(09183)有机酸与氨基酸工艺学

氨基酸工艺学章节总结氨基酸工艺学是研究氨基酸生产工艺和相关技术的学科。

氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位，也是人体必需的营养物质之一。

氨基酸工艺学的研究对于提高氨基酸产量、降低生产成本、改善产品质量具有重要意义。

本文将对氨基酸工艺学的相关内容进行总结。

一、氨基酸的生产原料和菌种选择氨基酸的生产原料主要包括糖类、蛋白质和油脂等。

糖类是常用的原料，如葡萄糖、玉米糖浆等；蛋白质是较为复杂的原料，可通过蛋白质水解或氨基酸转化等方法获得；油脂是一些特定氨基酸的原料，如亮氨酸、色氨酸等。

选择合适的原料可以提高氨基酸的产量和质量。

在菌种选择方面，常用的包括大肠杆菌、酵母菌、放线菌等。

不同的菌种有不同的代谢途径和产物分布，因此选择合适的菌种对于氨基酸的生产至关重要。

二、氨基酸的发酵工艺氨基酸的生产一般采用微生物发酵的方法。

发酵工艺的设计和控制对于提高氨基酸产量和质量非常重要。

1. 发酵培养基的选择和优化发酵培养基是发酵过程中提供营养物质和能量的基础，对于菌种的生长和代谢具有重要影响。

优化培养基的成分和浓度，可以提高菌种的生长速度和产酸速率，从而提高氨基酸的产量。

2. 发酵条件的控制发酵条件包括温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等。

不同的菌种对于发酵条件有不同的要求。

通过调节发酵条件，可以控制菌种的生长和代谢过程，从而实现氨基酸的高效产生。

三、氨基酸的提取和纯化技术氨基酸的发酵液中含有各种杂质，如菌体、代谢产物等，需要进行提取和纯化才能得到纯净的氨基酸产品。

1. 清除菌体常用的方法包括离心、滤液和超滤等。

通过这些方法可以将发酵液中的菌体分离出来，得到菌体清液。

2. 分离和纯化氨基酸常用的方法包括离子交换层析、凝胶过滤层析、逆流色谱等。

这些方法可以根据氨基酸的性质和分子大小进行分离和纯化，得到高纯度的氨基酸产品。

四、氨基酸工艺的优化和创新氨基酸工艺学的研究不仅仅是对已有工艺的总结和改进，还包括对新工艺的探索和创新。

1. 工艺优化通过对氨基酸工艺不同环节的优化，可以提高产量、降低成本和改善产品质量。

《氨基酸工艺学》教学大纲一、课程基本信息二、课程性质和目的氨基酸工艺学是一门新型发酵的技术科学，以探讨氨基酸发酵工厂的生产技术为主要目的。

学习”氨基酸工艺学”的目的是使学生能运用已学过的微生物学、生物化学、化工原理和分析化学等基础知识，进一步深化与提高，来认识与解决氨基酸发酵工业生产中的具体问题。

三、课程教学的基本要求通过本课程的学习是学生掌握选育氨基酸生产菌的基本原理，了解氨基酸代谢与代谢控制发酵的基本理论、发酵控制的关键及分离精制氨基酸的一般原理与方法，从而使学生初步具有选育新菌种、探求新工艺、新装备和从事氨基酸发酵研究的能力。

