1、氨基酸的生产氨基酸的生产 学习内容学习内容u概述概述u合成原理合成原理u谷氨酸生产工艺过程谷氨酸生产工艺过程u其它氨基酸生产其它氨基酸生产概述概述氨基酸的应用氨基酸的应用n食品工业食品工业 可提高食品的营养价值；具有鲜味。可提高食品的营养价值；具有鲜味。n医药工业医药工业 是构成蛋白质的基本单位，参与体内代谢和各是构成蛋白质的基本单位，参与体内代谢和各种生理机能活动。种生理机能活动。n饲料工业饲料工业 赖氨酸、蛋氨酸，提高饲料的营养价值。赖氨酸、蛋氨酸，提高饲料的营养价值。n化学工业化学工业 洗涤剂洗涤剂十二酰基谷氨酸钠肥皂；润肤剂；人十二酰基谷氨酸钠肥皂；润肤剂；人造纤维；涂料。造纤维；涂料
2、。n农业农业 具有特殊作用，日本使用的具有特殊作用，日本使用的N-N-月桂酰月桂酰-L-L-异戊氨酸，异戊氨酸，能防止稻瘟病，提高米的蛋白质含量；长链酰基氨基酸能能防止稻瘟病，提高米的蛋白质含量；长链酰基氨基酸能提高农作物对病害的抵抗力。提高农作物对病害的抵抗力。生产方法生产方法n提取法提取法 将蛋白质原料用酸水解，将蛋白质原料用酸水解，从水解液中提取氨基从水解液中提取氨基酸。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸用提取法生产。酸。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸用提取法生产。n合成法合成法 D D、L-L-蛋氨酸，蛋氨酸，D D、L-L-丙氨酸，甘氨酸和苯丙氨酸；丙氨酸，甘氨酸和苯丙氨酸；需进行拆分。需进行拆分。
3、n酶法酶法 利用微生物产生的酶制造氨基酸。赖氨酸、色氨酸、利用微生物产生的酶制造氨基酸。赖氨酸、色氨酸、天冬氨酸、酪氨酸可用酶法生产。天冬氨酸、酪氨酸可用酶法生产。n发酵法发酵法 以淀粉水解糖，或糖蜜、醋酸为原料，利用氨基以淀粉水解糖，或糖蜜、醋酸为原料，利用氨基酸生产菌进行代谢发酵。发酵工艺，采用分批流加法，计酸生产菌进行代谢发酵。发酵工艺，采用分批流加法，计算机控制，生产管理自动化，产酸率和转化率均较高。我算机控制，生产管理自动化，产酸率和转化率均较高。我国国2020世纪世纪6060年代发酵法生产谷氨酸，目前发展相当规模，年代发酵法生产谷氨酸，目前发展相当规模，赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等用
4、发酵法和酶法生产。赖氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等用发酵法和酶法生产。项目实施任务一任务一 L-赖氨酸的发酵生产赖氨酸的发酵生产一、一、生产前准备生产前准备（二）确定生产技术、生产菌种和工艺路线（二）确定生产技术、生产菌种和工艺路线1.生产技术：微生物直接发酵技术生产技术：微生物直接发酵技术2.菌种：北京棒状杆菌菌种：北京棒状杆菌AS1.5633.发酵工艺路线发酵工艺路线二、生产工艺过程（一）菌种培养（一）菌种培养 1、斜面培养基和培养条件、斜面培养基和培养条件（1）培养基成分（）为）培养基成分（）为:葡萄糖葡萄糖0.5（保藏斜面培养基不加），牛肉膏（保藏斜面培养基不加），牛肉膏1.0，蛋白胨蛋白胨
5、1.0，NaCl0.5，琼脂，琼脂2.0，pH7.07.2。0.1MPa，灭菌，灭菌30min后，于后，于30保温保温24h，检，检查无菌后，放冰箱备用。查无菌后，放冰箱备用。（2）培养条件：菌种活化后于）培养条件：菌种活化后于3032恒温培恒温培养养1824h。2、种子培养基和种子扩大培养条件：、种子培养基和种子扩大培养条件：（1）一级种子）一级种子:培养基成分（培养基成分（%）:葡萄糖葡萄糖2.0，KH2PO4 0.1，MgSO47H2O 0.05，(NH4)2SO4 0.4，CaCO3 0.5,(NH2)2CO 0.1，玉米浆玉米浆1.02.0，含氮生物原料水，含氮生物原料水解液解液1.
