L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验培训课件
氨基酸生产工艺 ppt课件
表面活性剂
抑制合成
引 起 细 胞 膜 的 脂 肪 酸 成 分 的 改 变 ， 改 变 其 通 透 性
3. 控制旁路代谢
4. 降低反馈作 用物浓度
目的产物 缺失酶
5. 消除终产物的反馈抑制与阻遏作用
目的 产物
6.促进ATP积累，以利于氨基酸的生成
α-酮戊二酸
反馈抑制
草酰乙酸 天冬氨酸
谷氨酸 γ-谷氨酰磷酸 谷氨酸半缩醛
5-磷酸戊糖
戊糖代谢分解
3C化合物
生物素充足：HMP途径所占比例为38% 生物素亚适量：HMP途径所占比例为26%
•TCA、DCA循环和CO2固定
1.TCA循环
丙酮酸 氧化
CO2固定
乙酰CoA 柠檬酸 草酰乙酸 TCA
丙糖-3-磷酸
氧化 CO2
α-酮戊二酸脱氢酶
α-酮戊二酸脱氢酶
• α-酮戊二酸脱氢酶在谷氨酸生物合成中非常重要 • 谷氨酸高产菌应丧失或仅有微弱的α-酮戊二酸脱氢酶活 力
CO2
总反应式和理论转化率
• 总反应式
• C6H12O6+NH3+3/2O2 C5H9O4N +CO2+3H2O
• 理论转化率：
• （147/180） ×100%=81.7%
•EMP途径和HMP途径
1. EMP途径
葡萄糖 丙酮酸
6-磷酸葡萄糖脱氢酶
生成不同产物
2. HMP途径
6-磷酸葡萄糖 -磷酸葡萄糖酸 2C化合物 TCA循环 5-磷酸戊糖
• 积累：要求微生物正常代谢的抑制
• 关键：控制机制被解除，打破微生物
正常代谢调节
氨基酸发酵的代谢控制
氨基酸发酵工艺控制和选育氨基酸高产菌株 的依据有以下几个方面：
生物制药工艺学 氨基酸类药物-氨基酸的生产方法 讲义
第二章氨基酸类药物第二节氨基酸的生产方法掌握直接发酵生产氨基酸的操作要点；通过赖氨酸发酵生产的工艺过程，熟悉赖氨酸的发酵生产和产品的分离纯化工艺过程教学基本内容：2.2 直接发酵法2.2.1 直接发酵法的原理工业上，发酵实质上是利用微生物细胞中酶的作用，将培养基中有机物转化为细胞或其它有机物的过程。
初生氨基酸：微生物通过固氮作用、硝酸还原及自外界吸收氨使酮酸氨基化成相应的氨基酸，或微生物通过转氨酶作用，将一种氨基酸的氨基转移到另一种酮酸上，生成的新氨基酸也称为初生氨基酸。
次生氨基酸：在微生物作用下，以初生氨基酸为前体转化成的其它氨基酸。
大多数氨基酸均可通过以初生氨基酸为原料的微生物转化作用而产生。
有些氨基酸可以以有机化合物和氨盐为前体，在相应酶作用下而产生。
发酵法中氨基酸的碳链主要来自糖代谢中间产物，如草酰乙酸、α-酮戊二酸、赤藓糖-4-磷酸、磷酸烯醇丙酮酸、丙酮酸、3-磷酸甘油酸及分枝酸等。
2.2.2 直接发酵法分类按照生产菌株的特性，直接发酵法可分为5类：1. 使用野生型菌株直接由糖和铵盐发酵生产氨基酸，如谷氨酸、丙氨酸和缬氨酸的发酵生产；2. 使用营养缺陷型突变株直接由糖和铵盐发酵生产氨基酸，如赖氨酸（高丝氨酸缺陷）、亮氨酸（苯丙氨酸缺陷）等；3. 由氨基酸结构类似物抗性突变株生产氨基酸，如赖氨酸（S-（2-氨基乙酸）-L-半胱氨酸（AEC）等；4. 使用营养缺陷型兼抗性突变株生产氨基酸，如高丝氨酸（蛋氨酸、赖氨酸缺陷，α-氨基-β-羟基戊酸AHV抗性）等；5. 以氨基酸的中间产物为原料，用微生物将其转化为相应的氨基酸，这一方法主要用于很难避开其反馈调节机制，而难以用直接发酵法生产的氨基酸。
如现已成功地用邻氨基苯甲酸作为前体物生产L-色氨酸，用甘氨酸作为前体工业化生产L-丝氨酸。
发酵法生产氨基酸的基本过程包括培养基配制与灭菌处理，菌种诱变与选育，菌种培养、灭菌及接种发酵，产品提取及分离纯化等步骤。
中科院科技成果——微生物直接发酵法生产L-丝氨酸
中科院科技成果——微生物直接发酵法生产L-丝氨酸
项目简介
L-丝氨酸（L-Serine，L-Ser）作为一种组成蛋白的基本氨基酸广泛应用于医药、食品、化妆品等行业。
此外，以L-Ser为原料还可以合成具有抗癌、抗艾滋、调节人体神经系统等不同效用的药物20余种。
目前L-Ser的全球市场需求量为10000吨/年以上，市场潜力巨大。
但与不断增大的L-Ser市场需求相比，L-Ser的生产技术较为落后。
目前，L-Ser的工业生产方法主要有蛋白水解法、化学合成法和酶转化法等，其中蛋白水解法存在工艺复杂、分离精制困难等缺点；化学合成法存在污染重、成本高、D-Ser与L-Ser分离困难等缺点；酶转化法存在转化率过低、前体物昂贵等难题。
因此尽快开发污染小、成本低、效率高的微生物直接发酵法生产L-Ser，显得极为重要。
中科院上海高等研究院生物炼制实验室经过近些年的研究积累，在微生物直接发酵法生产L-Ser关键技术上取得了重大突破，主要成果有：（1）通过分子改造大肠杆菌合成L-Ser的代谢途径，构建了L-Ser 的基因工程菌；（2）对该基因工程菌进行发酵培养基及发酵条件的优化；最终在发酵约40h后，L-Ser的产量达到30g/L以上，可用于工业化生产。
该项目具有自主知识产权。
L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验培训
L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验培训1. 引言L-丝氨酸酶是一种重要的酶类生物催化剂，广泛应用于生物医药、食品和农业等领域。
为了满足市场需求，生产工艺的放大试验至关重要。
本文档将介绍L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验的培训内容。
2. 培训目标本次培训的目标是使学员了解L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验的基本流程和操作技巧，掌握关键参数的控制方法，并能独立进行生产工艺的放大试验。
3. 培训内容3.1 生产工艺概述•L-丝氨酸酶法生产工艺的原理及应用场景•生产工艺的基本流程•生产设备和工艺容器的选择3.2 培养基配方与制备•培养基的组成和配方设计•培养基的制备步骤和注意事项•培养基的消毒方法3.3 菌株的培养和维护•菌株的选取和存储•菌株的预处理和激活方法•菌株的传代和维护技巧3.4 发酵工艺控制•发酵罐的选择和配套设备•发酵基本参数的控制方法•发酵过程中的常见问题及解决方法3.5 产酶条件优化•酶的最适生长条件调查•酶的产量和活性测定方法•产酶条件的优化策略3.6 产品分离和纯化•酶的分离和提取方法•酶的纯化和浓缩技术•酶的稳定性和储存方法3.7 工艺放大实验设计与数据分析•工艺放大实验的设计原则和步骤•实验数据的收集和记录•数据分析和结果解读4. 培训方式本次培训将采用理论授课与实验操作相结合的方式进行。
