合成路线。侧链酯化过程是个可逆反应，随着体系内水含量的不断增加，反应速度会降低，导致产率不高。在形成谷氨酸苄酯时，采用分子筛脱水，操作大大简化。新型的聚合氨基酸，含有氨基的药物或靶向基因，可以方便的接入聚谷氨酸的分子中，形成大分子前药或靶向大分子载体，接入特异性的基因，可进行特殊的分离或提纯，这聚合物在医药领域会有很广泛的应用前景。谷氨酸可生产许多重要下游产品如谷氨酸钠苏氨酸聚谷氨酸等。食品业内蒙古工业大学生物工艺学课程设计氨基酸作为人体生长的重要营养物质，不仅具有特殊的生理作用，而且在食品工业中具有独特的功能。构成蛋白质的氨基酸主要有多种。在食品工业中应用较多的氨基酸有谷氨酸赖氨酸半胱氨酸胱氨酸苏氨酸精氨酸缬氨酸色氨酸丙氨酸等。各种氨基酸都有自己独特的呈味效应，其中应用较多的有谷氨酸钠和甘氨酸。谷氨酸钠俗称味精，是重要的鲜味剂，对香味具有增强作用。谷氨酸钠广泛用于食品调味剂，既可单独使用，又能与其它氨基酸等并用。用于食品内，有增香作用。在食品中浓度为，每人每天允许摄入量为微克千克以谷氨酸计。在食品加工中般用量为克公斤。甘氨酸具有甜味，和味精协同作用能显着提高食品的风味。谷氨酸作为风味增强剂可用于增强饮料和食品的味道，不仅能增强食品风味，对动物性食品有保鲜作用。日用化妆品等谷氨酸为世界上氨基酸产量最大的品种，作为营养药物可用于皮肤和毛发。用于生发剂，能被头皮吸收，预防脱发并使头发新生，对毛乳头毛母细胞有营养功能，并能扩张血管，增强血液循环，有生发防脱发功效。用于皮肤，对治疗皱纹有疗效。酰基谷氨酸钠系列产品是由谷氨酸缩合而成的性能优良的阴离子表面活性剂，广泛用于化妆品香皂牙膏香波泡沫浴液洗洁净等产品中。生物表面活性剂酰基谷氨酸钠不同于化学法合成的表面活性剂，它不但性能优良，并且具有良好的生物降解性和安全性，在人体内能分解为氨基酸和脂肪酸而吸收利用。酰基谷氨酸钠耐硬水，能在碱性中性和弱酸条件下使用。这种表面活性剂具有明显的发展优势，其新的使用性能包括具有良好的洗净力和发泡力，对人体无毒无害，无异味，性质柔和无刺激，能稳定酶的活性，是高档香波和浴液的主要原料，能牢固地吸附在头发和皮肤上，增加和保持头发的柔软蓬松光泽，使皮肤舒适光洁，对毛发角质损伤有保护和修复作用。内蒙古工业大学生物工艺学课程设计酰基谷氨酸钠可用于肥皂的改性剂，在香皂中加入酰基谷氨酸钠可缓和对皮肤的刺激，提高香皂在硬水中的钙皂分散性，使泡沫细腻持久，提高发泡性和洗净力，易于被皮肤吸收，使皮肤保持滋润光滑。酰基谷氨酸钠具有抑菌效果，由于无刺激性常可用于儿童洗涤制品和皮肤病患者，酰基谷氨酸钠溶液，具有突出的发泡能力和稳泡力，常可与其它表面活性剂复配，具有协同增效作用。谷氨酸为天然植物成分，由世界上最先进的生物酶工程技术制取，以护发生发护肤类化妆品为日用化妆品的发展方向，用谷氨酸合成生物表面活性剂具有大的市场。聚谷氨酸是种出色的环保塑料，可用于食品包装次性餐具及其它工业用途，可在自然界迅速降解，不污染环境。随着科学的进步，研究的深入，谷氨酸新的应用领域将越来越广。医药行业谷氨酸还可用于医药，因为谷氨酸是构成蛋白质的氨基酸之，虽然它不是人体必须的氨基酸，但它可作为碳氮营养与机体代谢，有较高的营养价值。谷氨酸被人体的吸收后，易与血氨形成谷酰氨，能解除代谢过程中氨的毒害作用，因而能预防和治疗肝昏迷，保护肝脏，是肝脏疾病患者的辅助药物。