1、南京科技职业学院毕 业 设 计（论文）题 目 赖氨酸的生产工艺概况 姓 名 顾宇天 学 号 220228 所在系部 化工系 专业班级 精细 1322 指导教师 陈腊梅 2016 年 4 月I摘要赖氨酸是构成蛋白质的基本单位，是组成人体蛋白质的 20 种氨基酸之一，组成蛋白质分子的氨基酸都是 L-氨基酸，但近年内证实了它们可以异构为 D-氨基酸，该文章介绍了赖氨酸的发展历史和应用前景，系统介绍了赖氨酸的发展起步，国内外市场的概况。介绍了赖氨酸的生产工艺，并详细介绍了赖氨酸发酵法的工艺关键词:发酵工艺，发展历史，市场概况II目录1 赖氨酸的概况 .11.1 赖氨酸的简介 11.2 赖氨酸的性质 1
2、1.3 赖氨酸的营养功能 21.4 赖氨酸的分类 21.5 赖氨酸的国外市场发展概况 31.5 赖氨酸的国内市场发展概况 51.6 未来几年中国需求量预测 .62 赖氨酸的生产工艺 .82.1 赖氨酸的生产原料及菌种 .82.2 赖氨酸发酵工艺控制 82.3 发酵法 92.4 赖氨酸合成途径的调节机制 .92.5 赖氨酸生产菌的育种 102.6 培养基 102.7 菌种培养 112.8 发酵工艺条件以及影响因素 .113 微生物发酵工艺原理概述 .133.1 微生物工业发酵的历史 133.2 微生物发酵工业用菌种 133.3 发酵机制与代谢机制 14参考文献 15致谢 16赖氨酸的生产工艺概况
3、III赖氨酸的生产工艺概况11 赖氨酸的概况1.1 赖氨酸的简介赖氨酸是构成蛋白质的基本单位，是组成人体蛋白质的 20 种氨基酸之一。L赖氨酸是人体必需氨基酸，能促进人体生长发育、增强免疫力和免疫功能，并有显著提高中枢神经组织功能的作用。而且还是是人体内不能合成的八种氨基酸 (色氨酸、苯、丙氨酸、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸等。这八种氨基酸称营养必需氨基酸)之一缺少时会产生蛋白质代谢障碍和机能障碍。而且在人们的主食大米和面粉蛋白质中赖氨酸含量极少。如缺乏则引起蛋白质代谢障碍及功能障碍，导致生长障碍。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制
4、性氨基酸。如在小麦面粉中添加 0.2 肠的赖氨酸，则可使其蛋白质的营养价值从原来的 47 帕提高到 71.1 帕。作为食品强化剂赖氨酸的营养强化作用已受人们的极大重视。目前，国内外氨基酸的工业生产中，除谷氨酸外，产量最大的就数 L赖氨酸。1.2 赖氨酸的性质（1）物理性质白色或近白色自由流动的结晶性粉末。几乎无臭，263264熔化并分解。通常较稳定，高温度下易结块，稍着色。相对湿度 60%以下时稳定，60%以上则生成二水合物。与维生素 C 和维生素 K3 共存则着色。碱性条件及直接与还原糖存在下加热则分解。易溶于水（40g/100ml,35）,水溶液呈中性至微酸性，与磷酸、盐酸、氢氧化钠、离子
5、交换树脂等一起加热，起外消旋作用。（2）化学性质赖氨酸相关修饰:其 -氨基的甲基化是一种通常的翻译后修饰，形成一甲基，二甲基和三甲基赖氨酸。三甲基赖氨酸会发生在 钙调蛋白 中。另外，赖氨酸残基还能进行乙酰化和泛素化等修饰。胶原蛋白中含有的羟基赖氨酸是由赖氨酸经赖氨酸羟化酶羟基化而来。内质网或高尔基体中，羟基赖氨酸残基的 O-糖基化可用来标记特定蛋白从细胞中的分泌。赖氨酸的生产工艺概况2赖氨酸，也称为 L -赖氨酸盐酸盐，是一种必需氨基酸。它是人体所必需的营养物质，但是身体不能自己产生它。它必须通过日常饮食和营养补品获得。作为一种氨基酸，它是蛋白质必不可少的组成部分。这种营养对于身体适当的成长和