学员将通过讲解、案例分析和实际操作等环节，全面了解L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验的相关知识和技能。
5. 培训时间与地点•培训时间：预计为期5天，具体时间根据实际情况确定。
•培训地点：公司培训中心（地址待定）6. 培训要求•学员需具备一定的生物工程、微生物学和发酵工程基础知识。
•学员需参与培训的全部内容，并通过培训考核。
7. 培训考核培训期末将进行理论与操作两部分的考核，通过综合评估确定学员的培训成绩。
成绩合格者将颁发培训结业证书。
8. 结束语L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验的培训对于提高生产工艺的能力和水平具有重要意义。
L-丝氨酸的酶法合成及分析
参考文献：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
L-丝氨酸的生产及其应用 克丽凤，张伟国，钱和 - 《江苏食品与发酵》 2001 运用现代生物技术生产L－丝氨酸的研究进展 蔡宇，吴梧桐 - 《氨基酸和 生物资源》 - 1996 运用现代生技术生产L—丝氨酸的研究进展 吴梧桐 - 《药学进展》 - 1996 利用重组大肠杆菌生产L-丝氨酸的研究 杨帆 - 《山东大学》 - 2013 L-丝氨酸高产菌株的选育及基因工程菌的构建 谢玉清 - 《新疆农业大 学》 - 2007 微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸研究进展 贾慧慧，李晓静，陈 涛，... - 《中国生物工程杂志》 - 2014 L-丝氨酸产生菌的选育及其发酵条件的研究 左爱连 - 江南大学 - 2008 产L-丝氨酸谷氨酸棒杆菌SYPS-062的代谢工程 罗玉常 - 《江南大学》 2012 L-丝氨酸产生菌的分离筛选及发酵条件初步研究 卢发，张伟国 - 氨基酸、 呈味核苷酸生产技术交流会 - 2004
1、细胞超声波破碎
实训步骤：
将150mL大肠杆菌培养物悬液（含SHMT） 放入250mL容器中，液体浸没超声波发射 针1cm. 打开开关，将频率设臵至中档，超声波破 碎3s,间歇3s,破碎60次。
2、离心
将破碎好的培养液放入高速冷冻离心机中 离心。（10000r/min，10min）离心完毕后 取上清液，弃沉淀。 注：SHMT是胞内产物，破碎细胞后，即释 放到培养液中。
L—丝氨酸的分析
实训原理：
薄层色谱是一种微量、快速和简便的色谱方法。 由于各种化合物的极性不同，吸附能力不相同， 在展开剂上移动，进行不同程度的解析，根据 原点至主斑点中心及展化合物的吸附能力与它 们的极性成正比，具有较大极性的化合物吸附 较强，因此Rf值较小。 在给定的条件下（吸附剂、展开剂、板层厚度 等），化合物移动的距离和展开剂移动的距离 之比是一定的，即Rf值是化合物的物理常数， 其大小只与化合物本身的结构有关，因此可以 根据Rf值鉴别化合物。开剂前沿的距离，计算 比移值（Rf）。
氨基酸生产工艺课件(PPT 55页)
2.1 用野生株的方法
• 这是从自然界获得的分离菌株进行发酵 生产的一种方法。
• 典型的例子就是谷氨酸发酵。 • 改变培养条件的发酵转换法中,有变化铵
离子浓度、磷酸浓度，使谷氨酸转向谷 氨酰胺和缬氨酸发酵
2.2 用营养缺陷变异株的方法
• 这一方法是诱变出菌体内氨基酸生物合 成某步反应阻遏的营养缺陷型变异体， 使生物合成在中途停止，不让最终产物 起控制作用。
• 日本在美国、法国等建立了合资的氨基 酸生产厂家,生产氨基酸和天冬甜精等衍 生物。
• 国内生产氨基酸的厂家主要是天津氨基酸公司, 湖北八峰氨基酸公司,但目前无论生产规模及产 品质量还难于与国外抗衡。
• 在80年代中后期,我国从日本的味之素、协和发 酵以技贸合作的方式引进输液制剂的制造技术 和仿造产品,1991年销售量为二千万瓶,1996年达 六千万瓶,主要厂家有无锡华瑞,北京费森尤斯,昆 明康普莱特,但生产原料都依赖进口。
二肽甜味剂(α-天冬酰苯丙氨酸甲酯),此产 品1981年获FDA批准,现在每年产量已达 数万吨。
• 2.饲料工业： • 甲硫氨酸等必需氨基酸可用于制造动物饲料 • 3.医药工业：
• 多种复合氨基酸制剂可通过输液治疗营养或代 谢失调
• 苯丙氨酸与氮芥子气合成的苯丙氨酸氮芥子气 对骨髓肿瘤治疗有效,且副作用低。
第二节 氨基酸生产工艺
• 氨基酸是构成蛋白成分
• 目前世界上可用发酵法生产氨基酸有20 多种。
氨基酸
• α 碳原子分别以共价键连接氢原子、羧基 和氨基及侧链。侧链不同，氨基酸的性 质不同。
氨基酸的用途
• 1.食品工业： • 强化食品(赖氨酸，苏氨酸，色氨酸于小
麦中) • 增鲜剂：谷氨酸单钠和天冬氨酸 • 苯丙氨酸与天冬氨酸可用于制造低热量
酶法合成L_丝氨酸及反应液中氨基酸的分离_孙进
中 国 药 科 大 学 学 报Journa l of China Pharmaceutical University 2000,31(2):135～138酶法合成L-丝氨酸及反应液中氨基酸的分离孙 进 吴梧桐 吴 震1 高剑光1(中国药科大学微生物学教研室,南京210009)摘 要 含g ly A的基因工程菌所表达的SHM T可催化甲醛和甘氨酸特异地合成L-丝氨酸。
对酶法合成的部分条件进行了优化,并根据甲醛滴定的原理,确定了通过检测p H变化控制甲醛流加速度的方案,最终的反应液中L-丝氨酸浓度达0.2mo l/L。
反应结束后的酶反应液中同时含有甘氨酸和丝氨酸,利用国产717树脂获得较为理想的分离效果,丝氨酸的收率达77%,高效液相分析表明其中不含甘氨酸等杂质。
关键词 酶法合成;L-丝氨酸;甲醛;717树脂;分离 L-丝氨酸(L-Ser)在医药、化工、化妆品工业上有广泛的用途,它的生产方法有丝胶水解法、前体发酵法、化学合成法和酶法。
