氨基酸的制备.
氨基酸的制作方法
氨基酸的制作方法
有多种制作氨基酸的方法，以下是其中几种常见的方法：
1. 微生物发酵法：一般采用大肠杆菌、酵母菌、屈菜花霉菌、酪酸乳杆菌等微生物，通过发酵将废弃物或廉价原料转化为氨基酸。
2. 化学合成法：该方法利用化学合成的原理，通过有机合成化学手段合成氨基酸，但是该方法制备成本高，且对环境污染严重。
3. 氨基酸水解法：氨基酸水解是指利用酸或酶水解蛋白质，使其分解成氨基酸和多肽，再进行脱离、纯化和分离。
4. 磷酸化反应法：该方法将含有羧基的物质与无水磷酸反应，生成关键的磷酸酯键，从而合成氨基酸。
总而言之，不同的制备方法适用于不同的氨基酸，其选择往往取决于经济性、产品纯度、工艺性能和环保性等因素。
各种氨基酸的生产工艺设计
各种氨基酸的生产工艺设计
氨基酸是生命体中重要的化学物质，有多种生产工艺设计可用于其制备。
以下是几种常见的氨基酸生产工艺设计。
1.天然氨基酸提取工艺：天然氨基酸可从天然蛋白质中提取。
首先，将天然蛋白质源材料（如大豆、动物骨骼等）进行粉碎和溶解。
然后使用酶（如蛋白酶）或酸（如盐酸）将蛋白质水解为氨基酸。
接下来，通过过滤、浓缩、结晶等步骤来分离和纯化氨基酸。
2.化学合成工艺：化学合成是一种常用的氨基酸生产方法。
首先，选择合适的起始原料，如甘氨酸和苯丙氨酸，然后经过一系列的化学反应，如取代反应、羧酸酯化反应等，逐步构建氨基酸的分子结构。
最后，通过结晶、溶解、过滤等步骤来纯化合成的氨基酸。
3.微生物发酵工艺：微生物发酵是一种使用微生物（如大肠杆菌、酵母菌等）合成氨基酸的生产方法。
首先，选择合适的微生物菌种，并调节培养基中的营养成分，如碳源、氮源和微量元素等，以促进菌种的生长和代谢。
然后，通过发酵过程中的菌种培养、酶促反应等控制酶的活性和代谢产物的合成。
最后，通过纯化步骤来提取和纯化发酵产生的氨基酸。
4.生物转化工艺：生物转化是一种使用转基因生物的工艺，通过修改和调节其代谢途径来合成氨基酸。
首先，选择适合的转基因生物并导入目标氨基酸的合成途径相关基因。
然后，通过培养和生长转基因生物，并调节培养条件（如温度、PH值等）来控制氨基酸的产生。
最后，通过纯化步骤来提取和纯化生物转化产生的氨基酸。
氨基酸制作方法
氨基酸制作方法引言氨基酸是构成蛋白质的基本组成成分之一，对于人体健康和生理功能发挥起着重要的作用。
本文将介绍氨基酸的制作方法，并以亮氨酸为例进行详细说明。
亮氨酸制作方法1. 发酵法发酵法是目前制备氨基酸的常用方法之一，其中亮氨酸的制作也可以通过发酵法来完成。
材料和试剂准备：•细菌发酵液–细菌菌株–发酵培养基•生物反应器•其他辅助材料和试剂步骤：1.选取适宜的发酵菌株，如大肠杆菌等，保持菌株的纯度。
2.准备发酵培养基，确保培养基中含有合适的碳源、氮源和矿物盐等。
3.将选取好的菌株接入试管中的发酵培养基中，利用摇床等设备进行预培养，让菌株充分复苏和繁殖。
4.将预培养的菌株转入生物反应器中，控制好温度、搅拌和通气等条件，进行批量发酵。
5.监测和调节发酵过程中的各项参数，如pH值、营养物质的含量等。
6.发酵结束后，离心或滤液等方式分离出发酵液中的细胞和废液。
7.对分离得到的发酵液进行进一步的处理和提纯，获得所需的亮氨酸产物。
2. 化学合成法除了发酵法外，化学合成法也是制备氨基酸的一种常用方法。
在化学合成法中，常用的氨基酸合成方法包括固相合成和液相合成。
固相合成：固相合成是将氨基酸分子依次在树脂或固相载体上反复合成的方法。
液相合成：液相合成是将反应液中的反应物逐步合成氨基酸的方法。
化学合成法可以通过控制反应条件和反应物的选择，实现氨基酸的高产率和高纯度化合物的制备。
氨基酸的应用领域氨基酸的广泛应用领域包括食品工业、医药领域和农业等。
•食品工业：氨基酸是食品添加剂的重要成分，能够增强食物的风味、改善食品的质地和口感。
•医药领域：氨基酸被广泛应用于药物的合成和生产过程中，可以用于治疗和预防疾病。
•农业：氨基酸作为植物营养剂的一种，可以提供植物所需的氮源和营养物质，促进植物生长和增产效果。