6、发展起到了重要作用。它是肉碱生产的一个重要组成部分。肉碱负责将一些不饱和脂肪酸转化为能量，还有助于降低胆固醇水平。在身体中赖氨酸还有其他功效。它和其他营养一起形成胶原蛋白。胶原蛋白在结缔组织，骨骼，肌肉，肌腱和关节软骨中扮演了重要角色。此外，赖氨酸也有助于身体吸收钙。饮食中缺乏赖氨酸的情况是比较常见的。通常情况下吃素的人发生率较高，一些运动员如果没有采取适当的饮食也会出现赖氨酸缺乏的问题。蛋白质摄入量低( 如 豆类植物，豌豆，小扁豆等)也可能导致赖氨酸摄入量低。1.3 赖氨酸的营养功能其最重要的生理功能是参与体蛋白的合成，因此与动物生长密切相关。赖氨酸在体内的功能有:参与体蛋白如骨骼肌、酶和多
7、肽激素的合成 ;是生酮氨基酸之一，当缺乏可利用的碳水化合物时，可参与生成酮体和葡萄糖的代谢(在禁食情况下，是重要的能量来源之一);维持体内酸碱平衡 ;作为合成肉毒碱的前体物，参与脂肪代谢;另外，赖氨酸还可以提高机体抵抗应激的能力。赖氨酸在体内发挥着重要的生理功能，其缺乏将直接或间接影响动物的生长、繁殖和发育。赖氨酸是合成体蛋白不可缺少的成分，在酶蛋白、生殖细胞、骨骼肌及血红蛋白等的形成中具有非常重要的作用，同时也是某些多肽激素的组分之一;赖氨酸参与体内能量代谢过程，是生酮氨基酸之一，当体内缺乏碳水化合物时，可被分解为葡萄糖或酮体来提供能量;赖氨酸也是酯代谢中肉毒碱的前体物质，在脂肪代谢中发挥着
8、重要的生理作用。1.4 赖氨酸的分类按光学活性分，赖氨酸有 L 型、左旋、D 型、右旋和 DL 型，（消旋)3 种构型。只有 L 型才能为生物所利用。通常所说的赖氨酸均指 L 型赖氨酸。L 型赖氨酸呈针状晶体，在 210变暗，在 224.5下分解，易溶于水，微溶于醇不溶于醚。赖氨酸的生产工艺概况31.5 赖氨酸的国外市场发展概况随着人们生活质量的不断提高和食物结构的改变。即儿童要求增智，成年人要求增力，老年人要求增寿，妇女要求增美，加快扩大了赖氨酸应用领域和消耗需求总量。现已成为医药、食品、饲料工业和化妆品等行业的重要原料。国际赖氨酸产业也得到了快速发展。之前，世界赖氨酸市场主要由日本味之素公
9、司、美国 ADM 公司、德国巴斯夫公司、日本协和发酵公司和韩国希杰公司等控制。近年来，我国的赖氨酸生产企业迅速崛起，在世界竞争中占据了一席之地。国际赖氨酸的消费主要集中在欧美和东南亚等地区。从国际市场来看，目前，欧美地区经济有一定复苏的迹象。其需求的适当好转前期已经带动了赖氨酸销量上升，而且欧洲需求旺盛的基本格局不变，因此欧洲市场价格仍然支持国内赖氨酸强势。据不完全统计，2009 年，全球赖氨酸(折合成 98.5%、65%含量计) 产量见表 1、表 2生产厂家 国家 月产量（吨）味之素 法国 6300ADM 美国 3900希杰 中国 13000Miscellaneous全球生化SA世元中国中国
