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L-精氨酸是一种碱性氨基酸,在医药和食品工业中具有广泛用途。目前,日本、美国、德国等国家均采用发酵法生产L-精氨酸。我国有少量采用水解天然蛋白质的方法生产的精氨酸,由于其产量相当有限,我国医药用原料精氨酸大多依赖进口。因此,发酵法生产L-精氨酸成为我国氨基酸工业急需解决的课题。本论文对L-精氨酸检测方法,L-精氨酸产生菌的诱变育种以及发酵条件优化,L-精氨酸的分离提取等内容进行了系统研究。本文首先确立了以77%乙醇:二乙胺=100:1的溶液为展开剂,以坂口试剂为显色剂的层析显色方法,以此作为L-精氨酸的定性检测方法;确立了定量测定L-精氨酸的最佳条件:40g/L NaOH溶液、80g/L甲萘酚正丙醇溶液、0.5mL/L双乙酰正丙醇溶液各1mL作为显色液,水浴温度为30℃,水浴加热15min。以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)ATCC138761为出发菌株,用紫外线、亚硝基胍和60Co对该菌株进行逐级诱变,并通过磺胺胍、D-精氨酸和精氨酸甲基酯抗性平板筛选后,获得一株遗传稳定性较好的突变株UNC90-41(SGr 0.4 mg/mL,D-Argr 6mg/mL,AEr 6mg/mL),产酸水平为14.6 g/L。分别研究了不同的氮源、碳源、无机离子和生长因子等因素对突变株产酸的影响,通过单因素和正交实验,确定了该菌株的最佳发酵培养条件:葡萄糖100g/L,硫酸铵20g/L,硫酸镁0.5g/L,磷酸二氢钾1g/L,玉米浆15g/L,生物素80μg/L,碳酸钙30 g/L,接种量为10%,装液量为15mL/250mL。在此工艺条件下,L-精氨酸的产量为15.0g/L。在上述较优的工艺基础上,对摇瓶流加氨水、尿素和谷氨酸做了初步研究,其中流加氨水可以提高精氨酸的产量。从发酵后24h开始,每12h流加一次0.5mL1.34mol/L的氨水,可以使L-精氨酸的产量提高到16.4g/L。确定了发酵液中L-精氨酸的提取工艺。絮凝法预处理发酵液的最佳条件为:聚丙烯酰胺用量400mg/L,发酵液pH值10.0,温度30℃;固定床离子交换的最佳工艺条件为:上柱发酵液pH值2.0,上柱流速2mL/min,氨水洗脱浓度0.1mol/L,流速2mL/min;脱色过程的最佳条件为:活性炭用量10g/L,脱色液温度80℃,pH值5.0,搅拌速度50 r/min。在此工艺条件下,L-精氨酸的总收率为91.2%,纯度为96.8%。