:氢i墓酸雀:声j囊:,莱诵i嚷:誉篇0
谷翥酸发酵工艺
冯容保
一.谷氨醯发酵工艺对比
m《£
10j2%
Ⅺ度敏感Ⅻ
f《体转化奉单&菌体P№
动力日%f“Ⅲ≮m计、
&#月m
J—l2%
58‘,50%lO-12%自30-32h
索%%%
嚣意警ll
兀=0
h%
I=0442@34℃
2、谷氟陵发酵液质量
fI)NH“;A=l一11
(21
韧糖65刚舒,147
Ⅱ=0442x0082x307=ll13大气压韧楮80鲫8W147l---0554Mul
554x0082×307=13
GA/总固形物=60-70%
(3)cA巾AN/发酵液^N=85—90%(4)姥糖(碰原糖)02_n4%
(5)pH:64—67
95大气压
韧钎20eft
120/147i=0816Moi
兀=0816x00s2x307_2054大气压
(6)牯度:2—5厘们
(7)酮酸、乳酸:低干0-1%二、亚适量工艺优化1、{睡初糖、高崭【加糖
(1)初糖65%,比生长速率(100%):初糖120%,比十长速率(68%).
比生长速率计算u=排气fCO:@l卅气
CO拱t“/t2-tI
(2)渗透压兀=Cx0082xoK(大气压)式中cfMol数)
R---0082(atroYMolxol‘)
K=绝对温度273+t℃
全国氨基酸牛产技术交流会・论文集
渗透传越高蒲种生长适府期越长(3)高浓度施加糖质量:
40%T=85%
COD
罐压由0.5提高至l0.电耗增加
(28)025一l,(2.3)025一l=0293血231=1268%
426700m鲫(ppm)
533300m川(ppm)
50%T--805%COD
3、或前后期低罐压长苗高峰期(6-10h)罐压高.利用调频变建节电。
四、提取工艺
6。%T-75%
COD640000m胡(ppm
计算依据:c出1206+∞厂惦corr惦H抑Ⅻ180:6×32-甜90:x
三、发酵罐罐压与溶解氧
除菌后再提取等电后.一次母液调pH4~
4.5.低温浓缩,调pH结晶,二次母液上离空。比
大罐渡层高度般8.IO米
1、罐压05表J_E绝对压l5+(8-10)=
23—25arm
浓缩等电好.也比等电加高流直接结晶质量好。
五、耪制
1、中和波或母液先双效浓缩ft≯75%)再结晶,蒸汽可节约20%V2上。
罐匝1.0表压.绝对压2+(8~10)=2.8—
3arm
相对溶解氧提高28/23=1217%或3/2
120%
5=
2、膜过滤圭陈色素、腔怍、效果好。六、高浓度废水除菌后.再次浓缩旧收硫酸铵.
2、园罐K提高.电耗加大.表压适合
般以1公斤
谷氨酸发酵工艺
作者:作者单位:
冯容保
相似文献(10条)
1.会议论文 张蓓.张克旭 国内外谷氨酸发酵工艺研究进展 2002
谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵,发酵工艺的研究至关重要.发酵的环境条件,如培养基组成、pH、温度、溶氧水平等都明显地影响谷氨酸的产量. 1983年,Takeda-Chem描述了通过向培养基中添加油酸可以使谷氨酸的产量提高的方法,即将微生物培养在含有油酸但并不含有生物素的培养基上,作为碳源的碳水化合物与乙酸的比率为70∶30到50∶50,所用的微生物是从D248、BN11、NO.534中选取的.培养基中所用的碳水化合物为葡萄糖、果糖.碳水化合物与乙酸的比例保持在60∶40.培养基中油酸的含量不少于60毫克/升.发现用此方法可使碳源更多地转变成L-谷氨酸,并且得到浓度很高的L-谷氨酸产品.本文介绍国内外谷氨酸发酵工艺研究进展。
2.学位论文 邓毛程 高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺及设备优化研究 2007
