第五章_谷氨酸的提取

谷氨酸提取：
低温等点工艺：是根据谷氨酸的溶解度随温度降低而减小的性质制定的。

通过增加制冷能力，将等电点提取的终点温度由原来的15～20℃降至0～5℃，这样可使母液中的谷氨酸含量降低到1.0%～1.3%，从而增加等电点提取的一次收率。

工艺流程：
发酵液→边冷却边加硫酸调节至PH4.0～4.5→加晶种→育晶2h→边冷却边加硫酸调至PH3.0～3.2 →冷却降温→搅拌16h→4℃静置4h→离心分离→谷氨酸晶体和母液
实验发现温度对二次结晶谷氨酸转晶有非常显著的影响，确定95℃为最适转晶温度；pH值对二次结晶谷氨酸转晶也有较显著影响，对最终收率的影响尤为显著，选择pH4.5作为转晶起始pH值。

(曹付明;杂质对谷氨酸结晶影响及二次结晶谷氨酸纯化研究[D];江南大学;2012年)
谷氨酸等电点：3.22
谷氨酸的溶解度变化特点：(1)温度降低，溶解度减小。

(2)在不同PH条件下，溶解性会变化：①在同一温度下，溶解度随PH值的变化是以等电点(PI)为最低点的不对称U形曲线，PI偏酸性，溶解度增加幅度小；PI偏碱性，溶解度增大幅度大。

②偏离PI越远，PH变化造成溶解度变化也愈大。

③发酵液中杂质多，溶解度越大。

离子交换法回收提取谷氨酸一、实验目的通过实验掌握新树脂的预处理方法及动态离子交换的基本操作；了解谷氨酸提取的原理和方法。

二、实验原理树脂的选择，选择离子交换树脂的主要依据是被分离物的性质和分离目的。

包括被分离物和主要杂质的解离特性、分子量、浓度、稳定性、所处介质的性质以及分离的具体条件和要求。

然后从性质各异的多种树脂中选择出最适宜的品种进行分离操作。

其中最重要的一条是根据分离要求和分离环境保证分离目的物与主要杂质对树脂的吸附力有足够的差异。

当目的物具有较强的碱性和酸性时，宜选用弱酸性弱碱性的树脂。

这样有利于提高选择性，并便于洗脱。

如目的物是弱酸性或弱碱性的小分子物质时，往往选用强碱、强酸树脂。

如氨基酸的分离多用强酸树脂，以保证有足够的结合力，便于分步洗脱。

对于大多数蛋白质，酶和其它生物大分子的分离多采用弱碱或弱酸性树脂，以减少生物大分子的变性，有利于洗脱，并提高选择性。

就树脂而言，要求有适宜的孔径，孔径太小交换速度慢，有效交换量下降(尤对生物大分子)，若孔径太大也会导致选择性下降。

此外树脂的化学稳定性及机械性能也需考虑．在既定的操作条件下有足够的化学耐受性和良好的物理性能以利操作。

一般树脂都有较高的化学稳定性，能经受酸、碱和有机溶剂的处理。

但含苯酚的磺酸型树脂及胺型阴离子树脂不宜与强碱长时间接触，尤其是在加热的情况下。

对树脂的特殊结合力也要给予足够的注意，如树脂对某些金属离子的结合以及辅助力的作用。

氨基酸为两性电解质，等电点较低的谷氨酸在pH小于pI 3.2时，主要以GA+型式存在，故可用强酸性阳离子交换树脂提取。

当发酵液流过交换柱时，发酵液中各成分依亲和力的不同进行交换。

吸附GA的树脂再用洗脱液(5%NaOH)洗脱，收集富含GA的流分(高流液)。

从而实现与杂质的分离及GA的富集，高流液调等电点pH 3.2，GA结晶析出。

用过的树脂用稀酸再生以用于下轮交换（图1）。

主要化学反应有：交换: RSO3H + NH4+ = RSO3NH4+RSO3H + GA+ = RSO3GA + H+洗脱: RSO3-GA+ + NaOH = RSO3Na+ + GA+ + H2ORSO3-GA+ + NH4OH = RSO3HN4+ + GA+ + H2O再生: RSO3Na+ + HCl = RSO3H + NaCl图 1 GA 离子交换操作循环本实验所用树脂为732型苯乙烯强酸型阳离子交换树脂。

离子交换法提取谷氨酸谷氨酸离子交换层析一、实验目的1.学习用阳离子交换树脂柱分离氨基酸的操作方法和基本原理。

2.掌握离子交换柱层析法的基本操作技术。

二、实验原理离子交换法提取谷氨酸是利用离子交换树脂对发酵液中谷氨酸与其它同性离子吸附能力的差别，将这些离子选择性地吸附到树脂上，然后用洗脱剂先后洗脱，从而得到谷氨酸。