6、02.0，pH6.87.0，以，以20%的瓶装量在的瓶装量在1000mL的三角瓶中装入种子的三角瓶中装入种子培养基培养基200mL，0.1MPa，118120灭菌灭菌15min，冷却后以，冷却后以5%10%的接的接种量接入斜面菌种。种量接入斜面菌种。培养条件：温度：培养条件：温度：3032，搅拌转速：，搅拌转速：108 r/min（冲程（冲程7.6cm，下同），下同），培养培养1516h。（2）二级种子）二级种子:培养基成分：以淀粉水解糖代替葡萄糖，其余成分同一培养基成分：以淀粉水解糖代替葡萄糖，其余成分同一 级种子培养基。级种子培养基。培养条件：温度：培养条件：温度：3032，搅拌转速：，搅
7、拌转速：200rmin，通风比，通风比1：0.2m3/（m3min），培养，培养811h。n三级种子培养，其培养基配方和培养条件三级种子培养，其培养基配方和培养条件基本与二级种子相同，只是培养时间稍短：基本与二级种子相同，只是培养时间稍短：68h。n工业生产中工业生产中,培养条件和原材料质量都应严培养条件和原材料质量都应严格控制格控制,以保证种子质量的稳定性。以保证种子质量的稳定性。（二）赖氨酸的发酵生产n1、发酵培养基配方（）和灭菌：n 淀粉水解糖13.5，KH2PO47H2O 0.1，MgSO47H2O 0.05，(NH4)2SO4 1.2，、，、(NH2)2CO 0.4，玉米浆1.0，毛
8、发水解废液1.0，甘蔗糖蜜2.0，pH6.7。在5m3发酵罐中投入培养液3t，加甘油聚醚1L。0.1MPa、118120灭菌30min，立即通入冰盐水冷却至30。n2、发酵n在1.01105Pa压力下，加热至118120灭菌30min，立即通入冰盐水冷却至30，按10（体积分数）比例接种，以1:0.6（体积比）通气量于30发酵4251h，搅拌速度为180 r/min。合成原理合成原理n谷氨酸生产机理分为以下几个环节：淀粉经过水解谷氨酸生产机理分为以下几个环节：淀粉经过水解转化为以葡萄糖为代表的单糖；葡萄糖经过转化为以葡萄糖为代表的单糖；葡萄糖经过EMPEMP途径途径或或HMPHMP途径转化为丙
9、酮酸；丙酮酸经过三羧酸循环途径转化为丙酮酸；丙酮酸经过三羧酸循环（TCATCA）转化为）转化为-酮戊二酸；酮戊二酸；-酮戊二酸经过氨基酮戊二酸经过氨基化生成谷氨酸。化生成谷氨酸。n谷氨酸棒状杆菌的谷氨酸合成途径见下图谷氨酸棒状杆菌的谷氨酸合成途径见下图谷氨酸棒状杆菌的谷氨酸合成途径示意图谷氨酸生产工艺过程谷氨酸生产工艺过程四部分四部分组成组成：淀粉水解糖制备，谷氨酸发酵、提取、精制。：淀粉水解糖制备，谷氨酸发酵、提取、精制。u淀粉水解糖的制备淀粉水解糖的制备 淀粉水解糖制备方法：酸法、双酶法、酸酶法等。淀粉水解糖制备方法：酸法、双酶法、酸酶法等。酸酸酶法酶法淀粉水解糖制备工艺过程。淀粉水解糖制
10、备工艺过程。调浆调浆 将淀粉原料调成粉浆，保持一定的浓度及将淀粉原料调成粉浆，保持一定的浓度及pHpH值，将料液泵入水解锅，水解糖化。粉浆的浓度、值，将料液泵入水解锅，水解糖化。粉浆的浓度、酸度及糖化时间等对淀粉的水解反应有直接的影响。酸度及糖化时间等对淀粉的水解反应有直接的影响。淀粉乳的浓度越低，水解液的葡萄糖值（淀粉乳的浓度越低，水解液的葡萄糖值（DEDE值）值）越越高，色泽越浅。在淀粉水解操作中，淀粉乳浓度一高，色泽越浅。在淀粉水解操作中，淀粉乳浓度一般采用般采用181819Be19Be。水解水解 蒸汽直接加热蒸汽直接加热 。压力与淀粉水解反应速度成。压力与淀粉水解反应速度成正比，压力升
