发酵生产氨基酸的工艺流程

各种氨基酸的生产工艺设计

氨基酸是生命体中重要的化学物质，有多种生产工艺设计可用于其制备。以下是几种常见的氨基酸生产工艺设计。

1.天然氨基酸提取工艺：天然氨基酸可从天然蛋白质中提取。首先，将天然蛋白质源材料（如大豆、动物骨骼等）进行粉碎和溶解。然后使用酶（如蛋白酶）或酸（如盐酸）将蛋白质水解为氨基酸。接下来，通过过滤、浓缩、结晶等步骤来分离和纯化氨基酸。

2.化学合成工艺：化学合成是一种常用的氨基酸生产方法。首先，选择合适的起始原料，如甘氨酸和苯丙氨酸，然后经过一系列的化学反应，如取代反应、羧酸酯化反应等，逐步构建氨基酸的分子结构。最后，通过结晶、溶解、过滤等步骤来纯化合成的氨基酸。

3.微生物发酵工艺：微生物发酵是一种使用微生物（如大肠杆菌、酵母菌等）合成氨基酸的生产方法。首先，选择合适的微生物菌种，并调节培养基中的营养成分，如碳源、氮源和微量元素等，以促进菌种的生长和代谢。然后，通过发酵过程中的菌种培养、酶促反应等控制酶的活性和代谢产物的合成。最后，通过纯化步骤来提取和纯化发酵产生的氨基酸。

4.生物转化工艺：生物转化是一种使用转基因生物的工艺，通过修改和调节其代谢途径来合成氨基酸。首先，选择适合的转基因生物并导入目标氨基酸的合成途径相关基因。然后，通过培养和生长转基因生物，并调节培养条件（如温度、PH值等）来控制氨基酸的产生。最后，通过纯化步骤来提取和纯化生物转化产生的氨基酸。

各种氨基酸的生产工艺

1、谷氨酸

(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸，即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调

PH 值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2)，温度降到 10 以下沉淀，离心分离谷氨酸，再将上清

液用硫酸调 pH 至 1.5 上 732 强酸性阳离子交换树脂，用氨水调上清液 pH10 进行洗脱，洗

脱下来的高流分再用硫酸调 pH1.0 返回等电车间加入发酵液进行等电提取，离交车间的上

柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。

该工艺方法的缺点是：废水量大，治理成本高，酸碱用量大。

(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制 40℃左右，连续加入有晶种的等

电罐中，同时加入硫酸，控制等电罐中 PH 值维持在 3.2 左右，温度 40℃进行结晶。

该工艺方法废的优点是：水量相对较少；缺点是：氨酸提取率及产品质量较差。

(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行

超滤，澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整 pH 值为 3.20～3.25，然后进入常温的

等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶，分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和母液，将一部分

母液进入脱盐装置，脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并；另一

部分在第二调酸罐中被调整 pH 值至 4.5～7，蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调 pH 值至

3.20～3.25 后，进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置，使母液中的谷氨酸充分结晶出

