发酵法生产谷氨酸
谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程一、前期准备工作1. 确定生产规模和产品质量要求;2. 筛选原料供应商,确保原料的质量和稳定性;3. 筛选合适的微生物菌种,进行培养和筛选。
二、谷氨酸发酵过程1. 发酵罐的选择:根据生产规模确定发酵罐的大小,通常采用不锈钢或玻璃钢材质;2. 发酵基质制备:将筛选好的原料按照一定比例混合,加入适量水进行搅拌均匀;3. 调节基质pH值:将基质加热至70℃,并加入碱性物质(如氢氧化钠)或酸性物质(如硫酸)进行调节,使pH值控制在6-7之间;4. 加入微生物菌种:将培养好的微生物菌种加入到发酵罐中,并进行搅拌均匀;5. 发酵过程控制:控制温度、搅拌速度、通气量等参数,以保证微生物菌种正常生长和代谢活动;6. 监测谷氨酸产量:通过取样分析,监测谷氨酸的产量和质量;7. 终止发酵过程:当谷氨酸产量达到预定值或微生物菌种生长停止时,终止发酵过程。
三、分离提纯过程1. 发酵液初步处理:将发酵液进行初步处理,去除杂质和微生物菌体;2. 降解蛋白质:采用酶解剂(如蛋白酶)对发酵液进行降解蛋白质,使谷氨酸与其他成分分离;3. pH值调节:通过控制pH值,使谷氨酸在溶液中处于稳定状态;4. 谷氨酸萃取:采用离子交换树脂或有机溶剂等方法对谷氨酸进行萃取和分离;5. 谷氨酸精制:通过再结晶、洗涤等工艺对萃取得到的谷氨酸进行精制。
四、包装储存1. 调整产品质量指标:根据市场需求和用户反馈意见,调整产品的颜色、味道、纯度等指标;2. 包装:选择合适的包装材料和方式,对谷氨酸进行包装;3. 储存:将包装好的谷氨酸存放在干燥、阴凉、通风的仓库中,避免阳光直射和潮湿环境。
五、质量控制1. 原料质量控制:对原料进行严格筛选和检验,确保原料的质量和稳定性;2. 发酵过程控制:通过监测发酵过程中的温度、pH值、搅拌速度等参数,保证微生物菌种正常生长和代谢活动;3. 谷氨酸产量监测:通过取样分析,监测谷氨酸的产量和质量;4. 分离提纯过程控制:通过控制pH值、温度等参数,保证谷氨酸在分离和提纯过程中处于稳定状态;5. 产品质量检验:对成品进行严格检验,确保产品符合国家相关标准及用户要求。
论述谷氨酸发酵的原理

论述谷氨酸发酵的原理
谷氨酸发酵是一种利用微生物如大肠杆菌(Escherichia coli)进行合成谷氨酸的生物工艺过程。
原理如下:
1. 微生物选择:在谷氨酸发酵中,经常选择大肠杆菌作为发酵菌。
大肠杆菌具有高产谷氨酸的能力,并且生长速度较快,适应性强。
2. 培养基准备:谷氨酸发酵的培养基需提供适合微生物生长和发酵所需的营养物质,如碳源、氮源、矿物盐和辅助因子等。
常用的碳源包括葡萄糖、淀粉等,氮源则可以是氨基酸、蛋白质等。
此外,还可添加特定的辅助因子如磷酸、镁离子等。
3. 发酵过程:将所选的微生物接种到预先准备好的培养基中,进行发酵过程。
在发酵过程中,微生物利用碳源和氮源进行生长和代谢,并分泌出所需的酶以转化底物产生目标产物谷氨酸。
4. 发酵控制:为了提高谷氨酸的产量和质量,发酵过程需要进行严格的控制。
这包括控制发酵温度、pH值、氧气供给和搅拌速度等。
适当调节这些因素可以提高微生物的生长速度和代谢产物的积累。
5. 谷氨酸提取和纯化:发酵结束后,需将谷氨酸从发酵液中提取出来,并进行纯化。
一般通过离心、过滤和浓缩等步骤,将目标产物分离提取。
接下来,通过
晶体化、离子交换层析等方法,进行纯化和分离,得到高纯度的谷氨酸。
总之,谷氨酸发酵的原理是利用适宜的菌种和培养基,通过微生物的生长和代谢过程,合成谷氨酸。
发酵过程需要进行严格的控制,以提高产量和质量,最终通过提取和纯化得到高纯度的谷氨酸。
谷氨酸的发酵制备流程

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谷氨酸发酵的工艺流程

谷氨酸发酵的工艺流程
《谷氨酸发酵的工艺流程》
谷氨酸是一种重要的氨基酸,广泛应用于食品、医药和化工等领域。