11、高，水解反应速度加快。为加快水解正比，压力升高，水解反应速度加快。为加快水解速度，提高设备的生产能力，可增大水解反应压力。速度，提高设备的生产能力，可增大水解反应压力。在相同的条件下，达到一定的糖化效果，压力升高在相同的条件下，达到一定的糖化效果，压力升高时，反应时间短；反之，反应时间加长。时，反应时间短；反之，反应时间加长。中和中和 由糖化锅压出来的糖化液温度很高由糖化锅压出来的糖化液温度很高(140(140150)150)，冷却、中和。中和的目的是降低糖化液酸，冷却、中和。中和的目的是降低糖化液酸度，使糖液中胶体物质凝聚析出，便于过滤除去。度，使糖液中胶体物质凝聚析出，便于过滤除去。中和剂
12、为纯碱，也可用烧碱配成中和剂为纯碱，也可用烧碱配成NaOHNaOH溶液。用纯碱溶液。用纯碱中和，反应较温和，糖液质量有保证，但是产生泡中和，反应较温和，糖液质量有保证，但是产生泡沫多；用烧碱中和，易局部过碱使葡萄糖发生焦化沫多；用烧碱中和，易局部过碱使葡萄糖发生焦化变为焦糖（焦糖抑制谷氨酸菌的生长，增加糖液色变为焦糖（焦糖抑制谷氨酸菌的生长，增加糖液色泽及精制困难）。在操作中将碱配成一定的浓度，泽及精制困难）。在操作中将碱配成一定的浓度，然后再用于中和。然后再用于中和。脱色脱色 n活性炭吸附法活性炭吸附法 常用常用粉末状粉末状活性炭。活性炭。活性炭耗量视糖液色泽情况与活性炭质量而定。活性炭耗量
13、视糖液色泽情况与活性炭质量而定。粉末炭用量相当于投淀粉量粉末炭用量相当于投淀粉量 0.6%0.6%0.8%0.8%。脱色效果与投炭量、质量、温度、脱色效果与投炭量、质量、温度、pHpH值、时间有关值、时间有关脱色温度低些脱色温度低些，对脱色效果较为有利，但温度过低，对脱色效果较为有利，但温度过低，将使糖液粘牲加强，难以过滤；将使糖液粘牲加强，难以过滤；在在7070左右。活性炭在酸性条件下脱色能力较强。左右。活性炭在酸性条件下脱色能力较强。脱色需一定的搅拌时间脱色需一定的搅拌时间(0.5h)(0.5h)，使活性炭充分起，使活性炭充分起作用。作用。n离子交换树脂脱色离子交换树脂脱色 选择性强，脱色
14、效果较好，便于管道化、连选择性强，脱色效果较好，便于管道化、连续化及自动化操作，减轻劳动强度。续化及自动化操作，减轻劳动强度。过滤过滤 常用常用板框压滤板框压滤；用于脱色的活性碳起；用于脱色的活性碳起过滤介过滤介质质和和助滤剂助滤剂的作用。的作用。u菌种的扩大培养菌种的扩大培养斜面培养斜面培养 产生菌是棒杆菌属、短杆菌属、小杆菌属产生菌是棒杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属的细菌；都是好氧微生物，都需要以生及节杆菌属的细菌；都是好氧微生物，都需要以生物素为生长因子。我国用北京棒杆菌物素为生长因子。我国用北京棒杆菌AS1.229AS1.229、钝齿、钝齿棒杆菌棒杆菌AS1542AS1542等。
