谷氨酸生产工艺毕业论文

我国常用的菌种有北京棒状杆菌、纯齿棒状杆菌等。谷氨酸的生物合成包括糖酵解作用（EMP途径）、磷酸戊糖途径（HMP途径）、三羧酸循环（TCA循环）、乙醛酸循环和丙酮酸羧化支路等。生物合成谷氨酸的主要方式是α-酮戊二酸的还原性氨基化作用。谷氨酸的生物合成受机体内复杂机制的调控。影响谷氨酸发酵过程的参数有很多，谷氨酸发酵过程主要受种子质量，培养基组成，温度，pH以及供氧速率等因素控制。提取谷氨酸常用的工艺为等电点法和离子交换法

谷氨酸产生菌有谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌、散枝短杆菌、黄色短杆菌、噬氨短杆菌等。我国常用的菌种有北京棒状杆菌、纯齿棒状杆菌等。 谷氨酸的生物合成途径大致是：葡萄糖经糖酵解(EMP途径)和己糖磷酸支路(HMP途径)生成丙酮酸，再氧化成乙酰辅酶A(乙酰COA)，然后进入三羧酸循环，生成α�酮戊二酸。α-酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化及有NH4+存在的条件下，生成谷氨酸。当生物素缺乏时，菌种生长十分缓慢；当生物素过量时，则转为乳酸发酵。因此，一般将生物素控制在亚适量条件下，才能得到高产量的谷氨酸。在谷氨酸发酵中，如果能够改变细胞膜的通透性，使谷氨酸不断地排到细胞外面，就会大量生成谷氨酸。研究表明，影响细胞膜通透性的主要因素是细胞膜中的磷脂含量。因此，对谷氨酸产生菌的选育，往往从控制磷脂的合成或使细胞膜受损伤入手，如生物素缺陷型菌种的选育。生物素是不饱和脂肪酸合成过程中所需的乙酰CoA的辅酶。生物素缺陷型菌种因不能合成生物素，从而抑制了不饱和脂肪酸的合成。而不饱和脂肪酸是磷脂的组成成分之一。因此，磷脂的合成量也相应减少，这就会导致细胞膜结构不完整，提高细胞膜对谷氨酸的通透性。在发酵过程中，氧、温度、pH和磷酸盐等的调节和控制如下：①氧。谷氨酸产生菌是好氧菌，通风和搅拌不仅会影响菌种对氮源和碳源的利用率，而且会影响发酵周期和谷氨酸的合成量。尤其是在发酵后期，加大通气量有利于谷氨酸的合成。②温度。菌种生长的最适温度为30～32 ℃。当菌体生长到稳定期，适当提高温度有利于产酸，因此，在发酵后期，可将温度提高到34～37 ℃。③pH。谷氨酸产生菌发酵的最适pH在～。但在发酵过程中，随着营养物质的利用，代谢产物的积累，培养液的pH会不断变化。如随着氮源的利用，放出氨，pH会上升；当糖被利用生成有机酸时，pH会下降。④磷酸盐。它是谷氨酸发酵过程中必需的，但浓度不能过高，否则会转向缬氨酸发酵。发酵结束后，常用离子交换树脂法等进行提取。

谷氨酸发酵以15%左右的葡萄糖为碳源，并加适量的无机盐和生物素配成发酵培养基，经连消并冷却至40℃后送入已灭菌的发酵空罐；以流加的液氨为氮源，接种经二级扩大培养的谷氨酸产生菌。

提取现一般采用冷冻等电一离子交换法。发酵液在等电罐中一边用冷冻盐水缓慢搅拌冷却降温至5℃，一边用硫酸调Ph值至（等电点）；沉淀8h后，沉淀经离心分离得粗谷氨酸；母液和上层清液调配后上离子交换树脂交换，用氨水洗脱。

前流分汇入上层清液重新上柱，后流分与氨水一起作洗脱液，高流分与发酵液一起回等电罐。在装有60～65℃底水的中和罐中加入谷氨酸，搅拌，并缓慢加入纯碱溶液，中和至Ph值～，中和液浓度控制在相对密度 7～（21～2 2°Bé）。

待中和液降温至50℃以下，加入适量的硫化钠溶液以除铁；然后用粗谷氨酸回调Ph值至～，并升温至60℃，再加入粉末活性炭，搅拌半小时后送入压滤机压滤。

再将滤液用颗粒活性炭柱二次脱色得清液；清液送入真空煮晶锅内在60～70℃下蒸发浓缩至相对密度（），加入 6～的晶种后继续蒸发结晶，期间需用热水杀晶和补加一定量的清液。

放料后，经育晶槽，再离心分离得结晶味精，母液或经脱色后再蒸发结晶，精制收率可达理论量的92%。

1、调味剂

做调味剂使用时，一般用量为～。除单独使用外，宜与核糖核苷酸和肌苷酸钠之类核酸类调味料配成复合调味料，以提高效果。谷氨酸钠是国内外应用最为广泛的鲜昧剂，与食盐共存时可增强其呈味作用，与5'-肌苷酸钠或5'-鸟苷酸钠一起使用，更有相乘的作用。

谷氨酸钠具有强烈的肉类鲜味，味精用水稀释至3000倍仍可感觉到鲜味，广泛用于家庭，饮食业、食品加工业（汤、香肠、鱼糕、辣酱油、罐头等）。鸟苷酸钠与谷氨酸钠同时使用，具有协同作用，能提高鲜味，又称助鲜剂或强力味精。

2、医药用生化试剂

谷氨酸广泛存在于动植物的机体中，是食品中天然存在的营养成份。谷氨酸食用后，有96%在体内被吸收，其余氧化后在尿中排出。

谷氨酸虽然不是人体必需的氨基酸，但在氮代谢中与酮酸发生氨基转移作用，能合成其它氨基酸。谷氨酸有降低血液中毒素的作用。当肝功能受损时，血液中含氨量增高，引起严重的氮代谢紊乱，导致肝昏迷，而谷氨酸能与氨起作用，降低血液中氨的含量。

另外，脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其他的氨基酸。当葡萄糖供应不足时，谷氨酰胺能起脑组织的能源作用，因此谷氨酸对改进和维持脑机能是必要的。此外，医药上用于预防肝昏迷，防止癫痫也可用作脑营养剂。

3、有机合成中间体

在工业上可用作有机合成中间体，但在世界年产量中，这种用途占的比重极小，如应用于助剂、渗透膜、丝蛋白改性、皮革助剂、生物医学材料、改性再生胶原纤维等各个领域。