10、南非韩国3000100025003000（1）美国是世界上赖氨酸的消费大国，美国 ADM 公司是赖氨酸生产最大的厂家。由于赖氨酸需求的持续增长，美国赖氨酸的消费始终保持较高的增长速度。其年平均增长速度常年保持在 15%左右。从美国赖氨酸的消费发展历史看，养殖业是推动赖氨酸消费增长的主要推动力。根据赖氨酸的特殊性和大豆种植面积增加的情况。今后养殖业仍将成为推动美国赖氨酸发展的主要因素，特别是随着苏氨酸、色氨酸生产技术水平的不断提高，将使这两种氨基酸在饲料中赖氨酸的生产工艺概况4的应用成为可能性。根据氨基酸的协同效赖氨酸的添加标准将会有一定幅度的提高，因此将推动赖氨酸消费量的增加。（2）西欧赖氨酸
11、的消费也呈现快速增长的势头，年消费增长速度在 5%以上。养猪业始终是赖氨酸的最大消费市场，这与该地区的居民饮食习惯有关。预计今后随着饲养业技术水平的提高、大豆种植面积的增长有限以及动物性蛋白饲料的禁用，赖氨酸的消费将保持 5%-8%的年平均增长速度。（3）日本虽是世界主要赖氨酸生产国，拥有赖氨酸的生产技术，但由于日本的粮食产量有限，饲养业的规模较小，大多数动物蛋白食品是来自国外，因此赖氨酸的消费量有限，年销量不到 1 万吨，大部分日本产赖氨酸都用于出口。不过日本已在世界其他各地建有多家赖氨酸的合资生产企业。在全球赖氨酸市场上占有很重要的位置。目前由于赖氨酸的生产成本逐年增加。因此日本本土赖氨酸
12、的产量呈下降趋势，但海外工厂却在不断扩大。据悉，可比本土降低生产成本 30%-40%（4）东南亚地区是近些年来经济发展比较快的地区，蛋白质的消费水平也有了大幅度的增长，大大促进了该地区养殖业的发展。在养殖业发展的带动下，饲料及饲料添加剂的消费水平都有较大幅度的提高，目前该地区赖氨酸的年消费量 6 万吨。该地区将是重要的赖氨酸市场。1.5 赖氨酸的国内市场发展概况中国的赖氨酸产业起步较晚。1990 年，广西赖氨酸厂，现更名为“广西桂元赖氨酸有限公司”赖氨酸盐酸盐生产线投产，这是我国第一家利用国产技术生产千吨级赖氨酸的企业。为了满足国内的市场需求，该企业随后进行了第一次扩产改造。中国赖氨酸行业最早
13、应用于医药领域，此后随着国内饲料工业的发展而经历了两次飞速发展，尤其是 2003 年以后的几年间，产品种类得到扩充。赖氨酸产品由单一的赖氨酸盐酸盐（98.5%）占领销售市场，转变为赖氨酸盐酸盐、赖酸硫酸盐、液体赖氨酸产品在市场上均有使用。且 65%赖氨酸硫酸盐产品市场份额不断扩大，成为赖氨酸生产企业竞争的热点。伴随着赖氨酸行业的发展，诞生了一批优质的生产企业，既有成功在港交所上市、现全球最大的赖氨酸生产企业吉林大成集团。也有韩国希杰(CJ)在中赖氨酸的生产工艺概况5国设立的希杰(聊城)生物科技有限公司，而宁夏伊品生物工程有限公司等民营企业也计划在行业内有更大的发展。2009 年来虽然四川川化味
14、之素的彻底停产让本土赖氨酸市场少了一个年产能 3.2 万吨的生产商，但是随着伊品 98.5%及 65%赖氨酸的纷纷扩产，国内赖氨酸产能继续膨胀的势头并未明显遏止，截止目前，国内赖氨酸折合成 98.5%产能已经接近 70 万吨，其中大成生化 98.5%赖氨酸产能 14 万吨，65%赖氨酸产能32 万吨，按照这样的产能，包括出口在内，只要国内赖氨酸的平均开工率达到60%以上，国内赖氨酸就要面临供应超压、库存增加的尴尬局面，这也是上半年国内赖氨酸企业库存压力很大、价格持续低迷的直接原因。其结果便是到 2009年国内实际生产赖氨酸的企业减少到了主要的四家(大成、希杰、丰原、伊品)，味之素、正大菱花 2