发酵工艺是生产谷氨酸的主要方法之一,下面将介绍谷氨酸发酵的工艺流程。
1. 选择菌株:选择适合发酵生产的菌株是谷氨酸发酵工艺的第一步。
通常采用属于放线菌属或棒状杆菌属的菌株进行发酵。
这些菌株具有较高的谷氨酸产量和较好的耐受性。
2. 发酵培养基的配制:发酵培养基是支撑谷氨酸发酵的重要基础。
一般包括碳源、氮源、无机盐、生长因子等组成成分。
常用的碳源包括葡萄糖、麦芽糖等,氮源包括氨基酸、尿素等。
3. 发酵条件控制:发酵过程中的温度、pH值、氧气供应等条件都会影响谷氨酸的产量。
通常采用恒温发酵,温度一般控制在28-32摄氏度。
同时控制好培养基的pH值,通常在6.5-7.5之间。
氧气供应也是非常重要的,通过控制搅拌速度和通气量来保证充足的氧气供应。
4. 发酵过程监测:在发酵过程中需要对微生物生长、培养基中各种成分的消耗和产物的生成进行持续监测。
通过检测微生物生长曲线和培养基中各成分的浓度变化来掌握发酵情况,及时调整发酵条件以提高产量。
5. 发酵产物的提取与精制:发酵结束后,需要对发酵产物进行
提取和精制。
通常采用离心、过滤等方法将微生物分离,然后通过酸碱调节、浓缩、结晶等工艺步骤来得到纯净的谷氨酸产物。
通过以上工艺流程,谷氨酸发酵生产可以实现高效、稳定的产量,并且能够得到高纯度的产物,满足市场需求。
氨基酸类药物的发酵生产—谷氨酸的发酵生产

生物素的来源:氨基酸生产上可以作为生物素来源的原料 有玉米浆、麸皮水解液、糖蜜及酵母水解液等,通常选取 几种混合使用。例如,许多工厂选择纯生物素、玉米浆、 糖蜜这三种物质来配制培养基。各种原料来源及加工工艺 不同,所含生物素的量不同。玉米浆含生物素500μg/kg, 麸皮含生物素300μg/kg,甘蔗糖蜜含生物素1500μg/kg。
操作简单 周期长,占地面积大。
直接常温等电点法工艺流程
发酵液
起晶中和点(pH4-4.5) 育晶(2h)
盐酸
菌体及细小的 谷氨酸晶体
等电点搅拌pH3-3.22 静置沉降4-6h 离心分离
成品
母液
干燥
湿谷氨酸晶体
2、离子交换法
可用阳离子交换树脂来提取吸附在树脂上的谷氨 酸阳离子,并可用热碱液洗脱下来,收集谷氨酸 洗脱流分,经冷却、加盐酸调pH 3.0~3.2进行结 晶,之后再用离心机分离即可得谷呈棒形或短杆形; 革兰氏阳性菌,无鞭毛,无芽孢;不能运动; 需氧性的微生物; 生物素缺陷型; 脲酶强阳性; 不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等;
发酵中菌体发生明显形态变化,同时细胞膜渗透性改变; 二氧化碳固定反应酶系强; 异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱,乙醛酸循环弱; α-酮戊二酸氧化能力微弱; 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活
有机氮丰富有利于长菌,因此谷氨酸发酵前期要 求一定量的有机氮,通常在基础培养基中加入适 量的有机氮,在发酵过程中流加尿素、液氨或氨 水来补充无机氮。
(3)无机盐
磷酸盐 :工业生产上可用K2HPO4·3H2O、KH2PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等磷酸盐,也可用磷酸。 过高:代谢转向合成缬氨酸。 过低:菌体生长缓慢。
谷氨酸生产工艺

谷氨酸生产工艺谷氨酸是一种重要的氨基酸,广泛应用于食品、饲料、医药和化妆品等领域。
目前,谷氨酸的生产工艺主要分为发酵法和合成法两种。
发酵法是目前谷氨酸生产的主要工艺。
该工艺首先选择适宜的微生物菌种,常用的包括谷氨酸高产突变株、大肠杆菌、芽孢杆菌和酿酒酵母等。
然后,通过发酵罐中稻糠、糖蜜、玉米糖浆等淀粉质原料的供应,微生物菌种得到充足的营养,进而产生谷氨酸。
在发酵过程中,需要控制合适的温度、pH值、氧气供应等条件,以保证产酸菌的正常生长和谷氨酸的高产。