其中酶法系利用丝氨酸羟甲基转移酶(serine hydrom ethyltransferase, SHM T,EC.2.1.2.1)催化甲醛和甘氨酸(Gly)可逆地合成L-Ser,反应过程中SHM T需PLP和四氢叶酸(T HFA)作为其辅因子。
由于主要原料来源广泛、价格低廉,并可合成高浓度的产物,因此该法是目前最有应用前景的L-丝氨酸生产方法。
本文利用自行构建的含gly A的基因工程菌所表达的SHM T,对酶法合成L-丝氨酸的反应条件作了进一步优化。
反应结束后的酶反应液中含有甘氨酸和L-丝氨酸,由于这两种氨基酸等电点相近(pI G ly= 5.96, pI Ser= 5.69)、溶解度在L-丝氨酸稳定的温度范围内相差不大,所以两者的分离较一般的两种中性氨基酸分离要困难得多[1],我们利用国产717树脂研究了分离条件。
1 材 料1.1 菌种和培养基含g ly A的基因工程菌,中国药科大学微生物学教研室构建[2];LB培养基。
氨基酸生产1
25.1 概述
¡ 氨基酸的应用
¡ 农业
¡ 特殊的氨基酸农药如N-月桂酰-L-异戊 氨酸，能防治稻瘟病，又能提高稻米 的蛋白质含量。氨基酸烷基酯及N-长 链酰基氨基酸能提高农作物对病害的 抵抗力，具有和一般杀虫剂一样的效 果。
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氨基酸生产1
25.1 概述
25.1.2氨基酸的生产方法
1、发酵法 （1）直接发酵
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氨基酸生产1
25.2 氨基酸发酵的代谢控制 3、控制旁路代谢
例如：L－异亮氨酸的生物合成 可由L－苏氨酸改为D－苏氨酸途径， 即采用旁路代谢。
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氨基酸生产1
25.2 氨基酸发酵的代谢控制
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氨基酸生产1
25.2 氨基酸发酵的代谢控制 4、降低反馈作用物的浓度
¡ 不可缺少的营养性添加剂，一般生长 期添加赖氨酸，产蛋期添加蛋氨酸， 饲料配制时必需计算氨基酸平衡。
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氨基酸生产1
25.1 概述
¡ 氨基酸的应用
¡ 化学工业
¡ 十二烷基谷氨酸钠肥皂-无皮肤刺激洗 涤剂
¡ 焦谷氨酸钠-润肤剂 ¡ 聚谷氨酸人造革、人造纤维和涂料
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氨基酸生产1
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氨基酸生产1
25.2.1 氨基酸生物合成的调节机制
¡ 在途径分支点处优先合成的调节机制如下 图，在分支点后，其中的一个终产物E优 先合成，优先合成的关键酶，即催化 C→D反应的酶受E的反馈控制，催化 A→B共用酶受第二个终产物G的反馈控制。 首先，E比G优先合成，E过剩时，反馈抑 制C→D反应的酶，转换为合成G。G过剩 时，催化A→B反应的酶，就会为G所控制。 假如人为让特定氨基酸如G过剩，就会因E 的合成不足而影响细菌生长。
丝氨酸
丝氨酸调研报告目录丝氨酸调研报告 (1)1 概述 (5)2 理化性质 (6)3 用途 (6)3.1 在医药方面的应用 (7)3.2 抗衰老的作用 (7)3.3. 医药原料 (8)3.4 食品 (8)3.5 饲料 (8)4 国家标准 (8)5 生产方法 (9)5.1 蛋白质水解法 (10)5.2 发酵法 (11)5.2. 1 添加前体的发酵法 (11)5.2. 2 采用甲基营养型由甘氨酸生产L- 丝氨酸 (11)5.3 化学合成法 (11)5.4 酶法制备L- 丝氨酸 (12)6 丝氨酸的生产原料构成 (13)7市场情况 (13)7.1国内市场情况 (13)（1）产能 (14)（2）行业企业发展情况 (15)（3）国内市场消费和需求情况 (16)（4）国外市场消费和需求情况 (17)（5）丝氨酸产品国内市场份额 (18)8 国内丝氨酸生产企业概况 (18)8.1 八峰药化股份有限公司 (18)9丝氨酸行业在建、拟建项目统计 (19)摘要丝氨酸作为一种重要的氨基酸, 最初是从丝胶的硫酸水解液中分离得到的, 目前被广泛用于食品、医药及化妆品中。
Jav itt的研究表明, D-丝氨酸能够作为一种辅助药物有效地改善精神分裂症患者的阳性症状、阴性症状和认知障碍。
此外, 丝氨酸也是第三代氨基酸输液的主要成分。
随着人们对丝氨酸认识的不断深入, 丝氨酸的应用范围不断增大, 用量逐年增加。
同时, 丝氨酸是世界氨基酸生产中工业化生产难度最大的氨基酸之一, 其生产工艺的开发倍受关注。
国家经济与信息化委员会将其列入 外商投资产业指导目录中, 鼓励投资生产。
1 丝氨酸生产工艺丝氨酸的合成途径主要有发酵法、酶法、蛋白质水解提取法和化学合成法。
蛋白质水解法得到的氨基酸通常为混合氨基酸，还需要进一步分离精制，难于用于工业化生产。
发酵法操作简单，但对设备要求较高，且生产周期长，收率低。
酶法制备L-丝氨酸具有收率高、成本低、生产周期短、能源消耗少等优点，有广阔的应用前景。
L-丝氨酸的酶法合成及分析
（1）超声波破壁时间对酶活力的影响： 不同的破壁时间对正、逆向酶活的影响见图：
有图可知，超声波破壁处理可同时提高正、逆向酶活，特 别是菌体经超声处理后正向酶活可提高一倍以上，破壁 20min后，逆向酶活均不再提高。
（2）已破壁菌体与PLP的预温育： 预温育时间：预温育时间对逆向酶活额影响
将只含L-Ser的各管合并，于55℃真空减压浓缩至10mL，加2倍 体积的无水乙醇，置冰箱中过夜。过滤所得结晶，105℃烘干 后得L-Ser（3.43g，77%），高效液相测定表明其中无甘氨酸 等杂质。
讨论
【1】张庭芳，张龙翔，生化实验方法和技术，北京：高等教育出版 社，1981,160； 【2】蔡宇阳，吴梧桐，史燕东，SHMT基因工程菌的构建及高效表 达，生物工程学报，1996，12（supply）：28； 【3】陈志宏，吴梧桐，项冰，等，重组丝氨酸羟甲基转移酶活性测 定及酶促反应条件的优化研究，药物生物技术，1998,5（2）：75； 【4】任庚夫，按就算的生产和应用前景，氨基酸杂志，1998,9 （3）：19； 【5】韦平和，彭加平，周锡樑，王平，酶法生产L-丝氨酸的分离纯 化，中国新药杂志，2012，20； 【6】乔越美，丝氨酸工程菌的构建及高效表达，广西大学，2004； 【7】杨帆，利用重组大肠杆菌生产L-丝氨酸的研究，山东大学， 2013； 【8】马立周，生物转化制备L-丝氨酸的研究，江南大学，2008；
