瓜氨酸的发酵生产

湖北大学

发酵工程与设备课程设计

题目：瓜氨酸的发酵生产

专业年级：11级生物工程

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指导老师：

2014年 5月 24日

目录

1前言

1.1瓜氨酸性质

瓜氨酸( citrulline)，又名氨基甲酰鸟氨酸( carbamyl ornithine) ，L-瓜氨酸分子式为C6H13N3O3，分子量175.19，纯品为白色结晶或结晶粉末，有酸味微溶于水，不溶于乙醇和乙醚。瓜氨酸的熔点为222℃，等电点为5. 92，比旋光度为[α] D25= 21. 0。瓜氨酸最先由右贺太郎等在1914年从西瓜榨汁中分离得到，此后由和田光德确认为一种氨基酸。[ 1]除了西瓜汁中含有瓜氨酸之外，野西瓜叶、核桃仁、核桃幼苗及种子中都含有瓜氨酸。瓜氨酸是一种非蛋白质α-氨基酸，它具有肽键形成的能力，但是很少参与蛋白质的合成，仅存在于人类的少数几种蛋白中，包括丝集蛋白、中间丝集蛋白[2]、人脑髓鞘碱性蛋白（MBP）、聚角蛋白微丝蛋白及一些组蛋白。

瓜氨酸结构式：

1.2瓜氨酸的应用

瓜氨酸在人体内代谢途径：

1.2.1防治前列腺疾病瓜氨酸对防治前列腺疾病,包括前列腺炎、前列腺肿胀、前列腺肥大、前列腺增生症、前列腺癌作用明显。

1.2.2治疗L-精氨酸缺乏引起的相关疾病和提高男性性功能研究表明, 瓜氨酸在体内转化为人体必需氨基酸L-精氨酸和一氧化氮, 产生的L-精氨酸可以弥补食物中L-精氨酸的缺乏；一氧化氮会活化酵素，导致平滑肌舒张，使人的血管获得松弛，在维持心血管正常功能也发挥着重要作用[ 3, 4]，同时也可以用于增强男性性功能，以及治疗性功能障碍。

1.2.3抗衰老和增强免疫力研究发现瓜氨酸有较强的抗氧化能力, 能够清除羟基, 增加精氨酸合成所需的NO, 可有效保护DNA 及PMN免受氧化反应的侵害[5] , 可以作为抗衰老、提高免疫力的保健品,也可作为女性美容化妆品, 具有护肤防皱祛斑抗衰老之功效。

1.2.4提高运动员肌肉力量与耐力精氨酸对于人体的运动机能有良好的促进作用, L-瓜氨酸作为合成L-精氨酸的前体, 在许多组织中能转化成L-精氨酸, 服用瓜氨酸能有效的改善人体的抗疲劳能力, 维护健康的心肺功能, 提高脑力清晰度, 降低压力和克服沮丧情绪, 平衡血糖浓度, 增强人体的肌肉强度, 提高体能, 在运动保健方面具有良好的作用。

1.2.5其它作用除了以上应用，瓜氨酸还可以用作异体排斥效应指示剂, 诊断类风湿关节炎[6 ]等。

1.2.6与瓜氨酸相关的疾病与瓜氨酸相关的疾病有类风湿关节炎，瓜氨酸是RA（RA是一种以关节滑膜炎为特征，以多发性关节炎为主要临床表现，进而导致关节畸形、功能障碍的常见致残性疾病）患者血清中抗丝集蛋白相关抗体

识别的主要抗原决定簇成分[2]。瓜氨酸血症，瓜氨酸血症是因为尿素循环中的精氨酸琥珀酸合成酶(ASS) 缺陷所致,患者血、尿及脑脊液中瓜氨酸均升高,由于尿素循环受阻引起高氨血症。[7]

1.3瓜氨酸的国内外生产及研究现状

1.3.1瓜氨酸生产方法

1.3.1.1化学法化学法是被最早应用的生产瓜氨酸的方法，目前为止也是生产瓜氨酸最主要的方法。化学法生产瓜氨酸是指在碱性条件下水解L-精氨酸得L-瓜氨酸，过程控制比较困难，产品中含有旋光对映体DL-瓜氨酸，影响产品质量，生产过程中产生大量废水，污染环境，化学法生产也因此受到限制。国内还报道过以L-鸟氨酸盐酸盐为原料与碱式碳酸铜反应生成二鸟氨酸合铜保护α-NH2, 用尿素对α-NH2 进行甲酰化, 得到二瓜氨酸合铜, 后用H2S除铜离子得到L-瓜氨酸[8]。

1.3.1.2提取法由于天然产物中瓜氨酸含量极其有限，因此提取法受到原料来源限制，生产规模小，工艺较复杂，分离提取困难，产酸率低，成本高，经济效益差等缺点都严重限制了提取法在工业生产上的应用。但相对于传统方法，提取法能得到天然瓜氨酸，因此找到一种广泛生长的富含瓜氨酸的植物也是一种很好的研究方向。

1.3.1.3发酵法发酵法是生产天然瓜氨酸的一种比较普遍的方法。欧美对于这方面的研究报道比较多，方法也较成熟。尤其是日本对这方面的研究比较深入。Okumura等[9]用Bacillus subtilis K-X-1 A-9(ATCC 15562)发酵生产瓜氨酸；日本Kyowa Hakko Kogyo公司[10]培养能够利用烃类作为碳源的石蜡节杆菌Arthrobacter paraffineus精氨酸需求型的突变株发酵生产瓜氨酸。

1.3.1.4酶法酶法生产瓜氨酸采用Streptococcus faecalis，Clostridium perfringens，Micrococcus pyogenes，Bacillus pyocyaneus，Baker’s yeast[11~13]微生物生产的精氨酸分解酶，精氨酸脱亚氨基酶，由精氨酸生产瓜氨酸。酶法合成瓜氨酸，大多采用一步酶促反应，因而可避免瓜氨酸全合成途径中复杂的反馈调节作用，使瓜氨酸可以积累到较高的浓度。Chibata等[14]报道Pseudomonas putida ATCC4359，Pseudomonas fluorescen IFO 3081，Pseudomonas ovalis IAM 1002，Leuconostoc citrovorum ATCC 8081等可以生产精氨酸脱亚氨基酶，以L-精氨酸或DL-精氨酸为底物，得到较高浓度瓜氨酸。曹瑜等[15]利用粪链球菌精氨酸脱亚胺酶转化L-精氨酸制备L-瓜氨酸。进而有报道采用固定化粪链球菌酶法连续生产L-瓜氨酸[16]，该法可连续化生产, 大大提高生产效率，降低了生产成本。

1.3.1.5化学-生物法刘毅等[17]用化学-生物法制备D-精氨酸和L-瓜氨酸，通过添加催化剂，快速消旋为DL-精氨酸。后以DL-精氨酸为底物，利用酶

法同时制备D-精氨酸和L-瓜氨酸。D-精氨酸参与组成的多肽，可抑制癌症扩散，治疗生长激素释放过多造成的紊乱，还具有抑制DNA 合成、前列腺癌细胞增殖等功能。

2发酵工艺

瓜氨酸发酵可以采用Bacillus subtilis K-X-1 A-9(ATCC 15562)、粪链球菌(Streptococcus faecal)[18]或者能够利用烃类作为碳源的石蜡节杆菌Arthrobacter paraffineus精氨酸需求型的突变株，传统上采用研究透彻的生长条件易控制的枯草芽孢杆菌[19]或黄色短杆菌进行L-瓜氨酸发酵。

本课程设计题目以枯草芽孢杆菌为发酵菌种进行探究瓜氨酸的发酵工艺。

瓜氨酸发酵采用通用的微生物液体发酵技术，工艺流程及发酵设备也基本相同。

2.1发酵工艺流程

2.2发酵设备

2.3 瓜氨酸的分离提纯

2.3.1分离流程

瓜氨酸的分离纯化，工业上？

3发酵机制及原理

瓜氨酸发酵是根据瓜氨酸在微生物细胞内的代谢途径来确定的，在微生物细胞内有两条代谢途径，两条途径的主要区别在于某些参加反应步骤的酶不同以及在个步骤的反馈或阻遏不同，大体上都是从谷氨酸(Glu)反应生成鸟氨酸(Orn)，再反应产生瓜氨酸(Cit)、精氨酸(Arg)。因此要得到瓜氨酸就需要在瓜氨酸反应生成精氨酸过程中截断，所以可以采用Arg-或营养缺陷性类似物抗性多重突变株发酵生产瓜氨酸[19]。