合成法是一种人工合成谷氨酸的生产工艺。
该工艺主要通过有机化学合成的方法合成谷氨酸,被广泛应用于工业化生产。
合成法的优势是反应过程简单,产率高,纯度较高,但合成路线较长,成本较高。
目前,合成法主要采用脂肪酶法、氨基酸合成法和化学合成法等。
脂肪酶法利用酶的催化作用将谷氨酸微生物中间体转化为谷氨酸;氨基酸合成法则采用含氮化合物、氨基酸以及各种可供给氨基的物质为原料,通过一系列的反应合成谷氨酸;化学合成法主要通过有机合成方法,从不同的出发物合成谷氨酸。
无论是发酵法还是合成法,谷氨酸的提纯工艺都是非常关键的一步。
一般来说,提纯分为多级离心、膜过滤、凝胶过滤、树脂吸附、洗脱、浓缩等环节。
其中,树脂吸附是最常用的提纯方法之一,通过树脂的选择来吸附并分离谷氨酸和其他杂质。
此外,一些高级的分离技术如逆流扩散和离子交换膜电渗法也可以应用于谷氨酸的提纯过程。
谷氨酸的生产工艺对环境保护也有一定的要求。
在发酵法中,需要合理处理废水、废菌体和废弃物,以减少环境污染。
同时,在合成法中,需要控制反应条件和适当选择溶剂,以减少对环境的影响。
总体来说,谷氨酸生产工艺是一个复杂的过程,涉及微生物学、化学工程学和生物技术等多个学科的知识。
随着科学技术的不断进步,谷氨酸的生产工艺也在不断改进和创新。
未来,我们可以期待谷氨酸生产工艺的更高效、更环保和更可持续的发展。
发酵法生产谷氨酸工艺试验

发酵法生产谷氨酸工艺实验指导书一、实验目的与意义:实验设置涉及生物产品谷氨酸生产过程的基本单元操作和方法,强调锻炼基本操作能力,掌握使用摇床对谷氨酸棒状杆菌(Corynebacterium glutamicum)的工业菌株进行谷氨酸发酵产酸验证的方法;学习控制发酵培养基的组成与摇床的转速、温度、浓缩糖流加、尿素补充等试验技术与手段;掌握发酵罐的使用方法与利用发酵罐发酵生产氨基酸的方法。
掌握各种发酵实验仪器的使用方法及注意事项;熟悉用浓缩连续等电法、离子交换法等从发酵液中提取谷氨酸的基本流程。
二、主要实验内容与要求:1.培养基的配制与菌种培养学会配制斜面培养基、种子培养基和摇瓶培养基并掌握各种培养基的灭菌方法。
培养基组成:活化斜面培养基:无水葡萄糖1,蛋白胨10,牛肉膏10,酵母膏5,NaCl 2.5,琼脂条20,pH7.0-7.2 0.1MPa 20min种子培养基:葡萄糖25 玉米浆30ml 豆浓20ml K2HPO4 1.5 MgSO4 0.4 尿素2 豆浓20ml 调pH值为7.0-7.2,121℃灭15min发酵培养基:葡萄糖150 Na2HPO4 1.0 KCl 1.2 MgSO4 0.8 MnSO4 2mg FeSO4 2mg VB1 0.2mg 豆浓20ml 调pH为7.0-7.2,115℃灭15min2.种子生长曲线的绘制种子质量的优劣不仅与培养基组成有关,还与种子的生理性状有关菌种接入种子瓶后,要经过延滞期、对数生长期、静止期和衰亡期。
种龄太短的种子转发酵,往往会出现前期生长缓慢、整个发酵周期延长、产物开始形成的时间推迟等现象,甚至造成异常发酵;种龄过长则会引起菌体过早自溶,导致产物生成能力下降。
摇瓶种子培养条件pH控制在7.0左右,温度32℃,220r/min摇床上培养,每2h取样测定菌体光密度OD620nm,做出生长曲线。
根据自己制作的种子生长曲线,能够说出菌种接入种子培养基后何时进入对数生长期,何时结束对数生长转入稳定期,因此选择何时作为接种时间。
发酵工程应用实例 谷氨酸发酵

(2) pH值
1) pH值对谷氨酸产生菌生长的影响 2) pH值对谷氨酸积累的影响
发酵液的pH影响微生物的生长和代谢途径。 • 发酵前期如果pH偏低,则菌体生长旺盛,长菌而不产酸;如果pH偏高,则菌
体生长缓慢,发酵时间拉长。在发酵前期将pH值控制在7.5~8.0左右较为合适。 • 而在发酵中、后期将pH值控制在7.0~7.6左右对提高谷氨酸产量有利。
2.形态上共同特点(芽孢杆菌除外):
(1)革兰氏阳性 (2)菌体为球形、短杆至棒状 (3)不形成芽孢 (4)没有鞭毛,不能运动 (5)都是生物素缺陷型 (6)都是需氧型微生物
