学习手册-谷氨酸提取技术

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谷氨酸和赖氨酸的分离方法

谷氨酸和赖氨酸的分离方法

谷氨酸和赖氨酸的分离方法
本文介绍了两种常用的谷氨酸和赖氨酸分离方法,包括离子交换法和萃取法,并分析了它们的优缺点。

引言
谷氨酸和赖氨酸是两种重要的氨基酸,广泛应用于食品、医药和生物化工等领域。

在实际应用中,需要对这两种氨基酸进行分离和纯化。

本文介绍了两种常用的谷氨酸和赖氨酸分离方法,包括离子交换法和萃取法。

离子交换法
离子交换法是利用离子交换树脂对谷氨酸和赖氨酸的选择性差
异进行分离的方法。

该方法主要分为以下步骤:
1. 样品处理:将含有谷氨酸和赖氨酸的样品通过离子交换树脂柱,使谷氨酸和赖氨酸与树脂上的离子交换基团结合。

2. 洗脱:用适当的洗脱液将谷氨酸和赖氨酸从树脂上洗脱下来。

常用的洗脱液包括氢氧化钠、氢氧化铵等。

3. 收集:将洗脱液收集并浓缩,得到纯化的谷氨酸或赖氨酸。

离子交换法的优点是操作简便,分离效率高,且可以进行连续化生产。

但是该方法也存在一些缺点,如树脂的选择性不高、易受杂质干扰、分离效果不稳定等。

萃取法
萃取法是利用不同溶剂对谷氨酸和赖氨酸的选择性差异进行分
离的方法。

该方法主要分为以下步骤:
1. 样品处理:将含有谷氨酸和赖氨酸的样品用适当的溶剂溶解,使谷氨酸和赖氨酸溶解在溶剂中。

2. 萃取:将溶解了谷氨酸和赖氨酸的溶剂通过萃取剂,使谷氨酸和赖氨酸与萃取剂中的官能团结合,从而实现谷氨酸和赖氨酸的分离。

常用的萃取剂包括丙酮、乙醇等。

3. 收集:将萃取液收集并浓缩,得到纯化的谷氨酸或赖氨酸。

谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程谷氨酸是一种重要的氨基酸,具有多种生物学功能,广泛应用于食品、医药、化工等领域。