四、课程教学基本内容1. 绪论⑴概述⑵氨基酸发酵的历史与发展动向⑶我国氨基酸行业存在的问题和解决措施2. 淀粉水解糖的制备⑴淀粉的组成及其特性⑵淀粉水解糖的制备方法⑶双酶法制糖工艺3. 谷氨酸发酵机制⑴谷氨酸生产菌、谷氨酸生物合成的调节机制⑵谷氨酸发酵过程中细胞渗透性的控制4. 谷氨酸生产菌的特征、育种及扩大培养⑴谷氨酸生产菌的主要特征、国内谷氨酸生产菌及其比较、谷氨酸生产菌及其比较、⑵谷氨酸发酵的代谢控制育种策略、生物工程新技术育种、菌种的扩大培养及种子的质量要求5. 谷氨酸发酵过程控制⑴发酵培养基、培养条件对谷氨酸发酵的影响⑵发酵过程中主要变化及中间代谢控制，泡沫的消除⑶糖蜜原料强制发酵工艺、低糖流加工艺及后期补糖工艺⑷提高发酵产率的主要措施6. 噬菌体与杂菌的防治⑴谷氨酸发酵中的噬菌体的污染与防治⑵杂菌的污染与防治7. 谷氨酸的提取⑴概论⑵谷氨酸发酵液的性质⑶等电点法提取谷氨酸、离子交换法提取谷氨酸、等电点－离子交换法提取谷氨酸、深缩连续等电点法提取谷氨酸⑷谷氨酸发酵液的综合利用8. 谷氨酸制味精⑴味精的性质⑵谷氨酸制味精的工艺流程⑶谷氨酸的中和与除铁，谷氨酸中和液的脱色、浓缩、结晶⑷味精生产中异常现象及其处理9. 谷氨酸清洁生产工艺⑴谷氨酸清洁生产工艺概述⑵提取谷氨酸闭路循环工艺⑶发酵废母液提取菌体蛋白工艺、生产饲料酵母工艺、发酵母液浓缩生产复合有机肥工艺、发酵废水生物处理工艺10. 氨基酸发酵机制⑴概述⑵酶活性的调控、酶合成的调控⑶氨基酸生物合成的调节机制11. 氨基酸产生菌的选育与发酵技术⑴氨基酸产生菌的选育与定向育种策略、用细胞内基因重组手段选育氨基酸产生菌、用重组DNA技术构建氨基酸工程菌、氨基酸产生菌的稳定化⑵发酵条件对氨基酸发酵的影响⑶氨基酸的提取与精制12. 天冬氨酸族氨基酸发酵⑴天冬氨酸族氨基酸生物合成途径⑵天冬氨酸族氨基酸生产菌的选育及发酵机制⑶影响天冬氨酸族氨基酸发酵的主要因素⑷赖氨酸发酵、苏氨酸发酵、蛋氨酸发酵、高丝氨酸发酵、天冬氨酸发酵13. 鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸发酵14. 异亮氨酸、亮氨酸与缬氨酸发酵15. 色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸发酵16. 丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸胺和组氨酸发酵五、学时分配表六、建议教材与教学参考书1.《氨基酸工艺学》，陈宁，中国轻工业出版社，2007年1月七、课程考核方式与成绩评定本课程采取的考核方式如：考试、考查、论文等。

1 作为谷氨酸发酵工业原料的水解糖液，必须具备以下条件:(1) 糖液中还原糖的含量要达到发酵用糖浓度的要求(2) 糖液洁净，是杏黄色或黄绿色，有一定的透光度。

水解糖液的透光度在一定程度上反映了糖液质量的高低。

透光度低，常常是由于淀粉水解过程中发生的葡萄糖复合反应程度高，产生的色素等杂质多，或者由于糖液中的脱色条件控制不当所致。

(3) 糖液中不含糊精。

糊精并不能被谷氨酸菌利用，它的存在使发酵过程泡沫增多，易于逃料，发酵难以控制，也容易引起杂菌污染。

(4) 糖液不能变质。

这就要求水解糖液的放置时间不宜太长，以免长菌、发酵而降低糖液的营养成分或产生其他的抑制物，一般现做现用。

2 淀粉水解糖的制备方法比较酸解法 (acid hydrolysis method)酸解法又称酸糖化法。

它是以酸 (无机酸或有机酸)为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。

优点：用酸解法生产葡萄糖，具有生产方便、设备要求简单、水解时间短、设备生产能力大等优点。

缺点：水解作用是在高温、高压及一定酸度条件下进行的，因此，酸解法要求有耐腐蚀、耐高温、耐高压的设备。

淀粉在酸水解过程中研发生的化学变化是很复杂的，除了淀粉的水解反应外，尚有副反应的发生，这将造成葡萄糖的损失而使淀粉的转化率降低。

酸水解法对淀粉原料要求较严格，淀粉颗粒不宜过大，大小要均匀。

颗粒大，易造成水解不透彻;淀粉乳浓度也不宜过高，浓度高，淀粉转化率低，这些是酸解法存在的待解决的问题。

酶解法 (enzyme hydrolysis method )酶解法是用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的工艺。

利用α-淀粉酶将淀粉液化转化为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为液化（liquification)。