谷氨酸是一种两性电解质，其等电点为pH3.22.当pH＞3.2时，谷氨酸的羧基离解，带负电荷，当pH＜3.2时，谷氨酸带正电荷，呈阳离子状态，它能被阳离子交换树脂交换吸附。

三、仪器与试剂(一)实验器材(1)玻璃层析柱(2)试管(3)移液管(4)恒压洗脱瓶(5)部分收集器(6)水浴锅(7)分光光度计(8)电炉(二)材料与试剂(1)苯乙烯磺酸钠型树脂(100~200目)(2)2mol/L盐酸溶液(3)2mol/L氢氧化钠溶液(4)标准氨基酸溶液：将天门冬氨酸和赖氨酸分别配成2mg/mL的0.1mol/L 盐酸溶液。

(5)显色剂：2克水合茚三酮溶于95%乙醇中，加水至100毫升。

四、操作步聚(1)树脂的准备：树脂过夜浸泡，使树脂膨胀，加2mol／L NaOH 至上述树脂中搅拌2h，倾弃碱液，用蒸馏水洗涤至中性。

加25ml 12mo1／L HCl搅拌2h，倾弃酸液，用蒸馏水充洗涤树脂至中性。

（2)层析柱的准备：将强酸性阳离子交换树脂用HCl处理成H+型后洗至中性，搅拌1小时后装入层析柱，使之自然降沉到一定高度。

(3)加样分离：将液面缓慢放至贴近层析柱表面，由柱上端仔细加入pH4.5的发酵液离心液3毫升，同时开始收集流出液。

每管收集1毫升，测量收集液pH，洗脱液加入速度控制在0.5ml/min，当样品液弯月面靠近树脂顶端时，立即加入发酵液。

如此重复，不断测量收集液的PH值，直至树脂吸附饱和。

（4）洗脱，加样完毕后，用滴管小心注入60℃4%（或2%）氢氧化钠溶液(切勿搅动床面)。

用试管收集洗脱液，每管收集1毫升，同时测量收集液pH，直至收集液的pH值达到9为止。

一、实验原理：谷氨酸，学名: 2-氨基-5-羧基戊酸，为酸性氨基酸，是构成蛋白质的20 种常见α-氨基酸之一。

谷氨酸又名“麸酸” 或写作“夫酸”，是制造味精的原料。

D-谷氨酸参与多种细菌细胞壁和某些细菌杆菌肽的组成。

发酵制造L-谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵，发酵液中存在菌体、蛋白质、残糖、色素、其它氨基酸、有机酸等杂质。

目前国内提取谷氨酸的主要方法：1.等电点法； 2.离子交换法；3.金属盐法；4.盐酸水解等电法；5.离子交换膜电渗析法。

国外大规模提取谷氨酸的方法：日本采用浓缩等电点工艺；美国采用旋转真空膜过滤。

谷氨酸等电点pI=3.22，在等电点时谷氨酸的溶解度最小，且谷氨酸的溶解度随温度降低而减小，所以调节pH以及降低温度可以令溶液中的谷氨酸析出沉淀即为等电点法提取谷氨酸。

氨基酸为两性电解质，等电点较低的谷氨酸在pH小于pI 3.2时，主要以GA+型式存在，故可用强酸性阳离子交换树脂提取，当发酵液流过交换柱时，发酵液中各成分依亲和力的不同进行交换，吸附GA的树脂再用洗脱液(5% NaOH)洗脱，收集富含GA的流分(高流液)。

二、材料与器材：（1）实验材料：谷氨酸发酵液（2）实验药品：NaOH、HCl、酸性离子交换树脂、壳聚糖醋酸溶液、硅藻土（3）实验仪器：圆底烧瓶、离心机、离心管、天平、玻璃棒、磁力搅拌器、一次性塑料滴管、pH计、铁架台配有十字夹、色谱柱、SBA、3mL离心管（用于柱层析接收样品）、烧杯（500mL1个；250mL1个；50mL1个）、量筒2个（10mL 和100mL，）。

三、实验步骤：（1）发酵液的预处理壳聚糖醋酸溶液：先配置2%体积比的醋酸溶液；然后加入壳聚糖配置成1%的壳聚糖醋酸溶液。

取100mL发酵液，再加入含量为1%的壳聚糖醋酸溶液，此时溶液pH值在5.52，谷氨酸含量为22mg/dl，加入量为发酵液体积的1.4%，轻轻搅拌加入1g硅藻土，静置2h。