概述 L-丝氨酸的生产方法 国内外L-丝氨酸的生产概况 生产过程 结果 讨论
概述
L-丝氨酸又称L-2-氨基-3-羟基丙酸、L-蚕丝氨酸、L-β羟基丙氨酸（L-Serine），分子式为C3H7NO3，L-丝氨酸 是一种不带电荷的极性氨基酸，从水中得到白色结晶或结 晶性粉末，呈六角形或 柱状晶。L-丝氨酸易溶于水，难 溶于乙醇。 L-丝氨酸（L-Ser）在医药、化工、化妆品工业上有广泛 的用途，它的生产方法有蛋白质水解法、发酵法、化学合 成法和酶法.其中酶法是利用丝氨酸羟甲基转移酶催化甲 醛和甘氨酸（Gly）可逆的合成L-Ser，反应过程中SHMT需 PLP和四氢叶酸（THFA）作为其辅因子，由于主要原料来 源广泛、价格低廉，并可合成高浓度的产物，因此该法是 目前最有应用前景的L-Ser生产方法。
L-丝氨酸的酶法合成及分析
步骤 1、制板 称取层析用的硅胶G3g加9mL0.5%羧甲基纤维素 钠（CMCNa）,在烧杯中调成均匀糊状，迅速地 倾在1块6×15cm的玻璃板上（玻璃板要清洁平 整，无油污），小心将玻璃板轻轻振荡和倾斜， 使硅胶均匀铺在玻璃板上。室温下静置半小时， 移至105℃烘箱中烘烤1h，选择厚薄均匀平整的 板使用。 （活化：制得的硅胶板如果长时间暴露在外面， 在使用前应放入110℃烘箱中烘烤30分钟，去除 水分。）
材料 1．仪器 薄层板：6×15cm（×2）、毛细管（×4）、 烧杯50mL（×1）、药匙（×1）、量筒10mL （×1）、小尺子（×1）、层析缸（×1）、 电吹风（×1）、喷雾器（×1）、烘箱 （200℃）
2. 试剂 （1） 标准氨基酸溶液，制备下列各氨基酸的 11.76mol/L(90%)异丙醇溶液各10mL。 ① 0.01mol/L精氨酸：称取精氨酸17.4mg溶于 11.76mol/L(90%)异丙醇溶液至10mL ② 0.01mol/L甘氨 酸：称取甘氨酸7.5mg溶于11.76mol/L(90%)异丙醇溶 液至10mL。 ③ 0.01mol/L丙氨酸：称取丙氨酸8.9mg溶 于11.76mol/L(90%)异丙醇溶液至10mL。 （2）硅胶G（C.P.,层析用）。 （3）粘合剂：0.5%羧甲基纤维素钠（CMCNa）:取 CMCNa5g溶于1000mL蒸馏水中，然后煮沸，静置冷却， 弃沉淀，取上清液备用。 （4）层析溶剂：正丁醇（分析纯）﹕冰醋酸（分析 纯）﹕水＝60﹕20﹕20（V/V），临用时配制。 （5）显色剂：0.025mol/L(0.5%)茚三酮-丙酮溶液:称取 茚三酮（A.R.）0.5g溶于无水丙酮（A.R.）至100mL。
主要用途 1.作生化试剂和食品添加剂。 2.营养增补剂，在化妆品中作为皮肤营养添加 剂。 3. 可供生物化学和营养学研究之用，也可作 为合成环丝氨酸的原料。
生化工艺学第三章ppt课件
我国的氨基酸工业现状
到2000年，用于输液的十八种药用氨基酸原料，除L－丝 氨酸和L－色氨酸尚不能工业化生产，其他均已投产，国 产化率达到80％以上。 谷氨酸的产量已达世界最高，接近国际先进水平； 赖氨酸消费主要用于饲料工业，国内自给仅为35～40％， 需求也逐年增长。
L－苯丙氨酸通过海因酶法路线，成本明显下降。 已有工业化产品聚合氨基酸和氨基酸型螯合剂等，市场前 景看好。
单一构型氨基酸的获取
• 获得单一构型的氨基酸方法主要有两类： • 蛋白质水解、微生物发酵、利用酶或化学不对称合成，
直接得到单一构型的氨基酸 • 通过化学法合成外消旋氨基酸，再进行手性拆分才能
得到单一构型的氨基酸 • 对于D、L型都有应用价值的氨基酸而言，哪种方法更
有应用前景？
有些氨基酸化学法合成步骤简单，价格低廉，拆分后的产 品组分较前一方法易于分离，拆分时可利用酶法拆分（温 和、环保）
• 5）其它：胱氨酸及半胱氨酸（抗辐射损伤、重金属中毒、 肝炎等）高半胱氨酸促进核酸代谢及肝细胞再生，预防药 物中毒（保肝作用）；乙酰半胱氨酸：呼吸道黏液溶解剂， 促进排痰；乙酰羟脯氨酸结缔组织疾患；赖乳清酸肝损伤 解毒
二、复方氨基酸制剂
• 为重症患者提供合成蛋白质的原料，以补充消化道摄入 的不足
• 以AS1.563为出发菌株, 通过亚硝基胍和紫外线照射处理， 使菌体发生诱变。筛选出具有抗赖氨酸类似物-S-(2-氨 基乙基)-L-半胱氨酸(AEC)、高丝氨酸营养缺陷型 （Hom-）、耐高糖和耐高赖氨酸的赖氨酸高产菌株--ZL9601菌株。该菌72h累积产赖氨酸量为6.11%
• 全世界主要的蛋氨酸生产企业为德国德固赛公司、法国 Rhone－poulenc公司、美国Novns公司、日本住友化学制 药株式会社等，约占世界蛋氨酸产量的90％左右。
丝氨醇合成工艺
丝氨醇（L-Serine）是一种重要的非必需氨基酸，具有多种生物学功能。
在工业上，丝氨醇的合成主要采用以下几种方法：1. 生物合成法：以甘氨酸和甲醇为原料，通过羟甲基转移酶（HMT）催化合成L-丝氨酸。
这种方法具有环保、条件温和、副产物少等优点，但反应速度较慢，催化剂活性不易控制。
2. 化学合成法：以丙烯酸甲酯为原料，通过多步反应合成丝氨酸。
首先，丙烯酸甲酯经过氢化反应得到甲酸甲酯，然后甲酸甲酯与氨气反应生成甲酰胺，最后甲酰胺经过水解、酸化等步骤得到丝氨酸。
这种方法反应速度快，但需要多步反应，且部分步骤可能产生副产物。
3. 化学酶法：将化学合成法与生物合成法相结合，利用酶催化特定的化学反应，提高合成效率。
例如，利用醇脱氢酶催化醇的脱氢反应，再通过其他化学反应步骤得到丝氨酸。
这种方法可以在较温和的条件下进行，具有环保和高效等优点。
4. 重组酶法：利用基因工程技术，构建一种能催化特定反应的酶，从而实现丝氨酸的合成。
这种方法具有高度专一性，可以在较温和的条件下进行，且副产物较少。
但需要通过基因工程操作，技术要求较高。
5. 直接发酵法：利用微生物直接发酵生产丝氨酸。
通过筛选和改造具有高产丝氨酸能力的微生物，优化发酵条件，提高丝氨酸产量。
这种方法具有环保、成本较低等优点，但发酵过程需要严格控制条件，且产量受到微生物性能的限制。
6. 萃取法：从天然蛋白质水解物中提取丝氨酸。
