生物法合成β-丙氨酸的分离纯化工艺研究
β-丙氨酸生产工艺
β-丙氨酸生产工艺
β-丙氨酸是一种重要的氨基酸,广泛应用于食品、医药和化工
等领域。
其生产工艺对于提高产量、降低成本和保护环境具有重要
意义。
本文将介绍β-丙氨酸的生产工艺及其相关技术。
β-丙氨酸的生产工艺主要包括微生物发酵和化学合成两种方法。
微生物发酵是目前主要的生产方法,常用的微生物包括大肠杆菌、
枯草杆菌和拟杆菌等。
在发酵过程中,通过优化发酵条件、选择适
当的菌株和添加适量的营养物质,可以提高β-丙氨酸的产量和纯度。
此外,基因工程技术的应用也为提高β-丙氨酸产量提供了新
的途径。
化学合成是另一种β-丙氨酸的生产方法,其优点是工艺简单、成本低廉。
但由于化学合成过程中需要使用大量有机溶剂和催化剂,对环境造成一定的污染,因此在实际生产中应该注意环保问题。
随着生物技术和工艺技术的不断发展,β-丙氨酸的生产工艺也
在不断改进和完善。
未来,可以预见的是,通过基因工程技术改良
菌株、优化发酵工艺、开发新型催化剂等手段,β-丙氨酸的生产工
艺将更加高效、环保和可持续。
总之,β-丙氨酸作为一种重要的氨基酸,在食品、医药和化工等领域具有广泛的应用前景。
随着生产工艺的不断改进和完善,相信β-丙氨酸的产量将会不断提高,成本将会不断降低,为人类健康和生活质量的提高做出更大的贡献。
β-丙氨酸合成方法的研究进展
β-丙氨酸合成方法的研究进展
赵嫚;刘薇;成浩;王美南
【期刊名称】《食品与发酵工业》
【年(卷),期】2022(48)10
【摘要】β-丙氨酸作为最具开发潜力的一种三碳化工产品,具有重要的营养、药用和经济价值,市场需求量逐年增加。
近年来,β-丙氨酸的合成方法在化学法和生物法均有较大的进展。
化学法相对成熟;在生物法上,随着β-丙氨酸合成途径和调控机理被深入揭示,通过基因工程、基因编辑和代谢工程等方法对合成β-丙氨酸菌株的改造和生产工艺优化,也得到了一系列具有工业竞争力的菌株。
该文着重于对β-丙氨酸合成的化学法和生物法合成途径、调控机理、关键酶L-天冬氨酸-α-脱羧酶和影响因素等进行系统综述,以期为β-丙氨酸合成方法的进一步创新提供基础。
【总页数】8页(P306-313)
【作者】赵嫚;刘薇;成浩;王美南
【作者单位】浙江工业大学生物工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.L-苯丙氨酸的合成技术研究进展
2.丙氨酸与酸酐合成酰胺化合物的方法探究
3.苯丙氨酸生物合成的研究进展
4.(S)-3-(3,4-二甲氧基苯基)-2-甲基丙氨酸衍生的手性咪唑啉酮催化剂合成新方法
5.生物合成D-丙氨酸研究进展
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低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸的研究
低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸的研究1. 引言低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸,是目前生物工艺领域中备受关注的研究课题之一。
β-丙氨酸作为人体必需的氨基酸,对于药品、保健品、食品等行业都具有重要的应用前景。
在当前的环保、高效能和可持续发展的理念下,研究人员们一直在探索低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸的方法和机制。
本文将就这一主题展开全面的评估和探讨。
2. β-丙氨酸的重要性首先让我们来了解一下β-丙氨酸的重要性。
β-丙氨酸是一种人体必需的氨基酸,它在体内具有重要的生理功能,包括参与蛋白质合成、增强免疫功能、调节血糖水平等。
β-丙氨酸在医药、保健品、食品等领域具有广泛的应用前景。
3. 传统生产β-丙氨酸的方法传统生产β-丙氨酸的方法主要包括化学合成和发酵法。
化学合成存在原料利用率低、环境污染严重等问题,而发酵法由于产物纯度高、无毒副产品生成等优点,逐渐成为主流的生产方法。
然而,传统发酵法在能源消耗和废弃物排放方面仍存在诸多挑战。
