瓜氨酸

化学法生产瓜氨酸是指在碱性条件下水解L精氨酸得L-瓜氨酸, 过程控制比较困难, 产 品中含有旋光对映体DL-瓜氨酸, 影响产品 质量, 生产过程中产生大量废水, 污染环境。 国内还报道过以L-鸟氨酸盐酸盐为原料与碱 式碳酸铜反应生成二鸟氨酸合铜保护NH2, 用尿素对NH2 进行甲酰化, 得到二瓜氨酸合 铜, 后用H2 S除铜离子得到L-瓜氨酸。但是 用化学法生产的瓜氨酸由于纯度及环境问题, 应用受到限制。
药理作用:
生理功能：
其他作用：




维护关节运动的机能 平衡正常的血糖水平 含丰富的抗氧化剂吸收害的自由基帮助保持胆 固醇的正常水平 维护建康的肺功能。 降低压力和克服沮丧情绪。
瓜氨酸的生产方法
瓜氨酸的生产经历了由化学法到提取 法, 再到发酵法和酶法的转变, 下面 对其依次进行简要介绍 。 1化学法
四、发酵法
野生菌株发酵
营养缺陷型突变株发酵 氨基酸结构类似物抗性突变株发酵 营养缺陷型兼抗性突变株发酵
瓜氨酸的应用前景
随着人们对瓜氨酸药理研究的不断深入, 瓜氨酸的需求量也在不断上升。化学合成 法生产瓜氨酸因其严重的环境和质量问题 在应用上受到较多限制。相反的, 天然瓜 氨酸的相关产品却越来越受到消费者的青 睐。因此, 如何找到一条适合产业化的天 然瓜氨酸的生产方法必将是今后瓜氨酸生 产的研究重点。 随着生物技术的提高, 如何提高现有的酶 法和发酵法的产酸率和降低成本也将成为 瓜氨酸生产的研究方向之一; 同时, 各种 研究报道还表明, 高等植物组织培养生产 天然瓜氨酸的方法以其独特的优势势必成 为将来的研究热点。
3 酶法
酶法生产瓜氨酸, 即采用微生物生产的精氨 酸分解酶, 精氨酸脱亚氨基酶, 由精氨酸生产 瓜氨酸。利用酶法合成瓜氨酸, 大多采用一 步酶促反应, 因而可避免瓜氨酸全合成途径 中复杂的反馈调节作用, 使瓜氨酸可以积累
精氨酸脱亚氨基酶, 以L-精氨酸或DL-精 氨酸为底物, 得到较高的浓度。
传统的提取法、酶法和化学合成法 由于前体物的成本高,工艺复杂,难 以达到工业化生产的目的。
斜面 一级种子 二级种子
4、发酵工艺及控制要点：
⑴流程：
• 压缩空气 • 油水分离器
斜面 摇瓶种子
淀粉水解糖 配料
•
过滤器
种子罐
灭菌
•
发酵罐
•
•
提取分离
瓜氨酸
⑶工艺条件：
温度 pH 种龄、接种量 氧 生物素
硫酸铵
瓜氨酸的作用

瓜氨酸是一种非蛋白质L-α-氨 基酸, 它具有肽键形成的能力, 但是不参与蛋白质的合成。瓜氨 酸曾一度被人们认为是尿素循环 中的中间产物, 然而, 最近的研 究表明, 瓜氨酸能广泛应用于医 药、食品、保健等各个方面, 具 有良好的药理作用。
1 2 3 4 5

防治前列腺疾病 提高男性性功能 治疗L精氨酸缺乏引起的相关疾病 提高运动员肌肉力量与耐力 抗衰老和增强免疫力 异体排斥效应指示剂, 诊断类风湿性关节炎， 应用前景十分广阔。
• 斜面菌种 种子培养 发酵 提取
• •
干燥 离心
脱色 浓缩
结晶
1.菌 种 ：大肠杆菌、芽孢杆菌 2.培养基:
碳源:葡萄糖、淀粉水解液为
氮源: NH4Cl及尿素 无机盐:磷酸钙、硫酸锰等以及其他营养成分 专利指出, 在培养基中加入1% ~ 5% 的谷 氨酸和天冬氨酸能显著提高瓜氨酸的产量。
3、种子扩大培养：
2 提取法
由于天然产物中瓜氨酸含量极其有限, 因此 提取法受到原料来源限制, 生产规模小, 工艺 较复杂, 分离提取困难, 产酸率低, 成本高, 经济效益差等缺点都严重限制了提取法在工 业生产上的应用。但相对于传统方法, 提取 法能得到天然瓜氨酸,因此找到一种广泛生 长的富含瓜氨酸的植物也是一种很好的研究 方向。
瓜氨酸
李秋梅20092513136 生工本0901班
瓜氨酸的简介

瓜氨酸( citru lline), 又名氨基甲酰鸟氨 酸, 纯品为白色结晶, 柱晶, 分子式为: 分子量175, 易溶于水, 微 溶于醇, 不溶于醚等。瓜 氨酸的熔点为222 , 等电 点为5. 92, 比旋光度为21 。 1914年右贺太郎等从西瓜 汁中第一次分离得到了瓜 氨酸, 此后由和田光德确 认它为一种氨基酸。瓜氨 酸以游离态存在于葫芦科植物的种子中, 迄今为止, 人们已经成功地从西瓜榨汁中, 野西瓜叶中, 核桃仁, 核桃幼苗及种子中 分离得到了瓜氨酸。
源自文库
瓜氨酸的生产状况

2004-2010年瓜氨酸产品市场供 需平衡情况

目前平均价格：100--145元\Kg

2007-2010年瓜氨酸产品整体市场平 均价格走势

瓜氨酸的生产工艺
一、发酵机制 谷氨酸与瓜氨酸、鸟氨酸、精氨酸同属于谷氨酸族氨 基酸，其合成途径是首先由-酮戊二酸生成谷氨酸， 再进一步合成鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸 葡萄糖→→ →谷氨酸→鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸
由 葡 萄 糖 生 物 合 成 谷 氨 酸 的 代 谢 途 径
• • • • • • • • • •
谷氨酸 N-乙酰 谷氨酸激酶 N-乙酰-γ-谷氨酰磷酸 鸟氨酸
瓜氨酸缺陷型菌株生产鸟氨酸
瓜氨酸
精氨酸缺陷型菌株生产瓜氨酸
精氨酸结构类似物抗性突变株
精氨酸 抗反馈调节突变株生产精氨酸
二、瓜氨酸发酵生产