赖氨酸发酵工艺流程图
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
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
赖氨酸发酵工艺培训材料PPT课件
压滤机 硫酸铵玉米浆水解储罐
硫酸铵玉米浆水解
1、玉米浆质量标准 1） 氨氮： ≤0.4g/dl 2)有机氮≥2.0 g/dl 3) 干物≥32% 4）PH 3.8—4.5 5）气味 ： 玉米浆特开水解罐人孔盖，打开水解罐排污阀，冲洗罐壁后把水排
尽，检查放料罐底阀要求关闭无漏点，检查其它水解罐的罐 体阀门要求无漏点。
取样口排污阀门→开取样口蒸汽阀门→进入升温阶段。 5）待温度升至90℃后，自控人员排风设置改为4m3/min。种子
罐主操关移种蒸汽阀，稍开排污阀。
6）待罐压达到0.15MPa时，种子罐主操关接种口蒸汽阀→开接 种管上端球阀使罐内向外排气→打开浓糖流加两位阀→关浓 糖流加手动球阀→开浓糖流加小排气，向罐外排气→关取样 口蒸汽阀开取样阀向外排气。
赖氨酸发酵工艺知识
2016.10
水解岗位管辖范围 水解岗位管辖范围包括硫酸铵玉米浆水解、压滤二个操作
单元。
工艺原理
在一定温度、压力和高盐硫酸铵的作用下，将浓玉米浆 中的蛋白质水解成小分子的氨基酸及多肽类等营养物质， 经过压滤去除其中的絮状物质和杂质后供发酵菌体利用。
工艺流程图
硫酸铵 玉米浆
水解 罐
种子罐开车 种子罐空消 1）空消前先查看维修《查罐记录》，记录为“正常”后，方
可消罐。 2）空消种子罐前确认种子罐降温水进水阀和回水阀处于关闭
状态，退水端排地阀处于开启状态，使盘管内的水自然排 掉。 3）紧固人孔盖所有螺栓，不得遗漏。 4）种子罐主操通知种子罐自控人员空消开始：自控人员将罐 压设置在0.15MPa，排风阀开启度设置100%；种子罐主操 打开液氨手动阀后通知自控打开液氨电动阀，向罐内通入 液氨10秒钟。种子罐主操关进风调节阀的上侧风管截止阀 →开半圈风管蒸汽阀→全开移种管内侧截止阀→关移种管 上端球阀→开启半圈移种蒸汽阀→关接种口上端阀门→开 接种口下端阀门→开接种口蒸汽阀→开取样口阀门→关取
发酵过程优化与控(第四章、赖氨酸发酵过程优化)课件
一、发酵法生产赖氨酸技术的发展 1、赖氨酸的生产方法 水解法(已淘汰)、合成法、酶法和直接发酵法。 合成法：以己内酰胺、二氢吡喃、环己酮、呱啶为原料合 成L-赖氨酸已有报道，但还没有大规模的生产报道，主要是合 成法制成的中间体DL-赖氨酸进一步的分离工艺很复杂。 酶法（3种）：①合成ε-苯甲酰-α-乙酰-DL-赖氨酸，采用消 旋酶处理制成ε-苯甲酰-L-赖氨酸，经酸水解得产品；②合成 DL-4-氨基丁基乙内酰脲，采用微生物酶使其转变为L-赖氨酸； ③由环己烯合成DL-氨基己内酰胺，采用水解酶和消旋酶共同作 用使其变成L-赖氨酸。
赖氨酸分支途径的其它酶，如第一个专一性酶——二氢吡 啶二羧酸合成酶，末端产物如赖氨酸或其它氨基酸单独或组合 对该酶无抑制作用，且该酶也不受赖氨酸的反馈阻遏。
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。
70年代后期，上海、黑龙江、广西和江苏等地积极开 展赖氨酸菌种筛选工作。如上海天厨味精厂得到AECr和 高丝氨酸缺陷双突变株，产酸36~37g/L；中科院微生物所 和常州味精厂合作筛选得到产酸48~53g/L的钝齿棒杆菌， 通过发酵中试技术鉴定。上海工业微生物研究所从黄色短 杆菌2030出发经诱变筛选得到抗性和营养缺陷型双突变株， 其中的FH-128菌株在16L小罐发酵70h产酸130g/L以上， 5m3罐中试发酵65~69h，产酸92.2~95g/L，转化率为 40.2%左右，达到国际先进水平，但至今未有工业化报道。
l-赖氨酸工程菌发酵法工艺流程
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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。