二、谷氨酸合成途径
1.谷氨酸合成的方式
(1)氨基转移作用 -酮戊二酸 + 氨基酸
谷氨酸 + -酮酸
(2)还原氨基化作用 -酮戊二酸 + NH4+ + NADPH2
其他
⑤添加青霉素
• 机理:青霉素抑制谷氨酸生产菌细胞壁后期的合成,细胞膜在失去 保护,在渗透压的作用下受损,向外泄露谷氨酸.
• 控制关键:一般在进入对数生长期的早期(3-6小时)添加.添加青霉 素后倍增的菌体不能合成完整的细胞壁,完成细胞功能的转换.
(三)发酵条件的控制
(1)发酵温度
• 谷氨酸发酵前期(0~12h):30-32℃。 • 对数生长期:菌体浓度迅速增大(12h),糖耗快,维持温度30-32℃ • 在发酵中、后期:是谷氨酸大量积累的阶段,而催化谷氨酸合成的谷
• 这个阶段主要是菌体生长,几乎不产酸,一般为12h左右。
3. 谷氨酸发酵
当菌体生长基本停滞就转入谷氨酸合成阶段,此时菌体浓度基本不变, 糖与尿素分解后产生的α-酮戊二酸和氨主要用来合成谷氨酸。这一阶 段,为了提供谷氨酸合成所必需的氨及维持谷氨酸合成最适的pH7.2~ 7.4,必须及时流加尿素,又为了促进谷氨酸的合成需加大通气量,并 将发酵温度提高到谷氨酸合成最适的温度34~37℃。
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发酵法生产谷氨酸湖北理工学院学年论文发酵法生产谷氨酸摘要,谷氨酸是一种酸性氨基酸~广泛用于食品~日用化妆品及医药行业。
本文主要介绍了采用发酵法来制备谷氨酸~全过程可划分为三个工艺阶段:原料的预处理及糖化,种子扩大培养及谷氨酸发酵,谷氨酸的提取。
又着重详细介绍了等电离交法提取谷氨酸。
关键词:谷氨酸,发酵,工艺,提取Abstract : Glutamic acid is an acidic amino acid , widely used in food , daily cosmetics and the pharmaceutical industry . This paper introduces that the preparation of glutamate fermentation , the fermentation processes can be divided into three process stages: pretreatment and saccharification of raw materials ; seeds to expand cultivation and glutamic acid fermentation ; the extraction of glutamic acid . This paper describes the ionization cross-extraction of glutamic acid .Keywords : Glutamic acid ; Fermentation ; Process ; Extract1湖北理工学院学年论文目录一、谷氨酸简介 ..................................................................... (3)1.1概述 ..................................................................... .............................. 3 二、发酵法生产谷氨酸 ..................................................................... . (3)2.1 发酵法概述 ..................................................................... (3)2.2 原料的预处理及糖化 ..................................................................... .. 