近十几年来,谷氨酸发酵生产中的新菌种、新工艺以及新设备层出不穷,并且相互促进,使生产规模与技术指标不断创新,有力地推动了我国谷氨酸发酵产业的发展。为了进一步提高谷氨酸发酵产率与降低生产成本,本论文利用现有生产菌株成功选育出耐高糖谷氨酸高产菌株,通过改造搅拌器提高了种子罐与发酵罐的溶氧效率,并研究了搅拌器改造对谷氨酸菌种高密度培养与生物素亚富量谷氨酸发酵的影响,最后进行了高初糖谷氨酸发酵中接种量、生物素量与溶氧条件优化的研究,较好地完成了高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺的研究工作。其主要研究内容和结果如下:
采用硫酸二乙酯对出发菌株细胞进行多次诱变,然后采用紫外线对突变株的原生质体进行多次诱变,最后筛选获得耐高糖谷氨酸高产菌株。其检出平板的最高葡萄糖浓度为200g/L,比出发菌株提高了17.65%;在葡萄糖浓度为200g/L的液体培养基中进行谷氨酸摇瓶发酵,其产酸水平比出发株提高了24.72%;经传代和稳定性试验,表明具有良好的遗传稳定性。因此,该突变株适宜作为研究高初糖谷氨酸发酵工艺的菌株。
将10m3种子罐和200m3发酵罐的六弯叶圆盘涡轮改造为六半圆叶圆盘涡轮搅拌器及优化尺寸设计后,种子罐和发酵罐的体积溶氧系数分别达到146.6h-1和173.8h-1,分别是改造前的2.36倍和2.4倍,通过搅拌器改造大幅度地提高了种子罐和发酵罐的溶氧效率。
利用改造后的种子罐进行谷氨酸菌高密度培养,培养18h的湿菌体量达到25.42%(v/v),比改造前提高了188%,表明种子罐溶氧系数的提高促进了谷氨酸菌高密度培养工艺的实现。
利用改造后的发酵罐进行谷氨酸发酵,其适宜的初始生物素浓度为12.3μg/L,达到亚富量水平,比改造前提高了53.75%,最终促使单罐谷氨酸产量比搅拌器改造前增加了8.34%,故发酵罐溶氧系数的提高促进了生物素亚富量谷氨酸发酵工艺的实现。
将10m3种子罐种子液的湿菌体量、200m3发酵罐溶氧系数以及生物素用量分别提高至25%(v/v)、173.8h-1以及12.3μg/L时,200g/L初糖谷氨酸发酵的产酸水平、糖酸转化率以及谷氨酸单罐产量分别达142.8g/L、63.04%以及21.206t,均有一定程度的提高。其中,单罐谷氨酸产量提高幅度显著,与搅拌器改造前的10%湿菌体量的120g/L初糖发酵相比,提高了33.26%。研究结果表明,通过提高耐高糖菌株种子液的湿菌体量、发酵罐溶氧效率以及生物素适宜用量,可促进高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺的实现,有利于提高谷氨酸发酵产率。
3.会议论文 冯容保 谷氨酸发酵工艺的进展 2002
本文探讨谷氨酸发酵工艺的进展,谷氨酸发酵工艺类型, 5%一10%大种量只能缩短发酵周期,不能提高转化率。种量大还要浓度高,o OD只能做参考,因不在一个数量级,等间有一定的对数关系,要根据湿菌体重量或体积(并折标成干菌体量)与活计数(109个/m}z,1010个/ml)。要求大种量,高浓度,活力强。
4.学位论文 吴晓燕 氨基酸脱羧酶发酵工艺及应用研究 2005
本文分别对大肠杆菌(Escherichia coli)AS1.505和蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)AS1.1009的发酵条件以及L—谷氨酸脱羧酶和L—赖氨酸脱羧酶的酶学性质进行了研究。利用E.coli AS 1.505L—谷氨酸脱羧酶制备D—谷氨酸和Y—氨基丁酸,分离L—谷氨酸和L—天冬氨酸;利用H.alvei AS1.1009L—赖氨酸脱羧酶拆分DL—赖氨酸。