第十讲赖氨酸的生产工艺
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赖氨酸发酵工艺及控制要点(9)
硫酸铵对赖氨酸发酵的影响 硫酸铵对赖 氨酸发酵影响很大。当硫酸铵含量大时菌 体生长迅速，使赖氨酸产量低。但在无其 他铵离子情况下，用量为4.0%～4.5%时赖 氨酸产量最高。
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上柱吸附 －交换量
交换量 正向上柱时，一般为每吨树脂可 吸附90~100kg赖氨酸盐酸盐，反向上柱可 吸附70~80kg赖氨酸盐酸盐。流出液pH=5 时表明吸附达饱和。
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上柱吸附－上柱流速
上柱流速 上柱流速应根据上柱液性质、 树脂的性质、柱大小及上柱方式等具体情 况决定。应在小柱中进行试验确定适合的 上柱流速。一般正向上柱速度大些，可以 10L/min的流速吸附；反上柱流速小些。
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洗涤
上柱后，需用水洗去停留在树脂的菌体、 残糖等杂质，直至洗涤水清亮，同时使树 脂疏松以利洗涤。
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洗脱剂
（1）氨水洗脱 优点是洗脱液经浓缩除 氨后，含杂质较小，有利于后工序精制； 缺点是树脂吸附的阳离子，如Ca2+、Mg2+等 不易洗脱。
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3.赖氨酸生物合成途径
赖氨酸的生物合成途径与其他氨基酸不同 ，依微生物的种类而异。
细菌的赖氨酸生物合成途径需要经过二氨 基庚二酸（DAP）合成赖氨酸；
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3. 赖氨酸生物合成途径(续）
酵母、霉菌的赖氨酸生物合成途径，需要 经过α-氨基己二酸合成赖氨酸。
同样是二氨基庚二酸合成赖氨酸途径，不 同的细菌，赖氨酸的生物合成途径的调节 机制有所不同。
赖氨酸发酵工艺培训材料
顶紧压力小于17MPa，在 顶板前进过程中，及时转动锁紧螺母 锁紧顶丝，压力上升到需要值锁定顶丝，转动压力调节阀泄 掉压力，把前进挡转换空档。 3、打开要使用压滤机进料阀之前，检查其它待用压滤机进料阀 是否处于关闭状态。 4、准备压滤进料要查看水解罐温度在60—80 ℃ ，查看进料压 滤机料槽如有渣体必须清理干净，滤布铺置平整，压滤机顶 到工艺规定值。 5、打开水解罐罐底阀和板框进料阀，泵进口阀启动泵，打开泵 出口阀，通过板框进料阀门调节流量压力，板框进料阀门应 先小后大缓慢增压，最大压力控制在0.5MPa以内，打开出料 浊液阀将前期浊液进入回收槽，待料液清澈后关闭浊液阀， 打开清液阀将清液中转管道将压滤好的硫酸铵玉米浆泵入贮 槽。压滤期间要多巡视防止透滤，对透滤的水嘴及时关闭。
发酵罐开车 1发酵罐空消 1）空消前先查看《查罐记录》填写为“正常”时，方可消罐。 2）空消前确认循环水机冰水进水阀和回水阀门处于关闭状态， 大、小排地阀门处于开启状态，开启盘管压水的空气阀门将 盘管内的余水压掉，防止空消时蛇管憋压。 3）向罐内倒入2L甲醛，以增加消毒效果（注意：甲醛和通氨不 能同时使用，因为两者会发生反应，将会降低消毒效果）， 然后紧固人孔盖所有螺栓，不得遗漏。 4）发酵罐主操通知发酵罐自控人员空消开始：自控人员将罐压 设置在0.15～0.18MPa，排风阀度设置10m3/min→发酵罐主操 开两路风管的蒸汽阀→进入升温阶段。 5）当温度达到100℃时发酵罐主操全开罐底阀→开排污阀1/3。 6）待温度升至126℃后，发酵罐主操开各流加管道上的两位阀 →开各流加管道的手动球阀→开各流加管道的小排气和排风 管小排气→开底料连消管道的手动球阀和两个排污阀→开移 种阀靠罐侧小排气→关取样蒸汽阀→开取样阀，向罐外排气。
赖氨酸发酵工艺知识