氨基酸发酵工艺学要点
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氨基酸发酵工艺学要点
1味精厂的主要生产车间:糖化车间、发酵车间、提取车间、精制车间
2淀粉生产的流程
原料→清理→浸泡→粗碎→胚的分离→磨碎→分离纤维→分离蛋白质→清洗→离心分离→干燥→淀粉3淀粉的液化及糖化定义。
在工业生产上,将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的“糖化”所制的的糖液称为淀粉水解糖
液化是利用液化酶使淀粉糊化,黏度降低,并水解到糊精和低聚糖的程度
4淀粉液化过程使用淀粉酶,水解位置1,4糖苷键,糖化过程使用糖化酶,水解位置1,4糖苷键和1,6糖苷键。
5液化结束后,为何要进行灭酶处理,如何操作?
液化结束后反应快速升温灭酶,高温处理时,通过喷射器快速升温至120~145°,快速升温比逐步升温产生的“不溶性淀粉颗粒”少,所得的液化液既透明又易过滤。淀粉出糖率高,同时由于采取快速升温法,缩短了生产周期
6葡萄糖的复合反应。
7淀粉的糊化、老化定义及影响老化的因素。
(1)糊化
若将淀粉乳加热到一定温度,淀粉颗粒开始膨胀,偏光十字消失。温度继续上升,淀粉颗粒继续膨胀,可达原体积几倍到几十倍。由于颗粒的膨胀,晶体结构消失,体积膨胀大,互相接触,变成糊状液体,虽然停止搅拌淀粉也不会再沉淀,这种现象称为糊化。
(2)老化
分子间氢键已断裂的糊化淀粉又重新排列成为新氢键的过程。
(3)影响老化的因素①淀粉的成分(直链易老化,支链淀粉难老化)②液化程度③酸碱度④温度⑤淀粉糊浓度
8 DE值与DX值的概念.
DE值表示淀粉水解程度或糖化程度。也称葡萄糖值
DE=还原糖浓度/(干物质浓度*糖液相对密度)*100%
DX值指糖液中葡萄糖含量占干物质的百分率。
DX=葡萄糖浓度/(干物质浓度*糖液相对密度)*100%
9淀粉水解糖的质量要求有哪些?
1糖液透光率>90%(420nm)。2不含糊精、蛋白质(起泡物质)。3转化率>90%。DE值(Dextrose equivalent,葡萄糖当量值)4还原糖浓度:18%左右。5糖液不能变质。6pH4.6-4.8
10 说说酸水解法、酸酶法和酶水解法三种不同水解工艺的优劣?
酸水解法是利用无机酸为催化剂,在高温高压下,将淀粉转化为葡萄糖的方法。该法具有工艺简单,水解时间短,生产效率高,设备周转快的优点。该水解法要求耐腐蚀,耐高温,耐压的设备。
酸酶法是先将淀粉用酸水解成糊精或低聚糖,然后再用糖化酶将其水解为葡糖糖的工艺。采用酸酶法水解淀粉制糖,酸用量少,产品颜色浅,糖液质量高
酶水解法主要是将淀粉乳先用α-淀粉酶液化,过滤除去杂质后,然后用酸水解成葡萄糖的工艺。该工艺适用于大米或粗淀粉原料
11 固定化酶的定义及制备方法有哪几种?
固定化酶(immobilized enzyme):由于水溶性酶的缺点,所以将它与固相载体相连,由固相状态催化反应,称酶的固定化.
①吸附法②偶联法③交联法④包埋法
12生物素对谷氨酸生物合成途径影响。
1.生物素对糖代谢的速率的影响(主要影响糖降解速率)
2.生物素对二氧化碳固定反应的影响(生物素食丙酮酸羧化酶的辅酶,生物素大过量时,CO2固定反应可提高30%)
3.生物素对乙醛酸循环的影响(乙醛酸循环的关键酶异柠檬酸裂解酶受葡萄糖,琥珀酸阻遏,为醋酸所诱导。以葡萄糖为原料,发酵生产谷氨酸时,通过控制生物素亚适量,几乎看不到异柠檬酸裂解酶的活性。代谢流向异柠檬酸-α-酮戊二酸-谷氨酸)
生物素对糖代谢的调节
(1)生物素对糖酵解途径的影响
生物素充足,糖酵解加速,趋向形成乳酸。
(2)生物素对CO2固定途径的影响
生物素是羧化酶辅酶。
(3)生物素对乙醛酸途径的影响
生物素亚适量:异柠檬酸裂解酶活力低、琥珀酸氧化能力低。
13在谷氨酸发酵中如何控制细胞膜渗透性。
①生物素亚适量②添加表面活性剂、高级饱和脂肪酸或青霉素③选育温度敏感突变株、油酸缺陷型或甘油缺陷型突变株
14诱变育种概念。P49
诱变育种是利用物理或化学诱变剂处理均匀分散的微生物细胞群,促进其突变率大幅度提高,然后采用简便、快速和高效的筛选方法,从中挑选少数符合育种目的的突变株,以供生产实践或科学研究用。
15谷氨酸生产菌的育种思路
(1).切断或减弱支路代谢(2)解除自身的反馈抑制(3).增加前体物的合成 (4).提高细胞膜的渗透性 (5).强化能量代谢(6).利用基因工程技术构建谷氨酸工程菌株
16现有谷氨酸生产菌主要有哪四个菌属。
棒状杆菌属、短杆菌属、小杆菌属及节杆菌属中的细菌
17谷氨酸发酵生产菌的主要生化特点。
现有谷氨酸生产菌的主要特征:(1)细胞形态短杆形、棒形;(2)革兰氏阳性菌,无鞭毛,无芽孢,不能运动;(3)需氧型微生物;(4)生物素缺陷型;(5)脲酶强阳性;(6)不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等;(7)发酵中菌体发生明显形态变化,同时细胞膜渗透性改变;(8)二氧化碳固定反应酶系强;(9)异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱,乙醛酸循环弱;(10)α-酮戊二酸氧化能力微弱;(11)柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活性强;(12)具有向环境泄露谷氨酸的能力;(13)不分解利用谷氨酸,并能耐高谷氨酸,产谷氨酸8%以上;(14)还原性辅酶II进入呼吸链能力弱(15)
利用醋酸不能利用石蜡
18日常菌种工作。
(1)定期分纯一般1~2个月分纯一次,把产酸高,生长快,无噬菌体感染大的菌株挑选出来
(2)小剂量诱变刺激用紫外线、通电、激光轻微处理,可以淘汰生长微弱的菌株,并能激发溶原性噬菌体,是挑选出来的菌是产酸高,生长旺盛,无噬菌体感染的优良菌株
(3)高产菌保藏防止菌种变异
19菌种扩大培养的概念和任务P72
菌种扩大培养又称种子制备,种子制备不仅要使菌体数量增加,经过种子制备出来的具有高质量的生产种子供发酵使用
菌种扩大培养的任务:为发酵罐的投料提供纯而壮、相当数量的代谢旺盛的种子。氨基酸生产菌一般用二级培养
20谷氨酸发酵一级种子和二级种子的质量要求
一级种子质量要求: 二级种子的质量要求
种龄:12h,pH值:6.4±0.1 种龄:7~8h pH:7.2左右