下面是谷氨酸的生产工艺流程。

1. 淀粉水解首先将淀粉加入水中进行水解,可采用传统的酸水解或者酶水解方法。

酸水解需要在酸性条件下进行,通过加入酸性物质(如盐酸)降低溶液的pH值,使淀粉分子链断裂,形成果糖和葡萄糖。

酶水解则是通过添加淀粉酶,使淀粉分子链断裂。

2. 发酵将水解后的淀粉溶液转移到发酵罐中,加入适量的谷氨酸生产菌株,如谷氨酰转氨酶阳性菌株或谷氨酸合成菌株。

发酵条件需要控制在合适的温度、pH值和营养物质供给下,促进菌株的生长和谷氨酸的合成。

此外,发酵过程中还要进行通气,提供菌株所需的氧气。

3. 提纯发酵结束后,将发酵液进行提纯。

首先将发酵液进行离心或者过滤,除去固体颗粒。

然后,通过酸碱调节和溶剂萃取等方法,将固液分离,得到谷氨酸的提纯液。

提纯液中还可能存在杂质,可以通过活性炭吸附或离子交换树脂吸附等方法去除。

4. 结晶将谷氨酸的提纯液进行结晶处理。

首先,在适当的温度下加入结晶剂,如酒精或乙醇,使谷氨酸分子互相结合形成结晶。

然后,通过过滤或离心等方法,将结晶分离出来。

5. 干燥将分离出的谷氨酸结晶进行干燥处理,除去水分。

可以采用真空干燥、喷雾干燥或者冷冻干燥等方法,在适当的温度下蒸发水分,得到干燥的谷氨酸成品。

6. 包装将干燥的谷氨酸成品进行包装,通常使用塑料袋、铝箔袋或者纸盒等包装材料,保护谷氨酸的质量和稳定性。

包装后,进行质量检验,确保谷氨酸成品符合相关标准。

以上就是谷氨酸的生产工艺流程。

整个工艺包括淀粉水解、发酵、提纯、结晶、干燥和包装等环节,通过合理控制各个步骤的条件和参数,可以有效提高谷氨酸的产量和质量,满足市场需求。

同时,在生产过程中还要注意环保和安全,做好废水、废气和废弃物的处理与排放。

谷氨酸除菌体连续浓缩等电点提取

谷氨酸除菌体连续浓缩等电点提取

工艺过程 将发酵液和硫酸同时加入等电点罐中,始终保 持罐内pH在3.0~3.2,发酵液在等电点罐中采用 低温等电点法结晶,待析晶完全后,以晶体及 母液作为“种子”,维持一定的温度和pH,然 后一边连续添加新发酵液,一边从等电点罐底 部放出已结晶的谷氨酸,使进出料量保持一致, 放出的物料在育晶罐中进行育晶,让晶体长大, 育晶结束后进行分离,得到谷氨酸晶体。
谷氨酸除菌体连续浓缩等电点提取
22号
工艺流程
发酵液 菌体分离(絮凝剂沉淀或离心机分离) 清液 菌体 饲料
蒸发器(多效降膜蒸发器) 等电点罐(浓缩液含谷氨酸20~30%,冷却,连续等电,硫酸调酸) 等电点(pH3.0~3.2,0~5℃) 分离(沉降式离心机) 谷氨酸 母液 浓缩 肥料
先将发酵液进行除菌,可采用絮凝剂沉 淀或离心机分离,分离得到的菌体可作 为饲料或用于制造核苷酸,母液经浓缩 后制造肥料,可以解决废液污染问题。
低温等电点法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℃降到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
பைடு நூலகம்
浓缩连续等电点法提取谷氨酸的特点是:
1析出的谷氨酸晶体颗粒粗大,大小均匀, 光泽度好,沉降快,易分离; 2适用于不正常发酵液谷氨酸的提取
3可节省育晶时间,提高设备利用率