4菌种的制备及种子的扩大培养

4.1扩大培养的基本流程：

保藏菌种→斜面活化→一级种子摇瓶培养→二级种子罐培养→发酵罐

4.2实验室种子及种子罐种子的制备

菌种制备也称种子制备，是指菌种在一定条件下，经过扩大培养成为具有一

定数量和质量的纯生产菌种的制备过程。以作接入发酵罐中进一步扩大菌体量及合成产物之用。

菌种制备过程就是选用保存在沙土管或冷冻管中的生产菌种，接种到琼脂斜面培养基上，在25℃（不同菌种温度不同）下培养5～7天(或较长时间)。所得孢子还需进一步用较大表面积的固体培养基以获得更多孢子。将培养成熟的斜面孢子制成悬浮液，接种到扁瓶固体培养基上，于25～28℃培养14天。将成熟的扁瓶孢子于真空中抽干，使水分降至10%以下，并放入 4℃冰箱中备用。一次制得的孢子瓶可在生产上延续使用半年左右。所获得的大量孢子可直接作为种子罐的种子，接种量一般在10%～20%。

5培养基

5.1培养基的组成及制备

枯草杆菌：葡萄糖11-13%，亚适量精氨酸0.5g/L，NH4Cl作氮源，磷盐（KH2PO4和K2HPO4），

黄色短杆菌（精氨酸缺陷型突变株赋予磺胺胍抗性）：在11%葡萄糖发酵液培养基中，可生成瓜氨酸30g/L，而在含有3%葡萄糖、0.5%乙酸铵的初始培养基中，流加乙酸和乙酸胺混合液进行培养，则可最终生产瓜氨酸47g/L。

5.2培养基的灭菌

按培养基组成配置培养基后，为防止杂菌的污染，需采用湿热灭菌法对培养基进行灭菌，即利用饱和蒸汽灭菌。在高温条件下，微生物细胞内的重要蛋白质，如酶等，会发生不可逆变性，导致微生物死亡。培养基的湿热灭菌方式有两种：间歇灭菌（分批灭菌、实消）、连续灭菌（连消）。

5.2.1间歇灭菌

间歇灭菌就是将配制好的培养基同时放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌，通常也称为实罐灭菌。开始灭菌时，应先放去夹套或蛇管中的冷水，开启排气管阀，通过空气管向发酵罐内的培养基通入蒸汽进行加热，同时，也可在夹套内通蒸汽进行间接加热。当培养基温度升到70℃左右时，从取样管和放料管向罐内通入蒸汽进一步加热，当温度升至120℃，罐压为一个大气压时，打开接种、不料、消泡剂、酸碱等管道阀门进行排气，当然，在保温过程中，应注意凡在培养基液面下的各种进口管道都应通入蒸汽，而在液面以上的其余各管道则应排放蒸汽，这样才能不留死角，从而保证灭菌彻底。保温结束后，依次关闭个排汽、进汽阀门，待罐内压力降下来后，向罐内通入无菌蒸汽，在夹套或蛇管中通冷水降温，是培养基的温度降到所需的温度，进行下一步的发酵和培养。这种灭菌方法不需要专门的灭菌设备，投资少，对设备、蒸汽的要求也比较低，且灭菌效果可靠，所以是中小型发酵工厂常用的培养基灭菌

方法。

灭菌设备及方式：

5.2.2连续灭菌

连续灭菌就是将配制好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却而进行灭菌。连续灭菌的基本设备包括配料预热罐、连消塔、维持罐、冷却管。在灭菌过程中可以使用蒸汽喷射器，使培养基与高温蒸汽（140℃）直接接触，从而在短时间内可将培养基急速升温至预定的灭菌温度（126-132℃），然后短时间维持该温度灭菌，灭菌后的培养基通过一膨胀阀进入真空冷却器急速冷却；也可以采用薄板换热器作为培养基的加热和冷却器，蒸汽在薄板换热器段使培养基升温，经维持段保温一段时间后，培养基在薄板换热器的冷却段进行冷

却，从而可以使培养基的预热、加热灭菌及冷却过程在同一设备内完成。与间歇灭菌相比，连续灭菌最突出的优点是易于实现管道化和自控操作以及大规模生产，因此连续灭菌越来越多的被用于培养基的灭菌。

灭菌设备及方式：

6无菌空气

6.1无菌空气处理流程

瓜氨酸发酵采用枯草芽孢杆菌作为发酵菌种，在发酵过程中需要无菌空气。空气净化处理的目的是除菌，目前所采用的过滤介质必须在干燥条件下工作，因此空气需要预处理以除去空气中的油、水和较大的颗粒，才能保证除菌效率。

除菌的方法很多，如过滤除菌、热杀菌、静电除菌、辐射杀菌等，各种方法的除菌效果、设备条件、经济指标各不相同。一般发酵工厂采用经济实用的过滤除菌法，通过定期灭菌的介质来过滤流过空气所含的微生物，而取得无菌空气的。常用的过滤介质有棉花、活性炭或玻璃纤维、有机合成纤维、有机、无机和金属烧结材料等。

无菌空气的制备大致包括以下过程：空气→高空取气管→除尘器→空气压缩机→贮气罐→一级冷却器→油水分离器→二级冷却器→除雾气→加热器→总过滤器→分过滤器→无菌空气。

现在也有一些新型设备出现，比如以电脑式空气滤洁器代替高空采风塔，以组合式空气除湿加热装置，代替分体式除油除水加热设备[20]。

6.2无菌空气制备系统

7发酵废物处理

氨基酸发酵产生的废物主要有废水和尾气。

7.1尾气处理

发酵过程中排出的尾气中含有一些生产菌、杂菌以及噬菌体等，容易对环境造成污染。国内外一些发酵企业对此的做法是把发酵罐、种子罐的尾气收集到一只或数只装有杀菌药剂的回收罐中，用泵进行循环吸收消毒灭菌，用蒸汽消毒残液，并不定期更换药剂。[20]

7.2废水处理

氨基酸生产过程中会产生母液和洗水两组废水，两种废水都含有浓度较高的盐分和COD值。盐分主要为硫酸铵或氯化铵，COD则主要来自生产过程中氨基酸产品和副反应等的残余物。处理技术的选择主要取决于废水的成分组成、要求达到的处理效果及经济性。根据国内外工程实例及资料介绍，目前处理氨氮废水的

实用方法主要有生物处理法、蒸馏法、折点加氯法、离子交换法及吹脱法、膜浓缩法 [21]以及活性污泥法。对于高浓度废水可以采用以下方法处理：提取菌体蛋白后喷浆造粒生产复混肥；生产饲料酵母；生产家禽饲料添加剂。对于低浓度废水目前主要采用厌氧生物法处理[22]。