15、斜面培养用蛋白胨、牛肉膏、氯等。斜面培养用蛋白胨、牛肉膏、氯化钠组成化钠组成pH7.0pH7.07.27.2的的琼脂培养基琼脂培养基，在，在3232培养培养181824h24h，合格后，放冰箱保存备用。，合格后，放冰箱保存备用。一级种子培养一级种子培养 采用由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷采用由葡萄糖、玉米浆、尿素、磷酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成，酸氢二钾、硫酸镁、硫酸铁及硫酸锰组成，pH6.5pH6.56.86.8的的液体培养基液体培养基；以；以1L1L三角瓶装液体培养基三角瓶装液体培养基200200250mL250mL振荡培养，在振荡培养，在3232培养培养12h12h，如无污染，质量，
16、如无污染，质量达到要求，贮于达到要求，贮于44冰箱备用。冰箱备用。二级种子培养二级种子培养 用种子罐培养，接种量用种子罐培养，接种量1%1%，培养基，培养基组成和一级种子相仿，主要区别是用组成和一级种子相仿，主要区别是用水解糖水解糖代替葡代替葡萄糖，于萄糖，于3232下通气培养下通气培养7 710h10h，经质检合格可移，经质检合格可移种至发酵罐（或冷却至种至发酵罐（或冷却至1010备用）。备用）。种子质量要求：无杂菌及噬菌体感染，菌体大小均种子质量要求：无杂菌及噬菌体感染，菌体大小均匀，呈单个或八字排列。二级种子培养结束时要求匀，呈单个或八字排列。二级种子培养结束时要求活菌数为活菌数为101
17、08 810109 9个细胞个细胞/mL/mL，摄氧率，摄氧率1000L1000L氧氧/mL/mL种子液种子液h h。u氨基酸发酵的工艺控制氨基酸发酵的工艺控制(1)(1)菌体生长期，几乎不产酸，大约菌体生长期，几乎不产酸，大约12h12h，此期泡沫，此期泡沫较多并放出大量发酵热，必须进行冷却。较多并放出大量发酵热，必须进行冷却。(2)(2)菌体生长停止转入产物合成期，菌体浓度基本菌体生长停止转入产物合成期，菌体浓度基本不变，糖与尿素分解后产生不变，糖与尿素分解后产生-酮戊二酸和氨，用酮戊二酸和氨，用来合成谷氨酸。来合成谷氨酸。(3)(3)发酵后期，菌体衰老，糖耗缓慢，当酸浓度不发酵后期，菌体
18、衰老，糖耗缓慢，当酸浓度不再增加时，需及时放罐，发酵周期一般为再增加时，需及时放罐，发酵周期一般为30 h 30 h。（1 1）培养基成分及其控制培养基成分及其控制 （培养基各成分的作用）（培养基各成分的作用）n菌体生长、氨基酸合成均需要氮；氮源还用来调节菌体生长、氨基酸合成均需要氮；氮源还用来调节pHpH值，值，因此因此氮源的需要量比一般发酵要多氮源的需要量比一般发酵要多。n谷氨酸发酵的谷氨酸发酵的碳碳/氮氮=100/(15=100/(1521)21)，碳，碳/氮氮=100/11=100/11时才开时才开始积累谷氨酸。始积累谷氨酸。n在消耗氮源中，合成菌体用氮源仅占氮在消耗氮源中，合成菌体用