4. 低排放循环工艺生物转化法的优势在这种背景下,低排放循环工艺生物转化法应运而生。
这种方法以低能耗、低废物排放为目标,通过优化生物转化的工艺流程和环境条件,实现了对β-丙氨酸的高效生产。
相比传统发酵法,它具有能源消耗低、废弃物排放少、产品纯度高等优势。
5. 生物转化法生产β-丙氨酸的研究进展目前,研究人员们在生物转化法生产β-丙氨酸的领域取得了许多突破性进展。
他们通过改良微生物菌株、优化培养基配方、调控发酵工艺条件等手段,成功地提高了β-丙氨酸的产量和纯度,并实现了低能耗、低废物排放的生产目标。
6. 个人观点和思考从我个人的观点来看,低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸的研究具有重要的理论和实践意义。
它不仅可以满足市场对β-丙氨酸高质量、大规模生产的需求,还可以为生物工艺领域的可持续发展提供重要的借鉴和经验。
我对这一研究领域的未来发展充满了信心。
7. 总结低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸是当前生物工艺领域中备受关注的研究课题之一。
酶法合成β-丙氨酸工艺条件的研究
酶法合成β-丙氨酸工艺条件的研究酶法合成β-丙氨酸通常需要选择合适的酶,如转氨酶或脱氨酶,将相应的底物转化为β-丙氨酸。
其中,底物可以是各种氨基酸、酮酸或胺类化合物。
以下是可能的工艺步骤:
1.选择合适的底物,如L-谷氨酸、α-酮戊二酸或乙醇胺等。
这些底物
可以与相应的转氨酶或脱氨酶发生反应,生成β-丙氨酸。
2.将底物和酶混合在一起,并在适宜的温度和pH条件下进行反应。
3.在反应过程中,需要保持底物和酶的浓度适宜,以确保反应的效率和
产物的纯度。
4.在反应结束后,通过离子交换、重结晶或膜分离等方法对产物进行分
离和纯化,以获得高纯度的β-丙氨酸。
在酶法合成β-丙氨酸的工艺中,需要注意以下几点:
1.选择的酶应该是经过筛选和优化后的高效酶,以确保反应的效率和产
物的纯度。
2.反应条件需要经过优化,如温度、pH、底物和酶的浓度等,以提高反
应的效率和产物的纯度。
3.在产物分离和纯化过程中,需要考虑到不同物质的物理化学性质,如
溶解度、沸点、吸附性等,以便选择合适的分离方法。
4.在整个工艺过程中,需要注意对环境的保护和安全性的考虑,如避免
使用有毒有害的试剂和设备等。
总之,酶法合成β-丙氨酸是一种高效、环保的合成方法,具有广阔的应用前景。
但是,在实际生产中还需要对工艺条件进行深入的研究和优化,以提高产物的纯度和产量,降低生产成本。
beta-丙氨酸生产工艺流程
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低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸的研究
低排放循环工艺生物转化法生产β-丙氨酸的研究本文研究了生产L-天冬氨酸α-脱羧酶(简称PanD)的重组大肠杆菌发酵工艺,YCY发酵培养基较适初始pH值为7.5;选择补料配方及添加浓度为麦芽糖9.52 g/L、玉米浆15.6 g/L,分批次补料优于一次性补料结果,确定分批次补料时间点为3 h、6 h、9 h,71.4 g/L的麦芽汁可替代原YCY培养基中的麦芽糖用于制备发酵培养基,利用发酵罐对不同发酵条件下菌种的发酵性能进行综合考察,结果表明优化补料发酵培养基培养菌株效能优于原优化发酵培养基,酶活提高达2倍。
对转化体系条件进行优化,选择添加初始底物浓度2 g/L,底物初始pH值7.0,转化温度为35℃。
研究发现增加溶氧可提高PanD菌株酶活及其底物转化率,阳离子表面活性剂对PanD酶活及底物转化有较好促进作用,其中1%浓度的表面活性剂X可促进底物转化率达87%,不同无机离子对转化反应影响不同,Fe3+可提高底物转化率1.3 倍。
利用732阳离子交换树脂分离转化混合液,选择树脂处理类型为H+型,当树脂吸附时间达15 min及以上时,两种氨基酸的吸附即达动态平衡,较适吸附液的初始浓度为15 g/L,料液最佳pH为5,料液最佳吸附温度为30℃,洗脱剂氨水体积为5%,综合考虑两种树脂吸附方法的效果,在后续实验中选择动态吸附法。