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青霉素的生产工艺

青霉素生产工艺 摘要：青霉素是一种重要的抗生素，在目前的制药工业中占有举足轻重的地位，生产规模非常大。通过数十年的完善，青霉素针剂和口服青霉素已能分别治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等病，增强了人类治疗传染性疾病的能力。研究和优化其生产工艺对人类健康有重要意义。 关键词;青霉素；生产工艺 抗生素在目前的制药工业中仍占有举足轻重的地位，尤其是下游半合成抗生素的发展，进一步刺激了上游的工业发酵。一些抗生素的工业生产规模非常大，如β-内酰胺类的青霉素、头孢菌素C，大环内酯类的红霉素、利福霉素，氨基环醇类的链霉素、庆大霉素。其它的一些抗生素，如林可霉素、四环素、金霉素、万古霉素等，单个发酵罐容积越来越大，100 m3的发酵罐被普遍采用，200 m3甚至更大容积的发酵罐经常可见报道。 抗生素的工业生产包括发酵和提取两部分。工艺流程大致如下：菌种的保藏、孢子制备、种子制备、发酵、提取和精制。种子和发酵培养基的常用碳源有：葡萄糖、淀粉、蔗糖、油脂、有机酸等，主要为菌体生长代谢提供能源，为合成菌体细胞和目的产物提供碳元素。有机氮源多用玉米浆、黄豆饼粉、麸质粉、蛋白胨、酵母粉、鱼粉等，硫酸铵、尿素、氨水、硝酸钠、硝酸铵则是常用的无机氮源。另外，培养基中还得添加无机盐、微量元素以及消沫剂，部分抗生素还得加入特殊前体，如青霉素的前体是苯乙酸，大环内酯类抗生素的前体是丙酸盐。发酵过程普遍补加一种碳源、氮源物质，如葡萄糖和硫酸铵。pH值通过流加氨水进行调节，很多抗生素在发酵中后期流加前体，对提高产量非常有益。抗生素发酵绝大多数为好氧培养，必须连续通入大量无菌空气，全过程大功率搅拌。发酵液的预处理，一般加絮凝剂沉淀蛋白，过滤去除菌丝体，发酵滤液的提取常用溶媒萃取法、离子交换树脂法、沉淀法、吸附法等提纯浓缩，然后结晶干燥得纯品。现在来介绍一下青霉素的生产工艺。 一、青霉素概述 青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生的酶，易被其破坏，且其抗菌谱较窄，主要对革兰氏阳性菌有效。最初青霉素的生产菌是音符型青霉菌，生产能力只有几十个单位，不能满足工业需要。随后找到了适合于深层培养的橄榄型青霉菌，即产黄青霉（P. chrosogenum），生产能力为100U/ml。经过X、紫外线诱变，生产能力达到1000－1500U/ml。随后经过诱变，得到不产生色素的变种，目前生产能力可达66000－70000U/ml。青霉素是抗生素工业的首要产品。中国为青霉素（penicillin）生产大国，国内生产的青霉素，已占世界产量的近70%，国内较大规模的生产企业有华药、哈医药、石药、鲁抗，单个发酵罐规模均在100 m3以上，发酵单位在70000 U/ml左右，而世界青霉素工业发酵水平达100000 U/ml以上。 青霉素应用 临床应用：40多年，主要控制敏感金黄色葡糖球菌、链球菌、肺炎双球菌、淋球菌、脑膜炎双球菌、螺旋体等引起感染，对大多数革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌）和某些革兰氏阴性细菌及螺旋体有抗菌作用。 二、发酵条件下的生长过程

年产1000吨色氨酸发酵工厂的设计毕业论文

年产1000吨色氨酸发酵工厂的设计毕业论文 第一章绪论 色氨酸的分子式为:C11H12N2O2分子量为214.21,含氮13.72%,仅一氨基氮6.86%。色氨酸有三种光学异构体,L-色氨酸呈绢丝光泽、六角片状自色晶体,无臭,有甜味,水中溶解度1.14 g/l(25℃),溶于稀酸或稀碱,在碱液中较稳定,强酸中分解,微溶于乙醇,不溶于氯仿、乙醚。 色氨酸具有重要的生理作用。它是人体和动物生命活动中必需的氨基酸之一，对人和动物的生长发育和新代谢起着重要的作用。被称为第二必需氨基酸。广泛应用于医药、食品和饲料等方面。在生物体从L-色氨酸出发可合成4 一羟基色胺等激素以及色素、生物碱、辅酶、植物激素等生理活性物质。可预防和治疗糙皮病。同时具有消除精神紧、改善睡眠效果等功效。另外，由于色氨酸是一些植物蛋白中比较缺乏的氨基酸。用它强化食品和傲饲料添加剂对提高植物蛋白质的利用率具有重要的作用。它是继蛋氨酸和赖氨酸之后的第三大饲料添加氨基酸。 1.1 设计项目概述 （1）设计课题：年产1000t色氨酸工厂初步设计 （2）厂址：皖南地区 （3）重点车间：提取车间 （4）重点设备：发酵罐 （5）需要完成的设计图纸：全厂工艺流程图、全厂平面布置图、重点车间平面布置图，重点车间侧视图。 1.2 设计依据 （1）学校下达的毕业设计任务书和相关可行性报告，以及可靠的设计资料； （2）我国现行的有关设计和安装设计的规与标准； （3）其他氨基酸的发酵工艺及色氨酸的特性发酵。 1.3 设计围 （1）厂址选择及全厂概况介绍（地貌、资源、建设规模、人员）； （2）产品的生产方案、生产流程、及技术条件的制定； （3）重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算； （4）全厂物料、能量衡算； （5）车间布置和说明； .专业.专注.

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赖氨酸发酵生产 摘要：赖氨酸是人体必需的八大氨基酸之一，能促进人体发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作用。赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制性氨基酸。将赖氨酸添加到食品中能大大提高蛋白质的利用率，又是一种优良的食品强化剂。因此研究赖氨酸的生产有着很高的价值。关键词： 简介： 赖氨酸是一种碱性氨基酸，是仅次于谷氨酸的第二大氨基酸产品，是谷物蛋白的第一限制性氨基酸，在谷物食料中添加适量的赖氨酸，其蛋白质的生物价大大提高。 赖氨酸的应用范围很广。①作为食品强化剂；②作为药物可用作肝细胞再生剂，对改善肝功能，治疗肝硬化、高氨症，增进食欲、改善营养状况有明显的疗效；③作为饲料添加剂，在畜、禽类的饲料中添加少许的赖氨酸，对家禽、家畜的日增重、料肉比、家禽的产卵量等方面效果尤为显著。 1．赖氨酸发酵机制 赖氨酸合成途径的调节机制 （1）谷氨酸优先合成，谷氨酸合成过剩就会抑制谷氨酸脱氢酶（GD）的活性，使得生物合成的代谢流转向天门冬氨酸。天门冬氨酸的过剩也会抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性，使得天门冬氨酸不致大量积累。 （2）赖氨酸的前体物质天门冬氨酸与乙酰辅酶A的生成形成平衡合成，乙酰辅酶A的增加能逆转天门冬氨酸对其自身合成的反馈抑制。 （3）天门冬氨酸激酶（AK）受赖氨酸与苏氨酸的协同反馈。AK是一个变构酶，催化天门冬氨酸和ATP形成α-天门冬氨酸磷酸，有两个变构位置可以接受末端产物。AK受赖氨酸与苏氨酸的协同抑制，当只有赖氨酸或苏氨酸与变构位置结合时，酶活影响不大，当赖氨酸与苏氨酸同时结合到两个变构位置时，酶活受到强烈的抑制。此外，AK是赖氨酸合成途径中唯一的反馈调节点。 （4）赖氨酸亮氨酸的生物合成之间存在着代谢互锁，赖氨酸分支途径的初始酶二氢吡啶二