利用糖化酶将糊精及低聚糖进一步水解转化为葡萄糖，这个过程在生产中称为糖化(saccharification)。

淀粉的液化和糖化都是在酶的作用下进行的，故酶解法又有双酶 (或多酶)水解法之称(double-enzyme hydrolysis method)。

氨基酸工艺学氨基酸工艺学是研究氨基酸的生产和应用的一门学科。

氨基酸是构成蛋白质的基本组成单元，对人体的生理功能起着重要的作用，同时也被广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。

氨基酸工艺学的研究旨在提高氨基酸的生产效率和质量，以满足不同领域对氨基酸的需求。

氨基酸的生产工艺主要包括发酵法和合成法。

发酵法是指利用微生物如大肠杆菌、酵母等在发酵过程中生产氨基酸。

这种方法具有成本低、环境友好等优点，因此被广泛应用于工业生产。

合成法则是通过化学合成的方法来生产氨基酸。

这种方法虽然成本较高，但可以生产更高纯度的氨基酸。

氨基酸工艺学的研究不仅关注氨基酸的生产方法，还关注产品的提纯、分离和应用。

提纯和分离的方法包括离子交换、层析、蒸馏等。

这些方法可以有效去除产物中的杂质，提高产物的纯度和质量。

应用方面，氨基酸可以用于制备肉制品、保健品、营养品等。

此外，氨基酸还可以作为工业原料，用于生产植物肥料、染料等。

氨基酸工艺学的研究对于提高产物质量和减少生产成本具有重要意义。

科学家们通过改进发酵条件、筛选优良的菌株、优化工艺流程等方式，不断提高氨基酸的产量和纯度。

此外，研究人员还探索新的氨基酸应用领域，拓宽氨基酸产业链，提高氨基酸的经济和社会效益。

在未来，氨基酸工艺学的研究将继续深入发展。

随着生物技术和合成化学的不断进步，氨基酸的生产效率和品质将进一步提高。

同时，对于氨基酸的应用领域将会不断拓展，为人类的健康和可持续发展做出更大的贡献。

氨基酸是生命体内构成蛋白质的基本组成单元，它们不仅在人体内发挥着重要的生理功能，还被广泛应用于食品、医药、化妆品等产业领域。

因此，对氨基酸工艺学的研究已经成为当前生物工程和化学工程领域的热点之一。

氨基酸的生产工艺主要有发酵法和合成法两种。

发酵法是利用特定的微生物进行发酵生产氨基酸。

常用的发酵微生物有大肠杆菌、酵母菌和放线菌等。

通过发酵工艺，可以将廉价的原料如糖、淀粉等转化为高价值的氨基酸。

相对于合成法，发酵法具有成本低、产品质量好、环境友好等优点，因此得到了广泛应用。

第一章1人体所必需氨基酸:L-赖氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-色氨酸、L-亮氨酸和L-缬氨酸。

2氨基酸的生产方法:氨基酸的生产方法有直接发酵法、前体添加发酵法、酶法、提取法和化学合成法，尤以直接发酵法最为重要3名词解释代谢诶控制发酵：利用遗传学的方法或是其他生物化学的方法，人为地在DNA分子水平上改变和控制微生物的代谢，是目的产品大量生产、积累的发酵。

直接发酵法是借助于微生物具有合成自身所需氨基酸的能力，通过对微生物的诱变等处理，选育出各种营养缺陷型及氨基酸结构类似物抗性突变株，以解除代谢调节中的反馈抑制与阻遏，达到过量合成某种氨基酸的目的。

添加前体发酵法，又称微生物转化法。

这种方法使用葡萄糖作为发酵碳源和能源，再添加特异的前体物质（即在氨基酸生物合成途径中的一些合适的中间代谢产物），以避免氨基酸合成的反馈调节作用，经微生物作用将其有效地转变为目的氨基酸。

酶法是利用微生物中特定的酶作为催化剂，使底物经过酶催化生成所需的产品。

第二章1名词解释亚适量：能够满足菌体最大生长量的次适量浓度。

营养缺陷型：指通过诱变产生的，在某些营养物质的合成能力上出现缺陷，必须在基本培养基中加入相应的有机营养成分才能生长的变异菌株。

反馈：代谢反应产物使代谢过程速度加快者称为正反馈；反之为负反馈。

反馈抑制：是指代谢途径的终产物对催化该途径中的一个反应（通常是第一个反应）的酶活力的抑制，其实质是终产物结合到酶的变构部位，从而干扰酶和它底物的结合，当然与此相反为酶活性的激活。

