味精的发酵工艺__培训课件.ppt

味精生产工艺流程： 原料的预处理及淀粉水解糖的制取； 谷氨酸生产菌种子的扩大培养； 谷氨酸发酵； 谷氨酸的提取与分离； 由谷氨酸制成味精及味精成品加工。 第三节 谷氨酸到味精 淀粉质原料→糖化→中和、脱色、过滤→培养基调配→接种→发酵→提取(等电点法、离子交换法等) →谷氨酸→谷氨酸-Na→脱色 →过滤→干燥→成品 菌种的扩大培养 谷氨酸制味精 谷氨酸用适量的NaCO3溶液中和后，再经过过滤、浓缩、离心分离等步骤、最终制成味精。 1.谷氨酸的中和：把谷氨酸加入水中，成为饱和溶液，然后加碱（ NaCO3 ）进行中和。 2.中和液除铁、除锌：硫化钠法、树脂法除铁锌。 3.谷氨酸中和液的脱色：活性炭脱色、离子交换树脂脱色。 4.中和液的浓缩和结晶：工业中都是采用蒸发方法。 重点与难点： 1.谷氨酸的生物合成 2.谷氨酸代谢的调控 复习题 味精生产工艺流程 简述谷氨酸生产菌的生化特征？ 味精厂提取谷氨酸的主要方法有哪些？ 谷氨酸发酵淀粉糖化的方式有哪些？ 谷氨酸发酵的代谢调控方式有哪些？ 实际生产中，谷氨酸发酵时有利于谷氨酸透过细胞膜的强制控制工艺是什么？ 控制细胞渗透性 控制发酵环境条件 （一）菌体代谢调节控制1.谷氨酸生物合成的调节机制 琥珀酸 ?-酮戊二酸脱氢酶（弱） ?-酮戊二酸 谷氨酸脱氢酶（强） 谷氨酸 透过细胞膜 谷氨酸 谷氨酸生物合成的调节机制 1. 优先合成与反馈调节 2.糖代谢的调节 （1）能荷控制（能荷即ATP,ADP和AMP浓度之和所负荷的高能磷酸基数量 ） （2）生物素对糖代谢的调节 3.氮代谢的调节 4.其他调节（如Cu 2+的调节） （二）细胞膜通透性的特异调节 用能积累谷氨酸菌株做如下实验: 生物素充足时,细胞内含大量谷氨酸,但培养液里几乎不含谷氨酸 用溶菌酶消化细胞壁得到的原生质体仍不分泌谷氨酸 当把原生质体放入低渗溶液里,将其涨破,谷氨酸才排出 生物素亚适量时,培养液里含大量谷氨酸,细胞里含量少 结论:谷氨酸的分泌是由细胞膜控制 控制细胞膜通透性的方法： 控制磷脂的合成； 控制细胞壁的合成：选育温敏突变株 1.控制磷脂的合成①生物素营养缺陷型 作用机制:生物素是脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA羧化酶的辅酶,参与了脂肪酸的合成,进而影响脂肪酸的合成。当磷脂合成量少到正常的1/2左右时,细胞变形,Glu向膜外漏出，积累于发酵液中。 控制关键:使用该类突变株必须限制发酵培养基中生物素亚适量(5-10?g/L).在发酵初期(0-8小时),细胞正常生长,当生物素耗尽后,在菌的再次倍增时,开始出现异常形态细胞,即完成了细胞从生长型到积累型转换. 突变株 ②油酸营养缺陷型 作用机制:油酸营养缺陷型丧失了合成油酸的能力,通过控制油酸使磷脂合成量减少到正常量的1/2左右. 控制关键:保证在培养基中油酸亚适量,完成细胞从生长型到生产型的转换. 突变株 ③甘油缺陷型 作用机理：丧失L-甘油-3-磷酸(NADP氧化还原酶)，不能合成a-磷酸甘油和磷脂，只有添加甘油才能生长。在甘油限量供应下，由于控制了细胞膜中与渗透性有直接关系的磷脂的含量，使谷氨酸得以积累。 控制的关键：添加亚适量的甘油或甘油衍生物。甘油过少，菌株生长不够好;甘油过量，磷脂合成正常，产谷氨酸低。 突变株 添加表面活性剂(如吐温60)或不饱和脂肪酸 (C16-18),也能造成细胞渗漏,积累谷氨酸。 机理:两者在脂肪酸合成时对生物素有拮抗作用,导致磷脂合成不足,形成不完整的细胞膜。 关键:控制好脂肪酸或表面活性剂的时间和浓度,必须在药剂加入后,在这些药剂存在下进行分裂,形成产酸型细胞。 其他 ④添加表面活性剂 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. 其他 谷氨酸发酵强制控制工艺 如:“高生物素 高吐温”或“高生物素 高青霉素” 控制方法:在发酵培养基中预先配加一定量(过量)的纯生物素,大大地削弱每批原料中生物素含量变化的影响,高生物素 大接种量能促进菌体迅速增殖.再在菌体倍增的早期加入相对高的吐温或青霉素,形成产酸型细胞.固定其它条件,确保高产稳产. 其他 （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氨酸脱氢酶的最适温度在32-36℃。 （2