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（二）酸酶法

即事先将淀粉酶水解称糊精或低聚糖，然后再用糖化酶将其水解为葡萄糖的工艺。

用酸酶水解淀粉制糖，具有酸液化速度快，且糖化是由酶来进行的，对液化也要求不高，可采用较高淀粉乳浓度，提高生产效率。此法用酸量较少，产品颜色浅，糖液质量高。 （三）酶酸法

即事先将淀粉乳采用α-淀粉酶液化到一定程度，然后用酸水解成葡萄糖的工艺。能采用粗原料淀粉，淀粉浓度较酸法高，生产较易控制，时间短，而且酸水解时PH较高，可以减少淀粉水解副反应的发生，糖液色泽较浅。 （四）双酶法

双酶法使用淀粉酶将淀粉水解为葡萄糖。双酶法制葡萄糖可分为二步：第一步是利用α-淀粉酶将淀粉液化成为糊精及低聚糖，使淀粉的可溶性增加，这个过程称为“液化”。第二步是利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解，转变为葡萄糖的过程，在生产上称为“糖化”。淀粉的“液化”和“糖化”都是在微生物酶的作用下进行的，故也称为双酶水解法。

优点：

（1） 淀粉水解是在酶的作用下进行的，酶解的反应条件温和，因此耐高温高压耐腐蚀

的设备，便于就地取材，易上马。

（2） 微生物酶作用的专一性强，淀粉的水解副反应少，因此水解的糖液浓度高，淀粉

转化率高。

（3） 可在较高淀粉乳浓度下水解20～30°Be’，可用粗原料。

（4） 由于微生物酶制剂中菌体细胞的自溶，糖液营养物质丰富，可是发酵培养基消化。 （5） 用酶法制的糖液颜色浅，较纯净，无苦味，质量高，有利于糖液的精制。 缺点：时间长，设备多，易造成过滤困难。 3.1.1.3 工艺选择

现在综合考虑水解糖液的质量及降低糖耗，提高原料利用率等方面考虑，则是双酶法最好，故本设计选用双酶法制糖工艺。

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3.1.2工艺流程及工艺控制 3.1.2.1 工艺流程

淀粉+水+α-淀粉酶 调浆罐 一次喷射 层流维持罐 闪蒸罐 糖化罐 灭酶 压滤 糖化液贮罐 发酵车间

3.1.2.2 工艺控制

?.调浆：淀粉乳浓度调为17°Be’,PH=6.0～6.0(加碳酸钠)，Ca2+超过50mg/l不再加CaCl2，加入α-淀粉酶。

?.一次喷射105℃ 0.4MPa（表）蒸汽 ?.层流维持100℃ 维持90分钟 ?.灭酶 130℃ 25分钟 ?.闪蒸90℃ ?.糖化57～60℃ ?.灭酶85℃

?.过滤 用板框压滤机正压过滤，然后到糖贮罐中，应保持在60～70℃，防止糖液变坏，及时用完。

?.糖液含糖量30%kg/l

3.2 发酵工艺

3.2.1 工艺选择

选用亚适量生物素流加糖发酵工艺，该工艺具有产酸高，转化率高，周期短，糖耗速率快等特点。

3.2.2 菌种选择（选用FM-415，备用菌S9114）

FM-415的优点

a.产酸率高，糖酸转化率高，转化率达45%以上。

b.耐高温，前期控制在32～34℃，中后期可控制在36～38℃。 c.脲酶活力强 一般初脲为0.5～0.6%。 d.发酵周期短，对营养要求粗放。 e.生物素用量低。

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3.2.3 菌种的扩大培养

国内谷氨酸发酵种子扩大培养普遍采用二级种子。

扩大培养的流程：斜面培养 一级培养 二级培养 发酵罐 3.2.3.1 斜面菌种的培养

?.培养基 ：葡萄糖0.1% 蛋白胨1.0% 牛肉膏1.0% 氯化钠0.5% 琼脂2.0～2.5% PH7.0～7.2 ?.培养

（1）每支试管中装培养基4～5ml，灭菌冷却55～60℃。 （2）斜面凝固后放于37℃下恒温48小时，检查无杂菌繁殖。 （3）经分离后，并活化至第三代的斜面菌种，在无菌情况下接种。 （4）32～33℃恒温培养32～36小时做生产用培养，48小时保存。 3.2.3.2 一级种子培养

?．培养基：葡萄糖2～5% 尿素0.5% MgSO4 0～0.4% K2HPO4 0 .1% 玉米浆2.5～3.5% FeSO4 2ppm MnSO4 2ppm PH7.0

?.培养条件：用100ml三角瓶装入培养基ml，灭菌后置于冲程7.6cm，频率96次/分钟的往复式摇床上振荡培养12小时，培养菌种33～34℃，采用恒温控制。 3.2.3.3 二级种子培养 ?．培养基组成

水解糖2.5% 玉米浆1.2% K2HPO40.65% MgSO40.05% 尿素0.35% Fe2+2ppm Mn2+ 2ppm PH6.8～7.0 ?.培养条件

接种量0.5～1.0% 培养温度32～34℃ 培养时间7～8小时 通风量1：0.2 搅拌转数80r/min 3.2.4 谷氨酸生物合成途径

①GDH（谷氨酸脱氢酶） ②异CA脱氢酶 ③CH合成酶 ④磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 ⑤丙酮酸羧化酶 ⑥⑦苹果酸脱氢酶+和成酶 ⑧异CA裂解酶 ⑨α-酮戊二酸脱氢酶

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3.2.5 合成谷氨酸

?．GDH α-酮戊二酸+NH3+NADH Glu +H2O+NADP ?．转氨酶催化 α-酮戊二酸+α-氨基酸 Glu+α-酮酸 ?．谷氨酸合成酶 α-酮戊二酸+Glu 3.2.6 菌种选育模型

?．生物缺陷型 ?.油酸缺陷型 ?.甘油缺陷型 ?.温度敏感突变株 3.2.7 发酵工艺

?．一次性高糖发酵 ?.亚适量生物素流加糖发酵工艺 ?.高生物素添加青霉素流加糖工艺 ?.温度敏感型

生物素是控制L-谷氨酸积累量高低的重要因素，为了形成有利用谷氨酸向外渗透的细胞膜，须使磷脂合成不充分，因此必须要控制生物素亚适量。在限量生物素的培养条件下，菌体先反之，发酵7～10小时后，生物素贫乏。长菌型细胞开始向产酸型细胞转变，通过角度分裂、增殖，形成有利于谷氨酸向外渗透的磷脂合成不足的细胞膜，细胞出现伸长，膨大异常形态，开始产酸。到发酵16～20小时时，生物素基本消耗完，完成了谷氨酸非积累型，细胞向谷氨酸积累型转变，对于20～36小时正常谷氨酸发酵。

本设计采用亚适量生物素流加糖发酵工艺。 3.2.8 工艺控制 一. 微生物发酵动力学

?.分批培养：是一种非恒态的培养方法。

?.补料分批培养：是分批培养与连续培养之间的一种过渡培养方式，间歇或连续的补加新鲜培养基的方法。优点：①解除底物的抑制，产物反馈抑制和葡萄糖分解阻遏效应。②减少菌体生长成量，提高有用产物的转化率。 ?.连续培养

本设计选用补料分批培养。 二. 工艺控制

?.初糖、接种量和生物素

采用较高的初糖18%，生物素用量较高，接种量大10%，使菌种快速生长，温度控制在32～34℃，PH值前期7.0～7.1，8小时后提高到7.2～7.3，放罐时降为6.5～6.6，风量一般前期、后期小，中间大，提高溶氧效果。

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