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经典赖氨酸的发酵工艺

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赖氨酸的生产工艺

赖氨酸的生产工艺

1.赖氨酸概述 2
赖氨酸广泛存在于动物蛋白质中,赖氨酸 的生产最早是用酸水解酪素,经分离谷氨 酸后制得,其后又从血粉中提取 猪血粉中 赖氨酸含量约9%～10% ,但这种方法,工艺 比较复杂,产量受到限制,
1.赖氨酸概述 3
1960年以来,日本用营养缺陷型的谷氨酸 菌株直接发酵生产赖氨酸,其产量不断扩 大,
2.赖氨酸的性质 1
赖氨酸盐酸盐的化学式为C6H14O2N2·HCl, 含氮量为15.34%,相对分子质量182.65,
由于游离的赖氨酸易吸收空气中的二氧化 碳,故制取结晶比较困难，一般商品都是 赖氨酸盐酸盐的形式，
2. 赖氨酸的性质 2
赖氨酸的化学名为2,6-二氨基己酸,具有 不对称的α-碳原子,故有两种光学活性 的异构体 L/D型 ,
氨水+氯化铵洗脱
通过调节氨水与氯化铵的物质的量之比为 1:1,可直接使赖氨酸成单盐酸盐形式存在, 不需在中和,
洗脱剂 3
3 氢氧化钠洗脱 特点是没有氨味,容 易操作,但在洗脱液中Na+含量较高,影响 赖氨酸的提纯精制,
洗脱剂 4
洗脱剂的浓度对洗脱效果有影响,一般来 讲,为了分离只能用适当浓度的洗脱剂， 如果洗脱剂浓度太高,达不到洗脱目的， 如果洗脱剂浓度太低,洗脱时间长,收集不 集中,赖氨酸浓度低，
赖氨酸发酵工艺及控制要点 8
生物素对赖氨酸生物合成的影响 在以葡 萄糖,丙酮酸为唯一碳源的情况下,添加过 量生物素 200～500μg/L ,赖氨酸积累量 显著增加,因为生物素量增加,促进了草酰 乙酸的合成,增加了天冬氨酸供给，
生物素对赖氨酸生物合成的影响 续
另一方面,过量生物素使细胞内合成的谷 氨酸对谷氨酸脱氢酶起反馈抑制作用,抑 制谷氨酸的大量合成,使代谢流转向合成 天冬氨酸的方向进行,

赖氨酸的生产工艺【共66张PPT】

赖氨酸的生产工艺【共66张PPT】

赖氨酸提取精制工艺流程
6.4 离子交换法提取赖氨酸
离子交换法提取赖氨酸可用三柱串联的方 式，以提高收率。
上柱吸附：上柱方式 、交换量 、上柱流 速
洗脱剂（氨水洗脱 、氨水+氯化铵洗脱 、 氢氧化钠洗脱）
上柱吸附 －上柱方式
上柱方式 上柱方式有正上柱和反上柱两 种。如果发酵液含菌体等固形物较多，流 速较快时，容易造成树脂层堵塞，这是采 用反上柱较好。
（2）菌体
菌体 一般含量在15~20g（干重）/L。
（3）培养基残留物
培养基残留物 如残糖6~20g/L(随原料不同而异)，无机离
子（如NH4+、Ca2+、Mg2+、K+和一些阴 离子，其中NH4+浓度较高）。
（4）色素
色素 发酵液中的这些杂质对赖氨酸的提取和精
制影响很大，特别是菌体和钙离子等，应 尽量除去。
2. 赖氨酸的性质 (3)
赖氨酸盐酸盐熔点为263℃，单斜晶系， 比旋光度+21°。
在 水 中 的 溶 解 度 为 0℃ 时 53.6g/100mL， 25℃ 时 为 89g/100mL ， 50℃ 时 为 111.5 g/100 mL，70℃时为142.8 g/100 mL。
在酒精中的溶解度为0.1g/100mL。
培 养 条 件 ： 培 养 温 度 30-32℃ 。 通 风 比 1:0.2m3/(m3 • min)，搅拌转速200r/min。 培养时间 8～11h。
根据发酵规模，必要时可采用三级培养。
4.2 赖氨酸发酵工艺及控制要点
（1）发酵工艺流程
赖氨酸发酵工艺及控制要点(2)
（2）发酵培养基组成 不同菌株，发酵培养基的组成不完全
第十讲赖氨酸的生产工艺Leabharlann 优选第十讲赖氨酸的生产工艺

