湖北工业大学氨基酸工艺学谷氨酸发酵机制
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⾕氨酸的发酵和提取⼯艺综述综述:⾕氨酸的发酵与提取⼯艺第⼀部分⾕氨酸概述⾕氨酸⾮⼈体所必需氨基酸,但它参与许多代谢过程,因⽽具有较⾼的营养价值,在⼈体内,⾕氨酸能与⾎氨结合⽣成⾕氨酰胺,解除组织代谢过程中所产⽣的氨毒害作⽤,可作为治疗肝病的辅助药物,⾕氨酸还参与脑蛋⽩代谢和糖代谢,对改进和维持脑功能有益。
另外,众所周知的⾕氨酸钠盐即味精有很强烈的鲜味,是重要的调味品。
1996、1997、1998年味精年产量分别为55.0万吨、56.64万吨、59.03万吨。
尽管如此,我国⼈均年消耗味精量还只有400g左右,⽽台湾省已达2000g。
因此,中国将是世界上最⼤的潜在味精消费市场,也就是说,味精⽣产会稳步发展。
这也意味着⾕氨酸的⽣产不断在扩⼤[1]。
⾕氨酸⽣产⾛到今天就⽣产技术⽽⾔已有了长⾜进步,⽆论是规模还是产能都今⾮昔⽐,与此同时各⼚家还在追求完美, 这是⾏业进步的动⼒,也是⽣存之所需。
实际上⽣产⼯艺是与时俱进的,没有瑕疵的⼯艺是不存在的。
如:配⽅及提取⽅法现在是多种多样,有单⼀⽤纯⽣物素的,也有⽤⽢蔗糖蜜加纯⽣物素的, 还有加⽟⽶浆⼲粉或麸⽪⽔解液及⾖粕⽔解液等等;提取⽅法有:等电-离交、等电-离交-转晶、连续等点-转晶等等[2]。
本综述简述⾕氨酸⽣产的流程及发酵机制,着重介绍⾕氨酸的提取⼯艺。
第⼆部分⾕氨酸⽣产原料及其处理⾕氨酸发酵的主要原料有淀粉、⽢蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、⼄醇、正烷烃(液体⽯蜡)等。
国内多数⾕氨酸⽣产⼚家是以淀粉为原料⽣产⾕氨酸的,少数⼚家是以糖蜜为原料进⾏⾕氨酸⽣产的,这些原料在使⽤前⼀般需进⾏预处理。
(⼀)糖蜜的预处理⾕氨酸⽣产糖蜜预处理的⽬的是为了降低⽣物素的含量。
因为糖蜜中特别是⽢蔗糖蜜中含有过量的⽣物素,会影响⾕氨酸积累。
故在以糖蜜为原料进⾏⾕氨酸发酵时,常常采⽤⼀定的措施来降低⽣物素的含量,常⽤的⽅法有以下⼏种:(1)活性炭处理法; (2)⽔解活性炭处理法;(3)树脂处理法。
谷氨酸发酵过程控制【摘要】谷氨酸是构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一。
作为谷氨酰胺、脯氨酸以及精氨酸的前体。
谷氨酸的质量受到发酵的条件、菌种、温度、pH、接种量和种龄等因素的影响。
如果控制不好这些因素整个发酵过程发酵液受污染、出现菌体的生长缓慢和代谢产物的积累很少、发酵周期延长甚至所得产品不是最终产品。
本文通过综述发酵培养基、培养条件的控制及发酵过程温度、pH、接种量和种龄的控制,以及消泡等多方面因素,来提控制高谷氨酸发酵过程的参数来提高发酵的质量以些方法。
【关键词】谷氨酸、发酵、控制1.谷氨酸概述谷氨酸学名:2-氨基-5-羧基戊酸。
构成蛋白质的20种常见α氨基酸之一。
作为谷氨酰胺、脯氨酸以及精氨酸的前体。
L-谷氨酸是蛋白质合成中的编码氨基酸,哺乳动物非必需氨基酸,在体内可以由葡萄糖转变而来。
D-谷氨酸参与多种细菌细胞壁和某些细菌杆菌肽的组成。
符号:E。