D—谷氨酸是重要的医药中间体和食品添加剂,Y—氨基丁酸是中枢神经系统中有效的抑制性神经递质,D—赖氨酸可作为一种有效溶剂和手性合成纤维来合成各种药物中间体,以上产品附加值很高。目前我国氨基酸工业副产大量L—谷氨酸和L—天冬氨酸混合物,不能直接用于食品和医药工业,采用酶法分离解决了这一难题。
为获得E.coli AS 1.505菌株的最佳发酵条件,通过正交试验及培养条件优化,得出最佳培养基(g/L)配方为:葡萄糖20,蛋白胨10,玉米浆20,酵母膏2,K2HPO4l,L-谷氨酸5,pH7.2。最佳培养条件为:温度37℃,培养基装量100mL,接种量8%,发酵时间16h。
对E.coli AS 1.505菌株L-谷氨酸脱羧酶酶性质进行研究,得到制备D-谷氨酸和Y-氨基丁酸的最佳转化条件为:转化温度37℃,pH4.8,菌体浓度6g/L,吐温—800.15g/L,菌龄16h,底物浓度50g/L。L-谷氨酸脱羧酶在最适转化条件下比酶活可以达到15036U。1g湿菌体可重复使用3次共转化DL—谷氨酸25g,其中L-谷氨酸可以完全转化为Y—氨基丁酸。产物经等电点结晶法和JK008阳离子交换树脂分离。D-谷氨酸及Y—氨基丁酸的收率分别为理论收率的87%和85%。另外,还利用该酶分离制备Y—氨基丁酸(理论收率的83.4%)和L-天冬氨酸(理论收率的86.6%)。以上两种反应原料价格低廉,转化率高,工艺流程简单,适合工业化生产。
对H.alvei AS 1.1009菌株发酵条件进行研究,得出最佳培养基(g/L)配方为:蔗糖20,蛋白胨10,玉米浆20,酵母膏1,(NH4)2SO4 1,L-赖氨酸10,pH7.2。最佳培养条件为:温度35℃,培养基装量100mL,接种量6%,发酵时间14h。对L-赖氨酸脱羧酶酶性质进行了研究,结果表明:该酶最适pH为8.0,最适温度为37℃,吐温-800.5g/L,菌体浓度10g/L。最高绝对酶比活为3840U。还考察了L-赖氨酸经脱羧酶生物转化生成尸胺的反应动力学,该生物转化反应半衰期为10.58h。从D-赖氨酸添加上看,并没有出现所谓的同型底物竞争抑制作用。
5.学位论文 高璇 谷氨酸发酵新技术研究 1998
为了改进谷氨酸发酵工艺,提高中国味精生产水平,该文从两个方面进行了研究:一是在种子基础培养基中添加生长刺激剂,提高菌种活力,加快生长速度,加快耗糖速率;二是在发酵基础培养基中添加表面活性有效等药物,提高细胞膜对谷氨酸的分泌能力,加快分泌速率,从而提高谷氨酸发酵产率,缩短发酵周期,降低生产成本.
6.会议论文 云逢霖 二种发酵工艺二种提取工艺生产谷氨酸的比较 2004
今年是味精行业最困难的一年,因此如何提高生产水平、降低成本,提高经济效益以及解决废水问题等是关系企业生存的大问题。在上海会议上有不少文章讨论了谷氨酸发酵工艺、提取工艺和解决废水问题,笔者也就此问题进行论述,供参考。
7.学位论文 王勇 谷氨酸发酵工艺研究 2002
L-谷氨酸又叫麸酸,化学名称为L-α-氨基戊二酸,是制造味精的前体物质.谷氨酸有着广泛的用途,最主要的就是用来制造作为食品风味增强剂的-水谷氨酸一钠.该论文实验主要对一级种子的培养和发酵条件及其控制进行了优化.力图通过这些实验,找出更适合谷氨酸生产菌S9114的菌种培养条件和发酵环境,来提高发酵过程中的产酸率和糖酸转化率,以达到提高经济效益的目的.谷氨酸发酵是一个复杂的生化过程,发酵法生产谷氨酸的基本要素之一就是选择适宜的发酵工艺,控制最佳的工艺条件.培养基是提供谷氨酸生产菌生长繁殖及其代谢生产谷氨酸的营养物质,培养基的各组分对产酸影响很大.通过多次实验,确定了双酶水解糖、尿素、混合生物素、无机盐、金属离子对发酵过程中菌体增殖和产酸的影响情况.还对种龄、种量等影响谷氨酸发酵的因素进行了研究,确立了大种量有利于缩短发酵时间,提高设备利用系数.
