怎样制备亮氨酸?
氨基酸的制造是从1820年水解蛋白质开始的。1908年日本人Ikeda发现谷氨酸钠是鲜味的强化剂,开始了工业化生产氨基酸的历史。1957年日本开始运用微生物进行谷氨酸发酵生产,从此揭开了微生物发酵方法生产氨基酸的历史新篇章。 20世纪六十年代左右,关于L一亮氨酸生物合成以及其代谢调节机制相继阐明。这为微生物发酵法生产L一亮氨酸定向育种及酶法生产L-亮氨酸提供了理论基础。L一亮氨酸的生产方法主要有提取法、化学合成法、酶催化法、微生物发酵法等。 水解法氨基酸是蛋白质的组成单位,在酸性条件下,将L一亮氨酸含量较高的蛋白质水解,得到各种氨基酸的混合物,经分离、纯化、精致等工序获得L一亮氨酸产...全部
氨基酸的制造是从1820年水解蛋白质开始的。1908年日本人Ikeda发现谷氨酸钠是鲜味的强化剂,开始了工业化生产氨基酸的历史。1957年日本开始运用微生物进行谷氨酸发酵生产,从此揭开了微生物发酵方法生产氨基酸的历史新篇章。
20世纪六十年代左右,关于L一亮氨酸生物合成以及其代谢调节机制相继阐明。这为微生物发酵法生产L一亮氨酸定向育种及酶法生产L-亮氨酸提供了理论基础。L一亮氨酸的生产方法主要有提取法、化学合成法、酶催化法、微生物发酵法等。
水解法氨基酸是蛋白质的组成单位,在酸性条件下,将L一亮氨酸含量较高的蛋白质水解,得到各种氨基酸的混合物,经分离、纯化、精致等工序获得L一亮氨酸产品。我国大部分厂家采用蛋白质水解法生产L一亮氨酸和L-胱氨酸。
蛋白质水解法生产L一亮氨酸的优点是生产设备简单,技术要求不高,并且L一亮氨酸在蛋白质中的含量较高。但是蛋白质水解法生产的缺点是费时、污染严重、收率低、产品质量得不到保证,大规模生产受到限制。 合成法亮氨酸化学合成法有A。
Strecker, n一卤代酸氨解、相转移催化等几种方法。虽然化学合成法原理简单,价格低廉,但操作复杂,反应条件苛刻,副产物多,产率不高,并且有的方法涉及到有毒物质。化学合成法得到亮氨酸是消旋的DL一亮氨酸,为了得到L一亮氨酸,必须进行光学异构体的拆分。
因此化学合成法很少用于L一亮氨酸的生产。 酶催化法酶催化法生产L一亮氨酸通常是利用转氨酶转氨给a一酮基异己酸生成L一亮氨酸和组氨酸将相关的酶和NADH共价结合在膜上,让底物缓缓地经过膜而进行酶催化反应生成L一亮氨酸。
如1981年,Wichmann er al。建立了一种用超滤膜制成的膜反应器,膜上共价结合了亮氨酸转氨酶、甲酸转氨酶、和NADH,当底物。一酮基异己酸通过膜反应器后,可被催化生成L一亮氨酸,其中NADH通过甲酸同步氧化成CO实现再生。
酶法生产氨基酸的优点是转化能力强,可避免代谢调控中的反馈抑制和反馈阻遏,并且其生物反应器紧凑,产物组分相对单一,易进行后工序加工处理,可以提高产品质量,降低成本。但酶法生产中所用到的酶需通过微生物发酵生成并提取精制,工艺过程比较复杂,且成本较高,因此目前尚未得到广泛的应用。
如果能够低成本获得高酶活的酶,则酶法生产L一亮氨酸是一条经济可行的工艺路线。微生物发酵法 发酵法1987年德国学者Groegere采用添加前体物。一酮基异己酸生产L一亮氨酸,当培养基中添加前体物。
一酮基异己酸的浓度为20g/L,谷氨酸棒杆菌ATCC 13032发酵57h,可生成16g/L L一亮氨酸,质量转化率91-96%;而采用分批流加培养法,可流加a一酮基异己酸32 g/L,发酵23h,产L一亮氨酸24 g/L,从。
一酮基异己酸到L一亮氨酸的转化是经过转氨酶的催化生成的。 生产工艺一. 浓缩段原料:蒸汽将一次母液通入浓缩罐内,通入蒸汽,温度120℃,气压-0。09MPa,浓缩时间6h,结晶。终点产物:结晶液(去一次中和段)二,一次中和段辅料:硫酸,纯水结晶液进入一次中和罐,通入硫酸,纯水,温度80℃,中和时间4h,过滤终点产物:1,滤液(回收利用)2,滤渣(去氨解段)三, 氨解段辅料:氨水,纯水,蒸汽滤渣进入氨解罐,通入氨水,纯水,蒸汽,温度80℃,氨解时间3h,过滤终点产物,1,滤液(回收利用)2,滤渣(去脱色段)(胱氨酸)四,脱色段。
辅料:蒸汽,纯水,活性炭滤渣进入脱色罐,通(投)入蒸汽,纯水,活性炭,温度80℃,脱色时间2h,过滤,终点产物:1,滤渣(回收利用)2,滤液(去二次中和段)五,二次中和段辅料:氨水,蒸汽滤液进入二次中和罐,通入氨水,蒸汽,温度80℃,中和时间4h,过滤,终点产物,1,滤液(回收利用)2,滤渣(即L-亮氨酸粗品,去精制段)六,精制段辅料:蒸馏水,蒸汽(组氨酸盐酸盐)用蒸馏水冲洗上段工序产品并离心甩干,送入烘干机,通入蒸汽烘干,包装,入库,烘干温度100℃,烘干时间3h。
终点产物:L-亮氨酸成品。收起