通过将蛋白质水解成氨基酸，然后利用丝氨酸与其他氨基酸的溶解度差异，通过萃取、结晶等步骤分离得到丝氨酸。
这种方法适用于资源丰富、对纯度要求不高的场合，但提取效率较低，可能存在杂质问题。
综合上述方法，可以根据实际需求、资源和技术条件选择合适的丝氨酸合成工艺。
在工业生产中，为了提高丝氨酸的产量和质量，可能需要将多种方法相互结合，实现优化生产。
L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验培训课件
• 药理作用：
• 磷脂酰丝氨酸补充剂能增加大脑皮层中的神经传递质乙酰胆碱 的产量，乙酰胆碱与思维、推理和注意力集中有关联。磷脂酰 丝氨酸也能刺激多巴胺的合成和释放。磷脂酰丝氨酸似乎和大 脑对压力的反应有关联。一项临床研究发现，在针对健康人施 加压力的实验中，服用磷脂酰丝氨酸的人群对于压力的反应要 比其他人群低。压力反应是通过衡量血液中促肾上腺皮质激素 水平得出的，促肾上腺皮质激素是由脑下垂体分泌的一种激素， 它随之促进肾上腺分泌应激激素皮质醇。磷脂酰丝氨酸主要用 于治疗痴呆症（包括阿兹海默症和非阿兹海默症的痴呆）和正 常的老年记忆损失。
• 结晶过程 • 离子交换层析完毕后，对料液进行浓缩。采用蒸汽加热，可将
料液浓缩至原体积的1/10。 • 浓缩过程： • 待浓缩液冷却后，加入208L无水乙醇，使L-丝氨酸结晶，最后
离心烘干可得产品267kg/天。年操作日为300天。 • 简述: 717型离子交换树脂→装入离子交换罐→用氢氧化钠溶液
• 物料衡算
• 已知柱子Φ25×500mm，一个柱子的体积为V，已知NaOH溶液 用量为4V，洗涤水用量为2V，洗涤液用量为4V，其中含氨基酸 的洗脱液体积为1V，含L-丝氨酸的洗脱液体积为0.42V。将含L丝氨酸的洗脱液浓缩液浓缩至原体积的1/10，加入3倍体积的无 水乙醇，将晶体（湿含量15%）离心烘干，L-丝氨酸的分离得率 为77%。年操作日300天。
2021/3/6
• 2．在12 m3的发酵罐配料罐中加入8.35m3的LB培养基，开启搅 拌待混匀后，用泵打入发酵罐中，进行灭菌，用138℃水蒸气先 进行间接加热（使培养基从25℃升至90℃），再用蒸汽直接加 热（使培养基从90℃升至121℃），然后用冷却水使之冷却到 37℃，待用。
L-丝氨酸的酶法合成及分析
(2)正向酶活测定： 正向酶活测定反应液中含有10mmol/L Gly、13,。 3mmol/L HCHO、0.5mmol/LPLP、6mmol/L THFA、 0.2mmol/L巯基乙醇、0.1mol/L磷酸盐缓冲液 （pH8.0），加工程菌悬液使OD600=0.2,37℃振荡反应 30min，离心所得上清用高效液相色谱法测定L-Ser的浓 度。 （三）、菌悬液于PLP预温育： 预温育时间：取已经破壁的菌悬液，加等体积20mmol/L PLP溶液，37℃摇床振荡温育，不同时间取样测定逆向酶 活 PLP浓度：取已经破壁的菌悬液，加等体积的 5,10,15,20,25mmol/L PLP溶液，37℃摇床振荡温育 24h，测定逆向酶活。
当Gly浓度分别为0.1、0.8mol/L时，分别同样操作进行 酶反应，结果如表所示：
（6）酶反应液中氨基酸的分离： 酶反应液327mL上第一根717树脂柱后，开始有氨基酸漏出， 水洗后pH从7.5降至6.4。用pH2的盐酸洗脱，得含氨基酸的 洗脱液2480mL。 717树脂洗脱曲线见下图 薄层分析见下图
（二）、酶活测定： 1个正、逆酶活单位均定义为本实验采用的测活条件下， 1h内形成产物的微摩尔数。 （1). 逆向酶活测定： SHMT亦可催化D-苯基丝氨酸水解成苯甲醛和甘氨酸，此 反应中SHMT不需THFA作为辅因子。 逆向酶活测定反应中含50mmol/L D-苯基丝氨酸、 0.5mmol/L PLP、0.1mol/L磷酸盐缓冲液（pH8.0），加 工程菌悬液使OD600=0.2。30℃振荡反应30min，离心所 得的上清适当稀释后于279nm处测定吸光值，由苯甲醛标 准曲线方程计算逆向酶活。
（六）酶反应液中L-Ser的分离： 717树脂用1mol/L酸、碱先后处理成OH-型，水洗至中 性后装三根25*500柱，酶反应液3600r/min离心10min， 上清调pH7.5，以0.5ml/min的流速上第一根717树脂柱， 流出液以茚三酮试液检查是否呈紫色，如呈紫色，停止上 柱。用蒸馏水洗至流出液无色并呈中性，串联另两根717 树脂柱，用pH2的HCl洗脱，待第三根柱的流出液与茚三 酮呈紫色反应后，以5mL/管分部收集。直至洗脱液中午 氨基酸后通知收集。
酶法生产L_丝氨酸的分离纯化_韦平和
Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｌ－ｓｅｒｉｎｅ ｉｎ ｅｎｚｙｍａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｗ Ｄｒｕｇｓ ２０１２，２１（２０）
·实验研平 和１，彭 加 平１，周 锡 樑１，王 平２ （１ 常州工程职业技术学院 江苏省应用酶工程技术研究开发中心，常州 ２１３１６４；
２ 张家港市华昌药业有限公司，苏州 ２１５６３８）
Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｅｗ Ｄｒｕｇｓ ２０１２，２１（２０）
ＰＨＳ ３Ｂ 型 精 密 酸 度 计 （上 海 雷 磁 仪 器 厂 ）； ＵＶ ７５０２ＰＣＳ紫 外 可 见 分 光 光 度 计 （上 海 欣 茂 仪 器有限公司）；层 析 柱 （１ ５００ｍｍ×１００ｍｍ，上 海 楚 定分析仪器 有 限 公 司）；ＳｅｎＬｏｎｇ ３０Ｌ 双 层 玻 璃 反 应 釜 （北 京 世 纪 森 朗 实 验 仪 器 有 限 公 司 ）；陶 瓷 膜 （国 产 ０．２～８０μｍ 滤 管 ）设 备、超 滤 膜 （国 产 ＵＦ １６０１１Ｗ２膜）设 备、纳 滤 膜 （美 国 海 德 能 ＥＳＮＡ１ ＬＦ 膜）设备和反渗透膜（美 国 海 德 能 ＬＦＣ１）设 备 均 为浙江湖州富优得膜分离科技有限公司产品。