果蔬营养与食疗论文

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浅谈果蔬营养与食疗 水果与蔬菜中富含各种矿物质与有机物，对身体的健康很是重要。它们是我们日常生活中所要食用的，如若我们对其稍作加工，那么它们的营养价值与食疗功效对我们的生活帮助就更大了。有句话说得好：“药补不如食补”，与其日后用药治病，不如日前用食养身，让身体能摄入所需各种养分素的量，以之来维持身体的健康。下面我们就列举一些简单的食疗方剂。 1）桑菊杏仁粥：桑叶9克，菊花6克;甜杏仁9克，粳米60克。前二味加水适量煎煮，去渣取汁，加甜杏仁、粳米煮粥。疏散风热，宣肺通窍。早晚食用。 其中桑叶具有降血压、血脂、抗炎等作用；菊花具有疏风、清热、明目、解毒之功效；杏仁富含蛋白质、脂肪、糖类、胡萝卜素、B族维素、维生素C、维生素P以及钙、磷、铁等营养成分。其中胡萝卜素的含量在果品中仅次于芒果，人们将杏仁称为抗癌之果。 2）菠菜根粥：鲜菠菜根250克，鸡内金10克，大米适量。将菠菜根洗净，切碎，与鸡内金加水适量煎煮半小时，再加入淘净的大米，煮烂成粥。顿服，每日1次。功效：利五脏，止渴润肠。菠菜根营养丰富，含有纤维素、维生素和矿物质，却不含脂肪。既是美味菜肴，又能利五脏、通血脉、止渴、润肠，并有促进胰腺分泌、助消化作用。 3）葛根粉粥：粳米100克，葛根粉30克。①将葛根洗净后，切成片，加清水磨成浆，沉淀后取淀粉，晒干备用。粳米淘净。②粳米放入锅内，加清水适量，用武火烧沸后，转用文火煮，煮至米半熟，加葛根粉，再继续用文火煮至米烂成粥。粳米中的蛋白质虽然只占7%，但因吃量很大，所以仍然是蛋白质的重要来源。粳米所含人体必需氨基酸也比较全面，还含有脂肪、钙、磷、铁及B族维生素等多种营养成分。具有补中益气，平和五脏，止烦渴，止泄，壮筋骨，通血脉，益精强志，好颜色之功；葛根内含12％的黄酮类化合物，如葛根素、大豆黄酮苷、花生素等营养成分，还有蛋白质、氨基酸、糖、和人体必需的铁、钙、铜、硒等矿物质，是老少皆宜的名贵滋补品，有“千年人参”之美誉。 4）山药粥：山药50克～60克（鲜品100克～120克）、粳米60克。山药洗净切成片，同粳米煮成粥。供四季早餐食用，用于多食易饥者。山药含有淀粉酶、多酚氧化酶等物质，有利于脾胃消化吸收功能，是一味平补脾胃的药食两用之品。 5）南瓜汤：南瓜1000克切块，加水适量，煮汤熟后随饭饮用。南瓜富含维生素，是一种高纤维食品，能降低糖尿病人的血糖，并能增加饱腹感。 6）炒苦瓜：苦瓜250克，洗净切块，炒时加食油、盐适量，佐膳。苦瓜性味甘、苦，既能清热解毒、除烦止渴，又能降低血糖。 7）芹菜苦瓜汤：芹菜500克、苦瓜60克，同煮汤饮用。或用芹菜250克、苦瓜30克，用沸水烫2分钟，切碎绞汁，加砂糖适量，开水冲服，每日1剂，连服数日。适用于高血压、阴虚阳元之眩晕。芹菜性微寒，味甘苦，无毒, 富含蛋白质、碳水化合物、胡萝卜素、B族维生素、钙、磷、铁等，叶茎中还含有药效成分的芹菜苷、佛手苷内酯和挥发油, 具有降血压、降血脂、防治动脉粥样硬化的作用;对神经衰弱、月经失调、痛风、抗肌肉痉挛也有一定的辅助食疗作用;它还能促进胃液分泌,增加食欲。 8）圆莲子芡实汤：将莲子、芡实分别淘净，放入锅内加适量水，以文火煮至

提高D-酪氨酸生产效率的方法与相关技术

图片简介: 本技术介绍了一种提高D酪氨酸生产效率的方法，属于生物工程技术领域。本技术通过分子生物学手段构建了一株双质粒共表达的重组菌，同时实现三种酶的高效表达，将L酪氨酸转化为D酪氨酸，并通过偶联辅酶再生系统，将NADP+转化为NADPH，使得NADPH循环再生，转化能够高效进行。并通过优化全细胞转化条件，实现了D酪氨酸的高效生产。通过本技术生产的D酪氨酸产量可达8.4g/L，转化率达93％。 技术要求 1.一种生产D-酪氨酸的重组菌，其特征在于，所述重组菌是以大肠杆菌为宿主，双质粒表达系统表达L-氨基酸脱氨酶、D-氨基酸脱氢酶、葡萄糖脱氢酶，所述双质粒包括pRSFDuet-1质粒和pACYCDuet-1质粒。 2.根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于，所述pRSFDuet-1质粒用于表达L-氨基酸脱 氨酶，所述pACYCDuet-1质粒用于表达D-氨基酸脱氢酶和葡萄糖脱氢酶。 3.根据权利要求1所述的重组菌，其特征在于，所述L-氨基酸脱氨酶选自奇异变形杆菌， 所述D-氨基酸脱氢酶选自谷氨酸棒状杆菌，所述葡萄糖脱氢酶选自巨大芽孢杆菌。 4.根据权利要求1-3任一所述的重组菌，其特征在于，所述宿主为E.coli BL21(DE3)。 5.一种转化L-酪氨酸生产D-酪氨酸的方法，其特征在于，所述方法利用权利要求1-4任一 所述的重组菌将L-酪氨酸转化为D-酪氨酸，并偶联辅酶再生系统。 6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述辅酶再生系统以D-葡萄糖为底物，通过

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述转化条件是：pH 7～9，转化温度为15～37℃，转化时间20～24h。 8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，用权利要求1-4任一所述的重组菌的湿细胞进行转化。 9.根据权利要求5-8任一所述的方法，其特征在于，所述转化的体系中，L-酪氨酸浓度为50～150mmol/L，D-葡萄糖浓度为300～900mmol/L，氯化铵浓度为500～ 1500mmol/L，NADP+浓度为0.4～0.6mmol/L。 10.权利要求1-4任一所述的重组菌在食品、制药或化工领域的应用。 技术说明书 一种提高D-酪氨酸生产效率的方法 技术领域 本技术涉及一种提高D-酪氨酸生产效率的方法，属于生物工程技术领域。 背景技术 D-酪氨酸是一种非天然手性氨基酸，是多肽药物和抗肿瘤手性药物的重要中间体。以D-酪氨酸为手性前体可合成阿托西班、多肽、茴香霉素等物质，其中，阿托西班是一种保胎药；多肽在恶性肿瘤的治疗中具有特殊疗效；茴香霉素能够抗原虫、抗真菌、抗变形虫和抗肿瘤。

苏氨酸发酵总结Word 文档

发酵（苏氨酸）条件的影响及控制 影响发酵的因素有很多，现就几个重要的且容易控制的因素进行逐一分析。并以苏氨酸为例。这几个重要的因素有ph，温度，溶氧，补料，泡沫，副产物。 1 ph对发酵的影响 配料中的PH 很重要,其中有配前PH,配后PH,消前PH,消后PH,接种前PH,工艺控制PH等,配前PH,配后PH,可以用来检测厡材料的质量,初步估计配料的情况,如果出了错误,有时候可以从PH中的变化看出来,能够减少错误的发生.每次有新的配方可用PH方法检测其中的每种厡材料是否会和其他的发生反应,可以互相两两混合,检测PH的变化,也可以用来作为配微量元素的检测.消前PH可以用来减少消毒过程对培养基的破坏,因为培养基在消毒中会有PH的变化,在不同的PH条件下对培养基破坏也不一样,因此可以在消毒的时候选择合适的PH,消毒完后可以调节过来,这样一来可以对PH敏感的一些原材料减少破坏。工艺控制的PH,在发酵的产抗期间,通过在不同的发酵时间调整不同的PH,可以减少杂质的 产生,同时还可以缓解溶氧,比如在头孢发酵中,通过在后期调整PH可以减少DCPC的含量,给提取工序带来很大的好处。 1.1发酵过程不同时期pH值变化的原因 1.1.1 基质代谢 糖代谢：特别是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下

降，糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一； 氮代谢：当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。 生理酸碱性物质利. 1.1.2产物形成 某些产物本身呈酸性或碱性，使发酵液pH变化 1.1.3菌体自溶 发酵后期.ph上升 1.2 ph对发酵的影响 1.2.1 pH影响酶的活性：当pH值抑制菌体某些酶的活性时使菌体的新陈代谢受阻； 1.2.2 pH值影响微生物细胞膜所带电荷的改变，从而改变细胞膜的透性，影响微生物对营养物质的吸收及代谢物的排泄，因此影响新陈代谢的进行； 1.2.3 pH值影响培养基某些成分和中间代谢物的解离，从而影响微生物对这些物质的利用。 1.2.4 pH影响代谢方向及发酵产物：pH不同，往往引起菌体代谢过程不同，使代谢产物的质量和比例发生改变。例如黑曲霉在pH2～3时发酵产生柠檬酸，在pH近中性时，则产生草酸。 1.3 最适ph的选择 原则：有利于菌体生长和最适最适pH与菌株，培养基组成，应

青霉素生产工艺 (1)