42.2.1 原料的种类 ..................................................................... .. (4)2.2 原料的处理 ..................................................................... ........ 4 2.2.3 谷氨酸发酵工艺 ..................................................................... . (5)2.3.1 发酵培养基 ..................................................................... .. (5)2.3.2 培养基灭菌 ..................................................................... .. (6)2.3.3 发酵控制 ..................................................................... (6)2.4 谷氨酸提取 ..................................................................... (7)2.4.1 原理 ..................................................................... .. (7)2.4.2 工艺流程 ..................................................................... (7)2.5 鉴别 ..................................................................... (8)2.6发酵终点的判断 ..................................................................... ........... 8 三、总结 ..................................................................... ................................... 8 参考文献...................................................................... . (9)2湖北理工学院学年论文一、谷氨酸简介1.1概述谷氨酸一种酸性氨基酸。
分子内含两个羧基,化学名称为α-氨基戊二酸。
谷氨酸是里索逊1856年发现的,为无色晶体,有鲜味,微溶于水,而溶于盐酸溶液,等电点3.22。
大量存在于谷类蛋白质中,动物脑中含量也较多。
谷氨酸在生物体内的蛋白质代谢过程中占重要地位,参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。
医学上谷氨酸主要用于治疗肝性昏迷,还用于改善儿童智力发育。
食品工业上,味精是常用的仪器增鲜剂,其主要成分是谷氨酸钠盐。
过去生产味精主要用小麦面筋(谷蛋白)[1]水解法进行,现改用微生物发酵法来进行大规模生产。
谷氨酸是生物机体内氮代谢的基本氨基酸之一,在代谢上具有重要意义。
L,谷氨酸是蛋白质的主要构成成分,谷氨酸盐在自然界普遍存在的。
多种食品以及人体内都含有谷氨酸盐,它即是蛋白质或肽的结构氨基酸之一,又是游离氨基酸,L型氨基酸美味较浓。
L,谷氨酸又名“麸酸”或写作“夫酸”,发酵制造L,谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵,采用“等电点提取”加上“离子交换树脂”分离的方法而制得。
