氨基酸发酵工艺学天津科技大学.ppt

氨基酸发酵工艺学
第一节学习氨基酸发酵工艺学的目的、研究对象、任务及内容
氨基酸发酵是典型的代谢控制发酵,由发酵所生成的产物——氨基酸,都是微生物的中间代谢产物,它的积累是建立于对微生物正常代谢的抑制。在脱氧核糖核酸(DNA)的分子水平上改变、控制微生物的代谢,使有用产物大量生成、积累。
以探讨氨基酸发酵工厂的生产技术为主要目的。氨基酸发酵生产以发酵为主,发酵的好坏是整个生产的关键,但后处理提纯操作和提纯设备选用当否,也会大大影响总的得率。氨基酸发酵工艺学研究的对象应该包括从投入原料到最终产品获得的整个过程,其中有微生物生化问题、生化工程问题,也有分析与设备问题。
今后的发展是采用诱变、细胞工程、基因工程的手段选育出从遗传角度解除了反馈调节和遗传性稳定的更理想菌种,提高产酸;采用过程控制,进行最优化控制,连续化、自动化,稳产、高产;探求新工艺、新设备,以提高产率和收得率;研究发酵机制等问题,以便能更好地控制氨基酸这样微生物中间代谢产物的发酵。
绪论
第一章淀粉水解糖的制备
第一节淀粉的组成及其特性
淀粉为白色无定形结晶粉末,淀粉的形状有圆形、椭圆形和多角形三种。淀粉颗粒的大小随淀粉种类的不同而差别很大。淀粉的组成:淀粉分子是由许多葡萄糖脱水缩聚而成的高分子化合物,用(C6H10O5)n这个实验式来表示。淀粉一般可分为直链淀粉和支链淀粉两部分。直链淀粉是由不分支的葡萄糖所构成,葡萄糖分子间以α-1,4-糖苷键聚合而成,呈链状结构,聚合度约100~600之间,它的水悬浮液加热时,不产生糊精,而以胶体状态溶解,遇碘反应是纯蓝色。支链淀粉(胶淀粉)其直链由葡萄糖分子以α-1,4-糖苷键相连结,而支链与直链葡萄糖分子以α-1,6-糖苷键相连结,分子呈树状,它是一种膨胀性的物质,置于水中加热时成为胶粘的糊状物,而且只有在加热加压的条件下,才能溶解于水,遇碘呈紫红色反应。淀粉没有还原性,也没有甜味,不溶于冷水、酒精、醚等有机溶剂中。淀粉在热水中能吸收水分而膨胀,最后淀粉粒破裂,淀粉分子溶解于水中形成带有粘性的淀粉糊,这个过程称为糊化。第一阶段:淀粉缓慢地可逆地吸收水分,淀粉颗粒已有些微膨胀。第二阶段:当温度升到大约65 ℃时,淀粉颗粒经过不可逆地突然很快地吸收大量水分后,膨胀粘度增加很大。第三阶段:当温度继续升高,淀粉颗粒变成无形空囊,可溶性淀粉浸出,成为半透明的均质胶体。
第一章淀粉水解糖的制备
第二节淀粉水解糖的制备方法
一、淀粉水解糖的生产意义和水解糖的质量要求
二、淀粉水解的方法及其比较
1、酸解法
2、酶酸法
3、酸酶法
4、双酶法
第一章淀粉水解糖的制备
第三节双酶法制糖工艺
淀粉双酶法制糖工艺主要包括:淀粉的液化和糖化两个步骤。液化是利用液化酶使淀粉糊化,粘度降低,并水解到糊精和低聚糖的程度。糖化是用糖化酶将液化产物进一步彻底水解成葡萄糖的过程。
第二章谷氨酸发酵机制
第一节谷氨酸的生物合成途径
一、生成谷氨酸的主要酶反应
(1)谷氨酸脱氢酶(GHD)所催化的还原氨基化反应
(2)转氨酶(AT)催化的转氨反应
(3)谷氨酸合成酶(GS)催化的反应
第二章谷氨酸发酵机制
二、谷氨酸生物合成的理想途径
由葡萄糖发酵生成谷氨酸的理想途径如下
第二章谷氨酸发酵机制
谷氨酸发酵的代谢途径如下图所示
第二章谷氨酸发酵机制
黄色短杆菌中谷氨酸的代谢调节机制如下图所示
第二章谷氨酸发酵机制
三、谷氨酸生产菌的育种思路