赖氨酸生产工艺

赖氨酸生产工艺

二、赖氨酸的生物合成途径
2.1 生产菌种
• 用于工业上发酵生产赖氨酸的菌株主要是棒状杆 菌和短杆菌等的变异株，棒状杆菌具有极高的经 济价值，其中谷氨酸棒状杆菌应用最为广泛。此 外，赖氨酸生产还有大肠杆菌、黄色短杆菌、酿 酒酵母、乳酸发酵短杆菌、假丝酵母等 • 谷氨酸棒状杆菌包括其亚种黄色短杆菌亚种乳糖 短杆菌钝齿棒状杆菌和分枝短杆菌是赖氨酸工业 生产中最重要的微生物
3.3 发酵工艺条件以及影响因素组成 （1）温度：前期 32℃，后期30℃ （2）ph值：最适ph值6.5-7.0，控制范围在ph值 6.5-7.5之间
（3）种龄和接种量 6-8h
二级
2% 8-12h、三级
10%
（4）供发酵时间延 长。否则生成乳酸。 （5）初糖浓度 11%~15%，转化率最高
三、赖氨酸发酵条件
3.1 种子液培养
⑴ 斜面菌种 ： 一般用肉汤培养基pH7.0或蛋白胨 培养基pH7.2 ⑵ 一级种子培养基（摇瓶种子培养基）：肉汤培养 基 牛肉膏1%，蛋白胨1％，酵母膏0.5％，氯 化钠0.5％，pH7.0。 ⑶ 二级、三级种子培养基以及发酵培养基 ：糖蜜 2.0%、豆粉水解液0.5%、硫酸铵 0.4%、碳酸钙 0.5%、磷酸氢二钾0.1%、硫酸镁0.04%，pH7.2
L-赖氨酸生产工艺
汇报人：
目录
一、赖氨酸简介
二、赖氨酸的生物合成途径 三、赖氨酸发酵条件
四、赖氨酸的提取和精制工艺
一、赖氨酸的简介
1.1 结构与性质
• 赖氨酸是一种α-氨基酸 。它的化学式表示为： • 赖氨酸是一种碱性氨基酸 ，是仅次于谷氨酸的第二 大氨基酸产品，是谷物蛋 白的第一限制性氨基酸， 在谷物食料中添加适量的 赖氨酸，其蛋白质的生物 价大大提高 • 是人体必需8种氨基酸之 一