设计生物法产β-Ala的低排放循环转化反应装置,并对循环转化体系进行研究,确定底物补加方法为在转化前48 h中每8 h补加底物浓度2 g/L,之后每8 h添加底物浓度为1 g/L;表面活性剂X对酶活具有较大促进作用,但在循环转化体系中其对酶活稳定性未有显著影响;PanD酶活的半衰期为28.9 h,循环转化反应至第24 h时酶活达到峰值,反应进行到第48 h时酶活降至初始酶活力的50%以下,为最大限度利用酶活并避免底物资源的浪费,选择循环转化反应持续时长为72h,732阳离子交换树脂重复利用5次后对L-Asp和β-Ala的吸附量比初始吸附量分别降低70%和25%,选择每150 mL循环转化液中添加10 g树脂参与完成一次循环转化反应周期,循环反应转化体系生产β-Ala获得的产量比分批次转化所得产量提高1.55倍,同比降低了生产成本并解决了后续产物分离操作问题。
beta 丙氨酸精制工艺
beta 丙氨酸精制工艺丙氨酸是一种重要的氨基酸,广泛应用于食品、医药和化妆品等行业。
为了提高丙氨酸的纯度和质量,需要进行精制工艺处理。
本文将介绍一种常用的丙氨酸精制工艺——beta 丙氨酸精制工艺。
一、工艺流程beta 丙氨酸精制工艺主要包括以下几个步骤:预处理、结晶、分离和干燥。
1. 预处理将原始丙氨酸溶液进行预处理。
预处理的目的是去除原液中的杂质和杂质颗粒,提高后续工艺的效率和纯度。
通常采用活性炭吸附、膜过滤或离心沉淀等方法进行预处理。
2. 结晶在预处理后的丙氨酸溶液中,加入适量的结晶剂。
结晶剂可以通过改变溶液的温度、浓度和pH值等条件来促进丙氨酸的结晶。
结晶过程中,丙氨酸分子逐渐形成晶体,而杂质则会被排除在晶体外部。
3. 分离经过结晶处理后,需要将丙氨酸晶体与溶液进行分离。
常用的分离方法有过滤、离心和蒸发等。
通过这些方法,可以将晶体与溶液分离开来,得到纯净的丙氨酸晶体。
4. 干燥最后一步是将分离得到的丙氨酸晶体进行干燥处理。
干燥的目的是去除晶体中的水分,提高丙氨酸的稳定性和保存期限。
常用的干燥方法包括真空干燥、喷雾干燥和冷冻干燥等。
二、工艺优势beta 丙氨酸精制工艺具有以下几个优势:1. 高纯度通过结晶和分离等步骤,可以有效去除丙氨酸溶液中的杂质和杂质颗粒,提高丙氨酸的纯度。
高纯度的丙氨酸更适合用于食品和医药等领域,可以保证产品的质量和安全性。
2. 节约资源beta 丙氨酸精制工艺在结晶和分离过程中,可以回收和再利用溶剂和结晶剂等。
这样不仅可以降低生产成本,还可以减少对环境的影响,实现资源的可持续利用。
3. 工艺简单beta 丙氨酸精制工艺相对简单,操作方便,不需要复杂的设备和技术。
这降低了生产的技术门槛,提高了生产效率,适合中小型企业开展生产。
4. 产品质量稳定经过精制工艺处理的丙氨酸具有较高的稳定性和一致性,可以保持产品的质量稳定。
这对于食品和医药等行业来说非常重要,可以确保产品在储存和使用过程中不会发生质量变化。
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技术 已经成 为生物 技术 产业 化过程 中的一项关 键技 术 。近年来 开发 了新 型分 离 技 术 : 临界 C 超 O 萃取
技术 、 于 反渗 透 、 滤 和 纳滤 技 术 ,以及 液 膜 介 超
去离 子水 反 复 浸 泡洗 涤树 脂 至洗 出液 澄清 , 再 用饱 和 N C 溶 液浸 泡 l 2 a1 8~ 4 h后 , 离 子 水漂 洗 去 至 AN 3 g O 检测 无 c 一 在 时 , 2mo L 的 H 1 l存 用 l・ C
中H J 。医药上 B一丙 氨酸 作 为 原料 合 成 的 帕米 膦
酸钠 用 于 治疗 肿 瘤 高 血 钙、 制 恶 性 肿瘤 骨 转 抑
移 ’ 同时临 床 上 可 作 为 复 方 氨 基 酸输 液 的主 要 ; 组分 。 由于 p一丙 氨 酸广 泛 用 于 医药 、 容 、 品 、 美 食 饲 料 及 化 工 等 领 域 , 场 需 求 量 呈 日渐 上 升 趋 市
廉, 处理 量 大 、 于扩大 规模 进 行 工业 化生 产 利 ,
溶液 和 2mo ・ 的 N O 溶 液分 别 浸 泡 3次 , l L aH 每 次 约 2— , 4h蒸馏 水洗 至 中性 后备 用 。
2 2 分析 方 法 .
