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氨基酸的生产方法

   日期:2011-01-04     作者:admin    浏览:0    评论:0    
核心提示:1.概况 早在1806年,Vauquelin和Robiquet首次从天门冬属植物液汁中分离出天门冬酰胺,随后的130年发现和分离了各种蛋白质氨基酸
  1. 概况 早在 1806 年, Vauquelin 和 Robiquet 首次从天门冬属植物液汁中分离出天门冬酰胺,随后的 130 年发现和分离了各种蛋白质氨基酸。 1850 年, Stecher 首次人工以乙醛合成丙氨酸, 1928 年首次人工合成蛋氨酸, 1948 年首次以工业规模生产蛋氨酸。到 1983 年,日本民能用生物合成法生产除胱氨酸、半胱氨酸以外的各种氨基酸。  
    作为饲料添加剂使用的大品种氨基酸主要是蛋氨酸与赖氨酸,世界蛋氨酸主要品种是 DL- 蛋氨酸和 DL- 羟基蛋氨酸, 20 世纪 90 年代其生产能力翻了一番,生产大型化是主要特点。目前总生产能力已达 50 万 t/ 年。其中,法国 Rhone-Poulenc 公司 13 万 t / 年,德国 Degussa 公司 14 万 t/ 年,美国 Novus 公司 18 万 t/ 年。世界赖氨酸主要品种是 L- 赖氨酸盐荎盐, 20 世纪 90 年代其生产能力几乎翻了番,生产装置大型化也是主要特点。目前总生产能力已超过 45 万 t/ 年,其中美国 ADM 公司、日本味之素公司、日本协和发酵公司、德国 BASF 公司等是赖氨酸的主要生产者。  
    除蛋氨酸与赖氨酸外,其他氨基酸用作饲料添加剂的数量较少。色氨酸由于价格高,作为饲料添加剂的年使用量仅为数万吨,主要生产者为日本味之素公司和德国 Degussa 公司。 20 世纪 90 年代发达国家对苏氨酸的研究开发也取得了较大地进展, Degussa 公司已建成 5000t/ 年的生产装置,味之素公司将在法国新建 15000t/ 年的生产装置。苏氨酸的 使用量已呈增加趋势。  
    我国的氨基酸工业是在药用氨基酸的基础上发展起来的,现已能在不同程度上制备 18 种氨基酸,但因成本高,价格贵,主要用于医药,部分用于食品,用作饲料添加剂的不多。近十盾来,我国已兴建了一些大、中型饲料级蛋氨酸和赖氨酸生产厂,但远远满足不了需要,主要仍靠进口。  
    2. 氨基酸的生产技术 目前世界上氨基酸的生产技术主要有四种方法:发酵法、化学合成法、化学合成 - 酶法和蛋白质水解提取法。  
    ( 1 )发酵法 发酵法生产氨基酸是利用微生物具有的能够合成其自身所需的各种氨基酸能力,通过对菌株的诱变等处理,选育出各种缺陷型及抗性的变异菌株,以解除代谢节中的反馈与阻遏,达到以过量合成某种氨基酸为目的的一种氨基酸生产方法。应用发酵法生产氨基酸产量最大的是谷氨酸,基次是赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸。另外,色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、丙氨酸等也可由发酵法获得,但因生产水平低,尚不具备实用价值。生产菌株一般是各种营养缺陷型的黄色短杆菌。微生物细胞内氨基酸的生物合成都是利用能量代谢过程中衍生的一些中间代谢产物为起点,经过一系列伴随着自由能损失的不可逆反应,来保证各种氨基酸的不断供应。  
    ( 2 )化学合成法 化学合成法借助于有机合成及化学工程相结合的技术生产氨基酸的一种方法。虽然化学合成法可以生产目前已知的所有氨基酸,但多数不具备工业价值,原因是应用化学生产
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的氨基酸含有 D 和 L 两种旋光异构体(手性异构体),其中的 D- 异构体不能被大多数动物所利用。因此,用化学合成法生产氨基酸时除考虑合成工艺条件外,还要考虑异构体属性问题和 D- 异构体的消旋利用,三者缺一都影响氨基酸的利用。在氨基酸工业中应用化学合成法批量生产的氨基酸仅限于甘氨酸、蛋氨酸和色氨酸。其中,甘氨酸是应用化学合成法生产的最理想的品种,因为甘氨酸没有旋光异构体。 DL 混合型蛋氨酸及色氨酸能为畜禽利用,因此也具有一定价值。  
    ( 3 )化学合成 - 酶法 此法生产氨基酸的原理是利用化学合成法制得的廉价中间体,借助酶的生物崔化作用,使许多本来用发酵法或化学合成法生产的光学活性(具有不同旋光异构体)氨基酸具有工业生产的可能。应用此法批量生产的氨基酸有赖氨酸、 L- 胱氨酸。  
    ( 4 )蛋白质水解法 蛋白质水解法生产氨基酸是传统的氨基酸生产方法。但由于上述三种生产方法的迅速发展,使这一传统的氨基酸生产方法受到极大的冲击。目前应用这一方法生产的氨基酸品种虽然有限,但在一些发展中国家,许多品种的氨基酸还是采用这种方法生产。  
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