反馈阻遏：是指终产物或终产物的结构类似物，阻止催化该途径的一个或几个反应中的一个或几个酶的合成，其实质是调节基因的作用，与此相反有酶合成的诱导。

优先合成：对于分支途径而言，由于催化某一分支反应的酶活性远远大于催化另一分支反应的酶活性，结果先合成酶活性大的那一分支的终产物。

当该终产物浓度达到一定浓度时，就会抑制该酶，使代谢转向合成另一分支的终产物。

氨基酸发酵工艺学氨基酸发酵工艺学是一门研究氨基酸发酵过程的学科，其目的是通过深入研究氨基酸发酵过程的生化反应机理，优化发酵条件，提高氨基酸的产量和品质。

本文将从氨基酸的生物合成、发酵微生物、发酵过程控制等方面进行探讨。

一、氨基酸的生物合成氨基酸是生命体内的重要有机分子，是构成蛋白质的基本单元。

氨基酸的生物合成过程是通过一系列生化反应由简单的原料转化为复杂的有机物的过程，其中涉及到多种酶的催化作用。

氨基酸的生物合成过程可以分为两个阶段：第一阶段是核心骨架的合成，第二阶段是侧链的修饰。

核心骨架的合成是通过多种代谢途径实现的，其中最为重要的是糖酵解途径和三羧酸循环途径。

糖酵解途径是将葡萄糖分解为丙酮酸和乳酸等中间产物，再通过转化反应合成核心骨架；三羧酸循环途径则是将醋酸等有机酸转化为丙酮酸和草酸等中间产物，再通过转化反应合成核心骨架。

此外，还有其他代谢途径，如磷酸戊糖途径、戊糖酸途径等，也可以参与核心骨架的合成。

侧链的修饰是通过氨基酸转氨酶、氧化酶、脱羧酶等酶的作用实现的。

其中，氨基酸转氨酶可以将一个氨基酸的侧链转移到另一个氨基酸上，从而形成新的氨基酸；氧化酶可以将氨基酸的侧链氧化，从而形成新的侧链；脱羧酶可以将氨基酸的侧链脱羧，从而形成新的氨基酸。

通过这些修饰反应，可以合成大量不同种类的氨基酸。

二、发酵微生物氨基酸的发酵过程是由微生物完成的，这些微生物包括细菌、真菌、酵母等。

其中，最常用的氨基酸发酵微生物是大肠杆菌、蓝绿藻、突变株等。

大肠杆菌是一种广泛存在于自然界中的革兰氏阴性菌，具有很强的代谢能力和生存适应性。

在氨基酸发酵过程中，大肠杆菌可以利用多种碳源和氮源，通过调节发酵条件，产生不同种类和含量的氨基酸。

蓝绿藻是一种单细胞藻类，具有光合作用和异养作用两种代谢途径。

在光合作用条件下，蓝绿藻可以利用太阳能和CO2等无机物质合成有机物，其中包括氨基酸。

通过调节光照强度、温度、氧气含量等因素，可以提高蓝绿藻的氨基酸产量。

氨基酸工艺学以上两幅图需要了解，有助于谷氨酸发酵的复习。

氨基酸发酵的代谢控制方式：（1）菌种的代谢调；（2）.控制发酵条件；（3）控制细胞的渗透性；（4）控制旁路代谢；（5）控制反馈作用物的浓度；（6）消除终产物的反馈抑制和阻遏作用；（7）促进ATP的积累，以利于氨基酸的生物合成。

谷氨酸的生物合成途径（葡萄糖对谷氨酸转化率）糖经EMP途径和HMP途径生成丙酮酸；丙酮酸氧化脱羧生成乙酰-CoA；丙酮酸经CO2固定途径生成草酰乙酸，两者形成柠檬酸进入TCA循环；TCA循环中间产物α-酮戊二酸，在谷氨酸脱氢酶的作用下，还原氨基化合成谷氨酸。