谷氨酸生产工艺

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。

谷氨酸的先进生产工艺

谷氨酸的先进生产工艺

谷氨酸的先进生产工艺谷氨酸是一种重要的氨基酸,在食品添加剂、保健品、药物、化妆品等领域有广泛的应用。

目前,谷氨酸的生产工艺主要有微生物发酵法和化学合成法两种。

微生物发酵法是目前主要的生产方法,下面将重点介绍谷氨酸的先进生产工艺。

微生物发酵法是利用谷氨酸高效产生菌株通过生物代谢反应将低价的有机废弃物转化为谷氨酸。

谷氨酸的先进生产工艺主要包括菌株选育、发酵过程优化和分离纯化技术三个方面。

首先,菌株选育是谷氨酸生产工艺的核心环节。

目前,国内外研究人员已经从多种微生物中筛选出多种高效的谷氨酸产生菌株,如变异株、突变株等。

其中,变态球菌、拟杆菌、乳酸杆菌和乳酸菌是常用的谷氨酸产生菌株。

菌株选育的目标是寻找产量高、菌种稳定、代谢特性好的菌株,并通过遗传工程手段进一步提高菌株的产酸能力和抗性。

其次,发酵过程优化是提高谷氨酸生产效果的关键。

发酵过程优化主要包括培养基优化、发酵条件调控、发酵设备升级等方面。

培养基优化是通过调整培养基组成和添加合适的添加剂来提高菌种的生长速度和产酸能力,如碳源、氮源、有机酸、氨基酸等。

发酵条件调控包括发酵温度、pH值、氧气供给、搅拌速度等,通过合理调节这些因素可以提高菌种的生理代谢活性和谷氨酸的产量。

发酵设备升级是利用现代生物工程技术,开发新的发酵设备和设备控制系统,提高谷氨酸发酵的自动化水平和生产效能。

最后,分离纯化技术是谷氨酸生产工艺中不可或缺的环节。

分离纯化技术主要包括过滤、浓缩、离心、脱色、结晶等过程。

在分离纯化过程中,采用适当的工艺条件和操作方法,可以高效地提取和纯化谷氨酸。

目前,常用的分离纯化技术包括膜分离技术、离子交换及吸附技术、凝胶过滤技术等。

这些技术既可以提高产品的纯度,又可以降低生产成本,提高谷氨酸的生产效能。

综上所述,谷氨酸的先进生产工艺主要包括菌株选育、发酵过程优化和分离纯化技术三个方面。

通过优化这些环节,可以提高谷氨酸的生产效能和产品质量,推动谷氨酸产业的发展。

谷氨酸提取工艺探讨

谷氨酸提取工艺探讨






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掌 尝

(信息来源:中科院青岛能源所)
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万方数据
谷氨酸提取工艺探讨
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 李德衡, 董吉子, 李树标 呼伦贝尔东北阜丰生物科技有限公司扎兰屯阜丰集团有限公司 北京101111 发酵科技通讯 FAJIAO KEJI TONGXUN 2014,43(1)
com/201 l—09—29/133862819.html
【2l】Bleeker
P M,Taiga P M,Santos M H,et a1.Ameliorating sugar
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of industrial
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Jales gold mine spoil(NE Phaseolus vulgaris
本文链接:/Periodical_fxkjtx201401016.aspx
冒滴漏现象的发生,严格生产管理,合理安置生产 设备,各管道、阀门、罐体要勤查,生产人员有责
任心。 总之.作为味精生产的原料,随着味精工业发 展的迅速,谷氨酸提取收率在生产中占有重要地 位。国内也有厂家使用冷冻等电点加离交提取工 艺,但污水浓度较高。在各大企业齐头并进的时刻, 如何改进创新提高收率,增加企业效益,是每个企 业面临的首要问题,也是行业发展的必然趋势。
谷氨酸(Glutamic acid,),简写Glu,学名:2一氨 基一5一羧基戊酸.为酸性氨基酸,是构成蛋白质的 20种常见“一氨基酸之一。谷氨酸按照手性可分 为L一谷氨酸和D谷氨酸。L一谷氨酸又名“麸酸” 或写作“夫酸”,是制造味精的原料。D一谷氨酸参 与多种细菌细胞壁和某些细菌杆菌肽的组成。发 酵制造L一谷氨酸是以糖质为原料经微生物发酵, 多数采用常规等电提取及离子交换树脂分离的方 法或浓缩高温连续等电工艺提取而制得。 近年来,我国谷氨酸行业发展迅速,谷氨酸年 产量逐年递增,企业在追求扩大生产规模的同时, 想尽各种办法不断创新降低生产成本.对产酸率、 提取收率等各率值的提高越来越重视,从而增加 企业收益,巩固企业在行业中的地位.加强企业的 竞争力。现今.谷氨酸提取工艺主要有以下两种:

谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程

谷氨酸生产工艺流程
《谷氨酸生产工艺流程》
谷氨酸是一种重要的氨基酸,在食品、医药和化工等领域都有着广泛应用。

谷氨酸的生产工艺流程通常包括发酵和提取两个主要步骤。

首先是发酵过程。

在这个步骤中,选择合适的微生物菌种,如谷氨酸杆菌、大肠埃希菌等,与适当的培养基进行培养。

这个培养基通常包括碳源、氮源、矿物质盐等。

在适当的温度、pH值和氧气条件下,微生物会利用培养基中的营养物质进行代谢,产生谷氨酸。

接下来是提取过程。

在发酵结束后,需要对发酵液进行提取分离,得到谷氨酸。

一般的提取方法包括离子交换色谱、凝胶过滤、溶剂萃取等。

通过这些提取方法,可以有效地分离出谷氨酸并将其纯化。

在整个生产工艺流程中,需要严格控制发酵条件、提取工艺以及生产设备的清洁卫生,以确保产品质量达到要求。

此外,还需要进行废水处理、废气处理等环保工作,以确保生产过程环保和可持续发展。

总的来说,谷氨酸生产工艺流程是一个复杂的过程,需要科学严谨的操作和严格的质量控制。

随着工艺技术的不断进步,谷氨酸的生产将会更加高效、环保,满足市场需求。

谷氨酸钠提取工艺

谷氨酸钠提取工艺

谷氨酸钠提取工艺
嘿,朋友们!今天咱来聊聊谷氨酸钠提取工艺这档子事儿。

你知道吗,谷氨酸钠就像是烹饪世界里的魔法粉末!它能让咱的菜肴变得超级美味。

那怎么把这神奇的东西提取出来呢?这可就有讲究啦。

咱先得有合适的原料呀,就好像要盖房子得有砖头一样。

这些原料经过一系列的处理,就像是经历一场奇妙的冒险。

然后呢,通过一些特别的方法和步骤,一点一点地把谷氨酸钠给分离出来。

这过程就好像是在大海里捞针,不过咱有办法,有技巧呀!咱得细心,得耐心,不能着急。

就跟咱小时候找藏起来的宝贝似的,得仔细搜寻。

你想想,要是提取的时候马马虎虎,那能得到好的谷氨酸钠吗?那肯定不行呀!这就好比你做一件事,不认真对待,能有好结果吗?
在提取过程中,温度啦、时间啦,这些都得把握得恰到好处。

多一点少一点都可能影响最后的结果呢。

这就跟烤蛋糕一样,火候不对,蛋糕可就不好吃啦。

而且呀,不同的提取方法就像不同的武功秘籍,各有各的厉害之处。

咱得根据实际情况选择最合适的那个,可不能瞎搞哦。

说真的,看着谷氨酸钠一点点被提取出来,那感觉就像看着自己精心培育的花朵终于绽放了一样,心里别提多高兴啦!这就是努力之后的收获呀。

所以呀,朋友们,谷氨酸钠提取工艺可不是那么简单的事儿,但也绝对不是遥不可及的。

只要咱用心去学,去尝试,肯定能掌握这个神奇的技能。

到时候,咱就能自己提取谷氨酸钠,让咱的饭菜更加美味可口啦!这多棒呀!还等什么呢,赶紧行动起来吧!。

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学习手册《子情境:谷氨酸提取技术》引导文-单元设计-技能考核标准-实训指导书子情境:引导文谷氨酸提取技术阅读材料材料一:谷氨酸发酵液的性质一、谷氨酸的性质1、谷氨酸的主要物理性质谷氨酸结晶为无色正四面体晶体,相对分子质量为147.13,相对密度为1.538 (20℃),熔点为202~203℃,在2mol/L HCl中的比旋光度为[α]D20=+31.8°(HCl浓度为10%)。