［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ］ Ｌ－ｓｅｒｉｎｅ；ｍｅｍｂｒａｎｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ；ｕｌｔｒａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｎａｎｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ；ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｓｍｏｓｉｓ
酶的生产培训知识(PPT69张)
一、酶生物合成的模式
微生物细胞的生长历程
退出
按细胞生长和酶产生的关系，酶生物合成具 有下列四种模式： 1、同步合成型
2、延续合成型 3、中期合成型
4、滞后合成型
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1. 生长偶联型（又称同步合成型）
酶的生物合成与细胞生长同步。 特点：酶的合成可以诱导，但不受分解代谢物阻遏和 反应产物阻遏。 当去除诱导物、细胞进入平衡期后，酶的合成立 即停止，表明这类酶所对应的mRNA很不稳定。
退出
两个基本环节：分离和纯化 分离：将酶从原料中抽提出来，并尽可能少 引入杂质，得到粗酶液 纯化：将酶和杂质中分离开来，或者有选择 地将酶从包含杂质中分离出来，得到一定纯 度的酶。
选育营养缺陷型突变株
•解除反馈阻遏 选育结构类似物抗性突变株 •解除分解代谢物阻遏——选育抗分解代谢阻遏突变株
2. 基因工程育种
二、提高酶产量的策略
（一）菌种选育（一劳永逸） 1.诱变育种
(1) 使诱导型变为组成型——选育组成型突变株
(2)使阻遏型变为去阻遏型
选育营养缺陷型突变株
•解除反馈阻遏 选育结构类似物抗性突变株 •解除分解代谢物阻遏——选育抗分解代谢阻遏突变株
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（3）.其他 促进分泌：添加表面活性剂
离子型
表面活性剂
对细胞有毒害作用
Tween－80
非离子型
TritonX－100
非离子型增加细胞通性，
添加产酶促进剂 植酸钙镁，聚乙烯醇等
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第四节
酶发酵动力学
发酵动力学研究内容：
细胞生长动力学
发酵产酶动力学
细胞生长速度 产物生成速度 基质消耗速度
退出
环境因素的影响
Enzyme Engineering
L-丝氨酸的酶法合成及分析 朱一凡
L-丝氨酸的酶法合成及分析摘要:利用重组大肠杆菌表达丝氨酸羟甲基转移酶 (SHMT) 和色氨酸酶 (TPase)，并利用双酶法合成 L-色氨酸。
采用 PCR 从大肠杆菌 K12 基因组中扩增上述两种酶的基因，利用 pET-28a 载体，构建单表达重组质粒 pET-SHMT、 pET-TPase 和共表达重组质粒 pET-ST。
将上述 3 种重组质粒转入大肠杆菌 BL21(DE3)进行表达。
SDS-PAGE 结果表明，单表达基因工程菌BL21(DE3)/pET-SHMT 和 BL21(DE3)/pET-TPase 分别在 47 kDa (SHMT) 和 50 kDa (TPase) 处有蛋白表达带；共表达基因工程菌 BL21(DE3)/pET-ST 在上述两处均有蛋白表达带。
与宿主菌相比，单表达 SHMT 基因工程菌产酶活性提高了 6.4 倍；单表达TPase 基因工程菌产酶活性提高了 8.4 倍；共表达 SHMT 和TPase 基因工程菌产酶活性分别提高了 6.1 和 6.9 倍。
利用工程菌所产酶进行双菌双酶法和单菌双酶法合成 L-色氨酸。
两菌双酶合成 L-色氨酸的累积量达到 41.5 g/L，甘氨酸转化率为83.3％，吲哚转化率为 92.5％；单菌双酶合成 L-色氨酸的累积量达到 28.9 g/L，甘氨酸转化率为 82.7％，吲哚转化率为82.9％。
关键词:丝氨酸羟甲基转移酶，色氨酸酶，串联表达，双酶法合成Construction of co-expression SHMT and TPase recombinant vector anddual-enzymatic synthesis of L-tryptophanXin Li, Jun Liu, Qinqin Zhao, and Aicai XuCollege of Biological and Pharmaceutical Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, ChinaAbstract: Hydroxymethyltransferase (SHMT) and tryptophanase (TPase) are key enzymes in biosynthesis of L-tryptophan. Weconstructed three recombinant plasmids, including pET-SHMT, pET-TPase, and pET-ST for over-expression or co-expression of SHMT and TPase in Escherichia coli BL21 (DE3). The SDS-PAGE analysis showed that the recombinant proteins of 47 kDa and 50 kDa were expressed of pET-SHMT and pET-TPase, respectively. As compared to the host stain, the enzyme activity of SHMT and TPase was increased by 6.4 and 8.4 folds, respectively. Co-expression of both recombinant proteins, 47 kDa and 50 kDa, was also successful by using pET-ST and the enzyme activities were enhanced by 6.1 and 6.9 folds. We designed two pathways of dual-enzymatic synthesis of L-tryptophan by using these recombinant strains as source of