赖氨酸工厂合成流程

赖氨酸工厂合成流程

赖氨酸工厂合成流程一、原料准备。

赖氨酸的合成呀，那得先有原料才行。

就像咱做饭得先买菜一样。

在赖氨酸工厂里，主要的原料就是一些含有碳、氮元素的物质，比如说玉米淀粉啥的。

这玉米淀粉可好用了，它能提供合成赖氨酸所需要的碳骨架呢。

把这玉米淀粉弄来之后呀，还得经过一系列的处理，让它变得适合进行下一步的反应。

这就好比把菜洗干净切好，准备下锅炒菜似的。

二、发酵过程。

接下来就到了超级重要的发酵过程啦。

这里面会用到一种特别的微生物，就像小工人一样，在发酵罐这个大工厂里工作。

这些微生物呢，它们可聪明了，在合适的温度、pH值还有营养条件下，就开始大显身手。

它们会把之前准备好的原料，一点一点地转化成赖氨酸。

这个过程就像是魔法一样，小小的微生物在发酵罐里忙活着，慢慢地就把那些原料变成了我们想要的赖氨酸。

发酵罐里呀，得一直保持合适的环境，温度不能太高也不能太低，就像人生活的环境一样，得刚刚好。

如果温度不合适了，那些小微生物可就不高兴了，工作效率就会大大降低，产出来的赖氨酸也就少了。

而且呀，在发酵的过程中，还得时不时地给这些小微生物补充营养，就像给干活的工人送饭一样，这样它们才能有力气一直工作下去。

三、提取与纯化。

发酵完了之后呢，赖氨酸可不会自己乖乖地跑出来，还得我们把它从发酵液里提取出来。

这就有点像从沙子里淘金一样，得费点功夫。

首先得把发酵液里的固体杂质去掉，然后再用一些特殊的方法，把赖氨酸和其他的物质分离开来。

这个过程可能会用到一些化学试剂，或者一些物理的方法，像过滤呀、离心呀之类的。

把赖氨酸初步提取出来之后呢，还得进行纯化，让它变得更加纯净。

这就像是把一颗有点瑕疵的宝石打磨得更加完美一样。

纯化后的赖氨酸质量才更好，才能满足各种不同的需求，不管是加到饲料里还是做其他的用途。

四、质量检测。

提取和纯化之后，可不能就这么把赖氨酸直接拿出去用啦。

还得经过严格的质量检测呢。

这个质量检测就像是给赖氨酸做一场全面的体检。

检测人员会检查赖氨酸的含量是不是够，纯度是不是高，有没有其他的杂质。

赖氨酸发酵工艺学

赖氨酸发酵工艺学

第二节 赖氨酸的代谢机制 • 一、赖氨酸的代谢途径
– 二氨基庚二酸途径，主要存在于细菌、 绿藻、原生虫、高等植物中。 –α-氨基已二酸途径，主要存在于酵 母、霉菌中。
细菌合成赖氨酸的二氨基庚二酸途径
天冬氨酸
①
天冬氨酰磷酸
②
天冬氨酸-β-半醛（ASA)
③
2,3 -二氢吡啶-2,6-二羧酸（DDP)
第二节 赖氨酸的代谢机制
• 二 代谢调解机制 • 微生物体内的赖氨酸代谢调解机制具有 多样性的特征。 • 大肠杆菌、枯草杆菌等的赖氨酸调解十 分复杂。 • 黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵 短杆菌等的赖氨酸调解机制相对简单。
第二节 赖氨酸的代谢机制
• 1、黄色短杆菌的赖氨酸调解机制
– 赖氨酸在天冬氨酸系氨基酸中不是优先合成，菌 体完成蛋氨酸、异亮氨酸、苏氨酸的合成后才会 合成赖氨酸。 – AK受到来自苏氨酸和赖氨酸的协同反馈抑制。
– 通过诱变使天冬氨酸激酶编码的结构基因突变， 使天冬氨酸激酶对赖氨酸或其类似物不敏感，即 使在过量存在苏氨酸时，该酶的活性也不受影响。 可以解决应用营养缺陷型和渗漏缺陷型生产赖氨 酸时，产率受所要求物质影响过大，生产不稳定 的问题。 – 实例：黄色短杆菌FA-I-23，可积累赖氨酸32g/L
• 单纯抗性菌产量一般不高，而兼有营养缺陷 型的菌株，产量会大幅提高。
• 随后，赖氨酸的生产一直采用提取法， 由于工艺复杂，成本较高，限制了赖氨 酸的使用。 • 1960年，发酵法在日本诞生，使其产量 大幅度上升。 • 1977年，化学合成与酶法结合生产赖氨 酸在日本诞生。
• 赖氨酸在食品添加剂和营养补剂中是最 重要的一种氨基酸。
– 赖氨酸是人体必需的八种氨基酸之一（Lys、 Met、Ile、Lue、Thr、Val、Phe、Trp）。 – 赖氨酸是唯一的只有L型光学异构体才能被 有效利用的氨基酸。 – 在谷类蛋白中，赖氨酸是第一限制氨基酸。