2、谷氨酸的主要化学性质①成盐反应谷氨酸分子中含有2个酸性的羧基和1个碱性的氨基,是一个既有酸性基团又有碱性基团的两性电解质,与酸或碱作用都可以生成盐。

②脱羧反应在谷氨酸脱羧酶的作用下,谷氨酸脱去α-羧基放出二氧化碳,同时生成γ-氨基丁酸。

用瓦勃氏呼吸仪测量二氧化碳的生成量,就可以计算谷氨酸的量,这是测定谷氨酸的方法之一。

③与茚三酮反应谷氨酸和其它氨基酸一样,在pH2.5~4.7时与水合茚三酮共热,生成紫蓝色产物,其颜色深浅与谷氨酸含量成正比。

在没有其它氨基酸存在时,可利用这个反应来定量分析谷氨酸。

④生成焦谷氨酸谷氨酸经长时间加热,脱水生成焦谷氨酸(L-吡咯烷酮酸)。

⑤生成谷氨酸盐酸盐谷氨酸在浓盐酸中会生成并析出谷氨酸盐酸盐。

谷氨酸盐酸盐与碱作用生成谷氨酸。

如果碱过量则生成谷氨酸一钠甚至生成谷氨酸二钠。

⑥与金属盐反应在一定pH下,谷氨酸与金属盐反应生成难溶于水的复盐。

这个性质也被用于提取发酵液中的谷氨酸。

二、谷氨酸发酵液的性质谷氨酸发酵属于细菌发酵,培养基的主要成分是葡萄糖、铵离子和磷酸盐等,因此发酵液较稀薄、不黏稠。

发酵结束放罐时,发酵液中除了含有谷氨酸外,还有菌体和培养基的残留物以及其它代谢产物等。

从外观上看,发酵结束时整个发酵液呈浅黄色浆状,表面浮有少许泡沫,发酵液温度一般为34~36℃,pH为6.5~7.0,近中性。

发酵液中的主要成分和含量取决于发酵条件的控制和生产菌种的类型。

发酵液中的主要成分有以下几种:①谷氨酸发酵液中所含的谷氨酸均为L-型,一般以谷氨酸铵盐的形式存在,即C5H8O4N·NH4。

谷氨酸的含量一般在12~15%。

②无机盐发酵液中含有的无机盐主要是K+、Na+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Cl-、SO42-、PO43-等,此外发酵液中还有残糖、色素等成分。

其中NH4+的含量占发酵液的0.6%~0.8%,残糖的含量占发酵液的0.8%以下。

③菌体和培养基残留物大量菌体、蛋白质等固形物质悬浮在发酵液中,其中湿菌体占发酵液的8%左右。

此外,在发酵过程中用于消泡的合成消泡剂等也留在发酵液中。

④发酵副产物发酵液中还有一些含量很少的发酵副产物存在,如有机酸类主要有乳酸、α-酮戊二酸、琥珀酸等;氨基酸类有天冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘氨酸、组氨酸和谷氨酰胺等;各种氨基酸的含量均小于1%。

此外,发酵液中还含有核苷酸类物质及其降解产物,以腺嘌呤和尿嘧啶较为常见。

其中腺嘌呤在发酵液中占0.02%~0.05%,而尿嘧啶占发酵液的0.01%~0.03%。

完成下列信息!谷氨酸具有哪些性质?----------------------------------------------------材料二:谷氨酸提取的常用方法:1、等电点法利用谷氨酸是两性电解质的性质,将发酵液加硫酸调pH至谷氨酸的等电点,使谷氨酸沉淀析出。

2、离子交换法先将发酵液稀释至一定浓度,用盐酸或硫酸将发酵液调至一定的pH,采用阳离子交换树脂(732#)吸附谷氨酸,然后用洗脱剂将谷氨酸从树脂上洗脱下来,达到浓缩和提纯谷氨酸的目的。

3、金属盐法利用谷氨酸与Zn2+、Ca2+等金属离子作用生成难溶于水的谷氨酸金属盐而沉淀析出。

④离子交换膜电渗析法根据渗透膜对各种离子物质的选择透性不同而将谷氨酸分离,如电渗析和反渗透法。

材料三:菌体分离的方法由于谷氨酸产生菌菌体很小,其大小只有0.7~1.0μm×0.7~3.0μm,比酵母和霉菌菌丝体小得多,因此分离比较困难。

可用于菌体分离的方法如下:1、机械分离法一般采用高速离心分离机分离菌体。

如用国产的DP-400型和D-350型酵母高速离心机,转速6500r/min,GF-150型高速管式离心机,转速13500~15000r/min。

但动力消耗太大。

2、加热沉淀法将发酵液加热至70~80℃,静置使菌体和蛋白质凝固沉淀而除去。

此法特别适用于感染杂菌、污染噬菌体的发酵液,经过加热既可杀死杂菌又可使大量杂质凝固沉淀,有利于提取;但缺点是消耗较多能源,另外发酵液中残糖与谷氨酸发生美拉德反应造成产酸下降和色素上升。