8.会议论文 冯容保 谷氨酸发酵工艺的进展 2002
我国谷氨酸发酵在60年代后期至80年代,一直沿用亚适量生物素工艺,以淀粉原料或大米为碳源,至80年代后期以甘蔗糖蜜或甜菜糖蜜为原料的生产厂
采用高生物素发酵工艺,前期加表面活性剂(吐温)或青霉素控制,在2000年又有温度敏感型菌种投入生产,前期温度32~34 ℃为长菌期,提高温度至37~38℃则不长菌而产酸.现国内谷氨酸发酵三种工艺并行,而对不同工艺的评价在于节能降耗,节能的关键为发酵过程搅拌通风的总耗电量,即每吨发酵谷氨酸所耗的Kwh总量.本文介绍谷氨酸发酵工艺类型,流加糖工艺要点以及判定发酵液质量应测定的项目。
9.会议论文 高君 多元化原料生产谷氨酸的工艺技术 2005
我国发酵法生产谷氨酸起始于20世纪50年代,但发展较快,产量每年以10—20%左右的增长率持续增长,到2004年年生产谷氨酸70万吨,年产量居世界第一位。特别是近几年国内企业纷纷扩大规模,产量进一步增大,造成企业虽然加大了产品出口,但市场仍供大于求,产品进入微利时代,迫使企业不断加强生产工艺技术研究,通过技术创新,选育优良菌种,改进生产技术装备,完善生产管理技术等,降低生产成本,提高市场竞争能力。本文介绍了多种原料混合制糖工艺、多种原料糖混合发酵工艺、谷氨酸高温连续等电新工艺、谷氨酸转晶新工艺。
10.学位论文 曹旭 γ-聚谷氨酸的异源表达及发酵工艺研究 2007
聚-γ-谷氨酸是一种由D-谷氨酸和L-谷氨酸单体通过γ-羧基与α-氨基形成的肽键缩合而成的一种聚阴离子类多肽分子.其分子量一般在
100~1000kDa之间,相当于500~5000个左右的谷氨酸单体.作为一种生物高分子材料,γ-PGA具有生物可降解性好、可食、对人体和环境无毒害的优点.目前已经确定编码γ-PGA合成酶系的全部基因(pgsB、pgsC、pgsA).
本论文以大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌为宿主进行γ-PGA的异源表达研究.从Bacillus subtilis ZJU-7中克隆得到了pgsB、pgsC、pgsA三个基因,采用了 pTrc99a和pXMJ19两种质粒作为载体,分别构建了pTrc99a-pgsBCA和 pXMJ19-pgsBCA两个重组表达质粒.选取E.coli JM109、E.cold BL21、Corynebacterium glutamicum RES167为宿主, 分别构建了E.coli JM109/pTrc99a-pgsBCA、E.coli BL21/ pXMJ19-pgsBCA、Corynebacterium
glutamicum RES 167/pTrc99a-pgsBCA 、Corynebacterium glutamicumRES167/pXMJ19-pgsBCA共4个重组菌株.并且对各个重组菌株的γ-PGA合成能力进行了鉴定.其中E.coli JM109/pTrc99a-pgsBCA、 E.coli BL21/ pXMJ19-pgsBCA、Corynebacterium glutamicum RES167/pXMJ19-pgsBCA具备了γ-PGA的合成能力.并且对E.coli BL21/pXMJ19-pgsBCA的培养条件进行了优化.得到了以下的培养基成分:蔗糖10 g/L,蛋白胨10 g/L,L-谷氨酸10g/L,NaC110gm,lmM MnSO,氯霉素34μg/ml,IPTG lmM.使用以上的培养基配方,γ-PGA的产量达到了1.17 g/L.
对本实验室保藏的一株聚-γ-谷氨酸高产菌株(Bacillus subfilis ZJU-7)进行了复壮,从中筛选出一株相对高产的菌株,摇瓶发酵产量达到48g/L.并且对Bacillus subtilis ZJU-7进行了摇瓶培养条件优化.在此基础上,在15L发酵罐上对发酵过程进行了初步的放大研究,γ-PGA产量达到了23g/L.针对Bacillussubtilis ZJU-7发酵过程中需要添加大量的蛋白胨引起发酵成本过高的问题,进行了Bacillus subtilis ZJU-7发酵培养基中氮源替代的初步研究,考察了鱼粉、玉米粉等廉价氮源对γ-PGA产量的影响.当使用玉米粉作为氮源时,培养基中氮源成本最低,达到5元/kg γ-PGA.