19、氮源仅占氮 3 36 6，合成，合成谷氨酸氮源占谷氨酸氮源占30308080。n在实际生产中，采用尿素或氨水为氮源时，还有一部分氮在实际生产中，采用尿素或氨水为氮源时，还有一部分氮用来调节用来调节pHpH值，另一部分氮源被分解随空气逸出，因此值，另一部分氮源被分解随空气逸出，因此用量用量更大更大。在谷氨酸发酵培养中当糖浓度为。在谷氨酸发酵培养中当糖浓度为12.512.5、总尿素量为、总尿素量为3 3，碳：氮，碳：氮=100=100：2828。说明：说明：不同的碳氮比对氨基酸生物合成产生显著影响，如不同的碳氮比对氨基酸生物合成产生显著影响，如谷氨酸发酵中，适量的谷氨酸发酵中，适量的NHNH4 4
20、+可减少可减少-酮戊二酸的酮戊二酸的积累，促进谷氨酸的合成；过量积累，促进谷氨酸的合成；过量NHNH4 4+会使生成的谷会使生成的谷氨酸受谷酰胺合成酶的作用转化为谷酰胺。氨酸受谷酰胺合成酶的作用转化为谷酰胺。n氨基酸发酵还需要无机盐、生长因子等。氨基酸发酵还需要无机盐、生长因子等。（2 2）种龄和种量的控制）种龄和种量的控制 n一级种子种龄控制在一级种子种龄控制在111112h12h；n二级种子种龄控制在二级种子种龄控制在7 78h8h。n一次初糖谷氨酸发酵接种量一次初糖谷氨酸发酵接种量1 1。n种量过多，使菌体生长速度过快，菌体娇嫩，不强壮，种量过多，使菌体生长速度过快，菌体娇嫩，不强壮，提
21、前衰老自溶，后期产酸不高；提前衰老自溶，后期产酸不高；n如果种量过少，则菌体增长缓慢，发酵时间延长，容易如果种量过少，则菌体增长缓慢，发酵时间延长，容易染菌。染菌。（3 3）温度的影响及其控制温度的影响及其控制n菌体生长菌体生长最适温度和最适温度和氨基酸合成氨基酸合成最适温度不同。最适温度不同。n菌体生长最适温度菌体生长最适温度30303232；温度过高，则菌体易；温度过高，则菌体易衰老，衰老，pHpH值高，糖耗慢，周期长，酸产量低，如遇值高，糖耗慢，周期长，酸产量低，如遇这种情况，除维持最适生长温度外还需适当这种情况，除维持最适生长温度外还需适当减少风减少风量量，并采取，并采取少量多次流加尿
22、素少量多次流加尿素等措施，以促进菌体等措施，以促进菌体生长。生长。n发酵中、后期，维持最适宜产酸温度发酵中、后期，维持最适宜产酸温度34343737，以，以利谷氨酸合成。利谷氨酸合成。（4 4）pHpH值的影响及其控制值的影响及其控制 n影响影响酶的活性酶的活性和和菌的代谢菌的代谢。n谷氨酸发酵，谷氨酸发酵，pH=7.0pH=7.08.0 8.0 积累谷氨酸，积累谷氨酸，pH=pH=5.05.05.8 5.8，则易形成谷氨酰胺和，则易形成谷氨酰胺和N-N-乙酰谷氨酰胺。乙酰谷氨酰胺。n发酵前期发酵前期pHpH值偏高对生长不利，糖耗慢，发酵周期值偏高对生长不利，糖耗慢，发酵周期延长；延长；pHp
23、H值偏低，菌体生长旺盛，糖耗快，不利于值偏低，菌体生长旺盛，糖耗快，不利于谷氨酸合成。谷氨酸合成。n前期前期pHpH值偏高值偏高(pH=7.5(pH=7.58.0)8.0)对抑制杂菌有利，故对抑制杂菌有利，故控制发酵控制发酵前期的前期的pHpH值以值以7.57.5左右左右。中后期中后期的的pHpH值为值为7.27.2左右。左右。生产上控制生产上控制pHpH值的方法值的方法n流加尿素（常用）流加尿素（常用）；流加氨水流加氨水 流加尿素的数量和时间根据流加尿素的数量和时间根据pHpH值变化、菌体生长、糖值变化、菌体生长、糖耗情况和发酵阶段等决定。耗情况和发酵阶段等决定。当菌体生长和糖耗均缓慢时，要