赖氨酸的生产工艺简介

赖氨酸的生产工艺简介

种子培养
斜面菌种 一级种子培养 二级种子培养 发酵罐
斜面种子的制备：要求种子纯，没有杂菌和噬菌体污染。 培养基：蛋白胨1％、牛肉膏1％、氯化钠0.5%、葡萄糖0.5%、 琼脂2％。组成pH7.0-7.2琼脂培养基。灭菌后30℃保温24h检 查无菌后放冰箱备用。 培养条件：30－32℃培养18-24h。 一级种子培养：培养基：葡萄糖2％、玉米浆1-2％、尿素0.1%、 磷酸氢二钾0.1%、硫酸镁0.04%、硫酸氨0.4%。pH7.0-7.2。 培养条件：30-32℃，培养15-16h。 二级种子培养：用种子罐培养，用水解糖代替葡萄糖。 培养条件：温度30－32℃；通风量1：0.2(V/V)，搅拌 200r/min。 时间8－11h。
3）真空浓缩：去除氨，并提高Lys含量，真空 时温度65℃，浓度22～23°Bé 4）中和结晶：加入工业盐酸，搅拌，pH5.2， 自然冷却结晶，至5℃结晶完全（粗结晶，含 一分子结晶水的粗L-Lys盐酸盐） 5）重结晶：用蒸馏水溶解，11-12°Bé，加入 活性炭脱色，压滤，再真空浓缩至22°Bé， 再结晶、冷却、离心分离并水洗 6）干燥：60℃热风干燥，去结晶水，得到LLys盐酸盐，含水0.1%以下
1）发酵液的处理：菌体分离 离心分离法：高速离心机分离除去菌体，用碟 片式自动卸渣高速离心机，分离菌体和草酸 钙等 添加絮凝剂沉淀法：用草酸除去发酵液中的 Ca2+ ，调节pH至2～3，加入絮凝剂（如聚丙 烯酰胺），使菌体聚集而沉淀。然后加助滤 剂过滤即可除去菌体。 2）离子交换吸附及洗脱：铵型阳离子交换树脂， 洗脱剂为氨水加氯化铵；用茚三酮检查流出 液，pH9.5～12，得率可达90%～95%
种龄：对数生长期种子 接种量： 二级种子接种量2％，种龄一般为8— 12h； 三级种子种量10％，种龄6—8h。 供氧：充足。 生物素：（1）赖氨酸生产菌为生物素缺陷型，发酵 培养基中需要生物素作 为生长因子。（2）过量生物 素可促使细胞内合成的谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的反馈 抑制作用增强，抑制谷氨酸大量生成，使代谢流通向 合成天冬氨酸方向进行，增加其含量，提高赖氨酸产 量。（3）要充足，20～30g/L以上 维生素B1 ：有促进作用 醋酸：加入醋酸比单独采用糖质原料Lys产量高 硫酸铵：适当增加，4%～4.5% 流加糖和其它生长因 子