青霉素生产工艺 摘要：青霉素是人类最早发现的一种极其重要的抗生素,其杀伤革兰氏阳性细菌的神奇功效在二战中挽救了众多士兵的生命。它的发现对药物学乃至整个人类发展的重要意义。本文将对青霉素的生产工艺及其提取进行深入的讲解。 关键词：青霉素生产工艺发酵提取 一、青霉素的生物学特性 青霉素类抗生素是β-内酰胺类中1种,在分类上属于A类，酶的活性位点 上有丝氨酸，又称活性位点丝氨酸酶，其作用机制是水解β-内酰胺类抗生素 的β-内酰胺环，使抗生素失去活性。由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁, 而人类只有细胞膜无细胞壁,故对人类的毒性较小,除能引起严重的过敏反应 外,在一般用量下,其毒性不甚明显,但它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所产生 的酶,易被其破坏,且其抗菌谱较窄,主要对革兰氏阳性菌有效。青霉素G有钾 盐、钠盐之分,钾盐不仅不能直接静注,静脉滴注时,也要仔细计算钾离子量,以 免注入人体形成高血钾而抑制心脏功能,造成死亡。 二、青霉素的发酵 青霉素的发酵生产的一般工艺流程： 青霉素生产菌不同，发酵工业也有区别。 丝状菌的青霉素发酵工艺流程：沙土管→斜面母瓶（孢子培养，25℃，6～ 7d）→大米孢子斜面（孢子培养，25℃，6～7d）→种子罐（种子培养，25℃，

40～45h）→繁殖罐（种子培养，25℃，13～15h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐 球状菌的青霉素发酵工艺流程：冷冻管→斜面母瓶（孢子培养，25℃，6～8d）→大米孢子斜面（孢子培养，25℃，8～10d）→种子罐（种子培养，28℃，50～60h）→发酵罐（发酵，26℃，6～7d）→放罐 青霉素的分批发酵分为菌丝生长和产物合成两个阶段，进入合成阶段的必要条件是降低菌丝的生长速率。影响青霉素发酵产率的因素有环境和生理因素两个方面，前者包括温度、PH、培养基种类及浓度、溶解氧饱和度等；后者包括菌体浓度、菌体生长速率、菌丝形态等。 菌体生长和青霉素合成最适温度并不相同，一般前阶段略高于后阶段。因此，在菌体生长阶段可以采取较高温度，以缩短生长时间，而到达产物合成阶段，应适当降低温度，以利于青霉素的合成。青霉素发酵的最适PH一般在左右，由于青霉素在碱性条件下不稳定，容易发生水解，因此应尽量避免PH超过。 三、青霉素发酵过程控制 反复分批式发酵，100m3发酵罐，装料80m3，带放6－10次，间隔24h。带放量10％，发酵时间24h。发酵过程需连续流加补入葡萄糖、硫酸铵以及前体物质苯乙酸盐，补糖率是最关键的控制指标，不同时期分段控制。 在青霉素的生产中，让培养基中的主要营养物只够维持青霉菌在前40h生长，而在40h后，靠低速连续补加葡萄糖和氮源等，使菌半饥饿，延长青霉素的合成期，大大提高了产量。所需营养物限量的补加常用来控制营养缺陷型突变菌种，使代谢产物积累到最大。 （1）培养基 青霉素发酵中采用补料分批操作法，对葡萄糖、铵、苯乙酸进行缓慢流加，维持一定的最适浓度。葡萄糖的流加，波动范围较窄，浓度过低使抗生素合成速度减慢或停止，过高则导致呼吸活性下降，甚至引起自溶，葡萄糖浓度调节是根据pH，溶氧或CO2释放率予以调节。 碳源的选择：生产菌能利用多种碳源，乳糖，蔗糖，葡萄糖，阿拉伯糖，甘露糖，淀粉和天然油脂。经济核算问题，生产成本中碳源占12％以上，对工艺影响很大；糖与6-APA结合形成糖基-6-APA，影响青霉素的产量。葡萄糖、乳糖结合能力强，而且随时间延长而增加。通常采用葡萄糖和乳糖。发酵初期，利用快效的葡萄糖进行菌丝生长。

苏氨酸发酵设计

一、设计方案 天然存在的L- 苏氨酸为无色或微黄色晶体，无臭、微甜,可溶于水,20℃时溶解度为9g/100mL，难溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂，熔点为253～257℃。L- 苏氨酸的解离常数为pKCOOH=2.15，pKNH2=9.12，等电点pI（25℃）=5.64。 目前，L- 苏氨酸的制备方法主要有生物合成法、化学合成法和蛋白质水解法三种。然而，在工业化生产中，化学合成法和蛋白质水解法由于存在一些缺陷已经基本不被使用。生物合成法则因生产成本低、资源节约、环境污染小等优点逐渐成为工业化生产L- 苏氨酸的主要方式。生物合成法包括直接发酵法和酶转化法两种。微生物发酵法生产苏氨酸是目前生产苏氨酸的主要方法。采用基因工程菌进行发酵法生产，产酸可达100g/L 以上。目前国内外已经利用微生物发酵法批量生产苏氨酸。 1.1 设计条件 （1）650L苏氨酸发酵罐，分批发酵； （2）主发酵罐的尺寸及附件的设计；

1.2 发酵工艺 发酵法生产L-苏氨酸,通常采用短杆菌属细菌的α-氨基-β-羟基戊酸(AHV)和S-(2-氨基乙基)-L -半胱氨酸(AEC )双重抗性变异。 图一 苏氨酸发酵工艺流程 1.3. 发酵罐尺寸及整体设计 罐中的培养液因通气和搅拌会引起液面上升和产生泡沫，因此罐中实际装料量V 不能过大，一般取装料系数为0.6～0.75。 取装料系数o η为0.6 ,则发酵罐需装料体积为： L V V 3906.065000=?=?=η 发酵罐尺寸确定 发酵罐体部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为1.7～4倍左右。 1.3.1 确定发酵罐直径和高度 标准式发酵罐的筒体高度和直径比：H/D 约为1.7~4 发酵罐的容量一般指圆筒体的体积加椭圆形底的体积。 发酵液 过滤 离子交换 浓缩 浓缩 结晶分离 粗母液 粗晶体 溶解脱色 重结晶 结晶分离 干燥 包装 检验 成品 精母液

丝瓜对人体的功效与作用

丝瓜对人体的功效与作用 丝瓜的营养价值 丝瓜的营养价值很高，丝瓜中含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、钙、磷、铁、瓜氨酸以及核黄素等B族维生素、维生素C，还含有人参中所含的成分--皂甙。丝瓜实味甘性平，有清暑凉血、解毒通便、祛风化痰、润肌美容、通经络、行血脉、下乳汁等功效，其络、籽、藤、花、叶均可入药。【深圳清渠农场提供】 女性多吃丝瓜对身体很有好处，丝瓜中含防止皮肤老化的B族维生素，增白皮肤的维生素C等成分，能保护皮肤、消除斑块，使皮肤洁白、细嫩，是不可多得的美容佳品，故丝瓜汁“美人水”之称。

长期食用或用丝瓜液擦脸，还能使人皮肤变得光滑、细腻。另外，丝瓜还有清暑凉血、解毒通便、调理月经不顺等功效，月经不调者，身体疲乏，体质虚弱的女性更宜多食用。 1、丝瓜子性寒，味苦微甘，有清热化痰、解毒、润燥、驱虫等作用。 2、丝瓜络性平味甘，以通络见长，可以用于产后缺乳和气血淤滞之胸胁胀痛。 3、丝瓜花性寒，味甘微苦，有清热解毒之功，可以用于肺热咳嗽、咽痛、疔疮等。 4、丝瓜藤舒筋活络，并且可以祛痰。 5、丝瓜藤茎的汁液具有美容去皱的特殊功能。 6、丝瓜根可以用来消炎杀菌、去腐生肌。 7、月经不调者、身体疲乏者适宜多吃丝瓜。丝瓜还有清暑凉血、解毒通便、调理月经不顺等功效，月经不调者，身体疲乏，体质虚弱的女性更宜多食用。 1、看外观 不要选择瓜形不周正、有突起的丝瓜。然后，摸摸丝瓜的外皮，挑外皮细嫩些的，不要太粗，不然丝瓜很可能已老，有一颗颗的种。 2、掂重量

