6谷氨酸提取.ppt

2021
6谷氨酸提取
谷氨酸的***解离及等电点
谷氨酸分子中含有2个羧基和1个氨基谷氨酸。
④ 生成焦谷氨酸
谷氨酸经长时间加热，脱水生成焦谷氨酸(L-吡咯烷***酸)。
焦谷氨酸
谷氨酸
⑤ 生成谷氨酸盐酸盐
谷氨酸在浓盐酸中会生成并析出谷氨酸盐酸盐。谷氨酸盐酸盐与碱作用生成谷氨酸。如果碱过量则生成谷氨酸一钠甚至生成谷氨酸二钠。
⑥ 与金属盐反应
在一定pH下，谷氨酸与金属盐反应生成难溶于水的复盐。这个性质也被用于提取发酵液中的谷氨酸。
谷氨酸发酵液的性质
谷氨酸发酵属于细菌发酵，培养基的主要成分是葡萄糖、铵离子和磷酸盐等，因此发酵液较稀薄、不黏稠。发酵结束放罐时，发酵液中除了含有谷氨酸外，还有菌体和培养基的残留物以及其它代谢产物等。
从外观上看，发酵结束时整个发酵液呈浅黄色浆状，表面浮有少许泡沫，发酵液温度一般为34～36℃，～，近中性。发酵液中的主要成分和含量取决于发酵条件的控制和生产菌种的类型。
发酵液中的主要成分有以下几种：
① 谷氨酸
发酵液中所含的谷氨酸均为L-型，一般以谷氨酸铵盐的形式存在，即C5H8O4N·NH4。谷氨酸的含量一般在12～15%。
② 无机盐
发酵液中含有的无机盐主要是K＋、Na＋、NH4＋、Mg2＋、Ca2＋、Fe2＋、Cl－、SO42－、PO43－等，此外发酵液中还有残糖、色素等成分。其中NH4＋%～%，%以下。
③ 菌体和培养基残留物
大量菌体、蛋白质等固形物质悬浮在发酵液中，其中湿菌体占发酵液的8%左右。此外，在发酵过程中用于消泡的合成消泡剂等也留在发酵液中。
④ 发酵副产物
发酵液中还有一些含量很少的发酵副产物存在，如有机酸类主要有乳酸、α-***戊二酸、琥珀酸等；氨基酸类有天冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸、脯氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、甘氨酸、组氨酸和谷氨酰***等；各种氨基酸的含量均小于1%。
此外，发酵液中还含有核苷酸类物质及其降解产物，以腺嘌呤和尿嘧啶较为常见。%～%，%～%。
提取谷氨酸的方法
常用的提取谷氨酸的方法有以下几种。
①等电点法
利用谷氨酸是***电解质的性质，将发酵液加硫酸调pH至谷氨酸的等电点，使谷氨酸沉淀析出。
② 离子交换法
先将发酵液稀释至一定浓度，用盐酸或硫酸将发酵液调至一定的pH，采用阳离子交换树脂（732#）吸附谷氨酸，然后用洗脱剂将谷氨酸从树脂上洗脱下来，达到浓缩和提纯谷氨酸的目的。
③ 金属盐法
利用谷氨酸与Zn2＋、Ca2＋等金属离子作用生成难溶于水的谷氨酸金属盐而沉淀析出。
④ 离子交换膜电渗析法
根据渗透膜对各种离子物质的选择透性不同而将谷氨酸分离，如电渗析和反渗透法。
菌体分离方法
国内味精厂从发酵液中谷氨酸时，一般受设备条件限制，并不先分离菌体，而直接从含有菌体和蛋白质的发酵液及其浓缩液中提取谷氨酸。但菌体存在于发酵液中不利于谷氨酸的结晶分离。有条件的厂家如能将发酵液中菌体预先分离，就会降低发酵液的粘度和杂质含量，有利于谷氨酸发酵液的浓缩纯化和结晶分离，提高产品收率和纯度
由于谷氨酸产生菌菌体很小，～×～，比酵母和霉菌菌丝体小得多，因此分离比较困难。
可用于菌体分离的方法如下：
⑴ 机械分离法
一般采用高速离心分离机分离菌体。如用国产的DP-400型和D-350型酵母高速离心机，转速6500r/min，GF-150型高速管式离心机，转速13500~15000r/min。但动力消耗太大。
⑵ 加热沉淀法
将发酵液加热至70～80℃，静置使菌体和蛋白质凝固沉淀而除去。此法特别适用于感染杂菌、污染噬菌体的发酵液，经过加热既可杀死杂菌又可使大量杂质凝固沉淀，有利于提取；但缺点是消耗较多能源，另外发酵液中残糖与谷氨酸发生美拉德反应造成产酸下降和色素上升。