经典赖氨酸的发酵工艺

经典赖氨酸的发酵工艺赖氨酸是重要的氨基酸之一，其具有丝氨酸和蛋氨酸所不具备的特殊性质，是蛋白质合成的重要成分。

因此，赖氨酸在医药、生化工程、畜牧、保健品等领域有着广泛的应用。

本文将介绍赖氨酸的发酵工艺。

1、菌种选择赖氨酸的发酵常用的菌株有棒状杆菌、芽胞杆菌、嗜酸乳杆菌等。

其中棒状杆菌是目前应用最广泛的菌株，其产量和生长速度都比其他菌株高。

2、培养基配方赖氨酸的生产需要一种含有充分营养的发酵培养基。

肉汤培养基、玉米浆培养基、大豆蛋白水解物培养基等都可以作为赖氨酸发酵培养基的基础配方。

3、发酵条件发酵条件是影响赖氨酸产量的因素之一，包括pH值、温度、搅拌速度、氧气含量等。

常用的发酵条件为：温度37℃，pH6.5-7.0，搅拌速度300r/min，氧气含量5-20%。

4、发酵过程发酵过程分为批次发酵和连续发酵。

批次发酵一般分为四个阶段：生长、中期、后期和稳定期。

稳定期一般持续24-30小时，产生的赖氨酸稳定。

5、赖氨酸提取经过发酵过程，赖氨酸与其他细胞成分一起被培养基中的微生物细胞包裹着，无法直接获得。

因此，需要采用一些方法将赖氨酸从培养基中提取出来。

常用的提取方法有离子交换法、逆流萃取法、低分子量有机化合物萃取法等。

6、赖氨酸纯化提取出来的赖氨酸还需要进行进一步的纯化，以得到纯度高达98%以上的赖氨酸。

常用的纯化方法有凝胶过滤、离子交换、逆流色谱和气相色谱法等。

总之，赖氨酸的发酵工艺包括菌种选择、培养基配方、发酵条件、发酵过程、赖氨酸提取和赖氨酸纯化等步骤。

只有在严格控制各个条件的同时，才能得到高产、高纯度的赖氨酸。

赖氨酸的发酵生产工艺

赖氨酸的发酵生产工艺
赖氨酸是一种重要的氨基酸，在医药、食品、饲料等领域具有广泛的应用价值。

赖氨酸的发酵生产工艺是通过微生物菌种在合适的培养基中进行发酵而得到的。

赖氨酸的发酵生产工艺主要包括菌种选择、培养基配方、发酵条件控制等几个方面。

首先是菌种选择，赖氨酸的发酵生产工艺中常用的微生物菌种包括大肠杆菌、乳酸菌、黄曲霉、窄盘菌等。

选择菌种时要考虑菌株的稳定性、产量、生长速度等因素。

其次是培养基配方，培养基是赖氨酸发酵生产工艺中重要的组成部分。

一般情况下，培养基的主要成分包括碳源、氮源、无机盐和生长因子。

常见的碳源有葡萄糖、蔗糖等，常见的氮源有氨基酸、蛋白胨等。

培养基中的无机盐如磷酸盐、硫酸盐等提供微生物生长所需的矿物质元素。

再次是发酵条件控制，发酵条件的控制对于赖氨酸的产量和质量起着至关重要的作用。

在发酵过程中，需要考虑到温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等因素。

一般情况下，赖氨酸的发酵温度在35-37摄氏度之间，pH值在6-7之间。

同时，提供足够的氧气和适当的搅拌速度可以促进微生物的生长和代谢产物的合成。

为了提高赖氨酸的产量和减少副产物的积累，还可以采用一些辅助措施，如添加葡萄糖、氨基酸等增加培养基的营养成分，
或采用液体循环发酵工艺等。

总的来说，赖氨酸的发酵生产工艺需要综合考虑菌种选择、培养基配方和发酵条件控制等因素，以高效地提高赖氨酸的产量和质量。