CO2固定途径：C6H12O6 + NH3 +1.5 O2 C5H9O4N + CO2 + 3 H2O1摩尔葡萄糖可以生成1摩尔的谷氨酸。

理论收率为81.7%（最高）。

乙醛酸循环途径：DCA途径发酵谷氨酸，糖的转化率大大降低6乙酰CoA + 2 NH3 + 3O2 2 C5H9O4N + 2 CO2 + 6 H2O理论转化率仅为54.4%（最低）。

所以实际转化率：在54.4%~81.7%之间。

现有葡萄糖生产主要是四个属：短杆菌属（短杆菌科），棒杆菌属、小杆菌属、节杆菌属（棒杆菌科）现有谷氨酸生产菌的主要特征：（说出特征并解释为什么有这种特征）1、细胞形态为球形，棒形以至短杆2、G+无芽孢，无鞭毛，不能运动3、都是需氧型微生物4、都是生物素缺陷型5、腺酶强阳性6、不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白及明胶等7、发酵中菌体发生明显的形态变化，同时发生细胞渗透性的变化8、、二氧化碳固定酶系活力强9、异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循环弱10、a-酮戊二酸能力缺失或微弱11、还原性辅酶Ⅱ进入呼吸链能力弱12、柠檬酸合成酶、乌头羧酶，异柠檬酸脱氢酶以及谷氨酸脱氢酶活力强13、能利用醋酸，不能利用石蜡14、具有向环境中泄露谷氨酸的能力15、不分解利用谷氨酸，并能耐高浓度谷氨酸，产生谷氨酸5%以上生物素：对代谢调节与能荷的调节是不同额，能荷是对糖代谢流的调节，而生物素能够促进糖的EMP、HMP、TCA循环生物素结构式谷氨酸产生菌因环境条件的发酵转化控制发酵因子发酵转换氧不足时生成乳酸或琥珀酸；过量时生成α-酮戊二酸；适量则合成谷氨酸生物素充足时生成乳酸或琥珀酸；限量条件下即亚适量时则合成谷氨酸铵离子不足时合成α-酮戊二酸；过量时生成谷氨酰胺；适量时合成谷氨酸PH 酸性条件下：N-乙酰谷胺酰胺；中性或微碱性条件下：谷氨酸磷高浓度时：缬氨酸；适量时：谷氨酸谷氨酸的发酵控制发酵培养基：需要大量C、N源，控制生物素（1）碳源淀粉水解糖要求：目前国内谷氨酸发酵糖浓度为（125~150g/L）（2）氮源作用：1.合成菌体Pro、核酸等合成物质；2.一部分用于调节PH。

氨基酸发酵工艺学要点氨基酸发酵工艺学是指以微生物作为生产菌株，利用合成代谢途径合成氨基酸的工艺学。

该领域研究的主要内容包括菌种筛选与改良、培养基优化、发酵条件控制、产物回收等。

1. 菌种筛选与改良：选择合适的生产菌株是氨基酸发酵工艺成功的关键。

传统的方法是通过对不同菌株的培养并测定其产酸能力来筛选，现代技术如基因工程能够对菌株进行改良提高产酸能力。

2. 培养基优化：培养基的组成对菌株的生长和产酸能力有着重要影响。

氨基酸发酵工艺学需要确定合适的碳、氮、矿物质和微量元素的配比，并通过适当的调节pH、温度等参数来优化培养基。

3. 发酵条件控制：发酵条件的控制对产酸效果起着至关重要的作用。

温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等因素需要进行合理控制，以提供适宜的环境条件使菌株能够高效地进行产酸。