来，低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和二

次母液。

(4)水解等电点法

发酵液-----浓缩（78.9kPa，0.15MPa 蒸汽）----盐酸水解（130 ℃，4h ）----过滤--

---滤液脱色-----浓缩-----中和，调 pH 至 3.0-3.2（NaOH 或发酵液） -----低温放置，

析晶-------谷氨酸晶体

LSC-C-SC.2-001 1-7

**集团氨基酸事业部

文件名称 L-苯丙氨酸发酵工程作业指导书 文件编号 LSC-C-SC.2-001

制订生效日 / / 修订生效日 / / 版次/修订 1/0

制 定 白云苍狼 审 核 核 准

1 目的：建立苯丙氨酸发酵工程技术标准书，以规范发酵生产作业。

2 范围：适用于公司发酵车间苯丙氨酸发酵工艺。

3 责任：发酵车间所有工艺人员。

4 内容：

4.1

、摇瓶培养工程

1.摇瓶种子培养工程

原料

设备 工程顺序 工程管理 工程说明 管理项目 标准

冻存管 保藏菌种 保藏温度（℃） —20 存放普通冰箱

试管 斜面培养基 斜面配方 LB 培养基 采用完全培养基

斜面培养 培养温度（℃） 35~36

培养周期（h） 16~18

5000ml 三角瓶 种子培养基 接种瓶数（瓶） 4 装液量：1000ml/瓶。

摇床 摇瓶培养 摇床转速（rpm） 200

培养温度（℃） 36~37

培养周期（h） 12

培养情况监测

镜检菌体均匀、粗

壮且无其他杂菌。 显微镜

pH 计 种子液 pH 值 7.2~7.4

分光光度计 并瓶 种子液OD610 1..0~1.3 稀释 50 倍进行测定

培养周期（h） 12~14

送发酵车间 LSC-C-SC.2-001 **集团氨基酸事业部 2-7

4.2 、L—苯丙氨酸 30KL 一级种子工程

2.L—苯丙氨酸 30KL 一级种子工程

物料

设备 工程顺序 工程管理 工程说明 管理项目 标准值

摇瓶种子

种子培养基 初糖浓度(%) 3.0~3.5

初始 pH 6.9~7.1

接种罐 接种 接种量(L) 4.0 接种前应测定培养基

中还原糖含量。

一级种子罐

pH 6.9~7.1

罐压(MPa) 0.04~0.06

种子培养 空气流量(m3/h) 300~700

氨基酸发酵生产噬菌体的防治

噬菌体是病毒的一种, 是一种极微小的生物, 体积是细菌的1/1000左右, 它可以通过细菌过滤器, 只有在电子显微镜下才能看到.

氨基酸生产菌的噬菌体, 一般在25~35℃、pH5～9时较为稳定, 但易受热变性(60～70℃,10～15min), 对氧化物敏感, 可被酸碱致死. 此外, 凡能引起蛋白质变性的化学药品(如0.5%甲醛、1%新洁尔灭、0.5%苯酚或漂白粉等) 都可使噬菌体失活. 需要值得注意的是:

噬菌体在干燥状态比湿润状态稳定, 能长时间(有的可达半年以上)以活性状态浮游于空气中,

这是氨基酸发酵生产受噬菌体污染的一个重要原因.

噬菌体的防止是一项系统工程,

从原料与原辅材料、消毒灭菌、种子检查、空气净化系统、严格活菌体排放、环境卫生、设备管路有无死角、车间布局及职工责任心等诸多方面, 都必须分段检查把关, 才能做到根治噬菌体的危害.

1. 严格活菌体排放, 切断噬菌的“粮源”：

噬菌体是专一性的活菌寄生体, 具有严格的寄生范围. 噬菌体没有细胞结构, 缺乏独立代谢的酶体系, 不能脱离寄主而自行生长繁殖. 噬菌体只能在活的、正处于生长繁殖阶段的细胞中进行繁殖, 而在死的、老的或休眠状态的细胞中以及代谢产物上都不能繁殖. 因此,

如果我们能够不让活的氨基酸(丝氨酸)生产菌在环境中生长蔓延, 也就切断了噬菌体的食物来源, 破坏了噬菌体的滋生场地和繁殖条件.

(1) 摇瓶液、测样后废液、洗罐后所废弃的菌体、种子及带菌器皿洗涤水等, 应集中起来灭菌后再俳放, 严防不加任何处理的随意排放, 以杜绝隐患.

(2) 取样液、试验后的废弃菌液或发酵液, 要密闭、集中起来, 灭菌后再经管道或阴沟向远处排放. 切忌取样时连个接的桶也没有, 菌液四处飞溅, 污染环境.

(3) 排气、发酵跑液要经管道集中于楼外的密闭水封池中, 或通入贮有药剂的容器设备中经灭菌后通过管道或密闭阴沟向远处排放(与空压车间相反的方向和下风方向送出100~200米远后再排放), 这一点很重要, 必须引起高度重视.