随着微生物工程的发展，对于赖氨酸的发酵生产工艺的改进和优化将有望进一步提高其产量和应用价值。

赖氨酸盐酸盐生产工艺

赖氨酸盐酸盐生产工艺
赖氨酸盐酸盐是一种重要的生物活性物质，广泛应用于药物、保健品、饲料等领域。

下面介绍赖氨酸盐酸盐的生产工艺。

赖氨酸盐酸盐的生产主要分为以下几个步骤：
1. 赖氨酸发酵产酸法
首先，通过微生物发酵技术制备赖氨酸。

选择适合的微生物菌株，例如赖氨酸酶原生质体株或过量表达赖氨酸酶的菌株。

在发酵罐中加入适当的碳源、氮源和矿物盐等成分，控制好发酵条件（温度、pH值、酸碱度等），利用微生物代谢产生赖氨酸。

2. 赖氨酸盐的制备
将发酵液经过离心等分离技术，得到含有赖氨酸的发酵液。

然后，将发酵液加入适量的盐酸中搅拌反应，在保持适当的反应温度下，控制反应时间，使赖氨酸与盐酸发生反应生成赖氨酸盐酸盐。

3. 赖氨酸盐酸盐的提纯
经过反应生成赖氨酸盐酸盐后，利用蒸发和结晶等分离技术，将赖氨酸盐酸盐与未反应的物质分离开。

然后对得到的赖氨酸盐酸盐进行进一步的结晶、洗涤和干燥等步骤，提高其纯度。

4. 赖氨酸盐酸盐的包装和贮存
经过提纯后，将赖氨酸盐酸盐装入合适的包装容器中，密封包装。

在干燥、阴凉、通风的条件下进行贮存，以保持其稳定性和质量。

总结来说，赖氨酸盐酸盐的生产工艺包括赖氨酸发酵产酸、赖氨酸盐的制备、赖氨酸盐的提纯和赖氨酸盐酸盐的包装贮存等步骤。

在生产过程中要控制好各个环节的条件和操作，以保证产品的质量和产量。

此外，还需要注意遵守相关法规、规范和安全操作规程，确保生产过程的安全和环保。

年产100吨L-赖氨酸发酵生产工艺设计

目录1概述 (2)赖氨酸的物理性质 (2)赖氨酸的用途及功能 (3)1.3 国内外生产情况、需求情况和发展情况 (4)国外赖氨酸的生产 (4)国内赖氨酸的生产 (4)国内市场展望[7] (5)赖氨酸的生产方法 (6)2生产工艺 (6)菌种的选择 (6)赖氨酸的代谢控制育种[9~11] (6)2.2 L- 赖氨酸发酵条件的优化 (10)2.3工艺流程的选择 (10)培养基的配制(%) (10)具体操作 (11)3物料衡算和能量衡算 (11)发酵车间的物料衡算 (11)发酵液量 (12)3.1.2 发酵液配制需糖量 (12)3.1.3 二级种子液量 (12)3.1.4 二级种子培养液所需糖量 (12)生产一周期L-赖氨酸需总糖量 (12)3.1.6 耗用淀粉的原料量 (12)3.1.7 发酵培养基硫酸铵耗用量 (13)3.1.8 二级种子硫酸铵耗用量 (13)3.1.9 玉米浆耗用量 (13)3.1.10 磷酸二氢钾耗用量 (13)3.1.11 硫酸镁耗用量 (13)3.1.12 碳酸钙用量 (13)苏氨酸钠耗用量 (13)物料衡算总量 (13)3.2 L-赖氨酸发酵车间的能量衡算 (14)蒸汽消耗量计算: (14)冷却水消耗量计算 (15)4 设备选型 (16)4.1 发酵罐的选择 (16)种子罐的选择 (17)搅拌器轴功率的计算 (18)发酵罐搅拌器 (18)种子罐搅拌器 (19)贮罐计算 (19)配料罐的计算 (19)发酵罐配料罐 (19)种子罐配料罐 (19)离心机计算 (19)主要设备一览表 (20)年产100吨L-赖氨酸的发酵生产工艺设计1概述为白色或近白色自由流动的结晶性粉末；几乎无臭。