结论本文介绍了氨基酸的制作方法，重点以亮氨酸为例进行了详细说明。
通过发酵法和化学合成法，可实现氨基酸的制备和生产。
氨基酸在食品工业、医药领域和农业等领域的应用非常广泛，对人体健康和生产效益都具有重要作用。
strecker氨基酸合成法
Strecker氨基酸合成法是一种重要的有机合成方法，用于合成α-氨基酸。
该方法以对羟基苯乙酮、氰化钠和氨水为原料，通过一系列反应步骤合成目标产物。
本文将对Strecker氨基酸合成法的原理、反应过程和应用进行详细介绍。
一、原理介绍Strecker氨基酸合成法是通过氰化物和醛或酮的羧基进行加成反应，生成氨基酰亚胺，再通过水解生成氨基酸的有机合成方法。
其反应机理主要包括以下几个步骤：1. 氰化物和醛或酮的羧基进行加成反应，生成氨基酰亚胺。
2. 氨基酰亚胺在酸性条件下发生水解反应，生成目标氨基酸。
通过以上反应步骤，可以合成各种不同结构的α-氨基酸。
二、反应过程Strecker氨基酸合成反应的具体步骤如下：1. 将对羟基苯乙酮与氰化钠反应，生成对羟基苯乙酮氰化物。
2. 将对羟基苯乙酮氰化物与氨水反应，生成相应的氨基酰亚胺。
3. 将氨基酰亚胺在酸性条件下进行水解反应，生成目标氨基酸产物。
三、应用领域Strecker氨基酸合成法在有机化学领域有着广泛的应用，可以用于合成多种天然氨基酸及其衍生物。
该方法也可以用于药物合成和生物活性分子的合成等领域。
在医药领域，Strecker氨基酸合成法被广泛应用于合成各类药物原料，如β-内酰胺类化合物、重要手性分离药物等。
基于Strecker氨基酸合成法合成的氨基酸衍生物也被广泛用于合成抗肿瘤药物、抗生素和生物碱等。
Strecker氨基酸合成法还可以应用于合成天然氨基酸，用于研究生物合成途径及生物活性分子的合成。
该合成方法还可以用于合成各类氨基酸衍生物，如螯合剂、光敏剂等。
Strecker氨基酸合成法作为一种重要的有机合成方法，在药物合成、生物活性分子合成等领域有着十分重要的应用价值。
四、总结Strecker氨基酸合成法是一种重要的有机合成方法，通过氰化物和醛或酮的羧基进行加成反应，生成氨基酰亚胺，再通过水解生成氨基酸。
该方法被广泛应用于合成各种天然氨基酸及其衍生物，同时也在药物合成和生物活性分子的合成等领域有着重要的应用价值。
氨基酸提取与制备
氨基酸提取与制备发布时刻:2006/12/20 16:03:00 文章来源:科技文献氨基酸提取与制备氨基酸的生产方式有4种：经典的提取法、化学合成法、微生物发酵法和酶法。
提取法是最先进展起来的，是生产氨基酸的最大体方式。
所谓提取法是指蛋白质或以含有蛋白质的物料为原料，经酸、碱、或酶水解以后提纯氨基酸的方式。
初期提取法是成立在溶剂抽提、等电点结晶和沉淀剂分离的基础上。
随着离子互换树脂的应用，使氨基酸的分离更为容易，简化了提炼工序，缩短了操作时刻，提高了氨基酸收率。
提取法的优势是原料来源丰硕，投产比较容易，但产量低，本钱高，三废较严峻。
在国外多数氨基酸生产已慢慢为微生物发酵法及化学合成法所取代。
在目前4种生产方式中，发酵法生产占主导地位。
酶拆分法也占相本地位。
化学合成法偏向于氨基酸衍生物的制备。
提取与分离是氨基酸生产的大体技术。
不管何种方式均有分离纯化工序。
即提纯也是提高氨基酸质量的关键步骤之一。
目前仍有必然数量品种如半胱氨酸、酪氨酸、羟脯氨酸、组氨酸、亮氨酸用提取方式生产，且占要紧的地位。
关于中国来讲，具有丰硕动物资源的角、骨、血、蹄、皮、毛发、羽毛及鱼鳞等，有待充分利用。
目前已综合利用的有人发、猪血、猪毛、羊毛、丝素丝胶、皮革边料、蚕蛹巢丝、水产品下脚料等。
提取法生产氨基酸要紧通过3个步骤。
即蛋白质水解、氨基酸提取分离及结晶精制。
氨基酸的生物活性及应用氨基酸是组成蛋白质的大体单元，也是合成机体抗体，激素和酶的原料，在人体内有特殊的生理功能，是维持生命现象的重要物质。
氨基酸以肽键结合而存在于各类功能与结构不同的蛋白质分子中。
蛋白质是生命的基础物质，它对机体的生长、维持、防御及生理功能极为重要。
迄今，氨基酸及其衍生物的品种超过100多种。
普遍地应用于食物、饲料、化工、农业及医药等方面。