24、当菌体生长和糖耗均缓慢时，要少量多次地少量多次地流加尿素，流加尿素，避免避免pHpH值过高而影响菌体生长；菌体生长和糖耗均快时，值过高而影响菌体生长；菌体生长和糖耗均快时，流加尿素可多些，使流加尿素可多些，使pHpH值适当高些，以抑制生长；发酵值适当高些，以抑制生长；发酵后期，残糖很少，接近放罐时，尽量少加或不加尿素，后期，残糖很少，接近放罐时，尽量少加或不加尿素，以免造成浪费和增加氨基酸提取困难。以免造成浪费和增加氨基酸提取困难。流加氨水，因氨水作用快，对流加氨水，因氨水作用快，对pHpH的影响大，故应采用的影响大，故应采用连续流加。连续流加。（5 5）氧的影响及其控制氧的影响及其控制 n不
25、同的种龄、种量，培养基成分，发酵阶段及发不同的种龄、种量，培养基成分，发酵阶段及发酵罐大小要求通风量不同。酵罐大小要求通风量不同。n长菌阶段长菌阶段，通风量过大，生物素缺乏，会抑制菌，通风量过大，生物素缺乏，会抑制菌体生长，表现出耗糖慢、体生长，表现出耗糖慢、pHpH高、菌体生长缓慢；高、菌体生长缓慢；n产酸阶段产酸阶段，需要大量供氧，如通气量不足，需要大量供氧，如通气量不足，pHpH低，低，耗糖快，长菌不产酸，积累乳酸和琥珀酸。通气耗糖快，长菌不产酸，积累乳酸和琥珀酸。通气量过大，不利于量过大，不利于-酮戊二酸进一步还原氨基化，酮戊二酸进一步还原氨基化，而大量积累而大量积累-酮戊二酸。酮戊二
26、酸。n在在适量适量通气条件下，才能大量积累谷氨酸。通气条件下，才能大量积累谷氨酸。n从空气过滤、培养基、设备、环境等环节严格从空气过滤、培养基、设备、环境等环节严格把关。把关。n谷氨酸生产菌对噬菌体和杂菌的抵抗能力较弱。谷氨酸生产菌对噬菌体和杂菌的抵抗能力较弱。发酵过程中污染杂菌或噬菌体，轻则出现谷氨发酵过程中污染杂菌或噬菌体，轻则出现谷氨酸收率低、难提取；重则倒罐，造成很大经济酸收率低、难提取；重则倒罐，造成很大经济损失。损失。（6 6）防止噬菌体和杂菌的污染防止噬菌体和杂菌的污染 u谷氨酸的提取和精制工艺谷氨酸的提取和精制工艺 常用方法：等电点法、离子交换法、锌盐法。常用方法：等电点法、离
27、子交换法、锌盐法。提取提取（1 1）等电点法等电点法 谷氨酸分子中有谷氨酸分子中有2 2个羧基、个羧基、1 1个氨基，个氨基，pKpK1 1=2.91(-COOH)=2.91(-COOH)、pKpK2 2=4.25(-COOH)=4.25(-COOH)、pK3=9.67(-NHpK3=9.67(-NH3 3+)，其等电点为，其等电点为pH=3.22pH=3.22 将发酵液调节到将发酵液调节到pH=3.22pH=3.22，谷氨酸沉淀析出。，谷氨酸沉淀析出。此法此法操作方便，设备简单操作方便，设备简单，一次收率达，一次收率达6060左右；左右；缺点是缺点是周期长，占地面积大周期长，占地面积大。（2
