氨基酸工藝學(xué)復(fù)習(xí)題

氨基酸工藝學(xué)

課程總結(jié)第一章淀粉水解糖的制備直鏈淀粉支鏈淀粉淀粉的糊化1.定義淀粉在熱水中能吸收水分而膨脹，最后淀粉粒破裂，淀粉分子溶解于水中形成帶有粘性的淀粉糊。2.過程第一階段:淀粉緩慢地可逆地吸收水分,淀粉顆粒已有些微膨脹。第二階段:當(dāng)溫度升到大約65℃時,淀粉顆粒經(jīng)過不可逆地突然很快地吸收大量水分后,膨脹粘度增加很大。第三階段:當(dāng)溫度繼續(xù)升高,淀粉顆粒變成無形空囊,可溶性淀粉浸出,成為半透明的均質(zhì)膠體。糖化工業(yè)上將淀粉水解為葡萄糖的過程成為糖化。理論收率111.11%谷氨酸發(fā)酵水解糖的要求1.嚴(yán)格控制原料質(zhì)量2.正確控制淀粉乳的濃度3.水解完全4.糖液清、色澤淺5.糖液新鮮6.降低糖液蛋白質(zhì)的含量淀粉水解糖質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1）色澤：淺黃、杏黃通明液體；（2）糊精反應(yīng)：無；（3）還原糖含量：18%左右（4）DE值：90%以上；（5）透光率：60%以上（6）pH：4.6-4.8雙酶法工藝特點1）副產(chǎn)物少，糖液純度高；2）生產(chǎn)工藝條件溫和；3）淀粉濃度高，可以使用粗原料；4）糖液質(zhì)量高；5）周期長，設(shè)備多。α-淀粉酶的用量：10-12u/干淀粉。糖化酶的用量：100-120u/干淀粉。DE值表示淀粉水解程度或糖化程度。也稱葡萄糖值，糖化液中還原糖占干物質(zhì)的百分比。第二章谷氨酸發(fā)酵機(jī)制生成谷氨酸的主要酶反應(yīng)1）谷氨酸脫氫酶(GHD)所催化的還原氨基化反應(yīng)2）轉(zhuǎn)氨酶(AT)催化的轉(zhuǎn)氨反應(yīng)3）谷氨酸合成酶(GS)催化的合成反應(yīng)谷氨酸生物合成的理想途徑主要包括EMP、HMP、TCA循環(huán)、乙醛酸循環(huán)、CO2固定反應(yīng)。谷氨酸生產(chǎn)菌應(yīng)具備的生化特點1.α-酮戊二酸氧化能力微弱2.谷氨酸脫氫酶活性強3.細(xì)胞膜對谷氨酸的通透性強控制細(xì)胞膜通透性的方法1）生物素缺陷型2）添加表面活性劑3）油酸缺陷型4）甘油缺陷型5）溫度敏感型谷氨酸生產(chǎn)菌的具體育種思路1.切斷或減弱支路代謝2.解除自身的反饋抑制3.增加前體物的合成4.提高細(xì)胞膜的滲透性5.強化能量代謝6.利用基因工程技術(shù)構(gòu)建谷氨酸工程菌株第三章谷氨酸生產(chǎn)菌的特征、育種及擴(kuò)大培養(yǎng)現(xiàn)有谷氨酸生產(chǎn)菌的主要特征細(xì)胞形態(tài)短桿形、棒形；革蘭氏陽性菌，無鞭毛，無芽孢，不能運動；需氧型微生物；生物素缺陷型；脲酶強陽性；不分解淀粉、纖維素、油脂、酪蛋白、明膠等；發(fā)酵中菌體發(fā)生明顯形態(tài)變化，同時細(xì)胞膜滲透性改變；二氧化碳固定反應(yīng)酶系強；異檸檬酸裂解酶活力欠缺或微弱，乙醛酸循環(huán)弱；α-酮戊二酸氧化能力微弱；檸檬酸合成酶、烏頭酸酶、異檸檬酸脫氫酶、谷氨酸脫氫酶活性強；具有向環(huán)境泄露谷氨酸的能力；不分解利用谷氨酸，并能耐高谷氨酸，產(chǎn)谷氨酸8%以上；種子的菌體形態(tài)1）斜面培養(yǎng)的菌體較細(xì)小,一、二級種子比斜面菌體大而粗壯,革蘭氏染色深。2）多為短桿至棒桿狀,有的微呈彎曲狀,兩端鈍圓,無分枝;細(xì)胞排列呈單個、成對及"V"字形,有柵狀或不規(guī)則聚塊;3）分裂的細(xì)胞大小為0.7～0.9*1.0～3.4μm。4）由于生物素充足,繁殖的菌體細(xì)胞均為谷氨酸非積累型細(xì)胞。生產(chǎn)菌在發(fā)酵過程中形態(tài)的變化1）長菌期發(fā)酵0-8h，正常狀態(tài)2）轉(zhuǎn)移期發(fā)酵8-18h，細(xì)胞開始伸長、膨大3）產(chǎn)酸期16-20h以后，伸長、膨大，不規(guī)則，缺乏八字排列。感染噬菌體后的形態(tài)1）前期感染細(xì)胞明顯減少，形態(tài)不規(guī)則，發(fā)圓、發(fā)胖，缺乏八字排列，有明顯細(xì)胞碎片，嚴(yán)重時出現(xiàn)拉絲、拉網(wǎng)。2）中后期感染形態(tài)不規(guī)則，邊緣不整齊，有毛刺，有細(xì)胞碎片。一級種子質(zhì)量要求種齡：12h，pH值：6.4±0.1光密度：凈增OD值0.5以上殘?zhí)牵?.5％以下無菌檢查：(-)噬菌體檢查：（-）鏡檢：菌體生長均勻、粗壯，排列整齊革蘭氏陽性反應(yīng)。通風(fēng)比