脑组织只能氧化谷氨酸，而不能氧化其它氨基酸，故谷酰胺可作为脑组织的能量物质，改进维持大脑机能。谷氨酸作为神经中枢及大脑皮质的补剂，对于治疗脑震荡或神经损伤癫痫以及对弱智儿童均有定疗效。用谷氨酸制成的成药有药用谷氨酸内服片，谷氨酸钠钾注射液，谷氨酸钙注射液，乙酰谷氨酸注射液等。谷氨酸的生物合成途径谷氨酸合成方式许多研究者利用不同的谷氨酸产生菌对其合成方式和途径进行了研究。这些研究表明，谷氨酸产生菌菌体内形成谷氨酸的方式主要有两种，即氨基酸的转移作用和还原性氨基化作用。氨基转移作用在氨基转移酶的催化下，除甘氨酸以外，任何氨基酸都可以与酮戊二酸变成谷氨酸。同样谷氨酸与其他酮酸之间在转氨酶的催化下，也能生成酮戊二酸和新的氨基酸。内蒙古工业大学生物工艺学课程设计还原性氨基化作用在和供氢体还原型辅酶Ⅱ，即存在的条件下，酮戊二酸在谷氨酸脱氢酶的催化下形成谷氨酸。谷氨酸合成途径谷氨酸生物合成途径主要有糖酵解途径途径磷酸己糖途径途径三羧酸循环乙醛酸循环体二氧化碳固定和还原氨基化反应等。生成谷氨酸的有关酶类主要有苹果酸酶丙酮酸羧化酶异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸裂解酶酮戊二酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶等。内蒙古工业大学生物工艺学课程设计第三章发酵法生产谷氨酸的工艺流程发酵法概述谷氨酸的发酵生产全过程可划分为三个工艺阶段原料的预处理及糖化种子扩大培养及谷氨酸发酵谷氨酸的提取与这三个工艺阶段相对应的生产厂家般都设置了糖化车间发酵车间提取车间等作为主要生产车间。另外，为保障生产过程中对蒸汽的需求，同为大气压中后期以高通风量为宜为大气压。实际生产上，用气体转子流量计来检查通气量即每分钟单位体积的通气量表示通气强度。发酵时搅拌速度与通气量常因发酵罐大小不同而异。内蒙古工业大学生物工艺学课程设计泡沫的控制在谷氨酸发酵中，由于强烈的通风与菌体代谢所产生的二氧化碳，使培养液产生大量的泡沫，泡沫的存在往往给发酵造成危害和损失，在泡沫过多时，会使培养液溶解氧减少，气体交换受阻，影响菌的呼吸和代谢。同时，泡沫过多不仅影响装料系数，降低发酵设备使用率，而且还能使发酵液外溢，增加污染机会，通常，当泡沫多时，必须及时消除泡沫，才能保证发酵正常进行。消泡的方法有两种。是机械消泡法。包括采用靶式消泡器或离心式刮板式蝶形等消泡器。另种是化学消泡法，即采用化学消泡机进行消泡，般发酵中采用天然油脂聚酯类醇类硅酮等消泡剂。不同谷氨酸产生菌对糖浓度的要求不同，其发酵时间也有所差异。般低糖发酵，其发酵时间在。中糖发酵为谷氨酸的提取发酵结束后，发酵液中积累了大量的谷氨酸，将谷氨酸从发酵液中分离出来的过程，称为谷氨酸的提取。谷氨酸提取方法有五种等电点法离子交换法锌盐法渗透膜法和溶剂抽提法。目前我国大多数采用等电点法提取谷氨酸。原理谷氨酸子等电点时，发酵中正负离子电荷相等，总静电荷等于零，形成偶极离子，此时谷氨酸溶解度最小，被析出呈结晶状态。谷氨酸的等电点时为工艺流程等电点法提取谷氨酸的工艺流程如下盐酸发酵液调酸停酸育晶等电搅拌静置沉降离心分离谷氨酸调节等电点将发酵结束的醪液引入等电点桶或等电点池，待液温降至加盐酸调，内蒙古工业大学生物工艺学课程设计约左右将发酵液调至左右时，观察晶核有否形成，如已形成晶核，应停止加酸，育晶，使晶核增大，然后缓慢地将调节至为止，此时继续搅拌。