28、 2）离子交换法离子交换法 n发酵液的发酵液的pHpH3.223.22时，谷氨酸以阳离子状态存在，时，谷氨酸以阳离子状态存在，用阳离子交换树脂提取，吸附在树脂上的谷氨酸用阳离子交换树脂提取，吸附在树脂上的谷氨酸阳离子再用碱洗脱下来，收集谷氨酸洗脱液，经阳离子再用碱洗脱下来，收集谷氨酸洗脱液，经冷却，加盐酸调冷却，加盐酸调pH=3.0pH=3.03.23.2进行结晶，再用离心进行结晶，再用离心分离机即可得谷氨酸结晶。分离机即可得谷氨酸结晶。n此法过程简单，周期短，设备省，占地少，提取此法过程简单，周期短，设备省，占地少，提取总收率可达总收率可达80809090n缺点是酸碱用量大，废液污染环境。缺
29、点是酸碱用量大，废液污染环境。n理论上讲，上柱发酵液的理论上讲，上柱发酵液的pHpH值应低于值应低于3.223.22，但实际，但实际生产上发酵液的生产上发酵液的pHpH值并不低于值并不低于3.223.22，而是在，而是在5.05.05.55.5就可上柱。就可上柱。n原因：发酵液中含有一定数量的原因：发酵液中含有一定数量的NHNH4 4+、NaNa+阳离子，阳离子，优先与树脂进行交换反应，放出优先与树脂进行交换反应，放出 H H+离子，使溶液的离子，使溶液的pHpH值降低，谷氨酸带正电荷成为阳离子而被吸附，值降低，谷氨酸带正电荷成为阳离子而被吸附，上柱时应控制溶液的上柱时应控制溶液的pHpH值不
30、高于值不高于6.06.0。中和、精制中和、精制n中和中和 谷氨酸的饱和溶液加碱进行中和，谷氨酸的饱和溶液加碱进行中和，谷氨酸中和反应谷氨酸中和反应pHpH应控制在谷氨酸第二等电应控制在谷氨酸第二等电点点pH=6.96pH=6.96。当。当pHpH值太高时，生成谷氨酸二钠。值太高时，生成谷氨酸二钠。n除铁、除锌除铁、除锌 有有硫化钠硫化钠和和树脂法树脂法两种。两种。硫化钠可与硫化钠可与FeFe2+2+、ZnZn2+2+反应生成硫化锌沉淀而除去。反应生成硫化锌沉淀而除去。树脂除铁是利用弱酸性阳离子交换树脂，吸附铁或树脂除铁是利用弱酸性阳离子交换树脂，吸附铁或锌得以除去。锌得以除去。树脂法除铁或锌，
31、解决了硫化除铁引起的环境污染树脂法除铁或锌，解决了硫化除铁引起的环境污染问题，改善了操作条件，提高味精质量，是一种问题，改善了操作条件，提高味精质量，是一种较为理想的除铁方法较为理想的除铁方法。脱色脱色 活性炭脱色法和离子交换树脂法活性炭脱色法和离子交换树脂法n活性炭脱色活性炭脱色主要是粉末状的药用炭和主要是粉末状的药用炭和GH-15GH-15颗粒活性炭两种。颗粒活性炭两种。粉末活性炭脱色，一种方法是在中和过程中加炭脱色后除去粉末活性炭脱色，一种方法是在中和过程中加炭脱色后除去铁，另一种方法是中和液洗涤除铁，用谷氨酸回调铁，另一种方法是中和液洗涤除铁，用谷氨酸回调pH=6.2pH=6.26.4
32、6.4，蒸汽加热，蒸汽加热6060，使谷氨酸全部溶解，再加入适量的活性，使谷氨酸全部溶解，再加入适量的活性炭脱色。经粉末活性炭脱色后，往往透光率达不到要求，需炭脱色。经粉末活性炭脱色后，往往透光率达不到要求，需进入进入GH-15GH-15活性炭柱进行最后一步脱色工序。活性炭柱进行最后一步脱色工序。n 离子交换树脂脱色离子交换树脂脱色主要靠树脂的多孔隙表面对色素进行吸附，主要靠树脂的多孔隙表面对色素进行吸附，树脂的基团与色素的某些基团形成共价键，对杂质起到吸附树脂的基团与色素的某些基团形成共价键，对杂质起到吸附与交换作用，一般选用弱碱性阴离子交换树脂。与交换作用，一般选用弱碱性阴离子交换树脂。浓
