賴氨酸生產(chǎn)工藝課件

賴氨酸生產(chǎn)工藝

賴氨酸的性能與用途性能特點：賴氨酸是蛋白質(zhì)的重要組成部分之一，是人體不能自身合成但又十分需要的八種氨基酸之一。因食物中缺乏賴氨酸，所以又稱之為“第一必須氨基酸”，將賴氨酸添加到食品中可以提高蛋白質(zhì)的利用率，從而大大強化食品的營養(yǎng)，是一種優(yōu)良的食品強化劑。用途：

1.用于飼料業(yè)賴氨酸具有兩個氨基，表現(xiàn)為堿性氨基酸并具有特殊的性質(zhì)，在飼料中添加適當(dāng)比例的賴氨酸可以改善飼料中氨基酸的平衡，提高飼料利用率，促進動物生長和改善肉質(zhì)的功效。2.用于食品工業(yè)由于谷物中賴氨酸含量甚低，在加工過程中已被破壞而缺乏，故為第一限制性氨基酸，添加到食品中可以促進生長發(fā)育、添加食欲、減少疾病、增強體質(zhì)的作用，用于罐頭中還有防臭保鮮的作用。3.用于醫(yī)藥工業(yè)賴氨酸可用于配制復(fù)合氨基酸輸液，它比水解蛋白輸液效果好，副作用小。賴氨酸可與各種維生素、葡萄糖制成營養(yǎng)補劑，口服后易被腸胃吸收。賴氨酸還可以改善某些藥物的性能，提高藥效。賴氨酸的生產(chǎn)現(xiàn)狀2006年全球生產(chǎn)能力約135-140萬噸/年，主要生產(chǎn)商為中國長春大成實業(yè)集團公司、日本味之素公司、美國ADM公司、德國德固薩公司、日本協(xié)和公司、韓國的希杰、臺灣的味丹和德國巴斯夫公司（目前已關(guān)閉了其下屬的氨基酸生產(chǎn)企業(yè)）等。近幾年我國賴氨酸產(chǎn)能高速增長。從2001年不足5萬噸/年增長到2006年的近60萬噸/年，成為世界最大的賴氨酸生產(chǎn)國。僅大成集團的賴氨酸產(chǎn)量已超過32萬噸。目前國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)有長春大成、川化味之素、聊城希杰、寧夏伊品、山東金玉米、安徽豐原等。賴氨酸生產(chǎn)菌

用于工業(yè)上發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸的菌株主要是棒狀桿菌和短桿菌等的變異株，棒狀桿菌具有極高的經(jīng)濟價值，其中谷氨酸棒狀桿菌應(yīng)用最為廣泛。此外，賴氨酸生產(chǎn)還有大腸桿菌、黃色短桿菌、釀酒酵母、乳酸發(fā)酵短桿菌、假絲酵母等。今以谷氨酸棒桿菌為代表講述其生產(chǎn)工藝。葡萄糖磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸乙酰輔酶草酰乙酸α-酮戊二酸天冬氨酸谷氨酸天冬氨酸半醛高絲氨酸蘇氨酸蛋氨酸賴氨酸TCACO2

PC

天冬氨酰磷酸AK反饋抑制反饋阻遏丙氨酸HDGD發(fā)酵工藝流程壓縮空氣過濾器斜面搖瓶種子種子罐發(fā)酵罐提取分離賴氨酸淀粉水解糖滅菌種子培養(yǎng)

斜面種子的制備：要求種子純，沒有雜菌和噬菌體污染。培養(yǎng)基：蛋白胨1％、牛肉膏1％、氯化鈉0.5%、葡萄糖0.5%、瓊脂2％。組成pH7.0-7.2瓊脂培養(yǎng)基。滅菌后30℃保溫24h檢查無菌后放冰箱備用。培養(yǎng)條件：30－32℃培養(yǎng)18-24h。一級種子培養(yǎng)：培養(yǎng)基：葡萄糖2％、玉米漿1-2％、尿素0.1%、磷酸氫二鉀0.1%、硫酸鎂0.04%、硫酸氨0.4%。pH7.0-7.2。培養(yǎng)條件：30-32℃，培養(yǎng)15-16h。二級種子培養(yǎng)：用種子罐培養(yǎng)，用水解糖代替葡萄糖。培養(yǎng)條件：溫度30－32℃；通風(fēng)量1：0.2(V/V)，攪拌200r/min。時間8－11h。斜面菌種一級種子培養(yǎng)二級種子培養(yǎng)

發(fā)酵罐

賴氨酸發(fā)酵的工藝條件培養(yǎng)基：1、碳源:葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖（來源于大米、玉米合薯類）；糖蜜（甘蔗、甜菜）2、氮源：無機氮源:(1)尿素(2)液氮(3)碳酸氫銨；有機氮源:玉米漿、麩皮水解液、豆餅水解液和糖蜜等。作用：合成菌體、賴氨酸、調(diào)節(jié)pH

目前，工業(yè)生產(chǎn)采用大豆餅粉?；ㄉ灧酆兔l(fā)的水解液為有機氮源，用量2－5％。溫度：前期32℃，中后期34℃pH：

6.5～7.5，最適6.5～7.0。pH控制：流加尿素或氨水。種齡：對數(shù)生長期種子接種量：

二級種子接種量2％，種齡一般為8～12h；三級種子種量10％，種齡6～8h。供氧：充足。生物素：（1）賴氨酸生產(chǎn)菌為生物素缺陷型，發(fā)酵培養(yǎng)基中需要生物素作為生長因子。（2）過量生物素可促使細胞內(nèi)合成的谷氨酸對谷氨酸脫氫酶的反饋抑制作用增強，抑制谷氨酸大量生成，使代謝流通向合成天冬氨酸方向進行，增加其含量，提高賴氨酸產(chǎn)量。（3）要充足，20～30g/L以上維生素B1：有促進作用

醋酸：加入醋酸比單獨采用糖質(zhì)原料Lys產(chǎn)量高

硫酸銨：適當(dāng)增加，4%～4.5%

流加糖和其它生長因子離子交換法提取賴氨酸發(fā)酵液→菌體分離→上清液→離子交換→真空濃縮離心分離←重結(jié)晶←粗結(jié)晶←離心分離←結(jié)晶結(jié)晶→干燥→Lys成品菌體→水洗→二次菌體分離→上清液母液二次母液調(diào)pH，加入絮凝劑飼料←菌體1）發(fā)酵液的處理：菌體分離離心分離法：高速離心機分離除去菌體（國外方法），用碟片式自動卸渣高速離心機，分離菌體和草酸鈣等添加絮凝劑沉淀法：用草酸除去發(fā)酵液中的Ca2+，調(diào)節(jié)pH至2～3，加入絮凝劑（如聚丙烯酰胺），使菌體聚集而沉淀。然后加助濾劑過濾即可除去菌體。2）離子交換吸附及洗脫：銨型陽離子交換樹脂，洗脫劑為氨水加氯

化銨；用茚三酮檢查流出液，pH9.5～12，得率可達90%～95%3）真空濃縮：去除氨，并提高Lys含量，真空時溫度65℃，濃度22～23°Bé4）中和結(jié)晶：加入工業(yè)鹽酸，攪拌，pH5.2，自然冷卻結(jié)晶，至5℃結(jié)晶完全（粗結(jié)晶，含一分子結(jié)晶水的粗L-Lys鹽酸鹽）5）重結(jié)晶：用蒸餾水溶解，11-12°Bé，加入活性炭脫色，壓濾，再真空濃