第八章 代表性发酵工业产品的工艺过程VIP免费

第八章代表性发酵工业产品的工艺过程本章主要内容•第一节青霉素的生产工艺流程•第二节谷氨酸的生产工艺•第三节啤酒的酿造工艺本章主要内容•第一节青霉素的生产工艺流程•第二节谷氨酸的生产工艺•第三节啤酒的酿造工艺第一节青霉素的生产工艺流程青霉素又被称为青霉素G、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾等。青霉素结构ß-内酰胺类抗生素是分子中含有ß-内酰胺环的一类天然和半合成抗生素的总称。COOHCH3CH3OSNRCOOHOR1NSR2青霉素的理化性质1、稳定性固体青霉素盐的稳定性与其含水量和纯度有很大的关系2、溶解度青霉素游离酸在水中溶解度很小，易溶于有机溶剂如醋酸乙酯、苯、氯仿、丙酮和乙醚中，而其钾盐、钠盐易溶于水和甲醇，可溶于乙醇。3、降解反应青霉素是很不稳定的化合物，遇酸碱或加热易分解而失去活性，并发生分子重排。4、紫外吸收5、过敏反应青霉素发酵工艺1.发酵工艺流程（a）最早发现的产生青霉素的原始菌种是点青霉菌，生产能力很低，不能满足工业生产要求，所以被淘汰。现在主要采用的是产黄青霉菌。（b）为了提高产黄青霉的青霉素产量使用的诱变剂如：二环氧丁烷、甲磺酸乙酯、乙烯亚胺、亚硝酸、X射线等。（1）菌种（2）孢子制备将沙土孢子先在用甘油、葡萄糖、蛋白胨组成的培养基进行斜面培养，经传代活化。最适生长温度25~26ºC，培养6~8天，得单菌落，再传斜面，培养7天，制得斜面孢子。再移植到优质小米或大米固体培养基上，25ºC，相对湿度45%-50%，生长7天，制得小米孢子。孢子成熟后进行真空干燥，低温保存备用。（3）种子罐培养工艺一级种子发酵：发芽罐，孢子萌发，形成菌丝。培养基：葡萄糖，玉米浆，碳酸钙，玉米油消沫剂等；接种量：>200亿孢子/t培养基空气流量：1：3（m3/m3·min）；搅拌转速：300-350r/min；pH：自然；温度：27±1℃；时间：40h。二级种子罐：繁殖罐，大量繁殖。培养基：葡萄糖、玉米浆，玉米油，消沫剂等；接种量：10％；空气流量：1:1-1.5（m3/m3·min）；搅拌转速：250-280r/min；pH：自然；温度：25±1℃；时间：10-14h；（4）生产罐培养工艺三级罐：生产罐；培养基：花生饼粉，葡萄糖，尿素，硝酸铵，硫代硫酸钠，苯乙酰胺，CaCO3,玉米油，硅油.温度控制变温控制：不同阶段不同温度。生长阶段：较高温度，缩短生长时间；生产阶段适当降低温度，以利于青霉素合成。前期控制26℃左右，后期降温控制22℃。pH控制合成适宜pH6.4－6.6左右，避免超过7.0直接加酸或碱：自动控制流加葡萄糖：恒速；变速，依赖pH变化快慢。pH下降：补加CaCO3、通氨、尿素或提高通气量pH上升：补加糖、生理酸性物质（硫酸铵、油脂）恒速补糖，用酸或碱控制方式根据pH补糖溶氧控制＜30％饱和度，产率急剧下降；＜10％，造成不可逆的损害。临界溶氧浓度：30％。通气比：1:0.8－1.5vvm。适宜的搅拌速度：保证气液混合，提高溶氧各阶段供养比较一级种子阶段二级种子阶段发酵阶段空气流量（m3/m3·min）1：31:1-1.51：0.8－1.5搅拌转速（r/min）300-350250-280150-200菌丝生长速度与形态、浓度发酵稳定期，湿菌浓度可达15%~20%，丝状菌干重约3%，球状菌干重在5%左右。在发酵中后期一般每天放一次，每次放掉总发酵液的10%左右。消泡天然油脂：玉米油；化学消沫剂：泡敌。前期：主间歇搅拌，少加油中期：搅拌、加油、稍微降低通气量（必要时）策略：少量多次。后期：尽量少加消沫剂。青霉素的发酵过程控制十分精密，一般2小时取样一次，测定发酵液的pH、菌浓、残糖、青霉素效价等指标，同样取样做无菌检查，发现染菌立即结束发酵，视情况过滤提取，因为染菌后pＨ波动大，青霉素在几个小时内就会被全部破坏。二、提炼工艺过程在提炼过程中要遵循下面四个原则：1、时间短2、温度低3、pH适中4、勤清洗消毒（1）预处理青霉素的存在部位：发酵液浓度较低：10－30Kg/m3含有大量杂质：菌体细胞、核酸、杂蛋白质、细胞壁多糖等、残留的培养基、色素、盐离子、代谢产物等目的：浓缩目的产物，去除大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，利于后续的分离纯化过程。预处理：发酵液加少量絮凝剂沉淀蛋白（2）过滤鼓式真空过滤机过滤：一次滤液：pH6.2-7.2，...