單位體積發(fā)酵液單位時間通過的空氣量(v/v.min)二級種子的質(zhì)量要求

種齡：7~8hpH：7.2左右OD值凈增0.5左右無菌檢查(-)噬菌體檢查(-)影響種子質(zhì)量的主要因素1）培養(yǎng)基氮源豐富、生物素充足、碳源較少。2）溫度避免溫度過高和波動較大3）pH0時不宜過高，培養(yǎng)結(jié)束不易過低4）溶解氧溶氧水平不易過高。5）接種量1%-2%6）培養(yǎng)時間7-8小時第四章谷氨酸發(fā)酵控制溫度對谷氨酸發(fā)酵的影響1.溫度影響細(xì)胞中酶的活性,而影響代謝速度、途徑方向2.酶是蛋白質(zhì)，受熱容易失活，溫度愈高失活愈快,菌體易衰老,影響發(fā)酵液的性質(zhì)來間接影響發(fā)酵。3.影響基質(zhì)和氧的溶解從而影響發(fā)酵4.微生物最適的生長溫度范圍pH值對谷氨酸發(fā)酵的影響（1）酶的活性（2）細(xì)胞膜所帶電荷（3）物質(zhì)的離解（4）代謝途徑泡沫對發(fā)酵的影響1.發(fā)酵液逃逸2.感染3.降低裝填系數(shù)，設(shè)備利用率降低4.影響氧傳遞第五章噬菌體與雜菌的防治噬菌體檢查方法1）雙層平板法2）劃線法3）液體培養(yǎng)法噬菌體污染表現(xiàn)現(xiàn)象

出現(xiàn)“二高三低”現(xiàn)象1）發(fā)酵液OD值不上升或者回降2）產(chǎn)酸低3）發(fā)酵溫度低4）pH升高，可到8.0以上5）殘?zhí)歉呤删w污染的防止措施

以環(huán)境凈化為中心的綜合治理定期檢查噬菌體嚴(yán)禁活菌體排放殺滅環(huán)境中的噬菌體殺滅壓縮空氣中的噬菌體嚴(yán)格無菌操作避免噬菌體侵入設(shè)備第六章谷氨酸的提取將谷氨酸生產(chǎn)菌在發(fā)酵液中積累的L-谷氨酸提取出來,再進(jìn)一步中和、除鐵、脫色、加工精制成谷氨酸單鈉鹽叫提煉。主要提取方法(1)等電點法

(2)離子交換法(3)等電-離交法(4)連續(xù)等電點法

(5)金屬鹽法

(6)鹽酸水解-等電點法

(7)離子交換膜電滲析法提取谷氨酸等電點法提取谷氨酸的原理等電點法是谷氨酸提取方法中最簡單的一種方法,由于設(shè)備簡單、操作簡便、投資少等優(yōu)點,谷氨酸發(fā)酵液不經(jīng)除菌或除菌、不經(jīng)濃縮或濃縮處理、在常溫或低溫下加鹽酸調(diào)至谷氨酸的等電點pH3.22,使谷氨酸呈過飽和狀態(tài)結(jié)晶析出。第七章谷氨酸制味精谷氨酸的中和

2C5H9NO4+Na2CO3→2C5H8NO4Na+CO2↑+H2O

100kg谷氨酸需要36.1kgNa2CO3

C5H9NO4+NaOH→C5H8NO4Na+H2O

100kg谷氨酸需要40kgNaOH兩種中和劑的優(yōu)缺點。中和液的除鐵1）硫化鈉法2）離子交換法粉末活性炭脫色的工藝條件溫度:55-60pH：6.5-7.0用量：0.2-0.5%時間：30m