谷氨酸的发酵工艺

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1、谷氨酸的发酵工艺味精的产品特性商品味精味精的安全性正确食用味精的方法中国味精业空间巨大2001年东南亚地区味精人均消费量：台湾：2000克韩国：1200克日本：1020克香港：1000克中国大陆：500克中国味精消费每年至少有160万吨的空间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味精生产工艺流程味精的发酵工艺主要内容：第一节：谷氨酸生产第二节：谷氨酸的提取第三节：谷氨酸制味精第一节谷氨酸生产概述：氨基酸发酵一.谷氨酸生产原料及其处理二.谷氨酸产生菌三.谷氨酸的合成途径四、谷氨酸代谢的调控五.谷氨酸的发酵工艺概述氨基

2、酸发酵1.氨基酸的作用：组成蛋白质的基本成分；可作为调味料；提高食品的营养价值。生产氨基酸的大国为日本和德国。2.氨基酸生产方法发酵法化学合成法酶法抽提法3.氨基酸发酵概念：利用微生物生长和代谢活动生产各种氨基酸作用的过程。原料氨基酸其他代谢产物氨基酸发酵是典型的代谢控制发酵，它的积累是建立在对微生物正常代谢的抑制上。关键：能否打破微生物的正常代谢调节，人为的控制发酵。微生物微生物（中间代谢产物）一、谷氨酸生产原料及其处理谷氨酸的作用：（1）合成人体代谢所需的其他氨基酸。（2）降低血液中氨中毒作用。（3）参与脑蛋白代谢和糖代谢。脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其他氨基酸。（4）对于防治脑震

3、荡或脑神经损伤有一定的疗效。长期适当的服用谷氨酸，可提高神经有缺陷儿童的智力。（5）生产味精，作重要的调味品。谷氨酸发酵的主要原料淀粉：玉米、小麦、甘薯、大米等，其中甘薯的淀粉最为常用。糖蜜：甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜醋酸乙醇正烷烃（液体石蜡）氮源料：尿素或氨水。国内：淀粉（多数厂家）糖蜜（少数厂家）淀粉水解葡萄糖谷氨酸生产菌谷氨酸糖蜜预处理去除生物素的糖蜜谷氨酸生产菌谷氨酸（一）糖蜜的预处理原因：糖蜜（特别是甘蔗糖蜜）中含有过量的生物素，会导致光长菌体，不产谷氨酸的后果，影响谷氨酸的积累。目的：降低生物素的含量方法：1.活性炭处理法：吸附2.水解活性炭处理法：用盐酸水解糖蜜后再吸附3.树脂处理法

4、：通过脱色树脂交换柱（二）淀粉的糖化淀粉水解葡萄糖酸解法酶解法酸酶（或酶酸）结合法酸酶法酶酸法淀粉糖化的方法1.酸解法淀粉酸高温高压葡萄糖2.酶解法（双酶法）淀粉a-淀粉酶糊精和低聚糖糖化酶葡萄糖(液化)（糖化）3.酸酶法淀粉酸解法糊精和低聚糖糖化酶葡萄糖4.酶酸法淀粉a-淀粉酶糊精和低聚糖酸解法葡萄糖二、谷氨酸产生菌1.种类：谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌、乳糖发酵短杆菌、嗜氨小杆菌、硫殖短杆菌。我国使用的生产菌株是北京棒杆菌AS1.299、北京棒杆菌D110、钝齿棒杆菌AS1.542、棒杆菌S-914和黄色短杆菌T6~13等。谷氨酸棒杆菌呈一端膨大的棒状，折断分裂形成“八”字状排列2.形态上

5、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）都是需氧型微生物三、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谷氨酸+NADPH+H2O2、谷氨酸合成途径谷氨酸的生物合成过程中的几个途径主要有：（1）糖酵解途径（EMP途径）（2）磷酸己糖途径（HMP途径）（3）三羧酸循环途径（TCA循环）（4）乙醛酸循环途径（DCA循环）（5）伍德-沃克反应（CO2固定反应）（6）α-酮戊二酸的还原氨基化反应这6条途

6、径之间是相互联系和相互制约的，如图所示：葡萄糖②HMP3-磷酸甘油醛丙酮酸乙酰辅酶ACO2草酰乙酸柠檬酸苹果酸异柠檬酸延胡索酸琥珀酸NADPHα-酮戊二酸NADPHNH4+谷氨酸乳酸乙酰辅酶A④乙醛酸循环乙醛酸①EMP③TCA谷氨酸⑤CO2固定透过细胞膜⑥α-酮戊二酸的还原氨基化3.谷氨酸的生物合成过程中的几个途径三羧酸循环（TCA）4.谷氨酸产生菌的生化特征（1）CO2固定能力强。（2）-酮戊二酸氧化能力微弱:-酮戊二酸脱氢酶丧失或活性低。（3）异柠檬酸裂解酶活力微弱。（4）谷氨酸脱氢酶活性强。（5）还原性辅酶Ⅱ(NADPH+H+)进入呼吸链能力缺陷或微弱。（6）不利用谷氨酸。（7）

7、耐高糖耐高谷氨酸。（8）解除谷氨酸反馈抑制。（9）具有向胞外分泌谷氨酸的能力。谷氨酸理论转化率如果草酰乙酸全部由CO2固定获得，则1摩尔葡萄糖生成1摩尔的谷氨酸。C6H12O6+NH3+1.5O2→C5H9O4+CO2+3H2O理论转化率=147/180=81.7%谷氨酸的大量积累不是由于生物合成途径的特异，而是：（一）菌体代谢调节控制（二）细胞膜通透性的特异调节（三）发酵条件的适合四、谷氨酸代谢的调控（一）菌体代谢调节