4. 产物回收：产物回收是氨基酸发酵工艺的重要步骤。

产酸液通过离心、过滤、浓缩等工艺步骤进行分离和净化，得到纯净的氨基酸产物，可以通过结晶、干燥等工艺步骤进行后续处理。

综上所述，氨基酸发酵工艺学主要涉及菌种筛选与改良、培养基优化、发酵条件控制以及产物回收等关键要点。

只有在这些方面的科学研究和技术路线的指导下，才能实现高效、经济地生产氨基酸。

氨基酸发酵工艺学是一门综合性的学科，涉及微生物学、发酵工程学、生物化学等多个学科的知识。

其研究的目标是通过优化发酵条件和处理工艺，实现高效、经济地生产氨基酸。

在氨基酸发酵工艺中，菌种筛选与改良是非常重要的一步。

不同的微生物具有不同的代谢途径和产酸能力，选择合适的菌种对产酸效果有着至关重要的影响。

菌种筛选的传统方法是通过对不同菌株的培养，并通过测定产酸能力来评估其潜力。

然而，随着基因工程技术的发展，我们能够通过改造菌株的基因来提高其产酸能力。

通过插入外源基因或修改内源基因，可以改变菌株的代谢途径和调节酶活性，从而提高产酸效率。

培养基优化也是氨基酸发酵工艺中的重要环节。

培养基的组成对菌株的生长和产酸能力具有重要影响。

氨基酸工艺学一、名词解释氨基酸工艺学：是一门新型发酵的技术科学，以探讨氨基酸发酵工厂的生产技术为主要目的。

氨基酸：生命有机体的重要组成部分，是生命机体营养、生存和发展极为重要的物质，在生命体内物质代谢调节调控、信息传递方面扮演重要的角色。

全价氨基酸：动物性蛋白质中各种必须氨基酸之间的比值与人体构成蛋白质需要的比值基本一致，可以全被人体吸收。

限制氨基酸：各类植物蛋白质中的各种氨基酸比值不很适宜，缺少的氨基酸。

淀粉：白色无定型结晶粉末，存在于各种植物组织中，淀粉颗粒具有一定的形态和层次分明的构造，在显微镜下观察淀粉颗粒是透明的，不同淀粉具有不同的形状和大小。

直链淀粉：由不分支的葡萄糖链构成，葡萄糖分子间以α-1,4糖苷键聚合成，呈链状结构，分子比较小，聚合度在100~6000之间。

（遇碘呈蓝色）支链淀粉：由多个较短的α-1,4糖苷键直链结合而成，聚合度为1000~3000000之间。

一种膨胀性物质，置于水中加热时成为胶黏的糊状物，而且只有在加热加压的条件下，才能溶解于水。

（呈紫红色）糊化：淀粉在热水中能吸收水分而膨胀，最后淀粉粒破裂，淀粉分子溶解于水中形成带有黏性的淀粉糊，这个过程称为糊化。

酸解法：利用无机酸为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。

酸酶法：先将淀粉用酸水解成糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解成葡萄糖的工艺。

酶酸法：将淀粉乳先用α-淀粉酶液化，过滤除去杂质后，然后用酸水解成葡萄糖的工艺双酶法：用专一性很强的淀粉酶和糖化酶为催化剂，将淀粉水解成为葡萄糖的工艺。

液化：利用液化酶使淀粉糊化，粘度降低，并水解到糊精和低聚糖的程度。

糖化：用糖化酶将液化产物进一步彻底水解成葡萄糖的过程。

老化：分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列成新氢键的过程，也就是一个复结晶的过程。

噬菌体：侵染细菌、放线菌等微生物并使其细胞破裂死亡的一类病毒。

噬菌体效价：每毫升试样中所含有具有侵染性的噬菌体的粒子数 细胞经济性：微生物活细胞是个远离平衡状态的开放体系，从微生物细胞对能量和化学物质的内外交换、增收节支、调节的规律的客观存在出发，可以把微生物细胞作为按特殊的经济规律运行的经济实体看待，并把这种特殊的经济规律运行的有利于生存竞争的新陈代谢特性称为细胞经济型细胞经济系数：生成细胞的质量与消耗基质的质量之比DE值：表示淀粉水解程度和糖化程度，也称葡萄糖值，糖化液中还原糖占干物质的百分比DX值：糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率。