易溶于水和甲酸，难溶于乙醇和乙醚。

溶解度（g/100ml 水）：40 （0 度），63 （20 度），96 （40 度），131 （60 度）。

分子式：C6H14N2O2分子量：CAS号：56-87-1性质：熔点215°C (dec.)。

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八、培养基
1）碳源 淀粉、麦芽糖、蔗糖和葡萄糖。赖氨酸产 生菌均不能利用淀粉，只能利用葡萄糖、果糖、 麦芽糖和蔗糖。 2）氮源 氮源可分为无机氮源和有机氮源。赖氨酸 发酵中，二者均有使用 。 3）无机盐 磷盐 （磷酸氢二钾）、硫酸镁 、钾盐 （氯化钾或氢氧化钾 ）、钙盐（碳酸钙或氯化钙 ） 4）生长因子 生物素含量在30μg/L以上较好、 维生素B1即硫胺素盐酸盐能增加赖氨酸产量 、L苏氨酸在培养基中含量高能够产生反馈抑制，使 代谢流向赖氨酸的合成 。
赖氨酸的发酵工艺
一、赖氨酸概述
• 赖氨酸是一种碱性氨基酸，是仅次于谷氨酸的第 二大氨基酸产品，是谷物蛋白的第一限制性氨基 酸，在谷物食料中添加适量的赖氨酸，其蛋白质 的生物价大大提高。 • 赖氨酸的应用范围很广。①作为食品强化剂；② 作为药物可用作肝细胞再生剂，对改善肝功能， 治疗肝硬化、高氨症，增进食欲、改善营养状况 有明显的疗效；③作为饲料添加剂，在畜、禽类 的饲料中添加少许的赖氨酸，对家禽、家畜的日 增重、料肉比、家禽的产卵量等方面效果尤为显 著。
只有赖氨酸或苏氨酸与变构位置结合时，酶活影 响不大，当赖氨酸与苏氨酸同时结合到两个变构 位置时，酶活受到强烈的抑制。此外，AK是赖氨 酸合成途径中唯一的反馈调节点。 ④赖氨酸亮氨酸的生物合成之间存在着代谢互锁， 赖氨酸分支途径的初始酶二氢吡啶二羧酸合成酶 为亮氨酸所阻遏。 ⑤蛋氨酸比苏氨酸优先合成，蛋氨酸合成的过剩就 会阻遏高丝氨酸-O-转乙酰酶，使得生物合成的代 谢流转向苏氨酸。苏氨酸比赖氨酸优先合成，苏 氨酸的过剩会反馈抑制高丝氨酸脱羧酶的活性， 使得生物合成转向赖氨酸。
九、发酵工艺条件以及影响因素
（1）温度 前期 32℃，后期30℃ （2）ph值 pH的变化对赖氨酸的发酵影响很大，当pH7.0 时产酸最高，pH偏高或偏低，产酸均降低。最适ph值6.57.0，控制范围在ph值 6.5-7.5之间 （3）种龄和接种量 二级 2% 8-12h 三级 10% 6-8h （4）供氧 过高、过低的溶氧对发酵均不利，表现为菌 体浓度下降、产酸降低，发酵时间延长。供氧需充足，否 则生成乳酸。 （5）生物素 过量可以促进赖氨酸的生成、 促进天冬氨 酸生成、抑制谷氨酸生成 （6）硫酸铵 含量大时菌体迅速生长，但赖氨酸的产量 低，硫酸铵用量 4.0%-4.5% （7）初糖浓度 11%~15%，转化率最高
十、提取工艺
发酵液 →调节pH，加入絮凝剂 → 上清液 → 菌体→ 水洗→ 上清液→ 菌体→ 离子交 换→真空浓缩→ 冷却、调等电点→ 结晶→ 离心分离→粗结晶→ 母液→重结晶→离心 分离→二次母液→结晶→干燥→ 成品 从发酵液中提取赖氨酸通常有四种方法： ①沉淀法，使赖氨酸生成难溶性盐(如苦味 酸盐)而沉淀，或使赖氨酸结晶析出；②有 机溶剂抽提法；③离子交换树脂吸附法； ④电渗折法。
四、赖氨酸生物合成途径