茚三 酮检 测法 用 于氨基 酸 的定性 检测 , 高效 液 相色谱 法 ¨ 于氨基 酸 的定量 检测 。 用
转化 法 生产 B一丙氨 酸工艺 报道 。本 研究 探讨 离 子 交换 树脂 法分 离生 物法合 成 B一丙氨 酸 的分 离纯 化
工艺。 1 材料 与试 剂
唯一存 在 的 B型 氨基 酸 , 生物 体 内 为泛 酸合 成 的前 体 从而参 与 蛋 白质 、 肪 和 糖 的代 谢 ; 成 肌 肽 脂 合 等促进体 内抗 体 的形成 , 发挥抗 氧化 、 降低 机体 免疫 反 应等生 物学 功能 _ 。工业 上 可 用 于 电镀 , 中毒 2 j 铅 的解毒 剂及食 物添 加剂 。近年 研究 表 明 B一丙 氨
氨 基 酸 和 生物 资源
20 3 ( :6~5 0 8,0 3)4 0
A n i s& Bi t mi oAcd o i R ̄o re c ucs
生物
黄 秀敏 , 张正波 , 敏 , 洪 夏云重 , 裘娟萍
( 江工业 大学 生物 与环境 工 程学 院 杭 州 30 1 ) 浙 104
势 。 随着 生 物发 酵 技术 的迅猛 发 展 , 化分 离 纯化 生
清通宝 生物 工 程 有 限 公 司 惠 赠 ; B一丙 氨 酸 购 于 国 药 集 团化学试 剂 有 限公 司 ; 它试 剂 均 为 分析 纯 试 其
剂。 2 试 验方 法
2 1 树 脂 的 预 处 理 .
关 键 词 : 子 交 换 ;天 冬 氨 酸 ; 离 B一 氨酸 ; 附 平 衡 丙 吸
中图分类号 : 57 Q 1
文献标识码 : A
文章编号 : 0 1 6~87 (0 8 0 0 4 0 0 3 6 2 0 )3— 06— 5
p一丙氨 酸 ( B—A a i ,p—Aa 是 自然 界 中 l n ne l)
技术¨ 等相继取得了很大进展 , 但开发的新技术
存 在下列 某些 问题 : 艺 尚不成 熟 , 备 要 求 精 密 , 工 设 萃 取液 的毒性难 以去 除 , 机溶媒 消耗 量大 , 有 溶剂 难 以回收 , 生产 代 价 高 昂等 , 制 了它 们 的大 规 模 使 限 用 。 目前 氨基 酸分 离 和 回收 的方 法 集 中在 沉 淀 法 、 离 子交换 法 、 萃取法 和膜分 离法 等 , 中以离子 交换 其 树 脂法 应 用 最 为 广 泛 ¨ ¨ 。离 子 交 换 树脂 法 分 离 j B一 基酸 , 备 要 求 简单 , 于 操 作 , 离 成 本 低 氨 设 易 分
摘要 : 依据天冬氨酸和 p一丙氨酸等电点的差 异 , 采用静态吸附和 动态 吸附法 , 筛选适 于分离 B一丙氨酸 的最佳树脂 , 并
研究最佳树脂的吸附动力学 和料 液 p H值 、 上样液流速 , 洗脱剂浓度等对 B一 氨酸分离 的影 响。结果表 明: 丙 氨酸吸附 丙 p一 的最佳树脂为 H 04 Z 1 Z 1 ,H 0 4的静态吸附 7 i 达 到动态平衡 , 0m n 吸附容量为 7 .2g・ g 吸 附率 高于 9 % , 2 9 k 一, 0 最佳 料液流速 是 2m ・ n 料液最佳 p l mi~, H为 50, . 洗脱剂氨水 浓度 为 4% 。
收稿 日期 :0 8一O 20 5—1 9 作者简介 : 黄秀敏, 17 女(9 2一)硕士在读 ¥通 讯作 者 E—m i q ̄pn al i ig@ yho o : ao.em.e n
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图5天冬氨酸和13一丙氨酸吸附等温线36吸附流速对吸附率影响b一丙氨酸和天冬氨酸与树脂的亲和力不同在吸附过程中各离子在柱内各位置上根据相对亲和力的大小分布在移动相和固定相之间亲和力小的天冬氨酸先漏渗出来亲和力大的b一丙氨酸超过树脂吸附容量时才漏渗从而形成分离谱带限28f
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2 3 平衡 吸 附率 和吸 附量 的计 算 .
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