谷氨酸分离停止搅拌后，静置分离，关闭冷却水，放出上清液，除去谷氨酸沉淀表层菌体及细麸酸放入另缸中回收利用。底部谷氨酸结晶取出送离心机分离，所得湿谷氨酸供精制用。内蒙古工业大学生物工艺学课程设计第四章工艺计算生产要求年产的谷氨酸生产工艺计算总物料平衡的计算物料衡算是根据质量守衡定律而建立起来的。物料衡算是进入系统的全部物料质量等于离开系统的全部物料质量，即式中进入系统物料量，离开系统的物料量，损失的物料量，生产过程的总物料衡算生产能力年产谷氨酸钠，即为商品味精为，换算为的味精。二计算指标以淀粉质为原料表计算指标见表淀粉糖化转化率发酵产酸率浓度发酵对糖转化率培养菌种耗糖为发酵耗糖谷氨酸提取收率精制收率玉米中淀粉含量发酵周期含辅助时间全年工作日内蒙古工业大学生物工艺学课程设计三物料衡算以单位的玉米计算玉米产谷氨酸钠量发酵产酸率淀粉糖化转化率发酵对糖的转化率培养菌种耗糖为发酵耗糖的百分数谷氨酸提取收率精制收率玉米中淀粉含量纯谷氨酸相对分子质量纯味精相对分子质量淀粉单耗谷氨酸钠实耗玉米量总收率谷氨酸对糖的理论转化率原料及中间品计算谷氨酸钠实耗商品淀粉量所以生产谷氨酸钠实耗商品淀粉量淀粉浆量淀粉加水比例为纯糖量④糖化液量将纯糖转为或糖液发酵液量发酵液中纯谷氨酸量折算为含谷氨酸的发酵液量内蒙古工业大学生物工艺学课程设计为发酵液相对密度产味精量产谷氨酸折算为味精四总物料衡算结果表总物料衡算结果汇总表原料规格玉米淀粉原料生产谷氨酸钠玉米淀粉糖液谷氨酸味精发酵工段物料平衡计算发酵配料连续灭菌和发酵工序的物料衡算发酵培养基和用糖量商品淀粉，可产糖量其中初始发酵定容用糖占，即糖流加补料用糖占，即糖。初糖用的糖液配料，即初唐配，初定，糖液相对密度，则流加补糖用浓糖浆相对密度，则，二发酵配料每吨商品淀粉产糖，发酵配料用各种营养物质比例见内蒙古工业大学生物工艺学课程设计下表。表发酵配料用各种营养物比例糖蜜玉米浆磷酸二氢钾磷酸二氢钠硫酸镁氯化钾尿素总计三配料用水初始配料时培养基含糖量不低于，向的糖液中加水量为四接种量发酵初定容，种量为，即。种子液相对密度，则五连续灭菌过程进入的蒸汽及补水量发酵过程中加入液氨量,则六加消泡剂量加消泡剂量，则七发酵生化反应过程所产生的水分商品淀粉在发酵液中所产生的谷氨酸量生成谷氨酸产生成菌体产。根据发酵反应式，发酵产生的水分为内蒙古工业大学生物工艺学课程设计长菌过程产生水分，菌体产酸，应产生水分为以上合计产生水。八发酵液的质量糖补浓糖营养物配料水灭菌水种子反应生成水液氨消泡剂空消蒸汽发酵液式中控消时耗用的蒸汽量发酵液相对密度，九发酵过程从排风带走的水分发酵过程蒸发量十发酵过程化验取样放罐残留及其他损失约。十发酵终止时的质量商品淀粉，发酵终止时糖补浓糖营养物配料水灭菌水种子反应生成水液氨消泡剂空消蒸汽尾气带水损失终止数量式中控消时耗用的蒸汽量十二衡算结果汇总年产谷氨酸钠，以商品淀粉为单位计算，配料连续灭菌和发酵工序的物料衡算汇总见表见下页内蒙古工业大学生物工艺学课程设计表配料连续灭菌和发酵工序物料衡算汇总表进入系统离开系统项目工业淀粉之匹配物料项目工业淀粉之匹配物料糖液发酵液终止数量浓糖浆尾气带水玉米浆损失糖蜜无机盐等配料水灭菌进入蒸汽及补水种液反