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_7043025.aspx
授权使用:青岛农业大学图书馆(qdnydxtsg),授权号:a24382da-e568-4583-86cc-9dab0108abf3,下载时间
:2010年7月6日
:氢i墓酸雀:声j囊:,莱诵i嚷:誉篇0
谷翥酸发酵工艺
冯容保
一.谷氨醯发酵工艺对比
m《£
10j2%
Ⅺ度敏感Ⅻ
f《体转化奉单&菌体P№
动力日%f“Ⅲ≮m计、
&#月m
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58‘,50%lO-12%自30-32h
索%%%
嚣意警ll
兀=0
h%
I=0442@34℃
2、谷氟陵发酵液质量
fI)NH“;A=l一11
(21
韧糖65刚舒,147
Ⅱ=0442x0082x307=ll13大气压韧楮80鲫8W147l---0554Mul
554x0082×307=13
GA/总固形物=60-70%
(3)cA巾AN/发酵液^N=85—90%(4)姥糖(碰原糖)02_n4%
(5)pH:64—67
95大气压
韧钎20eft
120/147i=0816Moi
兀=0816x00s2x307_2054大气压
(6)牯度:2—5厘们
(7)酮酸、乳酸:低干0-1%二、亚适量工艺优化1、{睡初糖、高崭【加糖
(1)初糖65%,比生长速率(100%):初糖120%,比十长速率(68%).
比生长速率计算u=排气fCO:@l卅气
CO拱t“/t2-tI
(2)渗透压兀=Cx0082xoK(大气压)式中cfMol数)
R---0082(atroYMolxol‘)
K=绝对温度273+t℃
全国氨基酸牛产技术交流会・论文集
渗透传越高蒲种生长适府期越长(3)高浓度施加糖质量:
40%T=85%
COD
罐压由0.5提高至l0.电耗增加
(28)025一l,(2.3)025一l=0293血231=1268%
426700m鲫(ppm)
533300m川(ppm)
50%T--805%COD
3、或前后期低罐压长苗高峰期(6-10h)罐压高.利用调频变建节电。
四、提取工艺
6。%T-75%
COD640000m胡(ppm
计算依据:c出1206+∞厂惦corr惦H抑Ⅻ180:6×32-甜90:x
三、发酵罐罐压与溶解氧
除菌后再提取等电后.一次母液调pH4~
4.5.低温浓缩,调pH结晶,二次母液上离空。比
大罐渡层高度般8.IO米
1、罐压05表J_E绝对压l5+(8-10)=
23—25arm
浓缩等电好.也比等电加高流直接结晶质量好。
五、耪制
1、中和波或母液先双效浓缩ft≯75%)再结晶,蒸汽可节约20%V2上。
罐匝1.0表压.绝对压2+(8~10)=2.8—
3arm
相对溶解氧提高28/23=1217%或3/2
120%
5=
2、膜过滤圭陈色素、腔怍、效果好。六、高浓度废水除菌后.再次浓缩旧收硫酸铵.
2、园罐K提高.电耗加大.表压适合
般以1公斤
谷氨酸发酵工艺
作者:作者单位:
冯容保
相似文献(10条)
1.会议论文 张蓓.张克旭 国内外谷氨酸发酵工艺研究进展 2002
谷氨酸发酵是典型的代谢控制发酵,发酵工艺的研究至关重要.发酵的环境条件,如培养基组成、pH、温度、溶氧水平等都明显地影响谷氨酸的产量. 1983年,Takeda-Chem描述了通过向培养基中添加油酸可以使谷氨酸的产量提高的方法,即将微生物培养在含有油酸但并不含有生物素的培养基上,作为碳源的碳水化合物与乙酸的比率为70∶30到50∶50,所用的微生物是从D248、BN11、NO.534中选取的.培养基中所用的碳水化合物为葡萄糖、果糖.碳水化合物与乙酸的比例保持在60∶40.培养基中油酸的含量不少于60毫克/升.发现用此方法可使碳源更多地转变成L-谷氨酸,并且得到浓度很高的L-谷氨酸产品.本文介绍国内外谷氨酸发酵工艺研究进展。
