丙氨酸的发酵生产课程设计.docx

湖北大学发酵工程与设备课程设计题目专业年级学生姓名学号指导老师2012年6月20日目录 TOC\o1-5\h\z1前言31.1丙氨酸简介3 \o CurrentDocument 1.2丙氨酸的国内外研究现状3 \o CurrentDocument 2发酵机制4 \o CurrentDocument 2.1菌种的筛选4 \o CurrentDocument 2.2菌种保藏5 3发酵工艺及特点63.1丙氨酸发酵机制6 \o CurrentDocument 3.2丙氨酸发酵的工艺控制6 \o CurrentDocument 3.3丙氨酸提取工艺63.4相关设备7 4菌种的制备及种子的扩大培养84.1菌种的制备8 \o CurrentDocument 4.2种子的扩大培养8 5培养基的组成及制备85.1培养基的组成8 \o CurrentDocument 5.2培养基的灭菌9 \o CurrentDocument 6无菌空气制备系统10 \o CurrentDocument 7工艺计算11 \o CurrentDocument 8三废处理11 8.1活性污泥法11 \o CurrentDocument 8.2生物滤池法11 \o CurrentDocument 8.3发酵后的滤渣12参考文献12 1前言1.1丙氨酸简介 DL-丙氨酸化学名为DL-a-丙氨酸（简称丙氨酸），分子式为CHCH（NH）COOH,分子量89.09,无色至白色无臭针状结晶或结晶性粉末，有甜味，3易溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚和丙酮，无旋光性【1】。 丙氨酸是构成蛋白质的基本单位，是组成人体蛋白质的21种氨基酸之一。组成蛋白质分子的氨基酸都是L-氨基酸。 结构氨基酸 CH-CH-COOHnh2丙氨酸0用途 DL-丙氨酸主要用做食品添加剂，同时也是重要的医药中间体。在国外已广泛应用于食品工业，年需求量很大，且增长迅速，其主要生产国为日本，主要生产企业有武藏野化学株式会社和味之素。 1.2丙氨酸的国内外研究现状 DL-丙氨酸不仅仅是有特殊香味的氨基酸，而且也被用来与其他呈香味的物质混合食指显出更高级的香味。另外，DL-丙氨酸是甜味很强的氨基酸，比蔗糖甜，为甘氨酸的1.6倍，是最甜的一种氨基酸。DL-氨基酸还有缓冲作用、螯合作用和防止其他氨基酸褐变的作用⑵。 DL-丙氨酸作为营养强化剂和调味品，在国外已被普遍使用。按美国联邦法规可安全用于食品，其主要用途为【3-5】： CD增强化学调味料的调味效果； （2）改善人工甜味剂的味感，添加1%?10%的本品可使甜味柔和，改善后味; 合成清酒的调味料，用量0.01%?0.03%； 改善有机酸的酸味，1%?5%添加量就可使酸味接近天然的味道； 提高腌制效果，按NaCl量的5%?10%添加，可缩短腌制时间； 提高含醇饮料的质量，按0.1%?1.5%添加可使酒味醇和，并可防止发泡酒老化，减少酵母气味； 防止油类和油类食品氧化，添加量为0.01%?1.0%； 改善浸渍品的风味，添加量为0.2%?0.3%； 食用香料，食品中添加量小于1%； (10)食用防腐保鲜剂的复配组分。DL-丙氨酸用于食品添加剂时，可单独使用，也可与谷氨酸钠等制成符合调味剂或复合甜味剂。 DL-丙氨酸在医药工业上主要用于合成氧氟沙星的原料氨基丙醇和维生素B6的主要原料【6】°DL-丙氨酸作为饲料添加剂，也收到了良好的效果【7】。用DL-丙氨酸合成的氨基酸农药(如DL-丙氨酸-月桂酯盐酸盐、N-硬脂酰-DL-丙氨酸等)已投入使用，具有对人畜安全、污染小的特点【8】。 2发酵机制Ml2.1菌种的筛选 2发酵机制 Ml 采用以葡萄糖、氯化铵为主要成分的培养基，研究了20个属、334株好气性细菌的氨基酸生产能力。结果表明，几乎在每个属细菌的培养液中都能检出丙氨酸。 在土壤中分离出来的棒杆菌【9】属细菌，具有产生丙氨酸的能力。棒杆菌属细菌是放线菌目中一属革兰染色阳性、不运动、非抗酸性、无芽孢的杆菌。菌体直形、弯形或多形，常呈棒状。一般不运动。好氧或兼性厌氧，化能有机营养型。进行氧化性或发酵性代谢。 从自然界中分离菌种的一般过程： 采样一预处理一培养一菌落的选择一菌种的鉴定 米样对象：以米集土壤为主。 采土方法：选择适当地点、铲除表土、取土样数十克，盛入事先准备的无菌防水纸袋中，其上记录采土时间、地点、植被情况等。 菌落的选择方法见下图： mo.g或更少菌激n入到无菌固件培养凝面用已灭菌的刮铲在培养基表面涂布使菌粮均匀铺开涂布平板分离法奥型结果 mo.g或更少菌激n入到无菌固件培养凝面 用已灭菌的刮铲在培养基表面涂布使菌粮均匀铺开 涂布平板分离法奥型结果 现代分类鉴定方法：遗传特性、细胞化学组分、计算机数值分析。 2.2菌种保藏 菌