15、009 年完全退出竞争。赖氨酸供大于求的局面短期难以改变。20l0 年，大成、希杰等企业仍有扩产计划。希杰集团表示，今后将继续加大赖氨酸事业投资。2013 年希杰将具备55 万 t 的产能，达到 30%的全球占有率。预计 2010 年赖氨酸的竞争仍将持续激烈。市场压力进一步增加。综上所述，2010 年上半年赖氨酸的需求疲弱，价格持续低迷，下半年随着养猪业存栏量的不断增加，赖氨酸的需求将稳步上升。但受供应的压力和企业间的激烈竞争影响，上涨幅度有限。1.6 未来几年中国需求量预测1996 年全国混配饲料年产量达 5523 万 t 即使按队 1%的比例添加，也需赖氨酸 5.5 万 t。到 2000
16、年，国内混配饲料产量将达到 8000 万 t 若按助 60%的饲料添加赖氨酸计届时赖氨酸的需求量约为 5.0 万 t。为加强饲料添加剂的管理，农业部在 20 世纪 90 年代后期公布了允许使用的饲料添加剂品种目录。其中饲料级氨基酸分类，首推 L赖氨酸及其盐类。中国庞大和不断增长的饲养业将使赖氨酸的市场需求不断扩大。未来几年，中国食品工业平均年增长速度将在 10%左右。同时人们对食品消费的需求越来越高，而作为人体必需的第一限制性氨基酸的赖氨酸，必将更多地应用于食品工业中。据专家预测，赖氨酸在食品工业中的消费量将呈大幅增长的趋势。赖氨酸的生产工艺概况6医药工业中新用途的不断发现，再加上赖氨酸生产的
17、各种药物的需求量也将越来越多，其消费量也将迅速增加。国内赖氨酸目前需求量估计在 8 万 t 年左右。赖氨酸的生产工艺概况72 赖氨酸的生产工艺2.1 赖氨酸的生产原料及菌种赖氨酸生产培养基的碳源种类丰富，一般是玉米、山芋等淀粉原料水解后制得，另外也可以以糖蜜作为碳源，碳源浓度不宜过高，否则对菌体生长不利，氨基酸的转化率降低。赖氨酸是二氨基碱性氨基酸，所以在它发酵时，添加的氮源相对于其他氨基酸要多。赖氨酸发酵中常用的氮源是硫酸铵和氯化铵。赖氨酸生产菌有两大类：一类是细菌，他们多以谷氨酸生产菌为出发菌通过诱变制得，比如谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌和乳糖发酵短杆菌的各种突变株；另一类是酵母菌，如假丝酵母
18、、隐球酵母等。由于酵母菌体内的赖氨酸的生物合成产率要低于细菌类的，因此，目前的赖氨酸发酵生产都是采用细菌为生产菌种。这些赖氨酸生产菌主要为谷氨酸棒杆菌、北京棒杆菌、黄色短杆菌或乳糖发酵短杆菌等谷氨酸生产菌的高丝氨酸营养缺陷型兼 AEC 抗性突变株。赖氨酸合成途径与其他氨基酸不同，且依微生物的种类而异。细菌的赖氨酸生物合成途径需天冬氨酸经过反应合成二氨基庚二酸，进而合成赖氨酸；酵母的赖氨酸合成途径需天冬氨酸经过反应合成。氨基己二酸，再合成赖氨酸。而且不同的细菌中，生物合成调节机制不同。2.2 赖氨酸发酵工艺控制(1)赖氨酸发酵工艺条件 ；控制溶解氧浓度对赖氨酸发酵很重要，供氧不足，将导致乳酸积累
19、，并可能导致赖氨酸生产受到不可逆抑制，该抑制作用和细胞膜透性有关，因为供氧不足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。发酵时，前期温度为 32，中后期为 34。pH 控制在 657：，其中最适pH 为 70，可以通过补加尿素或氨水来控制其 pH 值。(2)培养基中苏氨酸、蛋氨酸的控制 赖氨酸的生产工艺概况8赖氨酸生产菌都是高丝氨酸缺陷型，苏氨酸和蛋氨酸是赖氨酸生产菌的生长因子，在发酵过程中，如果培养基中两者含量丰富，就会只长菌，而不产或少产赖氨酸，所以在发酵时，将苏氨酸和蛋氨酸控制在亚适量，以提高赖氨酸产量。(3)发酵中生物素控制赖氨酸生产菌多由谷氨酸生产菌诱变而来，都是
