第8章氨基酸的代谢控制与发酵.ppt

3）赖氨酸发酵的工艺条件发酵温度前期为32℃，中后期为34℃。pH＝6.5-7.5。发酵过程中，通过添加尿素或氨水来控制pH值，同时尿素和氨水还能为赖氨酸的生物合成提供氮源。种龄和接种量要求以对数生长期的种子为好，当采用二级种子扩大培养时，接种量约为2%，种龄一般为8-12h；当采用三级种子扩大培养时，接种量约为10%，种龄一般为6-8h。第93页，共120页，星期日，2025年，2月5日控制溶解氧浓度对赖氨酸发酵很重要，赖氨酸发酵要求供氧充足。供氧不足，将导致乳酸积累，使细胞体内的赖氨酸和磷脂含量增加，而发酵液中赖氨酸含量很低，并可能导致赖氨酸生产受到不可逆抑制，该抑制作用与细胞膜透性有关。第94页，共120页，星期日，2025年，2月5日2、赖氨酸的提取与精制赖氨酸的提取过程包括发酵液预处理、提取和精制三个阶段。因游离的L-赖氨酸易吸附空气中的CO2，故结晶比较困难，一般商品都以L-赖氨酸盐酸盐的形式存在。第95页，共120页，星期日，2025年，2月5日1）发酵液预处理一般采用离心法（高速离心4000-65000r/min）除去菌体，添加絮凝剂（如聚丙烯酰胺、明矾等）沉淀。滤液用盐酸调节pH4.0后备用。第96页，共120页，星期日，2025年，2月5日2）离子交换法提取赖氨酸从发酵液中提取赖氨酸通常有四种方法：①沉淀法；②有机溶剂抽提法；③离子交换法；④电渗析法。工业上大多采用离子交换法来提取赖氨酸。赖氨酸是碱性氨基酸，等电点为9.59，在pH＝2.0左右被强酸性阳离子交换树脂所吸附，pH＝7.0-9.0被弱酸性阳离子交换树脂所吸附。第97页，共120页，星期日，2025年，2月5日第61页，共120页，星期日，2025年，2月5日黄色短杆菌和乳糖发酵短杆菌，其赖氨酸生物合成调节机制比大肠杆菌简单得多。这些细菌只有一种AK，不存在想大肠杆菌那样的三种同功酶。反馈调节易于解除，使育种过程简单化，故常被用作氨基酸发酵育种的出发菌株。第62页，共120页，星期日，2025年，2月5日谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌等中的天冬氨酸族氨基酸的代谢调节机制包括以下几方面：⑴关键酶AK是关键酶，受Lys和Thr的协同反馈抑制。⑵优先合成Met比Thr、Lys优先合成，Thr比Lys优先合成。⑶代谢互锁在乳糖发酵短杆菌中，Lys分支途径的初始酶DDP合成酶受Leu的反馈阻遏。⑷平衡合成Asp和乙酰CoA形成平衡合成。当乙酰CoA合成过量时，能解除Asp对PEP羧化酶的反馈抑制。⑸Asp与Glu之间的调节机制Glu比Asp优先合成。当Glu合成过量时，反馈抑制GHD，使生物合成转向Asp。当Asp合成过量时，反馈抑制PEP羧化酶，使整个生物合成停止。第63页，共120页，星期日，2025年，2月5日第64页，共120页，星期日，2025年，2月5日二、赖氨酸发酵L-赖氨酸的化学名称为2,6-二氨基己酸，分子式C6H14O2N2。作为第一限制性必需氨基酸，广泛应用于食品、饲料和医药工业，在平衡氨基酸组成方面起着十分重要的作用。目前绝大部分赖氨酸都是采用发酵法生产。第65页，共120页，星期日，2025年，2月5日赖氨酸是一种必需氨基酸，可以促进儿童发育，增强体质。补充适量L-赖氨酸，可以大大提高蛋白质的利用率。赖氨酸被广泛用于食品强化剂、饲料添加剂及医疗保健、滋补饮料等各方面，是一个具有广泛市场的氨基酸产品。目前全世界产量已达20万吨，而且还呈上升趋势，其中日本占世界产量的60%，我国赖氨酸生产水平还有待提高。第66页，共120页，星期日，2025年，2月5日公司厂址规模(万吨/年)制法味之素日本，九州佐贺县2.0发酵法协和发酵日本，山口县防府1.5发酵法哈特兰德赖氨酸公司美国，依阿华州2.0发酵法生物协和发酵美国，蜜苏里州开普吉拉多1.36发酵法ADM公司美国，依利诺斯州迪凯特4.7发酵法亚吉诺莫托公司美国，北卡罗来纳州罗利不详发酵法欧洲赖氨酸公司法国，亚眠2.0发酵法日本味之素泰国公司泰国，曼谷0.2发酵法东丽公司日本，名古屋0.8酶法费埃尔麦克斯墨西哥0.6发酵法协和与匈联营公司匈牙利，布达佩斯东0.5发酵法塔拉戈纳化工公司西班牙，巴伦西亚得塘湖安0.6发酵法台湾糖业公司台南市0.4发酵法合计21.58表世界主要赖氨酸生产厂家第67页，共120页，星期日，2025年，2月5日我国赖氨酸生产状况南宁赖氨酸厂：1987年投产，生产能力6000吨/年。泉州赖