氨基酸作为药物在医疗保健事业中是一类占有重腹地位和充满希望的分支。
由于人们对氨基酸普遍参与机体正常代谢和许多生理性能的熟悉不断加深，氨基酸代谢紊乱与疾病的关系和在防治某些疾病中的重要作用等，愈来愈被人们所注视。
大专生物化学课件(新)-氨基酸的性质和制备
定性鉴别溶液中是否含有某种氨基
酸/样品是不是某种氨基酸
利用某些氨基酸的特殊反应、特殊性质， 如：
脯氨酸，羟脯氨酸与茚三酮反应呈黄色 酪氨酸，色氨酸，苯丙氨酸在280nm左右有光吸 收 其他化学反应
1. 米伦反应：酪氨酸与米伦试剂（硝酸汞溶于含有少量亚硝酸的 硝酸中）反应即生成白色沉淀，加热后变成红色。含有酪氨酸 的蛋白质也有此反应； 2. 坂口反应：在碱性溶液中，胍基与含有萘酚及次溴酸盐的试 剂反应，生成红色物质。这是对于精氨酸专一性较强、灵敏度
会产生吸引作用。
国外膜分离工艺已应用于乳制品工业。采用反渗 透浓缩乳清，使用超滤法从乳清中制备浓缩蛋白质， 使用微米膜分离乳清中的蛋白质，去除脱脂乳中的 细菌，使用纳滤膜去除乳清中的矿物质。近些年， 又开始研究膜过滤分离蛋白质、肽和氨基酸的可行 性。在人体的新陈代谢过程中存在大量生物膜渗透 现象。研究氨基酸的膜分离不仅可以找出有效的生 物分离技术，而且有助于加深对这些新陈代谢过程 的了解。
（4）特殊试剂沉淀法 ：采用某些有机或无机试 剂与相应氨基酸形成不溶性衍生物的分离方法。
精氨酸与苯甲醛生成沉淀，盐酸去除苯甲醛
是最早应用于混合氨基酸分离的方法之一。某些氨基酸可以 与一些有机化合物或无机化合物结合，形成结晶性衍生物沉 淀，达到与其它氨基酸分离的目的，但是，特殊沉淀法的沉 淀剂回收困难，排放废液中参杂有沉淀剂，加重了污染，残 留在氨基酸产品中的沉淀剂还会影响纯度。
紫外吸收光谱性质
构成蛋白质的20种氨基酸在可见光区
都没有光吸收，但在远紫外区 (<220nm)均有光吸收。
在近紫外区(220-300nm)只有酪氨酸、
苯丙氨酸和色氨酸有吸收光的能力
氨基酸的制作方法
氨基酸的制作方法引言氨基酸是构成蛋白质的基本单元之一，对生命体的生长与发育具有重要作用。
氨基酸的制作方法多种多样，下面将介绍几种常见的氨基酸制作方法。
1. 天然氨基酸的提取方法1.1 动物源氨基酸的提取从动物源中提取氨基酸的方法较为复杂，常见的提取方法有以下几种：1.非水溶性酸解法：将动物组织经过酸解提取，然后通过酸碱中和、稀释等步骤得到氨基酸溶液，最后通过蒸馏或干燥得到氨基酸。
2.酶解法：使用特定的酶将动物组织中的蛋白质酶解成氨基酸，然后通过滤液分离氨基酸溶液。
3.蒸馏法：将动物组织经过蒸馏提取，得到氨基酸的蒸馏液，通过蒸馏纯化得到氨基酸。
1.2 植物源氨基酸的提取提取植物源氨基酸的方法相对简单，常见的提取方法有以下几种：1.水浸法：将植物材料浸泡在水中，经过高温或超声波处理，使氨基酸溶解在水中，然后通过过滤得到氨基酸溶液。
2.酶解法：使用特定的酶将植物材料中的蛋白质酶解成氨基酸，然后通过滤液分离氨基酸溶液。
3.离子交换法：使用离子交换树脂吸附植物材料中的氨基酸，然后通过洗脱得到氨基酸溶液。
2. 合成氨基酸的方法除了通过提取自然来源的氨基酸外，还可以通过化学合成的方法获得氨基酸。
常见的合成方法有以下几种：1.羧酸的亲核取代反应：通过羧酸与亲核试剂反应，将羧基替换为氨基，从而得到氨基酸。
2.氨基的烷基化反应：通过氨基和烷基化试剂反应，将氨基烷基化，得到氨基酸。
3.氨基的酰化反应：通过氨基与酰化试剂反应，将氨基酰化，从而得到氨基酸。
3. 发酵法制备氨基酸发酵法是一种常见的制备氨基酸的方法，该方法利用微生物代谢产物中的氨基酸。
常见的发酵法制备氨基酸的步骤如下：1.选取合适的产生目标氨基酸的微生物菌株。
2.培养微生物菌株，提供适当的营养物质和培养条件。
通常包括碳源、氮源、矿物质等。
3.控制培养环境，如温度、酸碱度、氧气供应等。
4.在合适的时间点，收集发酵液。
5.通过纯化和结晶等方法，得到目标氨基酸。
发酵法制备氨基酸的优点是可以大规模生产，并且可以通过调整培养条件和菌株来获得多种不同的氨基酸。
氨基酸的制备.