20、生物素缺陷型，若培养基中限量添加生物素，会导致发酵转向谷氨酸方向，大量积累谷氨酸。如果培养基中添加过量生物素，会使细胞内合成的谷氨酸对谷氨酸脱氢酶发生抑制作用，则抑制谷氨合成，从而积累大量赖氨酸。2.3 发酵法发酵法是工业生产赖氨酸最重要的方法。其原理是利用微生物的某些营养缺陷型菌株，通过代谢控制发酵，人为地改变和控制微生物的代谢途径来实现L-赖氨酸的生产。目前用于工业发酵生产的菌株主要是棒状杆菌和短杆菌等细菌的各种变异株，其诱变方法是以紫外线、x 射线、氮芥和亚硝基酯等为主的处理方法，也有用细胞融合和基因工程等生物工程技术来育种的。主要原料为淀粉、糖蜜。玉米等淀粉类原料需经糖化转化为葡萄糖后
21、才可用，且发酵液配方中需再补充生物素。赖氨酸的生产工艺流程图如下： 代理商科技的来看撒娇的了肯德基几点开始了解到垃圾的大流口水的哈桑来考核圣诞节阿拉山口就对啦跨世纪的卢卡斯深刻的骄傲是理科的骄傲了啥空间的深蓝的时刻都快来是的撒快乐大脚是考虑到就卡死了还撒谎发立刻恢复萨克拉深刻的进口量撒谎的卡拉是困死了打开立方萨克雷锋考虑到挥洒了开放萨克雷锋可杀死了咖啡红树林咖啡壶你傻了弗利萨解放路口就烦死了开了房撒谎发来看萨菲隆开始刷卡缴费哈就分开刷饭卡机挥洒蓝山咖啡回来看是否来看是恢复快来撒会分开萨拉流口水法兰克福和萨拉快发货了声卡舒服了卡萨发货来扩散法看来是弗利萨授课老师分两块三法师来看房哈伦裤是否会恢复
22、了开始发了啥看法哈桑来看房哈萨克了发生了看法时空裂缝哈萨克浪费会拉开发和凯撒浪费和凯撒发货快拉上斯洛伐克楼回复了卡萨恢复了卡萨发货了卡萨很快乐撒发货了卡萨发货快来撒发货撒立刻发货舒服哈萨克雷锋号来看是恢复快来撒会飞洒可浪费和凯撒浪费和萨拉发货撒立刻恢复萨洛克和法律是卡号发来撒客户烦死了啥看法了哈萨克浪费撒谎发来撒开发和萨拉克服和酸辣粉和萨芬罚款了发货快萨拉话费卡萨来恢复快来撒发货快睡啦发货是否会看看了首付款拉萨凤凰山卡拉恢复了声卡首付款律师费和斯科拉法哈萨克浪费哈萨克六氟化硫撒可富哈萨克来恢复萨克雷锋哈萨克浪费哈萨克了发货快撒浪嘿付款了首付款了首付款拉萨付款了萨芬和克里斯发号施令开发和开发商看
23、来是来看撒谎快来撒收款方卡萨后付款了是否快来撒会饭卡里是否好卡斯洛伐克三分花费少发货快拉上发来看是否卢卡斯发货撒开立方会大会的考拉速度快了撒娇的考拉三季度克里斯几点开始圣诞节考四六级的考拉姐打开了三季度倒计时啦空间都开啦时间到了萨克的骄傲了速度快解散的教科书里绝对是考虑到就撒了肯德基单机哈市的拉萨快到家了卡上就对啦跨世纪的拉伸机抵抗力撒娇的理科三圣诞节快拉四季度卡拉斯建档立卡涉及到了深刻的健康了坚实的拉克丝到家了卡三季度拉克是件大事大街上可垃圾的卢卡斯加都开啦涉及到萨洛克几点开始来得及拉斯科技大楼上空间都洒了肯德基圣诞节案例看时间段里萨科技大萨洛克 赖氨酸的生产工艺概况92.4 赖氨酸合成途径