2.学位论文 邓毛程 高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺及设备优化研究 2007
近十几年来,谷氨酸发酵生产中的新菌种、新工艺以及新设备层出不穷,并且相互促进,使生产规模与技术指标不断创新,有力地推动了我国谷氨酸发酵产业的发展。为了进一步提高谷氨酸发酵产率与降低生产成本,本论文利用现有生产菌株成功选育出耐高糖谷氨酸高产菌株,通过改造搅拌器提高了种子罐与发酵罐的溶氧效率,并研究了搅拌器改造对谷氨酸菌种高密度培养与生物素亚富量谷氨酸发酵的影响,最后进行了高初糖谷氨酸发酵中接种量、生物素量与溶氧条件优化的研究,较好地完成了高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺的研究工作。其主要研究内容和结果如下:
采用硫酸二乙酯对出发菌株细胞进行多次诱变,然后采用紫外线对突变株的原生质体进行多次诱变,最后筛选获得耐高糖谷氨酸高产菌株。其检出平板的最高葡萄糖浓度为200g/L,比出发菌株提高了17.65%;在葡萄糖浓度为200g/L的液体培养基中进行谷氨酸摇瓶发酵,其产酸水平比出发株提高了24.72%;经传代和稳定性试验,表明具有良好的遗传稳定性。因此,该突变株适宜作为研究高初糖谷氨酸发酵工艺的菌株。
将10m3种子罐和200m3发酵罐的六弯叶圆盘涡轮改造为六半圆叶圆盘涡轮搅拌器及优化尺寸设计后,种子罐和发酵罐的体积溶氧系数分别达到146.6h-1和173.8h-1,分别是改造前的2.36倍和2.4倍,通过搅拌器改造大幅度地提高了种子罐和发酵罐的溶氧效率。
利用改造后的种子罐进行谷氨酸菌高密度培养,培养18h的湿菌体量达到25.42%(v/v),比改造前提高了188%,表明种子罐溶氧系数的提高促进了谷氨酸菌高密度培养工艺的实现。
利用改造后的发酵罐进行谷氨酸发酵,其适宜的初始生物素浓度为12.3μg/L,达到亚富量水平,比改造前提高了53.75%,最终促使单罐谷氨酸产量比搅拌器改造前增加了8.34%,故发酵罐溶氧系数的提高促进了生物素亚富量谷氨酸发酵工艺的实现。
将10m3种子罐种子液的湿菌体量、200m3发酵罐溶氧系数以及生物素用量分别提高至25%(v/v)、173.8h-1以及12.3μg/L时,200g/L初糖谷氨酸发酵的产酸水平、糖酸转化率以及谷氨酸单罐产量分别达142.8g/L、63.04%以及21.206t,均有一定程度的提高。其中,单罐谷氨酸产量提高幅度显著,与搅拌器改造前的10%湿菌体量的120g/L初糖发酵相比,提高了33.26%。研究结果表明,通过提高耐高糖菌株种子液的湿菌体量、发酵罐溶氧效率以及生物素适宜用量,可促进高初糖亚富量生物素谷氨酸发酵工艺的实现,有利于提高谷氨酸发酵产率。
3.会议论文 冯容保 谷氨酸发酵工艺的进展 2002
本文探讨谷氨酸发酵工艺的进展,谷氨酸发酵工艺类型, 5%一10%大种量只能缩短发酵周期,不能提高转化率。种量大还要浓度高,o OD只能做参考,因不在一个数量级,等间有一定的对数关系,要根据湿菌体重量或体积(并折标成干菌体量)与活计数(109个/m}z,1010个/ml)。要求大种量,高浓度,活力强。
4.学位论文 吴晓燕 氨基酸脱羧酶发酵工艺及应用研究 2005
本文分别对大肠杆菌(Escherichia coli)AS1.505和蜂房哈夫尼菌(Hafnia alvei)AS1.1009的发酵条件以及L—谷氨酸脱羧酶和L—赖氨酸脱羧酶的酶学性质进行了研究。利用E.coli AS 1.505L—谷氨酸脱羧酶制备D—谷氨酸和Y—氨基丁酸,分离L—谷氨酸和L—天冬氨酸;利用H.alvei AS1.1009L—赖氨酸脱羧酶拆分DL—赖氨酸。