3、添加凝聚剂沉淀法在发酵液中加入适量的絮凝剂如聚丙烯酰胺,使菌体凝聚一起,加助滤剂过滤除去,但聚丙烯酰胺具有一定的毒性。

4、采用各种膜除去菌体随着膜技术进步,国内已有厂家采用此技术分离菌体,但存在问题是投资大,另外分离得到的湿菌体中含有大量谷氨酸,如何回收湿菌体中谷氨酸是一大难题。

材料四:谷氨酸溶解度的影响因素1、pH对谷氨酸溶解度的影响谷氨酸的溶解度随pH改变而变化。

谷氨酸在pH1附近或碱性情况下,溶解度很大,但是等电点pH3.22和在30%以上的高浓度盐酸条件下,溶解度便显著降低到最低点。

工业生产中的等电点法、盐酸盐法提取谷氨酸,就是巧妙地利用这一特性2、温度对谷氨酸溶解度的影响温度对谷氨酸溶解度影响较大,温度越低,溶解度越小,这便是低温等电点法提取谷氨酸能提高收率的依据。

3、杂质对谷氨酸溶解度的影响发酵液中含有残糖、其它氨基酸、菌体及胶体物质等杂质,这些杂质都会提高谷氨酸的溶解度。

材料五:谷氨酸的结晶1、谷氨酸的晶型及其性质谷氨酸结晶具有多晶型性质,在不同条件下会形成不同的谷氨酸结晶,可分为α-型结晶和β-型结晶二种。

α-型谷氨酸结晶为正四面体,是等电点提取的一种理想结晶。

这种结晶纯度高、颗粒大、易沉降,因此容易与母液分离。

β-型谷氨酸结晶为粉状或针状、鳞片状结晶,晶粒微细、纯度低、难沉降,结晶时常与发酵液中胶体物质粘结,悬浮在母液中或搅拌轴周围,不易沉淀分离,故称为轻质谷氨酸(轻质麸酸)。

因此在操作中要控制结晶条件,避免β-型结晶析出。

2、影响谷氨酸结晶的主要因素影响谷氨酸结晶的因素很多。

发酵液的纯度和中和结晶操作条件是影响谷氨酸结晶的主要因素。

如发酵液中谷氨酸含量、温度、残糖、菌体以及是否染菌(尤其是否染噬菌体);中和时的加酸速率、搅拌、加晶种与否、晶种质量等,对谷氨酸的结晶及收率都有很大影响。

①谷氨酸含量对结晶晶型的影响随着发酵液中谷氨酸含量的升高,等电点结晶时如控制不当,生成β-型结晶的机会增多,这样会造成母液分离困难,谷氨酸结晶纯度下降,并影响收率。

②温度与降温速率对晶型的影响结晶析出温度对晶型有很大影响,当结晶析出温度超过30℃时,β-型结晶明显增加。

因此,为了避免形成β-型结晶,在等电点法提取谷氨酸时,必须先将发酵液的液温降到30℃以下,再进行晶体析出。

中和时要控制液温缓慢下降,不能回升,这样形成的谷氨酸结晶颗粒较大,否则降温过快或温度忽高忽低时,不仅晶核小而多,而且会引起α-型结晶向β-型结晶转换。

中和结束育晶2h后,温度应尽可能降低,以减少谷氨酸的溶解。

③加酸速率与终点pH的控制加酸的目的是调低发酵液的pH,最后使其达到谷氨酸的等电点。

要缓慢加酸,pH缓慢下降,不能回升。

使谷氨酸的溶解度逐渐降低,晶核一旦形成也不会太多。

控制一定数量的晶核,经停酸育晶和养晶阶段,使其成长壮大,析出大颗粒的α-型结晶。

通常开始加酸中和到pH4.8~5.0,这段过程加酸速率可稍快,至育出晶核后,加酸速率要缓慢,直到中和到等电点pH3.0~3.2。

等电点终点pH要准确,才能使谷氨酸的溶解度达到最低,一次收率才会提高。

由于谷氨酸溶解度在等电点偏碱时比偏酸时增加幅度大,为了防止目视和仪器测定的pH所造成的误差,pH应调在3.0~3.2范围内,待停酸半小时搅拌均匀后,再取样测定,中和结束后2~3h内,再取样复测,如发现pH变化,需及时调整。