24、的调节机制 （1）谷氨酸优先合成，谷氨酸合成过剩就会抑制谷氨酸脱氢酶（GD）的活性，使得生物合成的代谢流转向天门冬氨酸。天门冬氨酸的过剩也会抑制磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶的活性，使得天门冬氨酸不致大量积累。 （2）赖氨酸的前体物质天门冬氨酸与乙酰辅酶 A 的生成形成平衡合成，乙酰辅酶 A 的增加能逆转天门冬氨酸对其自身合成的反馈抑制。 （3）天门冬氨酸激酶（AK）受赖氨酸与苏氨酸的协同反馈。AK 是一个变构酶，催化天门冬氨酸和 ATP 形成 -天门冬氨酸磷酸，有两个变构位置可以接受末端产物。 AK 受赖氨酸与苏氨酸的协同抑制，当只有赖氨酸或苏氨酸与变构位置结合时，酶活影响不大，当赖氨酸与苏氨酸同时
25、结合到两个变构位置时，酶活受到强烈的抑制。此外，AK 是赖氨酸合成途径中唯一的反馈调节点。（4）赖氨酸亮氨酸的生物合成之间存在着代谢互锁，赖氨酸分支途径的初始酶二氢吡啶二羧酸合成酶为亮氨酸所阻遏。 （5）蛋氨酸比苏氨酸优先合成，蛋氨酸合成的过剩就会阻遏高丝氨酸-O-转乙酰酶，使得生物合成的代谢流转向苏氨酸。苏氨酸比赖氨酸优先合成，苏氨酸的过剩会反馈抑制高丝氨酸脱羧酶的活性，使得生物合成转向赖氨酸。 2.5 赖氨酸生产菌的育种 出发菌株：黄色短杆菌、谷氨酸棒杆菌、乳糖发酵短杆菌、嗜醋酸棒杆菌育种思路：（1）优先合成的转换渗漏缺陷型的选育； （2）切断支路代谢营养缺陷型的选育：高丝氨酸缺陷型； （
26、3）选育温度敏感突变株； 赖氨酸的生产工艺概况10（4）解除代谢互锁：选育亮氨酸缺陷（Leu-）突变株、选育抗亮氨酸结构类似物（AECr）突变株、选育苯醌或喹啉衍生物敏感突变株，此外还可以选择萘乙酸（NAA）缺陷突变株； （5）增加前体物的合成和阻塞副产物的生成：选育 Ala-突变株、选育抗天冬氨酸结果类似物突变株、选育适宜的 CO2 固定酶/TCA 循环酶活性比突变株（6）改善细胞膜通透性。 （7）选育脲酶（Urase）回复突变株； （8）利用基因工程技术构建赖氨酸工程菌株 。2.6 培养基 （1）碳源 ： 淀粉、麦芽糖、蔗糖和葡萄糖。赖氨酸产生菌均不能利用淀粉，只能利用葡萄糖、果糖、麦芽糖
27、和蔗糖。 （2）氮源 ： 氮源可分为无机氮源和有机氮源。赖氨酸发酵中，二者均有使用 。 （3）无机盐 磷盐 （磷酸氢二钾）、硫酸镁 、钾盐 （氯化钾或氢氧化钾 ）、钙盐（碳酸钙或氯化钙 ） （4）生长因子： 生物素含量在 30g/L 以上较好、 维生素 B1 即硫胺素盐酸盐能增加赖氨酸产量 ，L-苏氨酸在培养基中含量高能够产生反馈抑制，使代谢流向赖氨酸的合成 。 2.7 菌种培养 （1）斜面菌种， 一般用肉汤培养基或蛋白胨培养基 ；肉汤培养基 ：牛肉膏 1，蛋白胨 1，酵母膏 0.5，氯化钠 0.5，琼脂 2，pH7.0。蛋白胨培养基： 蛋白胨 1，酵母膏 1，氯化钠 0.5，pH7.2。 赖
28、氨酸的生产工艺概况11 一级种子培养基（摇瓶种子培养基） ： 牛肉膏 1，蛋白胨 1，酵母膏 0.5，氯化钠 0.5，pH7.0。 b 含葡萄糖的肉汤培养基 葡萄糖2，蛋白胨 1，牛肉膏 0.5，氯化钠 0.25，pH7.0。 （3）二级种子培养基、三级种子培养基以及发酵培养基 ： 糖蜜 2.0%、豆粉水解液 0.5%、硫酸铵 0.4%、碳酸钙 0.5%、磷酸氢二钾 0.1%、硫酸镁0.04%、pH7.2 2.8 发酵工艺条件以及影响因素 （1）温度： 前期 32，后期 30 （2）ph 值 ： pH 的变化对赖氨酸的发酵影响很大，当 pH7.0 时产酸最高，pH 偏高或偏低，产酸均降低。最适