1.1谷氨酸用途1)下游产品开发将有一定反应活性的双功能基试剂氯乙醇和L—谷氨酸直接酯化保护羧基,用三光气活化成其相应的N—羧酸酐,可直接得到侧链具有一定反应活性的聚L—氯乙基谷氨酸酯。
谷氨酸可生产许多重要下游产品如L—谷氨酸钠、L—苏氨酸、聚谷氨酸等。
2)食品业谷氨酸是在食品工业中应用较多的氨基酸。
谷氨酸钠俗称味精,是重要的鲜味剂,对香味具有增强作用。
谷氨酸钠广泛用于食品调味剂,既可单独使用,又能与其它氨基酸等并用。
用于食品内,能显着提高食品的风味和有增香作用。
谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道,不仅能增强食品风味,对动物性食品有保鲜作用。
3)日用化妆品等谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种。
如:N—酰基谷氨酸钠系列产品是由谷氨酸缩合而成的性能优良的阴离子表面活性剂,广泛用于化妆品、香皂、牙膏、香波、泡沫浴液、洗洁净等产品中。
谷氨酸作为营养药物可用于皮肤和毛发。
用于生发剂,能被头皮吸收,预防脱发并使头发新生,对毛乳头、毛母细胞有营养功能,并能扩张血管,增强血液循环,有生发防脱发功效。
谷氨酸发酵生产谷氨酸发酵一、实验目的谷氨酸(glutamic acid)是最先成功地利用发酵法进行生产的氨基酸。
谷氨酸发酵是典型的代谢调控发酵,其代谢途径相对研究得比较清楚。
因此,了解谷氨酸发酵机制,掌握其发酵工艺,将有助于对代谢调控发酵的理解,有助于对其他有氧发酵的理解和掌握,也有助于对已掌握的生化、微生物知识的融会贯通。
通过本次实验,掌握有氧发酵的一般工艺,熟练掌握通用机械搅拌罐的设备使用。
二、实验原理1、谷氨酸发酵机制谷氨酸发酵是菌体异常代谢的产物,菌体正常代谢失调时,才能积累谷氨酸。
在正常的微生物代谢中,由葡萄糖生成的磷酸烯醇式丙酮酸比天冬氨酸优先合成谷氨酸。
谷氨酸合成过量时,谷氨酸抑制谷氨酸脱氢酶的活力和阻遏柠檬酸合成酶的合成,使代谢转向天冬氨酸的合成。
天冬氨酸合成过量后,反馈抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活力,停止草酰乙酸的合成。
所以,在正常情况下,谷氨酸并不积累。
谷氨酸生产菌由葡萄糖生物合成谷氨酸的途径见图5-7。
它包括糖酵解途径(EMP途径)、磷酸己糖途径(HMP途径),三羧酸循环(TCA循环)、乙醛酸循环,伍德-沃克曼反应(CO的固定反应等)。
2由于谷氨酸生产菌生理方面有以下共同特征,体内的代谢控制平衡被打破,使谷氨酸得以积累。
? 谷氨酸生产菌大多为生物素缺陷型。
谷氨酸发酵时,糖酵解经过EMP及HMP两个途径进行。
生物素充足时,HMP途径所占比例是38%,控制生物素亚适量的结果,发酵产酸期,HMP途径所占比例下降到约为26%,EMP途径所占的比例得以提高。
通过控制生物素亚适量,更重要的是由生物素促进的脂肪酸及磷脂合成减少,谷氨酸向膜外漏出,引起代谢失调,使谷氨酸得以积累。
? 谷氨酸生产菌的CO固定反应酶系活力强,可通过羧化作用(更多地2供应固定CO生成苹果酸或草酰乙酸转化成柠檬酸。
2? 谷氨酸生产菌的异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱,使进入谷氨酸生成期后的乙醛酸循环弱,使异柠檬酸更多地转化成α-酮戊二酸。