SHMT and TPase. In the first pathway, the pET-SHMT carrying strain was used to catalyze synthesis of L-serine, which was further transformed into L-tryptophan by the pET-TPase expressing strain. These two steps sequentially took place in different bioreactors. In the second pathway, the pET-STcarrying strain, in which two enzymes were co-expressed, was used to catalyze simultaneously two steps in a single bioreactor. HPLC analysis indicated a high yield of 41.5 g/L of L-tryptophan was achieved in the first pathway, while a lower yield of 28.9 g/L was observed in the second pathway. In the first pathway, the calculated conversion rates for L-glycine and indole were 83.3% and 92.5%, respectively. In the second pathway, a comparable conversion rate, 82.7%, was achieved for L-glycine, while conversion of indole was much lower, only 82.9%.Keywords:hydroxymethyltransferase, tryptophanase, co-expression, dual-enzymatic synthesis基础知识中文名称：L-丝氨酸外文名称： L-Serine中文别名：L-2-氨基-3-羟基丙酸分子结构：分子式:C3H7NO3 分子量:105.09物性性质1. 性状：有左旋体和消旋体两种，左旋体是白色六角棱柱状晶体，味甜；消旋体是白色单斜棱柱状晶体。
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强，而与有机溶剂亲和力弱，所以纸层析以滤纸纤维和结合水 为固定相，以有机溶剂为流动相。当有机相沿滤纸流动经过样 品点时，样品点上的溶液在水相和有机相之间进行分配，样品 移动速率与样品的极性及水亲和力有关，因此，极性氨基酸移 动较慢，而非极性氨基酸移动较快。
2020/11/23
• 离子交换罐
• 小试生产时：
V
20 2
2
500
157000mm3
0.157L
nL - 丝 nL 甘 0.2V 0.20.157 0.0314mol
n得丝 0.03140.77 0.024178mol
m得丝 0.024178105 2.539g
储罐：高位槽
• 4.展层 将点了样的硅胶板放在盛有展开剂（约0·5cm）的展 开槽中。距离硅胶板上端二厘米处取出硅胶板。 注：展开剂 不能超过一厘米出画的线。由于毛细管作用，展开剂在硅胶板 上缓慢前进，样品由于与展开剂的亲和力不同而分离。
• 5.显色 展开好后，取出，晾干，用装有茚三酮的喷雾器进行喷 雾显色，多数在日光下可找到色点。 用铅笔将各斑点框出，并 找出斑点中心，用小尺量出各斑点到原点的距离和溶剂前沿到 起始线的距离，然后计算出样品的比移值
• 废液储罐
• 已知此液总体积为16510L • 选用搪玻璃卧式储罐型号为HG/T2375 94 • 公称容积为20000L • 实际容积为22332L • 直径D为2400mm • 长度L为5374mm • 液位计直径为65/50mm
产品的检验与分析
• 检验原理： • 纸层析法是利用各物质不同的分配系数，使混合物随流动相时
成蛋白质的常见20种氨基酸中的一种，是哺乳动物的非必 需氨基酸，也是生酮氨基酸。在自然界中也有D-丝氨酸， 如丝原蛋白中。在一些抗生素中也有D-丝氨酸。符号： S。
• 学名：2-氨基-3羟基丙酸。
• 英文名：L-Serine ，缩写：L-Ser ，
• 分子式：C3H7NO3 ，结构式：CH2OHCH(NH2)COOH ，分子 量：105.09 。
2020/11/23
在一定的条件下某种物质的Rf值是常数。Rf值的大小与物质的 结构、性质、溶剂系统、层析滤纸的质量和层析温度等因素有 关。
2020/11/23
产品的检验与分析
• 实验器材与试剂
• （1）实验器材：硅胶板，层析缸，毛细管，铅笔，展开剂，显色 剂
• （2）实验试剂 • 展开剂: 正丁醇：丙酮：氨水：水（10：10：2：1） 100ml 指
示剂: 茚三酮—丙酮（1→50） 20ml • （3）待测溶液：L-丝氨酸反应液 • 实训步骤： • 1.试剂准备:展开剂以及茚三酮显色剂配制。 • 2.划线:用铅笔在硅胶板上距末端一厘米出轻轻画一横线。
2020/11/
• 3.点样 用毛细管分别吸取待测样品溶液，在横线上轻轻点样， 分别点三次。 注：点完一次之后等到残余溶剂渗入之后再点样 ，点样不宜太多，否则会降低Rf值，斑点直径控制在2毫米，不 宜超过5毫米。同时点样点之间距离在一厘米左右，防止边缘效 应。硅胶板在空气中放置时间要尽量短，否则会因吸潮而降低 活性。
• L-丝氨酸广泛用于配置第三代复方氨基酸输液和营养增补剂， 并用于合成多种丝氨基酸衍生物，如心血管 、抗癌、爱滋病新 药及基因工程用保护氨基酸等。
• 抗衰老作用。 • 食品：L-丝氨酸用于运动饮料 、氨基酸减肥饮料等。 • 饲料：L-丝氨酸用于动物饲料，可促进动物生长发育；
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制备工艺路线
发酵过程
• 结构式：
• 药理作用：