把丝瓜拿在手里掂量掂量，感觉整条瓜要有弹性；手指稍微用力捏一捏，如果感觉到硬硬的，就千万不要买，硬硬的丝瓜就非常有可能是苦的。 3、尝味道 如果卖丝瓜老板答应，还可以掰断丝瓜头，放在嘴里尝一尝，一尝就知道苦或者不苦啦。 4、看手感 好的丝瓜，粗细均匀，用手捏一下，很结实，这是新鲜的；如果软塌塌的，是放久了。皮的颜色发暗，不青翠且较粗就是老了，丝瓜一定要去皮吃，即使很嫩，也要削掉皮，不然很难吃。 1、保湿 丝瓜水含有果胶、植物黏液和多糖成分，涂抹在面部不易挥发，而且丝瓜水所含的维生素还能渗透我们的皮肤细胞，滋养我们的皮肤，从而达到保湿养肤的目的。 2、抗衰老，去皱纹 丝瓜水含有维生素E等抗氧化营养成分，这些抗氧化营养成分能直接作用于我们的脸部肌肤，使我们脸部皮肤长久的充满活力，衰老减慢，而且丝瓜水还有一定的粘附能力，用丝瓜水涂抹脸部洗净后，可以去除我们脸部皮肤的深层污垢，使我们的皮肤洁净健康，所以丝瓜水能从各个方面达到活肤去皱的目的。 3、美白嫩肤

各种氨基酸的生产工艺

各种氨基酸的生产工艺 1、谷氨酸 (1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸，即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2)，温度降到10 以下沉淀，离心分离谷氨酸，再将上清液用硫酸调pH至1.5上732强酸性阳离子交换树脂，用氨水调上清液pH10进行洗脱，洗脱下来的高流分再用硫酸调pH1.0返回等电车间加入发酵液进行等电提取，离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。 该工艺方法的缺点是：废水量大，治理成本高，酸碱用量大。 (2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右，连续加入有晶种的等电罐中，同时加入硫酸，控制等电罐中PH值维持在3.2左右，温度40℃进行结晶。 该工艺方法废的优点是：水量相对较少；缺点是：氨酸提取率及产品质量较差。 (3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤，澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH值为3.20～3.25，然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶，分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和母液，将一部分母液进入脱盐装置，脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并；另一部分在第二调酸罐中被调整pH值至4.5～7，蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH值至3.20～3.25后，进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置，使母液中的谷氨酸充分结晶出来，低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤，得到谷氨酸晶体和二次母液。(4)水解等电点法 发酵液-----浓缩（78.9kPa，0.15MPa蒸汽）----盐酸水解（130 ℃，4h ）----过滤-----滤液脱色-----浓缩-----中和，调pH至3.0-3.2（NaOH或发酵液） -----低温放置，析晶-------谷氨酸晶体 此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省 (5)低温等电点法 发酵液-----边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5-----加晶种，育晶2h-----边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌16h------4 ℃静置4h------离心分离 --------谷氨酸晶体 此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省 (6)直接常温等电点法 发酵液-----加硫酸调节pH4.0-4.5-----育晶2-4h-----加硫酸调至pH3.5-3.8------育晶2h------加硫酸调至pH3.0-3.2------育晶2h------冷却降温------搅拌16-20h------沉淀2-4h-------谷氨酸晶体 此工艺的优点：设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。 2、L-亮氨酸 （1）浓缩段 原料：蒸汽 将一次母液通入浓缩罐内，通入蒸汽，温度120度，气压-0.09Mpa，浓缩时间6h，结晶。终点产物：结晶液（去一次中和段） （2）一次中和段 辅料：硫酸，纯水 结晶液进入一次中和罐，通入硫酸，纯水，温度80，中和时间4h，过滤 终点产物：1，滤液（回收利用）2，滤渣（去氨解段）

(完整版)青霉素生产工艺过程

青霉素生产工艺过程 一、青霉素的发酵工艺过程 1、工艺流程 （1）丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管（25℃，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25℃，孢子培养，7天）——大米孢子（26℃，种子培养56h,1:1.5vvm）——一级种子培养液（27℃，种子培养，24h,1:1.5vvm）——二级种子培养液（27~26℃,发酵,7天,1:0.95vvm）——发酵液。 （2）球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管（25℃，孢子培养，6~8天）——亲米（25℃，孢子培养，8~10天）——生产米（28℃，孢子培养，56~60h,1:1.5vvm）——种子培养液（26~25-24℃，发酵，7天，1：0.8vvm）——发酵液。 2、工艺控制 （1）影响发酵产率的因素 基质浓度：在分批发酵中，常常因为前期基质量浓度过高，对生物合成酶系产生阻遏（或抑制）或对菌丝生长产生抑制（如葡萄糖和钱的阻遏或抑制，苯乙酸的生长抑制），而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成，为了避免这一现象，在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法，即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。这里必须特别注意的是葡萄糖的流加，因为即使是超出最适浓度范围较小的波动，都将引起严重的阻遏或限制，使生物合成速度减慢或停止。目前,糖浓度的检测尚难在线进行, 故葡萄糖 释放率予以调节。的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH 值、溶氧或C0 2 （2）温度：青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别，但一般认为应在25℃左右。温度过高将明显降低发酵产率，同时增加葡萄糖的维持消耗，降低葡萄糖至青霉素的转化率。对菌丝生长和青霉素合成来说，最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度，以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度，以利于青霉素的合成。（3）pH值：青霉素发酵的最适pH值一般认为在6.5左右,有时也可以略高或略低一些，但应尽量避免pH值超过7.0, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。在缓冲能力较弱的培养基中, pH值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH值降低；过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH值上升。 （4）溶氧：对于好氧的青霉素发酵来说，溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到30%饱和度以下时, 青霉素产率急剧下降, 低于10%饱

典型生产案例酒精等发酵产品

典型发酵产品介绍传统发酵产品现代发酵产品本章要求熟悉传统及现代发酵产品四微生物酶制剂生产工艺举例 a －淀粉酶生产工艺微酸性固体曲法霉菌中性至微碱性液体深层发酵细菌微生物培养条件微生物培养法菌种一般在酶活达到最高峰时结束发酵离心以硅藻土作为助滤剂去除菌体及不溶物在钙离子存在下低温真空浓缩后加入防腐剂稳定剂以及缓冲剂后就成为成品为制造高活性的淀粉酶并便于贮运可把发酵液用硫酸铵或有机沉淀剂沉淀制 成粉状酶制剂最好贮藏在25C以下较干燥避光的地方利用蛋白酶 比淀粉酶的耐热性差的特点将 a -淀粉酶的发酵液加热处理可以使淀粉酶的储藏稳定性大为提高在培养基中添加柠檬酸盐可抑制某些菌株产生的蛋白酶用底物淀粉进行吸附也可将淀粉酶和蛋白酶进行分离一米曲霉固态法a-淀粉酶生产工艺1生产工艺流程试管斜面培养基J三角瓶种子J种曲培养J厚层通风培养J烘干 J粗酶制剂J酿造等用粉碎J抽提J过滤J沉淀J压滤J烘干J成品J供助消化药酿造等用J调配2发酵将试 管斜面于32?34C培养70?72h接种到500mL三角瓶每瓶一菌耳种菌摇匀于32?34C下培养3d每24h扣瓶一次以防结块待菌体大量生长孢子转出黄绿色时即可作为种子用于制备种曲种曲房要保持清洁并定期用硫磺和甲醛熏蒸灭菌种曲培养一般采用木制或铝制曲盒培 养基经高温灭菌后放入种曲箱房打碎团块冷却到30C左右接入05?1％的三角瓶种子拌匀后放入曲盒料层厚度1cm 左右为宜盒上盖一层 布后放入专用的木架上曲房内保持30 C左右进行培养盖布应每隔

