7发酵工艺实例介绍

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1、第六章发酵工艺实例介绍IntroductionHistoryofaminoacidsproduction:Thestoryofstartedin1908Isolatedglutamicacid,delicioustasteScreenforamino-acid-excretingmicroorganisms:Corynebacteriumglutamicum,In1957.Monosodiumglutamate(MSG):Aflavor-enhancingcompound氨基酸的生产方法：1.        抽提法：最早采用

2、的生产法，用酸水解蛋白质，然后从中提取氨基酸。得到的是各种氨基酸的混合物。碱性或酸性氨基酸容易些，胱氨酸，半胱氨酸，酪氨酸仍用此法生产。2.        发酵法：目前最常用的方法。成本低，原料来源丰富。包括直接发酵法(利用微生物直接由粮食原料生产氨基酸)和添加前体物质发酵法（以氨基酸中间产物为原料，用微生物转化为相应的氨基酸，可避免氨基酸生物合成途径中的反馈抑制作用）。3.        酶法：用微生物细胞抽提出的酶类来制造氨基酸，若采用固定化酶或固定化菌体，优点则更明显。4.        化学合成法：蛋氨酸，甘氨酸得到

3、的DL-氨基酸，若需要L-型的，则进行化学异构体的拆分。L-苯丙氨酸（阿斯巴甜）人体八种必需氨基酸：苏缬亮异亮色苯蛋赖氨基酸工业历史：氨基酸工业起源于日本，1908年日本人发现海藻昆布的鲜味来自其汁液所含的谷氨酸。根据这个发现，次年味之素公司开始工业化生产谷氨酸钠。当时谷氨酸的生产是通过水解面筋或大豆蛋白获得的。半个世纪以后，1957年，日本科学家发现培养某些微生物（如谷氨酸棒杆菌）会产生氨基酸的积累，并采用微生物发酵法生产谷氨酸获成功。这项成果被誉为现代发酵工业的重大创举，使发酵工业进入了代谢调控阶段。  谷氨酸是第一种应

4、用发酵法进行工业化生产的氨基酸，也是目前产量最高的氨基酸。  我国氨基酸工业虽然起步早（1964），但品种单一，多数厂家只生产谷氨酸。第一节味精人的味觉除了原本发现的酸甜苦咸等四种外，还有第五种基本味觉，即“甘旨味”，俗称鲜味。以谷氨酸钠（味精）最具代表性。为什么味精是谷氨酸的钠盐？谷氨酸与其他氨基酸共同组成蛋白质时，隐藏于蛋白质分子中，无法刺激味蕾呈现鲜味。若从蛋白质中释放出来成为游离氨基酸，形成谷氨酸钠时，会表现出特别的鲜味。一、概述-早期—从天然的食物材料中取得      海带以热水煮过后，取其汤浓缩即可得到含味精的浓

5、缩液。-中期—最早商业化制造味精的原料是面筋。20kg小麦面粉可生产1kg味精。因为谷氨酸钠在植物蛋白中含量丰富。-近期—糖是生产味精的主要原料。1958年利用微生物生产味精，以葡萄糖，淀粉水解糖经味精生产菌代谢合成大量谷氨酸钠。放味精有学问：宜放于不明显呈酸碱性食物中，注意温度味精的安全性：1995年美国食品药品管理局公布了一份报告还味精一个清白，结论是食用味精是安全的，且对人体有三大重要性：1.         生物体内氨基酸和碳水化合物的桥梁。2.        人体合成必需氨基酸所需材料。3.        增加人的

6、摄食量，改善营养状况和身体免疫力。二、谷氨酸的生物合成机理  1.谷氨酸（a-氨基戊二酸）         O         ∥     C-OH             第一代鲜味剂∣ H2N-C-H             L-谷氨酸单钠盐——味精     ∣H-C-H∣H-C-H     ∣H-C=O            OH            L-型2.谷氨酸的生物合成                NH4＋葡萄糖→中间产物→α-酮戊二酸→谷氨酸→谷氨酸脱氢酶葡萄糖↙     6-P-葡萄糖   →   6-

7、P-葡萄糖酸（HMP:Hexosemonophosphatepathway）↓            ↓     3-P-甘油醛   ←    5-P-核糖↓     丙酮酸       →    乙酰CoA↓          ↓     草酰乙酸     →    柠檬酸↑          ↓苹果酸              异柠檬酸↑         ↙  ↓     延胡索酸    ← 琥珀酸                                            α-酮戊二酸↓谷氨酸  ← 透过细胞

8、膜←谷氨酸（图）（1）EMP:丙酮酸，ATP,NADH2（2）HMP:6－磷酸果糖→丙酮酸        3－磷酸甘油酸↗      NADPH2:a－酮戊二酸还原氨基化必需的供氢体。（3）TCA循环:生成谷氨酸前体物质a－酮戊二酸。（4）CO2固定反应:补充草酰乙酸。P255（5）乙醛酸