二、发酵法生产谷氨酸2.1 发酵法概述谷氨酸的发酵生产全过程可划分为三个工艺阶段:(1)原料的预处理及糖化;(2)种子扩大培养及谷氨酸发酵;(3)谷氨酸的提取。
与这三个工艺阶段相对应的生产厂家一般都设置了糖化车间、发酵车间、提取车[3]间等作为主要生产车间。
另外,为保障生产过程中对蒸汽的需求,同时还设置了动力车间,利用锅炉燃烧产生蒸汽,并通过供气管路输送到各个生产需求部位。
为保障全厂生产用水,还要设置供水站。
所供的水经消毒、过滤系统处理,通过供水管路输3湖北理工学院学年论文送到各个生产需求部位。
2.2 原料的预处理及糖化2.2.1 原料的种类发酵生产谷氨酸的原料主要是淀粉,其次还有非粮食淀粉原料。
淀粉来自粮食原料,通常利用各种谷类或薯类淀粉,如北方常用玉米,南方常用番薯淀粉等。
非粮淀粉原料主要指甜菜或是甘蔗糖蜜)醋酸)乙醇)正烷烃(如液体石蜡)等。
非粮食原料除糖蜜外,一般不需要预处理,可直接用来配制培养基;而糖蜜中生物素含量过高,虽然生产菌可以良好生长,但采用一般谷氨酸的生产方法,则不积累谷氨酸,故在采用糖蜜为主要原料时,常对糖蜜进行预处理。
糖蜜的预处理谷氨酸生产上使用的糖蜜进行预处理的目的是为了降低生物素的含量。
因为糖蜜中含有大量的生物素,因此不宜用与谷氨酸发酵,降低生物素含量的方法有:活性炭处理法、水解法、树脂处理法、亚硝酸处理法、糖蜜原料添加青霉素法,此外,还可以采用表面活性剂,或采用非生物素缺陷型突变株的方法,以解除糖蜜中过量生物素对谷氨酸积累的影响。
2.2.2 原料的处理大多数谷氨酸发酵菌种都不能直接利用淀粉和糊精,因此用淀粉质原料进行谷氨酸生产时,必须先将淀粉水解成葡萄糖,才能供其发酵。
在工业上,淀粉的处理主要是指糖化,制得的水解糖叫淀粉糖。
可以用来制备淀粉水解糖的原料很多,主要有薯类、玉米、小麦、大米等。
我国多数味精生产厂是利用酸水解法来进行淀粉的水解。
淀粉水调浆糖化冷却中和脱色过滤除杂糖液盐酸4湖北理工学院学年论文(1) 调浆首先将原料淀粉、水、和工业盐酸调成均匀的淀粉乳,为便于操作控制,生产上加盐酸量常以淀粉浆pH值为指标,控制在pH在1.5左右。
(2) 糖化在水解锅内加入一定量的水,然后将水解罐顶预热至100-105?,蒸汽压力为9.8-19.6kPa,随后将淀粉乳用泵送至水解罐内进行水解,水解蒸汽压力控制在0.25-0.4MPa之间,水解时间控制在10-20min。
淀粉的糖化工艺及其条件是根据淀粉水解反应和葡萄糖的缩合与分解反应,但实际上不可能达到此目的。
在水解过程中,酸的浓度,水解的温度和时间,以及淀粉乳的浓度都会对淀粉的水解产生影响。
为了提高淀粉水解成葡萄糖的收得率以及水解糖液的质量,必须合理地选择淀粉水解的工艺条件,以限制缩合反应和分解反应的发生。
(3) 中和采用酸化糖化淀粉需要用碱中和酸。
一般淀粉水解完毕,水解糖液中葡萄糖含量约为16%-18%左右,其中还含有多余的酸,必须要用碱中和。
中和剂通常为纯碱。
当中和桶中糖液的冷却至80?左右,加入中和剂,中和时生成大量的二氧化碳,呈现剧烈的沸腾状态,所以中和桶容积应为糖化液体积的3-4倍,以防糖化液溢出桶外,中和时的pH应控制在4.0-5.0左右。
此时有利于蛋白质、氨基酸、色素和其他杂质的凝聚沉淀。
(4) 脱色过滤糖化液中杂质的存在对糖液质量影响很大,通过调节pH,将水解糖液调至等电点时,蛋白质和谷氨酸的溶解度最小,便于沉淀过滤,色素则可用活性炭吸附法除去。
中和结束后,添加活性炭脱色,控温在60?,活性炭用量相当于淀粉量的0.6%-0.8%左右。
最后让经过中和脱色的水解糖液静置1-2h,使其充分沉淀,待液温降至45-50?时,用泵打入过滤器过滤,过滤后的糖液送贮糖桶备用。
2.3 谷氨酸发酵工艺2.3.1 发酵培养基谷氨酸发酵培养基主要成分有碳源、氮源、生长因子和无机盐等。
(1)碳源大多数谷氨酸生产菌可以利用葡萄糖、蔗糖、果糖等,极少数可以直接利用淀粉。