8?12h 用水浸湿以保持一定湿度每24h 扣盘一次经3d 后种曲成熟麦 麸上布满黄绿色孢子 厚层通风固体发酵蒸煮 1h 后培养基冷却到 30C 接入05%的种曲拌匀后入池发酵前期品温控制在 30C 左右每隔 2h 通风20min 当池内品温上升至36C 以上时则需要连续通风使温度 控制在34?36C 当池内温度开始下降后 2?3h 则通冷风使品温下降 到20C 左右出池整个发酵过程约需要 28h 2提取 直接把麸曲在低温 下烘干作为酿造工业上使用的粗酶制剂特点是得率高制造工艺简单 但酶活性单位低含杂质较多 把麸曲用水或稀释盐水浸出酶后经过 滤和离心除去不溶物后用酒精沉淀或硫酸铵盐析酶泥滤出烘干粉碎 后加乳糖作为填充剂最后制成供作助消化药酿造等用的酶制剂特点 是酶活性单位高含杂质较少但得率低成本高 二枯草杆菌 BF-7658 深 层液体发酵a -淀粉酶生产工艺枯草杆菌BF-7658淀粉酶是我国产 量最大用途最广的一种液化型 a -淀粉酶其最适温度 65C 左右最适 pH65左右pH 低于6或高于10时酶活显著下降其在淀粉浆中的最适 温度为80?85 C 90 C 保温10min 酶活保留87% 1生产工艺 无菌空 干燥J 粉碎J 混粉J 成品J 硫酸铵补料 72 h 使菌体全部形成孢子即为成熟 种子培养维持 罐温37C 罐压05?08 atm10h 后加大通风当菌体处于对数生长期后 期立刻接种至大罐种子培养一般14h 左右 发酵控制温度37C 罐压05 atm 通气量0?12 h 控制05?06 VVM12 h 后控制在08?10 VVM 发酵 后期控制在 09 VVM 发酵培养一般采用补料工艺一方面可解除分解代 谢阻遏效应另一方面也有利于 pH 的调节最终达到提高产量的作用补 料体积和基础培养基体积一般为 13左右从 10 h 左右开始补加一般前 期后期少中期大根据菌体的生长情况来调整 当pH 低于65细胞生长 粗 气 BF-7658 菌种 J 孢子斜面J 种子罐J 发酵罐f 热处理J 罐7硫酸铵废液 J 填充料2发酵孢子培养一般采用马铃薯培养 基于37 C 下培养

年产1000吨色氨酸发酵工厂的毕业设计

年产1000吨色氨酸发酵工厂的毕业设计 1.1 设计项目概述 （1）设计课题：年产1000t色氨酸工厂初步设计 （2）厂址： （3）重点车间：提取车间 （4）重点设备：发酵罐 （5）需要完成的设计图纸：全厂工艺流程图、全厂平面布置图、重点车间平面布置图，重点车间侧视图。 1.2 设计依据 （1）学校下达的毕业设计任务书和相关可行性报告，以及可靠的设计资料； （2）我国现行的有关设计和安装设计的规范与标准； （3）其他氨基酸的发酵工艺及色氨酸的特性发酵。 1.3 设计范围 （1）厂址选择及全厂概况介绍（地貌、资源、建设规模、人员）； （2）产品的生产方案、生产流程、及技术条件的制定； （3）重点车间详细工艺设计、工艺论证、设备选型及计算； （4）全厂物料、能量衡算； （5）车间布置和说明； （6）重点设备的选型和计算； （7）对生产、环境保护提出可行方案。 1.4工厂设计原则[7] （1）设计工作要围绕现代化建设这个中心，为这个中心服务。首先要做到精心设计，投资省，技术新，质量好，收效快，回收期短，使设计工作符合社会主义经济建设的总原则。设计的安全性和可靠性是工程项目设计工作的第一要务，是设计人员进行生物工程项目设计的根本出发点和落脚点。 （2）设计工作必须认真进行调查研究。需大量查阅文献，搜集设计的技术基础资料并

进行分析，从实际出发。 （3）要解放思想，突出创新，力求设计在技术上具有现实性和先进性，在经济上具有合理性，环境保护上有可行性。 （4）设计必须结合实际，因地制宜，工厂设计要体现其通用性和独特性相结合的原则。（5）设计需遵守国家的相关规定，要明确设计进度。 1.5 工厂组成 工厂的组成一般包括以下内容： （1）生产车间：糖化、发酵等车间； （2）辅助车间; （3）动力车间； （4）行政部门； （5）绿化区域； （6）道路等运输设施和各类地上、地下工程管网； （7）三废治理。 1.6 产品生产方案及建设规模 （1）生产方案：以淀粉为原料，经糖化生产可发酵性糖，然后利用色氨酸高产菌，在适宜的生产条件下进行生产发酵，生产L-色氨酸。并通过后续工作，使产品达到国家规定。 （2）建设规模：年产1000吨，生产天数300天，连续生产。 1.7 生产方法及产品规格 （1）生产方法：L-色氨酸的生产最早主要是依靠化学合成法和蛋白质水解法制造。随对微生物法生产色氨酸的研究的不断发展，人们开始利用微生物法发酵生产色氨酸。现已走向实用并且处于主导地位。微生物法大体可分为微生物发酵法和酶促转化法。近年来还出现了直接发酵法和化学合成法，直接发酵法和转化法相结合生产色氨酸的研究。另外，基因工程、酶的固定化和高密度培养等技术在微生物育种和酶工业上的应用极大地推动了直接发酵法和酶法生产色氨酸的工业化进程[15]。 本设计采用微生物直接发酵法生产色氨酸，因为这种工艺简单，适合大规模生产。且成本较低，易实现经济最大利益化。 （2）产品规格：食品级色氨酸，纯度95%，白色或淡黄色粉末，易溶于水。水中溶解度1.l4g(25℃)，溶于稀酸或稀碱，在碱液中较稳定，强酸中分解。微溶于乙醇，

瓜氨酸功效

瓜氨酸功效 1.防治前列腺疾病 瓜氨酸对防治前列腺疾病，包括前列腺炎、前列腺肿胀、前列腺肥大、前列腺增生症、前列腺癌作用明显。 2. 提高男性性功能 瓜氨酸能够使人体产生出氮氧化物，而这种氮氧化物对男性的性能力是一种非常重要的物质。与提高性能力药物不同的是，瓜氨酸可以完全吸收到血液中，更容易产生氮氧化物，从而达到使阴茎勃起的功效。而且作为一种纯天然制品，瓜氨酸不仅没有任何副作用，同时还能全面增强男子的身体状况，被誉为“绿色伟哥”，而且美国已经有公司开发出了相关产品。 3.治疗L-精氨酸缺乏引起的相关疾病 最近的研究表明，瓜氨酸在体内转化为人体必需氨基酸L-精氨酸，在维持心血管正常功能的一氧化氮代谢中也发挥着重要作用。L-精氨酸缺乏可导致一系列的心血管疾病，包括高血压、动脉粥样硬化、糖尿病、高胱氨酸血症、心衰及缺血再灌注损伤等。膳食或循环中L-精氨酸升高时，肝脏、肾脏和其他组织中精氢酸酶活性升高，增加L-精氨酸代谢。由于L-瓜氨酸作为合成L-精氨酸的前体，在许多组织中能转化成L-精氨酸，且在胃肠道和肝脏中不代谢，亦不诱导精氢酸酶活性升高，因此补充L-瓜氨酸能辅助治疗L-精氨酸缺乏引起的相关疾病，及对解决肥胖，糖尿病，代谢性疾病等提供了新的、可行的治疗手段。 4.抗衰老和增强免疫力 研究发现瓜氨酸有较强的抗氧化能力，能够清除羟基，增加NO合成所需的精氨酸，可有效保护DNA及PMN免受氧化反应的侵害，可以作为抗衰老、提高免疫力的保健品，也可作为女性美容化妆品，具有护肤防皱祛斑抗衰老之功效5．提高运动员肌肉力量与耐力 精氨酸对于人体的运动机能有良好的促进作用，但是有文献报道，单纯补充精氨酸对运动员没有明显作用。由于L-瓜氨酸作为合成L-精氨酸的前体，在许多组织中能转化成L-精氨酸，服用瓜氨酸能有效的改善人体的抗疲劳能力，维护健康的心肺功能，提高脑力清晰度，降低压力和克服沮丧情绪，平衡血糖浓度，增