（2）发酵液的固液分离取上清测谷氨酸含量，进行固液分离,采用离心(6000rpm 20min)方式进行固液分离，再次取上清测谷氨酸含量为30mg/dL。

谷氨酸提取工艺
嘿，咱今儿就来讲讲谷氨酸提取工艺这档子事儿。

你说这谷氨酸啊，就像是烹饪里的魔法调料，能让食物变得超级美味。

那要怎么把它从各种材料里给弄出来呢？这可就有讲究啦！
咱先得找到合适的原料，就好像要挑到好食材才能做出美味佳肴一样。

然后呢，通过一系列的步骤，就像一场奇妙的冒险，把谷氨酸一点点地分离出来。

想象一下，就像是在一个大迷宫里找宝贝，得沿着正确的路走，不能跑偏啦。

这过程中得细心，得耐心，要是马虎一点，那宝贝可就找不着咯！
在提取的时候，温度、酸碱度这些条件都得把握好，这就跟咱炒菜掌握火候似的，火大了不行，小了也不行。

温度高了可能就把谷氨酸给弄坏了，低了呢又提取不出来，你说难不难？
还有啊，不同的提取方法就像是不同的武功秘籍，各有各的厉害之处。

有的方法简单直接，就像直拳出击；有的方法则比较复杂，像是一套组合拳。

但不管哪种方法，目的都是为了把谷氨酸顺利地拿到手。

比如说发酵法，这就像是让微生物们帮咱干活儿，它们在那里努力地生产谷氨酸，咱就等着收获就行啦。

这多神奇啊！
提取出来的谷氨酸，那可是宝贝呀！可以用来做各种好吃的调味料，让咱的饭菜更可口。

你想想，要是没有谷氨酸，那很多美味可就不存在啦，那该多可惜呀！
所以说呀，这谷氨酸提取工艺可真是个了不起的技术。

它就像是一个神奇的魔法，能把普通的东西变得不普通。

咱得好好研究它，让它为我们的生活增添更多的美味和乐趣。

总之呢，谷氨酸提取工艺是个很有意思也很重要的事儿，咱可不能小瞧它。

只有把这个工艺掌握好了，才能让谷氨酸更好地为我们服务呀！
原创不易，请尊重原创，谢谢!。

谷氨酸分离提取工艺进展一、本文概述谷氨酸，作为一种重要的氨基酸，在生物体内发挥着至关重要的作用，包括蛋白质合成、能量代谢、神经传导等多个方面。

近年来，随着生物技术的不断发展和人们对谷氨酸需求量的增加，谷氨酸的分离提取工艺受到了广泛关注。

本文旨在综述谷氨酸分离提取工艺的最新进展，包括传统的提取方法、新型的分离技术，以及工艺优化和经济效益分析等方面。

通过对这些内容的探讨，希望能够为谷氨酸的生产和应用提供有益的参考，推动相关产业的可持续发展。

二、谷氨酸的传统分离提取工艺谷氨酸作为一种重要的氨基酸，其分离提取工艺一直是生物化学领域的研究重点。

传统的谷氨酸分离提取工艺主要基于发酵液的预处理等电点沉淀、离子交换、结晶和精制等步骤。

发酵液预处理是关键的一步，旨在去除发酵液中的杂质，如蛋白质、糖类、无机盐等，以提高后续分离提取的效率。

这一步通常包括离心、过滤和调节pH值等操作。

接下来，等电点沉淀法是利用谷氨酸在特定pH值下溶解度降低的特性，通过调整溶液的pH值至谷氨酸的等电点，使其沉淀析出。

这一方法操作简便，但谷氨酸的纯度和收率往往受到等电点附近其他杂质的干扰。

离子交换法则是利用离子交换树脂对谷氨酸的选择性吸附能力，将谷氨酸从发酵液中分离出来。

此方法对谷氨酸的纯度提升效果显著，但设备投资和操作成本相对较高。

在结晶步骤中，通过控制温度、浓度和pH值等条件，使谷氨酸以晶体的形式析出，进一步提高其纯度。

然而，结晶过程中可能出现的杂质共结晶现象会影响谷氨酸的质量。

精制步骤通常包括重结晶、脱色、脱盐等操作，以进一步提高谷氨酸的纯度。

精制后的谷氨酸产品可以满足不同领域的应用需求。

尽管传统的谷氨酸分离提取工艺已经相对成熟，但在操作成本、产品纯度、环境友好性等方面仍有改进空间。

因此，研究者们一直在探索更加高效、环保的谷氨酸分离提取新工艺。

三、谷氨酸分离提取工艺的新进展近年来，随着科学技术的不断进步，谷氨酸的分离提取工艺也取得了显著的进展。