等。酸酶法淀粉水解糖制备工艺过程。第7页，共35页，星期日，2025年，2月5日调浆将淀粉原料调成粉浆，保持一定的浓度及pH值，将料液泵入水解锅，水解糖化。粉浆的浓度、酸度及糖化时间等对淀粉的水解反应有直接的影响。淀粉乳的浓度越低，水解液的葡萄糖值（DE值）越高，色泽越浅。在淀粉水解操作中，淀粉乳浓度一般采用18～19Be。水解蒸汽直接加热。压力与淀粉水解反应速度成正比，压力升高，水解反应速度加快。为加快水解速度，提高设备的生产能力，可增大水解反应压力。在相同的条件下，达到一定的糖化效果，压力升高时，反应时间短；反之，反应时间加长。第8页，共35页，星期日，2025年，2月5日中和由糖化锅压出来的糖化液温度很高(140～150℃)，冷却、中和。中和的目的是降低糖化液酸度，使糖液中胶体物质凝聚析出，便于过滤除去。中和剂为纯碱，也可用烧碱配成NaOH溶液。用纯碱中和，反应较温和，糖液质量有保证，但是产生泡沫多；用烧碱中和，易局部过碱使葡萄糖发生焦化变为焦糖（焦糖抑制谷氨酸菌的生长，增加糖液色泽及精制困难）。在操作中将碱配成一定的浓度，然后再用于中和。第9页，共35页，星期日，2025年，2月5日脱色活性炭吸附法常用粉末状活性炭。活性炭耗量视糖液色泽情况与活性炭质量而定。粉末炭用量相当于投淀粉量0.6%～0.8%。脱色效果与投炭量、质量、温度、pH值、时间有关脱色温度低些，对脱色效果较为有利，但温度过低，将使糖液粘牲加强，难以过滤；在70℃左右。活性炭在酸性条件下脱色能力较强。脱色需一定的搅拌时间(≥0.5h)，使活性炭充分起作用。第10页，共35页，星期日，2025年，2月5日离子交换树脂脱色选择性强，脱色效果较好，便于管道化、连续化及自动化操作，减轻劳动强度。过滤常用板框压滤；用于脱色的活性碳起过滤介质和助滤剂的作用。第11页，共35页，星期日，2025年，2月5日菌种的扩大培养斜面培养产生菌是棒杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属的细菌；都是好氧微生物，都需要以生物素为生长因子。我国用北京棒杆菌AS1.229、钝齿棒杆菌AS1542等。斜面培养用蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成pH7.0～7.2的琼脂培养基，在32℃培养18～24h，合格后，放冰箱保存备用。一级种子培养采用由葡萄糖、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的液体培养基；以1L三角瓶装液体培养基200～250mL振荡培养，在32℃培养12h，如无