氨基酸生产工艺

氨基酸生产工艺 主讲人：韩北忠 刘萍 氨基酸是构成蛋白成分 目前世界上可用发酵法生产氨基酸有20多种。 氨基酸 α 碳原子分别以共价键连接氢原子、羧基和氨基及侧链。侧链不同，氨基酸的性质不同。 氨基酸的用途 1. 食品工业： 强化食品(赖氨酸，苏氨酸，色氨酸于小麦中) 增鲜剂：谷氨酸单钠和天冬氨酸 苯丙氨酸与天冬氨酸可用于制造低热量二肽甜味剂(α-天冬酰苯丙氨酸甲酯),此产品1981年获FDA批准,现在每年产量已达数万吨。 2. 饲料工业： 甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲料 3. 医药工业： 多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代谢失调 苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气对骨髓肿瘤治疗有效,且副作用低。 4. 化学工业：谷氨基钠作洗涤剂,丙氨酸制造丙氨酸纤维。 氨基酸的生产方法 发酵法： 直接发酵法：野生菌株发酵、营养缺陷型突变发酵、抗氨基酸结构类似物突变株发酵、抗氨基酸结构类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵和营养缺陷型回复突变株发酵。 添加前体法 酶法：利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。 提取法：蛋白质水解，从水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸 合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。 传统的提取法、酶法和化学合成法由于前体物的成本高,工艺复杂,难以达到工业化生产的目的。 生产氨基酸的大国为日本和德国。 日本的味之素、协和发酵及德国的德固沙是世界氨基酸生产的三巨头。它们能生产高品质的氨基酸,可直接用于输液制剂的生产。 日本在美国、法国等建立了合资的氨基酸生产厂家,生产氨基酸和天冬甜精等衍生物。 国内生产氨基酸的厂家主要是天津氨基酸公司,湖北八峰氨基酸公司,但目前无论生产规模及产品质量还难于与国外抗衡。 在80年代中后期,我国从日本的味之素、协和发酵以技贸合作的方式引进输液制剂的制造技术和仿造产品, 1991年销售量为二千万瓶,1996年达六千万瓶,主要厂家有无锡华瑞,北京费森尤斯,昆明康普莱特,但生产原

青霉素生产工艺过程

青霉素生产工艺过程 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

青霉素生产工艺过程 一、青霉素的发酵工艺过程 1、工艺流程 （1）丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管（25℃，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25℃，孢子培养，7天）——大米孢子（26℃，种子培养56h,1:）——一级种子培养液（27℃，种子培养，24h,1:）——二级种子培养液（27~26℃,发酵,7天,1:）——发酵液。 （2）球状菌二级发酵工艺流程 冷冻管（25℃，孢子培养，6~8天）——亲米（25℃，孢子培养，8~10天）——生产米（28℃，孢子培养，56~60h,1:）——种子培养液（26~25-24℃，发酵，7天，1：）——发酵液。 2、工艺控制 （1）影响发酵产率的因素 基质浓度：在分批发酵中，常常因为前期基质量浓度过高，对生物合成酶系产生阻遏（或抑制）或对菌丝生长产生抑制（如葡萄糖和钱的阻遏或抑制，苯乙酸的生长抑制），而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成，为了避免这一现象，在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法，即对容易产生阻遏、抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。这里必须特别注意的是葡萄糖的流加，因为即使是超出最适浓度范围较小的波动，都将引起严重的阻遏或限制，使生物合成速度减慢或停止。目前,糖浓度的检测尚难在线进

行, 故葡萄糖的流加不是依据糖浓度控制,而是间接根据pH 值、溶氧或C02释放率予以调节。 （2）温度：青霉素发酵的最适温度随所用菌株的不同可能稍有差别，但一般认为应在25℃左右。温度过高将明显降低发酵产率，同时增加葡萄糖的维持消耗，降低葡萄糖至青霉素的转化率。对菌丝生长和青霉素合成来说，最适温度不是一样的, 一般前者略高于后者, 故有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度，以缩短生长时间, 到达生产阶段后便适当降低温度，以利于青霉素的合成。 （3）pH值：青霉素发酵的最适pH值一般认为在左右,有时也可以略高或略低一些，但应尽量避免pH值超过, 因为青霉素在碱性条件下不稳定, 容易加速其水解。在缓冲能力较弱的培养基中, pH值的变化是葡萄糖流加速度高低的反映。过高的流加速率造成酸性中间产物的积累使pH值降低；过低的加糖速率不足以中和蛋白质代谢产生的氨或其他生理碱性物质代谢产生的碱性化合物而引起pH值上升。 （4）溶氧：对于好氧的青霉素发酵来说，溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到30%饱和度以下时, 青霉素产率急剧下降, 低于10%饱和度时, 则造成不可逆的损害。溶氧浓度过高，说明菌丝生长不良或加糖率过低，造成呼吸强度下降, 同样影响生产能力的发挥。溶氧浓度是氧传递和氧消耗的一个动态平衡点, 而氧消耗与碳能源消耗成正比, 故溶氧浓度也可作为葡萄糖流加控制的一个参考指标。 （5）菌丝浓度：发酵过程中必须控制菌丝浓度不超过临界菌体浓度, 从而使氧传递速率与氧消耗速率在某一溶氧水平上达到平衡。青霉素发酵的临界菌体浓

发酵法生产色氨酸

发酵法生产色氨酸的研究 刘辉 047111230 摘要：色氨酸是人和动物生命活动中8种必需氨基酸之一，对人和动物的生长发育、新陈代谢起着非常重要的作用。随着市场需求的不断增加，提高色氨酸生产能力成为全球热点。本文综述了色氨酸应用及生产技术包括发酵生产色氨酸的菌种选育、发酵培养基原料和发酵工艺等方面的研究进展。 关键词：发酵法色氨酸 1、发酵法生产色氨酸过程中的菌种选育 生产菌种选育是发酵工业中最为关键的工作,受到普遍的重视。过去发酵法生产色氨酸采用的是在培养基中添加吲哚或邻氨基苯甲酸的方法,此法因必须采用高价的吲哚或邻氨基苯甲酸做前体物质,使色氨酸的生产存在着成本高的缺点。而且由于这些前体物质对微生物的生长有毒害作用,故不能大量使用[1]。目前,利用糖质原料直接发酵生产色氨酸的国内外报道不多[2-3],主要是因为色氨酸在微生物体内代途径较长且存在着多种严格的调节机制,致-色氨酸的生产菌种产酸较低,达不到工业化生产的要求。色氨酸的生产菌种有谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutanicum)、黄色短杆菌(Bre-vibacteriumflavum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus sub-tilis)、大肠杆菌(Escherichia coli)、产朊假丝酵母(Candida utilis)等,其中绝大多数为细菌[1]。 2、发酵法生产色氨酸过程中的发酵条件的选择 色氨酸发酵过程中菌种的质粒稳定性对发酵水平高低有严重影响，维持发酵高产酸就要保证发酵过程菌种质粒稳定。在培养过程可以通过调节适当罐压、培养温度、溶氧控制水平、底料中酵母抽提物添加量等方面进行控制，保证发酵过程中不发生质粒丢失现象。 色氨酸发酵液中乙酸浓度高时对色氨酸生产菌的生长和产酸均有抑制作用，发酵过程中可以通过调节溶氧控制水平、初始葡萄糖浓度、发酵葡萄糖浓度及控制菌体比生长速率等方面进行控制，减少发酵液中乙酸的生成。 色氨酸发酵过程中产大量的热，为了维持发酵温度的稳定，必须采取适当的降温措施，在发酵罐外部加上冷却盘管，采用冰水降温,控制发酵温度33℃左右。 色氨酸发酵过程中由于无机盐的消耗及产酸引起PH 变化，所以发酵过程中适当流加氨水或液氨调节PH，控制最佳PH 值在 6.9 左右。 色氨酸发酵为耗氧发酵，并且产酸过程中用氧量比较大，溶氧的多少直接影响着代谢的方向，进而影响产酸和转化率，溶氧低于20%容易发生菌体自溶、乙酸产量增加，所以在主发酵过程中必须控制溶氧大于20%，这要求我们采用先进的通风搅拌装置，设计合理的发酵罐径高比，增加通气量提高溶解氧。 色氨酸发酵过程中，采用高糖流加技术，使发酵糖浓度始终处于低浓度，从而有效减少残糖对发酵产生的抑制作用，避免发酵后期产生乙酸上升的现象，保证高产酸及转化率。此外，色氨酸发酵生产可采用先进的培养基连消技术，高精度空气膜滤技术，使发酵污染程度控制最低水平，确保发酵产酸水平；对发酵车间的环境定期进行消毒，提高环境清洁度，对排污要控制，对排污口要用漂白粉处理，对空气过滤系统要定期清理，减少染菌机率。［4］3、发酵法生产色氨酸过程代谢控制 芳香族氨基酸的生物合成存在着特定的代谢调节机制,因此不可能从自然界中找到大量积累色氨酸的菌株，但是可以黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌等为出发菌株,设法得到从遗传角度解除了芳香族氨基酸生物合成正常代谢调节机制的突变菌株,用微生物直接发酵法生产色氨酸"这些方法包括:解除菌体自身反馈调节、切断支路代谢、增加前体物的合成等。[5] 4、发酵法生产色氨酸产物提取工艺