氨基酸工艺学章节总结一、引言氨基酸是构成蛋白质的基本单元，具有重要的生物学功能。

氨基酸的生产工艺是一门关于合成、提取和改性氨基酸的技术学科，被称为氨基酸工艺学。

本文将对氨基酸工艺学的主要内容进行总结和介绍。

二、氨基酸的生产方式1. 微生物发酵法：利用微生物菌种，在合适的培养基中进行培养和发酵，通过代谢产物得到氨基酸。

常用的微生物发酵法包括谷氨酸、赖氨酸和色氨酸的生产。

2. 化学合成法：通过化学合成反应，从简单的原料合成氨基酸。

化学合成法常用于合成天门冬氨酸、苏氨酸等。

3. 酶法合成：利用特定的酶催化反应，将合适的底物转化为目标氨基酸。

酶法合成可用于合成丝氨酸、缬氨酸等。

三、氨基酸的提取和纯化1. 氨基酸的提取：通过溶剂萃取、离子交换层析等方法，从发酵液或其他原料中提取目标氨基酸。

提取工艺的设计和操作对于提高氨基酸的提取率和纯度至关重要。

2. 氨基酸的纯化：通过色谱技术、逆流膜分离等方法，对提取得到的氨基酸进行纯化。

纯化过程中需要考虑效率和成本的平衡，同时保证纯化后的氨基酸符合质量要求。

四、氨基酸的改性与功能开发1. 氨基酸的化学改性：通过酰化、酯化、取代等反应，改变氨基酸的结构和性质，使其具有特定的功能。

例如，对赖氨酸进行羧甲基化可以得到甲基赖氨酸，具有抗氧化和抗衰老的功效。

2. 氨基酸的功能开发：根据氨基酸的特性和作用机制，开发具有特定功能的氨基酸产品。

例如，利用谷氨酸的味觉增强作用，开发鲜味剂和增味剂。

五、氨基酸工艺学的应用1. 食品工业：氨基酸作为食品添加剂，广泛应用于食品工业中。

例如，谷氨酸钠作为调味剂，赖氨酸作为营养强化剂。

2. 医药工业：氨基酸作为药物的原料和辅料，在医药工业中具有重要地位。

例如，缬氨酸作为一种抗癌药物，被广泛应用于临床治疗。

3. 农业领域：氨基酸可以作为植物生长调节剂，用于提高农作物的产量和品质。

此外，氨基酸还可以作为饲料添加剂，提高畜禽的生产性能。

六、氨基酸工艺学的发展趋势1. 绿色工艺：随着环境保护意识的增强，绿色工艺在氨基酸生产中得到广泛应用。

1. 氨基酸的性质：物理性质：由于组成蛋白质的氨基酸大部分是具有不对称碳原子的α-氨基酸及其衍生物，因而具有某些物理共性：属光学活性物质，有旋光性，大多数是L-型。

（1）晶形和熔点：α-氨基酸都是无色的结晶体，各有特殊的结晶形状，熔点都很高，一般在200-300℃之间。

（2）溶解度：各种氨基酸均能溶于水，其水溶液都是无色的。

（3）旋光性：除甘氨酸外，所有天然氨基酸都具有旋光性。

化学性质：氨基酸的化学性质与其分子的特殊功能基团，如羧基、氨基和侧链的R基团（羟基、酰胺基、羧基、碱基等）有关。

1 、作为谷氨酸发酵工业原料的水解糖液，必须具备以下条件:(1) 糖液中还原糖的含量要达到发酵用糖浓度的要求。

(2) 糖液洁净，是杏黄色或黄绿色，有一定的透光度。

水解糖液的透光度在一定程度上反映了糖液质量的高低。

透光度低，常常是由于淀粉水解过程中发生的葡萄糖复合反应程度高，产生的色素等杂质多，或者由于糖液中的脱色条件控制不当所致。

(3) 糖液中不含糊精。

糊精并不能被谷氨酸菌利用，它的存在使发酵过程泡沫增多，易于逃料，发酵难以控制，也容易引起杂菌污染。

(4) 糖液不能变质。

这就要求水解糖液的放置时间不宜太长，以免长菌、发酵而降低糖液的营养成分或产生其他的抑制物，一般现做现用。

2、淀粉水解方法及其优缺点:1）、酸解法又称酸糖化法。

它是以酸(无机酸或有机酸)为催化剂，在高温高压下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。

（1）工艺流程：淀粉、水、盐酸→调浆→进料→水解→冷却、中和→脱色→过滤→糖化液（2）工艺特点：高温、高压；糖化时间短；副产物多、糖化收率低。

优点：用酸解法生产葡萄糖，具有生产方便、设备要求简单、水解时间短、设备生产能力大等优点。

缺点：水解作用是在高温、高压及一定酸度条件下进行的，因此，酸解法要求有耐腐蚀、耐高温、耐高压的设备。

淀粉在酸水解过程中研发生的化学变化是很复杂的，除了淀粉的水解反应外，尚有副反应的发生，这将造成葡萄糖的损失而使淀粉的转化率降低。