D—谷氨酸是重要的医药中间体和食品添加剂,Y—氨基丁酸是中枢神经系统中有效的抑制性神经递质,D—赖氨酸可作为一种有效溶剂和手性合成纤维来合成各种药物中间体,以上产品附加值很高。目前我国氨基酸工业副产大量L—谷氨酸和L—天冬氨酸混合物,不能直接用于食品和医药工业,采用酶法分离解决了这一难题。
为获得E.coli AS 1.505菌株的最佳发酵条件,通过正交试验及培养条件优化,得出最佳培养基(g/L)配方为:葡萄糖20,蛋白胨10,玉米浆20,酵母膏2,K2HPO4l,L-谷氨酸5,pH7.2。最佳培养条件为:温度37℃,培养基装量100mL,接种量8%,发酵时间16h。
对E.coli AS 1.505菌株L-谷氨酸脱羧酶酶性质进行研究,得到制备D-谷氨酸和Y-氨基丁酸的最佳转化条件为:转化温度37℃,pH4.8,菌体浓度6g/L,吐温—800.15g/L,菌龄16h,底物浓度50g/L。L-谷氨酸脱羧酶在最适转化条件下比酶活可以达到15036U。1g湿菌体可重复使用3次共转化DL—谷氨酸25g,其中L-谷氨酸可以完全转化为Y—氨基丁酸。产物经等电点结晶法和JK008阳离子交换树脂分离。D-谷氨酸及Y—氨基丁酸的收率分别为理论收率的87%和85%。另外,还利用该酶分离制备Y—氨基丁酸(理论收率的83.4%)和L-天冬氨酸(理论收率的86.6%)。以上两种反应原料价格低廉,转化率高,工艺流程简单,适合工业化生产。
对H.alvei AS 1.1009菌株发酵条件进行研究,得出最佳培养基(g/L)配方为:蔗糖20,蛋白胨10,玉米浆20,酵母膏1,(NH4)2SO4 1,L-赖氨酸10,pH7.2。最佳培养条件为:温度35℃,培养基装量100mL,接种量6%,发酵时间14h。对L-赖氨酸脱羧酶酶性质进行了研究,结果表明:该酶最适pH为8.0,最适温度为37℃,吐温-800.5g/L,菌体浓度10g/L。最高绝对酶比活为3840U。还考察了L-赖氨酸经脱羧酶生物转化生成尸胺的反应动力学,该生物转化反应半衰期为10.58h。从D-赖氨酸添加上看,并没有出现所谓的同型底物竞争抑制作用。
5.学位论文 高璇 谷氨酸发酵新技术研究 1998
为了改进谷氨酸发酵工艺,提高中国味精生产水平,该文从两个方面进行了研究:一是在种子基础培养基中添加生长刺激剂,提高菌种活力,加快生长速度,加快耗糖速率;二是在发酵基础培养基中添加表面活性有效等药物,提高细胞膜对谷氨酸的分泌能力,加快分泌速率,从而提高谷氨酸发酵产率,缩短发酵周期,降低生产成本.
6.会议论文 云逢霖 二种发酵工艺二种提取工艺生产谷氨酸的比较 2004
今年是味精行业最困难的一年,因此如何提高生产水平、降低成本,提高经济效益以及解决废水问题等是关系企业生存的大问题。在上海会议上有不少文章讨论了谷氨酸发酵工艺、提取工艺和解决废水问题,笔者也就此问题进行论述,供参考。
7.学位论文 王勇 谷氨酸发酵工艺研究 2002
L-谷氨酸又叫麸酸,化学名称为L-α-氨基戊二酸,是制造味精的前体物质.谷氨酸有着广泛的用途,最主要的就是用来制造作为食品风味增强剂的-水谷氨酸一钠.该论文实验主要对一级种子的培养和发酵条件及其控制进行了优化.力图通过这些实验,找出更适合谷氨酸生产菌S9114的菌种培养条件和发酵环境,来提高发酵过程中的产酸率和糖酸转化率,以达到提高经济效益的目的.谷氨酸发酵是一个复杂的生化过程,发酵法生产谷氨酸的基本要素之一就是选择适宜的发酵工艺,控制最佳的工艺条件.培养基是提供谷氨酸生产菌生长繁殖及其代谢生产谷氨酸的营养物质,培养基的各组分对产酸影响很大.通过多次实验,确定了双酶水解糖、尿素、混合生物素、无机盐、金属离子对发酵过程中菌体增殖和产酸的影响情况.还对种龄、种量等影响谷氨酸发酵的因素进行了研究,确立了大种量有利于缩短发酵时间,提高设备利用系数.