33、缩和结晶浓缩和结晶 a.a.谷氨酸钠在水中的溶解度很大，必须除去大量的谷氨酸钠在水中的溶解度很大，必须除去大量的水分，使溶液达到过饱和状态。水分，使溶液达到过饱和状态。b.b.为了避免因温度太高，谷氨酸钠脱水变成焦谷氨为了避免因温度太高，谷氨酸钠脱水变成焦谷氨酸钠，采用酸钠，采用减压蒸馏减压蒸馏法进行中和液的浓缩和结晶，法进行中和液的浓缩和结晶，真空度真空度一般在一般在80kPa80kPa以上，温度为以上，温度为65657070。c.c.为了使味精的结晶颗粒整齐，采用投晶种结晶法，为了使味精的结晶颗粒整齐，采用投晶种结晶法，完成结晶后，经离心机分离，振动床干燥、筛分，完成结晶后，经离心机分离，
34、振动床干燥、筛分，再经过包装，即成成品味精再经过包装，即成成品味精。uL-天（门）冬氨酸的生产天（门）冬氨酸的生产L-天（门）冬氨酸(简写L-ASP)是天然存在的重要氨基酸，工业上主要采用L-L-天门冬氨酸酶天门冬氨酸酶转化富马酸的方法得到。L-ASP为白色结晶或结晶性粉末，略带酸味，微溶于水，不溶于乙醇和乙醚；是一种酸性氨基酸，可作为合成其它们氨基酸如丙氨酸、苯丙氨酸的主要原料，也可用作合成其它精细化学品，如天苯、天丙二肽等，是重要的化工原料。其它氨基酸生产其它氨基酸生产L-ASPL-ASP可以作为药品和食品营养增补剂使用。医药可以作为药品和食品营养增补剂使用。医药上主要作为治疗心脏病、肝功
35、能促进剂、氨解毒剂、上主要作为治疗心脏病、肝功能促进剂、氨解毒剂、疲劳消除剂和氨基酸输液成分；食品上主要用于鲜疲劳消除剂和氨基酸输液成分；食品上主要用于鲜味剂和高甜味剂，其中天冬甜精的甜度大于蔗糖味剂和高甜味剂，其中天冬甜精的甜度大于蔗糖200200倍，且热量低，不蚀牙齿，加入橘子汁等夏季倍，且热量低，不蚀牙齿，加入橘子汁等夏季饮料中，具有独特的爽口香味，天门冬氨酸钠盐可饮料中，具有独特的爽口香味，天门冬氨酸钠盐可以抑制食品中色、香、味之变化，增加饮料中以抑制食品中色、香、味之变化，增加饮料中COCO2 2的的保持率；天门冬氨酸具有消除疲劳之功效，日本味保持率；天门冬氨酸具有消除疲劳之功效，日
36、本味之素公司用天门冬氨酸为主要成分配成营养饮料，之素公司用天门冬氨酸为主要成分配成营养饮料，具有显著的消除疲劳的效果。具有显著的消除疲劳的效果。L-ASP生产工艺流程如下：u赖氨酸的生产赖氨酸的生产生产赖氨酸的方法有四种：血蛋白质为原料的蛋白质水解法；己内酰胺、丙烯腈等为原料的化学合成法；以淀粉糖及糖蜜为原料的直接发酵法及二氨基庚二酸前体添加发酵法；DL-己内酰胺等为原料的酶法。直接发酵法生产赖氨酸可以以谷氨酸棒杆菌、北京棒杆菌、黄色短杆菌或乳糖酸发酵短杆菌等为发酵菌种，在生产中控制好通气、pH值、温度等发酵条件，以防产生菌在发酵培养中的回复突变在赖氨酸生产中控制溶氧浓度特别重要，供氧不足，将导致乳酸积累，并可能导致赖氨酸生产受到不可逆性抑制，该抑制作用和细胞膜透性有关，因为供氧不足使细胞内的赖氨酸和磷脂含量增加，但发酵液中赖氨酸的量减少。发酵的pH值控制在4.57.5,可通过补氨加以控制；发酵温度控制在3132；糖质量分数控制在5%7%，超过12%时赖氨酸的生成显著受到阻碍。