葡萄糖 磷酸烯醇式丙酮酸 丙酮酸 乙酰辅酶 草酰乙酸 TCA 天冬氨酸 天冬氨酸半醛 赖氨酸 丙氨酸 高丝氨酸 蛋氨酸 苏氨酸 α-酮戊二酸 缬氨酸 反馈阻遏 反馈抑制 谷氨酸 α-酮戊二酸 丙氨酸 亮氨酸
赖氨酸合成途径的调节机制 ①谷氨酸优先合成，谷氨酸合成过剩就会抑制谷氨 酸脱氢酶（GD）的活性，使得生物合成的代谢流 转向天门冬氨酸。天门冬氨酸的过剩也会抑制磷 酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性，使得天门冬氨酸 不致大量积累。 ②赖氨酸的前体物质天门冬氨酸与乙酰辅酶A的生 成形成平衡合成，乙酰辅酶A的增加能逆转天门冬 氨酸对其自身合成的反馈抑制。 ③天门冬氨酸激酶（AK）受赖氨酸与苏氨酸的协同 反馈。AK是一个变构酶，催化天门冬氨酸和ATP形 成α -天门冬氨酸磷酸，有两个变构位置可以接受 末端产物。 AK受赖氨酸与苏氨酸的协同抑制，当
五、赖氨酸生产工艺流程图
超滤系统
六、赖氨酸生产菌种的选育改良思路
• • 出发菌株：黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌、嗜醋酸棒杆菌 育种思路 1.优先合成的转换——渗漏缺陷型的选育 2.切断支路代谢——营养缺陷型的选育：高丝氨酸缺陷型 3.抗结构类似物突变株的选育：AEC 4.解除代谢互锁：Leu- 、 抗Leu结构类似物、 喹啉s 、 苯醌s 5.增加前体物的合成和阻塞副产物的生成： Ala-、抗Asp结构类似物 选育适宜的CO2固定酶/TCA循环酶活性比突变株 6.改善细胞膜的透过机能 7. 选育温度敏感突变株 8. 应用细胞工程和基因工程育种
二、赖氨酸性质
• 2，6-二氨基己酸 C6H14O2N2 • 游离赖氨酸易与空气中的二氧化碳结合， 都是以盐酸盐的形式存在 • 熔点 263 ℃ • 比旋光度 +21° • 0 ℃ 溶解度 53.6g/100ml
三、国内外赖氨酸发酵概况
• L-赖氨酸是继L-谷氨酸之后用微生物方法大量投产的氨基 酸。 目前，世界上赖氨酸的总生产能力约６０万ｔ／年， 产量约３８—４１万ｔ／年。美国ＡＤＭ公司是目前世界 上最大的赖氨酸生产企业，现有生产能力１５．８９万ｔ ／年，占世界市场的４０％以上。日本味之素公司，生产 能力９．０８万ｔ／年 。日本协和发酵公司总能力约６ 万ｔ／年该公司计划将其赖氨酸生产能力扩大到１０万ｔ ／年，争取将赖氨酸的市场份额增长到３０％以上。 • 六十年代中期我国开始进行L-赖氨酸菌株选育和发酵研究。 我国是赖氨酸消费增长最快的国家，已经成为世界上赖氨 酸第二大消费国，有巨大的市场容量和良好的市场前景。 目前，我国较大的赖氨酸生产企业有５家以上，能力已达 ６．５万ｔ ／年。但受国外赖氨酸进口的冲击，产量不 足４万ｔ／年。
七、菌种培养
⑴ 斜面菌种 一般用肉汤培养基或蛋白胨培养基 a 肉汤培养基 牛肉膏1％，蛋白胨1％，酵母膏0.5％，氯 化钠0.5％，琼脂2％，pH7.0。 b 蛋白胨培养基 蛋白胨1％，酵母膏1％，氯化钠0.5％， pH7.2。 ⑵ 一级种子培养基酵母膏0.5％，氯 化钠0.5％，pH7.0。 b 含葡萄糖的肉汤培养基 葡萄糖2％，蛋白胨1％，牛肉膏 0.5％，氯化钠0.25％，pH7.0。 ⑶ 二级种子培养基、三级种子培养基以及发酵培养基 糖蜜2.0%、豆粉水解液0.5%、硫酸铵 0.4%、碳酸钙 0.5%、磷酸氢二钾0.1%、硫酸镁0.04%、pH7.2