29、 ph 值 6.5-7.0，控制范围在 ph 值 6.5-7.5 之间 （3）供氧： 过高、过低的溶氧对发酵均不利，表现为菌体浓度下降、产酸降低，发酵时间延长。供氧需充足，否则生成乳酸。 （4）生物素 ： 过量可以促进赖氨酸的生成、促进天冬氨酸生成、抑制谷氨酸生成 （5）硫酸铵：含量大时菌体迅速生长，但赖氨酸的产量低，硫酸铵用量4.0%-4.5% （6）初糖浓度 11%15%，转化率最高 （7）提取工艺 发酵液 调节 pH，加入絮凝剂 上清液 菌体 水洗 上清液菌体 离子交换真空浓缩 冷却、调等电点 结晶离心分离粗结晶 母液重结晶离心分离二次母液结晶干燥 成品 从发酵液中提取赖氨酸通常有四种方
30、法：沉淀法，使赖氨酸生成难溶性盐(如苦味酸盐)而沉淀，或使赖氨酸结晶析出；有机溶剂抽提法；离子交换树脂吸附法；电渗折法。 赖氨酸的生产工艺概况12赖氨酸的生产工艺概况133 微生物发酵工艺原理概述3.1 微生物工业发酵的历史微生物发酵有着悠久的历史，几千年前的酿造实质上就是一个典型的微生物发酵过程，近几十年的来微生物发酵不但在应用领域上更加广泛，更重要的是建立了许多新的微生物发酵理论体系，诸如：代谢控制发酵、基因工程菌发酵等微生物发酵的发展可以分为以下几个阶段：（1）自然发酵阶段传统的酿造业，目前在国民经济和人民生活中仍然占有重要的地位。（2）纯培养阶段这一阶段是微生物发酵工业从自然发酵发展到
31、今天的代谢控制发酵的转折点，由于微生物纯培养技术的建立和发展，大大推动了发酵过程的控制，提高了发酵生产效率，更重要的是推动了微生物学科的发展，使人们从简单的发酵现象中发现了微生物的存在，进而对微生物有了进一步的认识和了解；在此基础上发展起来的菌种的分离、无菌技术、纯培养技术、菌种诱变等为后来的微生物发展奠定了基础。3.2 微生物发酵工业用菌种微生物发酵工业用菌种因不同的发酵对其要求各异，就是同一种产品的发酵生产，其菌种的特点和要求因不同的原料和生产设备的不同也有很大差异，例如：GA 的发酵：作为工业微生物发酵使用的菌种，通常有下列特点：（1）具有稳定的遗传学特性（2）对于工业化生产是很重要的，
32、通常工业化生产整个周期很长，在一个赖氨酸的生产工艺概况14发周期中，菌体至少应该增殖一次，在增殖过程中，菌体应该保证原菌的遗传学特征，（尽管菌体生长的环境改变了，压力、基质、溶氧等）（3）微生物生长和产物的合成对于基质没有严格的要求换言之，可以广泛的使用各种原料作为生产用的底物，某些微生物对于底物有着严格的要求，对于碳源要求单一，这对于微生物的发酵工业提出了严格的要求，增加了生产成本。（4）生长条件易于满足在微生物的工业化生产过程中，某些环境条件很难实现。氧的传递和供给就是一个很难完全满足的条件，特别是对于高粘度、高浓度的发酵体系。对于微生物的生长往往存在一个“临界溶氧浓度”，低于这个溶氧浓度
33、，氧就成了微生物生长的限制性因子，这个溶氧浓度越高，说明菌体生长条件越易满足，从另一种意义上讲，工业化的生产成本就越低。 pH 值:中性偏酸性，偏碱性，强烈的 pH 值易改变产物和底物的状态。（5）对于细菌，希望具有抗 Phage 的能力。（6）具有较高的各种酶活力，可以在一定的范围内提高生长速率和反应速度，进而可以缩短发酵周期，降低生产成本。（7）对于胞外产品，细胞膜具有良好的渗透性，或者细胞膜的渗透性可以调节，细胞不易发生菌体自溶。对于胞内产品，要求菌体易分离和收集，菌体易破碎；对于基因工程菌，通常目的产物存在于包含体内，对于包含体，要求在细胞破碎是不易破碎，而在目的产物的分离提出时，则易