• 磷脂酰丝氨酸补充剂能增加大脑皮层中的神经传递质乙酰胆碱 的产量，乙酰胆碱与思维、推理和注意力集中有关联。磷脂酰 丝氨酸也能刺激多巴胺的合成和释放。磷脂酰丝氨酸似乎和大 脑对压力的反应有关联。一项临床研究发现，在针对健康人施 加压力的实验中，服用磷脂酰丝氨酸的人群对于压力的反应要 比其他人群低。压力反应是通过衡量血液中促肾上腺皮质激素 水平得出的，促肾上腺皮质激素是由脑下垂体分泌的一种激素， 它随之促进肾上腺分泌应激激素皮质醇。磷脂酰丝氨酸主要用 于治疗痴呆症（包括阿兹海默症和非阿兹海默症的痴呆）和正 常的老年记忆损失。
2020/11/23
• “三废”治理及综合利用
• 废水处理
• 各类废水将经厂区污水站预处理达标后，可纳入污水管网，进 污水处理厂集中处理，达标排放。
• 厂区生产废水预处理工艺图：
生产稀 废水
旋转隔栅
调节池2
• 物料衡算
• 已知柱子Φ25×500mm，一个柱子的体积为V，已知NaOH溶液 用量为4V，洗涤水用量为2V，洗涤液用量为4V，其中含氨基酸 的洗脱液体积为1V，含L-丝氨酸的洗脱液体积为0.42V。将含L丝氨酸的洗脱液浓缩液浓缩至原体积的1/10，加入3倍体积的无 水乙醇，将晶体（湿含量15%）离心烘干，L-丝氨酸的分离得率 为77%。年操作日300天。
L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验
目录
• 概述 • 制药工艺路线及研究阶段 • 原材料及产品的主要技术规格 • 生产流程简述 • 发酵工艺放大优化 • 分离纯化放大与优化 • 产品的检验与分析 • 主要设备的计算 • 种子罐 • 发酵罐 • 离子交换罐
研究内容：L-丝氨酸
• 概述 L-丝氨酸是一种脂肪族极性α氨基酸。L-丝氨酸是组
• 鉴于化学合成法和酶法各自的优势, 可将二者结合起来, 即先用化学 合成法制备出DL-丝氨酸, 将其氨基乙酰化, 再用固定化酶法进行拆分。 现用于氨基酸拆分的酶主要是氨基酰化酶, 通常将酶固定在DEAE- 葡 聚糖凝胶A -25、碘乙酰纤维素或聚丙烯胺凝胶上。将固定化酶均心 地装入柱内, 底物( 乙酰化氨基酸) 溶液在合适的柱温、pH 条件下以 一定的速度通过酶柱即可。过程如下：
国内外的生产情况
• L-丝氨酸的主要生产方法有以下四种。 • 蛋白质水解法：L-丝氨酸在丝胶蛋白中的含量丰富，蚕茧衣中含
量为13.64%，因此，可用水解蚕茧衣制取。 • 添加前体发酵法：L-丝氨酸在生物体内代谢运转速度极快，直接
发酵法生产困难。一般采用添加前体的发酵法。添加的前体主要 有甘氨酸、甘氨酸三甲内盐或甘油酸，其中以甘氨酸为前体的已 工业化。产生菌可分为两类：异养型和甲基营养型细菌。
2020/11/23
发酵放大主要过程示意图
2020/11/23
分离纯化所需原材料及产品的主要技术规格
• 生产原料 • 氢氧化钠溶液用量66040L 浓度1M • 盐酸用量66040L pH=2 • 无水乙醇用量2080L • 去离子水用量99060L • 717型离子交换树脂用量49530L • 产品的主要技术规格 • 生产规模：80 吨/年 • 生产方法：717型离子交换树脂离子交换层析后，进行浓缩，之
用途与发展前景
• L-丝氨酸虽属于非必需氨基酸 但具有许多重要 的生理功能和作 用,因此 ,在医药 、食品 、化妆品中均有较为广泛的应用。丝氨 酸是重要的自然保湿因子(N MF) 之一,皮肤角质层保持水分的主 要角色, 因此是很多高级化妆品中的关键添加剂, 只是因其价格 限制了它在化妆品中的应用。
• 化学合成法：DL-丝氨酸可有以羟基乙醛为原料的合成法等，然后 再拆分得L-丝氨酸。
• 酶法：利用丝氨酸羟甲基转移酶催化甲醛和甘氨酸（Gly）可逆的 合成L-Ser，反应过程中SHMT需PLP和四氢叶酸（THFA）作为其辅 因子，由于主要原料来源广泛、价格低廉，并可合成高浓度的产 物，因此该法是目前最有应用前景的L-Ser生产方法。
• 结晶过程 • 离子交换层析完毕后，对料液进行浓缩。采用蒸汽加热，可将
料液浓缩至原体积的1/10。 • 浓缩过程： • 待浓缩液冷却后，加入208L无水乙醇，使L-丝氨酸结晶，最后
离心烘干可得产品267kg/天。年操作日为300天。 • 简述: 717型离子交换树脂→装入离子交换罐→用氢氧化钠溶液
后添加乙醇结晶，离心分离 • 生产天数：300天 • 生产周期：1天 • 生产方式：间歇生产
• 生产流程简述 :
• 本设计采用离子交换层析对两种氨基酸（L-丝氨酸和L-甘氨酸） 进行分离。
• 基本流程：
• 反应液→离子交换层析→浓缩→结晶→过滤干燥→产品 • 反应过程: 发酵结束后收集菌体，菌体沉淀中加入蒸馏水制成
• 原材料及产品的主要技术规格
• 培养基：LB培养基
• 蛋白胨
10g
• 酵母浸出液 5 g
• 氯化钠
5g 水
1L
• 发酵流程
• 1.将LB培养基共0.25m3放入0.3m3的种子罐配料罐中，待搅拌均 匀后，用泵打入种子罐中，种子罐用138℃水蒸气进行夹套加热 灭菌（使培养基从25℃升至121℃），再用冷却水使之冷却到 37℃，接入菌种后培养到对数期待用。
• ③洗脱水体积为99060，分4 个高位槽安放
• 选型为F25000 HG/T 2374-98 • 实际容积为27790L • 直径D为2800mm • 高度H为5379mm • 液位计直径为65/50mm • ④无水乙醇体积2080L • 选型为F3000 HG/T 2374-88 • 公称容积为3000L • 实际容积为3337L • 直径D为1450mm • 高度H为2933mm • 液位计直径为65/50mm
处理→上样→用去离子水洗涤→用Hcl溶液洗脱→浓缩→冷却→ 加入无水乙醇→结晶→离心过滤→烘干→产品
2020/11/23
• 工艺分离 • 生产条件: • 已知L-丝氨酸的小试纯化工艺为：717型离子交换树脂用1M的NaOH溶
液处理成OH-型，水洗至中性后装柱（三根Φ25×500mm的柱子）。 对第一根柱子上样，上样结束后水洗。然后连接另2根柱子，用pH=2 的Hcl洗脱，分别收集只含L-丝氨酸、L-甘氨酸，以及同时含这两种氨 基酸的洗脱液。假设一个柱子的体积为V，已知NaOH溶液用量为4V， 洗涤水用量为2V，洗涤液用量为4V，其中含氨基酸的洗脱液体积为 1V，含L-丝氨酸的洗脱液体积为0.42V。将含L-丝氨酸的洗脱液浓缩液 浓缩至原体积的1/10，加入3倍体积的无水乙醇，将晶体（湿含量 15%）离心烘干，L-丝氨酸的分离得率为77%。年操作日300天，生产 方式：间歇生产。 • 水蒸气138℃，冷却水由27℃进，37℃出。