谷氨酸发酵时,NH4+不能过高,pH不能偏低,以防止谷氨酸向谷氨酰胺转化。

发酵液放罐时,有时pH是正常的,但搁置过久,尤其是气温高的季节,由于环境中酵母等杂菌的作用,pH会降低。

当pH6左右时是谷氨酰胺合成酶的最适pH,酶活力增高,谷氨酰胺积累量就会增加,所以供提取的发酵液应尽量新鲜,不要放置时间过长。

3、投晶种与育晶①投晶种在正常的发酵液中,采用等电点法提取谷氨酸,当产酸在8%以上时,可以采用一次冷冻等电点法(0~4℃),在不加晶种情况下,收率也可达85%以上。

但从谷氨酸晶体生成的动力学角度上来看,添加晶种能防止突然产生过多的晶核而发生聚晶现象。

投放晶种有二种方式,即在出现晶核前投入;或在出现少量晶核后投入。

按结晶理论,溶液在变为饱和时,经历介稳区和不稳区二个区域。

介稳区决定晶体的成长,不稳区决定晶核的形成,故投晶种时应控制在介稳区。

利用调节pH 与温度两个手段,使谷氨酸处于介稳区。

一般投晶种量为发酵液的0.2~0.3%。

②育晶谷氨酸发酵液在正常情况下,其放罐pH一般在6.5~7.0之间。

当发酵液泵入等电点罐后,其温度冷却到28℃左右,第一步就加酸调至育晶点。

通常发酵产酸高,育晶点的pH也高。

确定育晶点pH,要仔细观察晶核生成情况,当手触、目视发现晶核时,这时的pH就可作为育晶点,停止加酸进行育晶,以利于必要的养晶过程,育晶时间一般为2个小时,使谷氨酸晶核成长壮大,形成较大的结晶颗粒。

4、搅拌的影响搅拌的作用是使液体不断地翻动,使温度和pH保持均匀,以有利于晶体长大,避免晶簇的形成。

但搅拌速率不能太快,液体翻动太激烈,对晶体长大不利,促使晶体细小。

搅拌太慢,液体翻动过慢,温度和pH不均匀,造成局部pH过低,易形成细微的晶核甚至轻质谷氨酸。

搅拌速率与设备的直径和搅拌叶大小有关,设备越大,搅拌器的转速也应适当降低,其转速以30 r/min左右为宜。

5、菌体的影响发酵液中菌体直接影响谷氨酸结晶。

用等电点法沉淀谷氨酸结晶时,菌体也随之沉降于结晶上层,不易与谷氨酸分离。

菌体经分离后其收率可提高5%左右。

谷氨酸发酵液中菌体数量和菌体大小由菌种和采用发酵工艺的不同而有所区别。

如AS1542、B9系列菌种,发酵后菌体的数量少、菌体较大而相对密度又小,沉降速率很慢,易于与谷氨酸结晶分离。

而AS1299、7338和T6-13系列菌种,发酵后菌体数量多、菌体较小而又重,沉降速率快,与谷氨酸结晶较难分离,影响提取收率,所以采用这类菌种发酵时,必须控制有关工艺条件,使其有利于提取,以获得较高收率。

6、杂菌和噬菌体的影响谷氨酸发酵一旦污染了噬菌体或杂菌后,发酵液色泽变得深灰、有异味,其产酸率和转化率都受到很大影响。

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