赖氨酸的生产工艺简介.ppt

赖氨酸的生产工艺,赖氨酸的基本信息,学名：2，6-二氨基己酸。蛋白质中唯一带有侧链伯氨基的氨基酸。L-赖氨酸是组成蛋白质的常见20种氨基酸中的一种碱性氨基酸，是哺乳动物的必需氨基酸和生酮氨基酸。在蛋白质中的赖氨酸可以被修饰为多种形式的衍生物。,赖氨酸的性能,是人体不能自身合成但又十分需要的八种氨基酸之一。因食物中缺乏赖氨酸，所以又称之为“第一必须氨基酸”，将赖氨酸添加到食品中可以提高蛋白质的利用率，从而大大强化食品的营养，是一种优良的食品强化剂。,作用,1提高智力、促进生长、增强体质。2增进食欲、改善营养不良状况。3改善失眠，提高记忆力。4帮助产生抗体、激素和酶，提高免疫力、增加血色素。5帮助钙的吸收，治疗防止骨质疏松症。6降低血中甘油三酯的水平，预防心脑血管疾病的产生。,赖氨酸的用途,1.用于饲料业赖氨酸具有两个氨基，表现为碱性氨基酸并具有特殊的性质，在饲料中添加适当比例的赖氨酸可以改善饲料中氨基酸的平衡，提高饲料利用率，促进动物生长和改善肉质的功效。2.用于食品工业由于谷物中赖氨酸含量甚低，在加工过程中已被破坏而缺乏，故为第一限制性氨基酸，添加到食品中可以促进生长发育、添加食欲、减少疾病、增强体质的作用，用于罐头中还有防臭保鲜的作用。3.用于医药工业赖氨酸可用于配制复合氨基酸输液，它比水解蛋白输液效果好，副作用小。赖氨酸可与各种维生素、葡萄糖制成营养补剂，口服后易被肠胃吸收。赖氨酸还可以改善某些药物的性能，提高药效。,赖氨酸的生产方法,一、发酵法,直接（一步）发酵斜面菌种种子培养发酵上柱交换氨水洗脱真空浓缩调ph5-6粗赖氨酸盐酸盐重结晶，脱色精制L-赖氨酸盐酸盐,两步发酵法先使用大肠杆菌的赖氨酸缺陷型菌株，因缺少二氨基庚二酸（DAP）,积累大量DAP，再选用有DAP脱羧酶的产气杆菌或大肠杆菌，进行酶法脱羧生产L-赖氨酸。,二、酶法,-氨基己内酰胺外消旋酶,L氨基己内酰胺水解酶,DL-氨基己内酰胺,L-赖氨酸,三、水解法,从动物蛋白质中提取赖氨酸的方法。一般用乳酪素或血粉，血粉应用较多。盐酸水解真空浓缩除氯化氢滤去不溶的中性氨基酸稀释过柱得成品,发酵法生产赖氨酸,赖氨酸生产菌,用于工业上发酵生产赖氨酸的菌株主要是棒状杆菌和短杆菌等的变异株，棒状杆菌具有极高的经济价值，其中谷氨酸棒状杆菌应用最为广泛。此外，赖氨酸生产还有大肠杆菌、黄色短杆菌、酿酒酵母、乳酸发酵短杆菌、假丝酵母等。,发酵工艺流程,压缩空气过滤器斜面摇瓶种子种子罐发酵罐提取分离赖氨酸淀粉水解糖灭菌,离子交换法提取赖氨酸,种子培养,斜面种子的制备：要求种子纯，没有杂菌和噬菌体污染。培养基：蛋白胨1、牛肉膏1、氯化钠0.5%、葡萄糖0.5%、琼脂2。组成pH7.0-7.2琼脂培养基。灭菌后30保温24h检查无菌后放冰箱备用。培养条件：3032培养18-24h。一级种子培养：培养基：葡萄糖2、玉米浆1-2、尿素0.1%、磷酸氢二钾0.1%、硫酸镁0.04%、硫酸氨0.4%。pH7.0-7.2。培养条件：30-32，培养15-16h。二级种子培养：用种子罐培养，用水解糖代替葡萄糖。培养条件：温度3032；通风量1：0.2(V/V)，搅拌200r/min。时间811h。,斜面菌种,一级种子培养,二级种子培养,发酵罐,赖氨酸发酵罐工艺条件,培养基：1、碳源:葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖（来源于大米、玉米合薯类）；糖蜜（甘蔗、甜菜）2、氮源：无机氮源:(1)尿素(2)液氮(3)碳酸氢铵；有机氮源:玉米浆、麸皮水解液、豆饼水解液和糖蜜等。作用：合成菌体、赖氨酸、调节pH目前，工业生产采用大豆饼粉。花生饼粉和毛发的水解液为有机氮源，用量25。温度：前期32，中后期34pH：6.57.5，最适6.57.0。pH控制：流加尿素或氨水。,种龄：对数生长期种子接种量：二级种子接种量2，种龄一般为812h；三级种子种量10，种龄68h。供氧：充足。生物素：（1）赖氨酸生产菌为生物素缺陷型，发酵培养基中需要生物素作为生长因子。（2）过量生物素可促使细胞内合成的谷氨酸对谷氨酸脱氢酶的反馈抑制作用增强，抑制谷氨酸大量生成，使代谢流通向合成天冬氨酸方向进行，增加其含量，提高赖氨酸产量。（3）要充足，2030g/L以上维生素B1：有促进作用醋酸：加入醋酸比单独采用糖质原料Lys产量高硫酸铵：适当增加，4%4.5%流加糖和其它生长因子,1）发酵液的处理：菌体分离离心分离法：高速离心机分离除去菌体，用碟片式自动卸渣高速离心机，分离菌体和草酸钙等添加絮凝剂沉淀法：用草酸除去发酵液中的Ca2+，调节pH至23，加入絮凝剂（如聚丙烯酰胺），使菌体聚集而沉淀。然后加助滤剂过滤即可除去菌体。2）离子交换吸附及洗脱：铵型阳离子交换树脂，洗脱剂为氨水加氯化铵；用茚三酮检查流出液，pH9.512，得率可达90%95%,3）真空浓缩：去除氨，并提高Lys含量，真空时温度65，浓度2223B4）中和结晶：加入工业盐酸，搅拌，pH5.2，自然冷却结晶，至5结晶完全（粗结晶，含一分子结晶水的粗L-Lys盐酸盐）5）重结晶：用蒸馏水溶解，11-12B，加入活性炭脱色，压滤，再真空浓缩至22B，再结晶、冷却、离心分离并水洗6）干燥：60热风干燥，去结晶水，得到L-Lys盐酸盐，含水0.1%以下,参考文献,L-赖氨酸发酵的研究；江南大学生物工程学院；张伟国。L-赖氨酸高产菌株的选育及发酵培养基的优化；江南大学；陈银芳，陈伟国。赖氨酸的生产及发展建议；安徽化工设计学院；许朝阳，朱敏宜；安徽丰原集团，马杰微生物产赖氨酸的研究进展；东北农业大学；刘晓飞，高晓军，刘营等。,Thanks,