8.会议论文 冯容保 谷氨酸发酵工艺的进展 2002
我国谷氨酸发酵在60年代后期至80年代,一直沿用亚适量生物素工艺,以淀粉原料或大米为碳源,至80年代后期以甘蔗糖蜜或甜菜糖蜜为原料的生产厂
采用高生物素发酵工艺,前期加表面活性剂(吐温)或青霉素控制,在2000年又有温度敏感型菌种投入生产,前期温度32~34 ℃为长菌期,提高温度至37~38℃则不长菌而产酸.现国内谷氨酸发酵三种工艺并行,而对不同工艺的评价在于节能降耗,节能的关键为发酵过程搅拌通风的总耗电量,即每吨发酵谷氨酸所耗的Kwh总量.本文介绍谷氨酸发酵工艺类型,流加糖工艺要点以及判定发酵液质量应测定的项目。
9.会议论文 高君 多元化原料生产谷氨酸的工艺技术 2005
我国发酵法生产谷氨酸起始于20世纪50年代,但发展较快,产量每年以10—20%左右的增长率持续增长,到2004年年生产谷氨酸70万吨,年产量居世界第一位。特别是近几年国内企业纷纷扩大规模,产量进一步增大,造成企业虽然加大了产品出口,但市场仍供大于求,产品进入微利时代,迫使企业不断加强生产工艺技术研究,通过技术创新,选育优良菌种,改进生产技术装备,完善生产管理技术等,降低生产成本,提高市场竞争能力。本文介绍了多种原料混合制糖工艺、多种原料糖混合发酵工艺、谷氨酸高温连续等电新工艺、谷氨酸转晶新工艺。
10.学位论文 曹旭 γ-聚谷氨酸的异源表达及发酵工艺研究 2007
聚-γ-谷氨酸是一种由D-谷氨酸和L-谷氨酸单体通过γ-羧基与α-氨基形成的肽键缩合而成的一种聚阴离子类多肽分子.其分子量一般在
100~1000kDa之间,相当于500~5000个左右的谷氨酸单体.作为一种生物高分子材料,γ-PGA具有生物可降解性好、可食、对人体和环境无毒害的优点.目前已经确定编码γ-PGA合成酶系的全部基因(pgsB、pgsC、pgsA).
本论文以大肠杆菌和谷氨酸棒状杆菌为宿主进行γ-PGA的异源表达研究.从Bacillus subtilis ZJU-7中克隆得到了pgsB、pgsC、pgsA三个基因,采用了 pTrc99a和pXMJ19两种质粒作为载体,分别构建了pTrc99a-pgsBCA和 pXMJ19-pgsBCA两个重组表达质粒.选取E.coli JM109、E.cold BL21、Corynebacterium glutamicum RES167为宿主, 分别构建了E.coli JM109/pTrc99a-pgsBCA、E.coli BL21/ pXMJ19-pgsBCA、Corynebacterium
glutamicum RES 167/pTrc99a-pgsBCA 、Corynebacterium glutamicumRES167/pXMJ19-pgsBCA共4个重组菌株.并且对各个重组菌株的γ-PGA合成能力进行了鉴定.其中E.coli JM109/pTrc99a-pgsBCA、 E.coli BL21/ pXMJ19-pgsBCA、Corynebacterium glutamicum RES167/pXMJ19-pgsBCA具备了γ-PGA的合成能力.并且对E.coli BL21/pXMJ19-pgsBCA的培养条件进行了优化.得到了以下的培养基成分:蔗糖10 g/L,蛋白胨10 g/L,L-谷氨酸10g/L,NaC110gm,lmM MnSO,氯霉素34μg/ml,IPTG lmM.使用以上的培养基配方,γ-PGA的产量达到了1.17 g/L.
对本实验室保藏的一株聚-γ-谷氨酸高产菌株(Bacillus subfilis ZJU-7)进行了复壮,从中筛选出一株相对高产的菌株,摇瓶发酵产量达到48g/L.并且对Bacillus subtilis ZJU-7进行了摇瓶培养条件优化.在此基础上,在15L发酵罐上对发酵过程进行了初步的放大研究,γ-PGA产量达到了23g/L.针对Bacillussubtilis ZJU-7发酵过程中需要添加大量的蛋白胨引起发酵成本过高的问题,进行了Bacillus subtilis ZJU-7发酵培养基中氮源替代的初步研究,考察了鱼粉、玉米粉等廉价氮源对γ-PGA产量的影响.当使用玉米粉作为氮源时,培养基中氮源成本最低,达到5元/kg γ-PGA.
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:2010年7月6日