34、破碎。3.3 发酵机制与代谢机制微生物的代谢产物很多，主要有乙醇、丙酮、乳酸、氨基酸、酶制剂、抗生素等，在这些产物中，乙醇、丙酮、乳酸等，微生物可以在特定的外部环境下生成，这类发酵我们称之为：自然发酵。氨基酸、酶制剂等，正常的微生物是不能在培养基中大量的合成与积累，是需要通过：化学的、物理的、生物的等方法人为的改变其原来的代谢途径，使之能够分泌并积累特定的产物，这类发酵称之为：代谢控制发酵。赖氨酸的生产工艺概况15参考文献2闫洪颖.2011 年中国赖氨酸市场回顾及 2012 年展望J.中国畜牧杂志，2012,48(04)：29-33.3周伟.浅谈赖氨酸行业现状和发展趋势J.发酵科技通讯，200
35、7,36(03)：31-35.4朱汪群，孙复华，黄继红.赖氨酸市场前景及发展论述J.发酵科技通讯，2006，35(02)：39-42.5张洪渊，万海清.生物化学M.北京：化学工业出版社，2008:446张军华.微生物发酵法生产 L-赖氨酸的研究进展J.生物加工过程，2012,10(02)：73-78.赖氨酸的生产工艺概况16致谢三年前，作为一个刚刚步入大学这个小社会的学生，我和我的同学们相聚南化。三年后，我们整理行装，奔赴远方。从初识到离别，不变的是一张张那熟悉的笑脸，变化的是从一路走来的心情。此刻心情会怎样？得意？满足？惋惜？遗憾？不舍？摸着自己的胸口，我想每个人都应该有自己的答案。大学三年
36、，是我们人生中一段闪亮的日子，它也是生命中最真实的三年。因为这是我们第一次独自生活，独立选择。三年中，我们有过喜悦，感动，挫折，迷惘，因为我们在慢慢的长大，我们的知识也更加的渊博，思想更深刻，心灵愈加的丰厚。三年的学习生活，我们感谢南化。在学校的路上三两步便可遇见一个熟悉脸庞让我有了种大家庭般的浓浓暖意。从学生工作到社团活动，只要用心去观察都能够深刻体会到学校的领导和老师们竭尽所能的为我们努力创造一个更加舒适学习和生活环境。大学三年，我们感谢同学。我们来自五湖四海，又要走向四面八方去。来到南京，我们远离亲人，走进南化，我们多了更多的姐妹兄弟。是你母校，与我在自习室里切磋问题；是你母校，与我在绿
37、茵场上击掌高歌、相拥而泣；是老师的鼓励让我克服胆怯，是老师的批评让我学会自省。是同学在孤独迷惘时给了我最真实的信心和力量。是同学与我共同经历了求职的痛苦后挺一挺腰杆还保持自信。毕业之际，如果还有误会让我们忘却，时间早已酿好了一杯浓郁的酒，我们一同饮下，酒中只留下惜别之情。相聚聚是一团火，离散作满天星。背上背囊，让我们一起笑对分离。校园只是我们生命中的一个驿站，承载的只是大学时候的求知路。我相信，改变的只是路边的风景，不变的是一颗真诚的心和努力拼搏的热情。“朝气蓬勃，实事求是”，无论是继续深造，还是走向社会，这句校训我们将铭刻在心，它告诉我们永远不要丧失年轻人的蓬勃力量，一颗追求梦想的心，但同时又要保持务实的态度，谦虚的精神和聪明的头脑，向社会学习，向生活学习。青春作证，我相信我们的未来会更加精彩，我们要用自己的实际行动为母校增光，让母校以我们为傲。感谢这一路来指导老师幸苦的教导，感谢学校给我的学习机会，感谢老师和学校的栽培。最后真诚祝愿我们的母校日新月异，我们的师长工作顺利，我们的同学一路顺风，明天更好！