氨基酸的制备方法几乎所有的氨基酸分离纯化工艺均利用了氨基酸在不同的 pH 值时电荷量不同这一特性。
氨基酸的分离纯化方法主要有:沉淀法、离子交换法、萃取法、吸附法、膜分离法及结晶法等。
1、沉淀法沉淀法是最古老的分离、纯化方法,目前仍广泛应用在工业上和实验室中。
它是利用某种沉淀剂使所需要提取的物质在溶液中的溶解度降低而形成沉淀的过程。
该方法具有简单、方便、经济和浓缩倍数高的优点。
氨基酸工业中常用沉淀法有等电点沉淀法,特殊试剂沉淀法和有机溶剂沉淀法。
1.1利用氨基酸的溶解度分离或等电点沉淀法在生产中常利用各种氨基酸在水和乙醇等溶剂中溶解度的差异, 将氨基酸彼此分离。
如胱氨酸和酪氨酸在水中极难溶解, 而其它氨基酸则比较易溶; 酪氨酸在热水中溶解度大,而胱氨酸则无大差别。
根据此性质,即可把它们分离出来, 并且互相分开。
另外, 可以利用氨基酸的两性解离有等电点的性质。
由于氨基酸在等电点时溶解度最小, 最容易析出沉淀, 所以利用溶解度法分离氨基酸时, 也常结合等电点沉淀法。
1.2特殊试剂沉淀法某些氨基酸可以与一些有机或无机化合物结合, 形成结晶性衍生物沉淀, 利用这种性质向混合氨基酸溶液中加入特定的沉淀剂, 使目标氨基酸与沉淀剂沉淀下来, 达到与其它氨基酸分离的目的。
较为成熟的工艺有:揩氨酸与苯甲醛在碱性和低温条件下, 可缩合成溶解度很小的苯亚甲基精氨酸, 分离这种沉淀, 用盐酸水解除去苯甲醛, 即可得精氨酸盐酸盐; 亮氨酸与邻一二甲苯一 4一磺酸反应, 生成亮氨酸的磺酸盐, 后者与氨水反应得到亮氨酸; 组氨酸与氯化汞作用生成组氨酸汞盐的沉淀,再经处理就可得到组氨酸。
特殊试剂沉淀法虽然操作简单、选择性强, 但是由于沉淀剂回收困难, 废液排放污染严重,残留沉淀剂的毒性等原因已逐渐被它方法取代。
2、离子交换法离子交换法是利用不溶性高分子化合物 (即离子交换树脂对不同氨基酸吸附能力的差异对氨基酸混合物进行分组或实现单一成分的分离。
合成氨基酸的反应汇总
合成氨基酸的反应汇总一、Strecker氨基酸合成反应氰化钠，醛酮和胺进行缩合得到α -氨基腈，水解得到α -氨基酸的反应。
由于氰化钠毒性太大，而且溶解度不好，常用氰基磷酸二乙酯和丙酮氰醇作为氰源。
二、U. Schollkopf法合成手性氨基酸U.Schollkopf用L-Val和Gly缩合制得环二肽，再与Meerwein盐(Et30+BF4-)作用得甲基醚，经丁基锂脱质子得甘氨酸负离子，然后烷基化，酸水解，得手性α -氨基酸. 此法所得氨基酸的ee值可达95%以上。
制备反应如下图。
三、Evans氨基酸合成手性恶唑啉酮的不对称Aldol反应是Evans手性辅基的经典反应。
有多个小组尝试将Evans手性辅基应用于氨基酸合成. Evans和Vedras的小组独立报道了用Evans辅基的a-氨基化反应制备氨基酸的工作。
随后Hruby小组开展了大量工作，合成了多种结构的βγ-内旋转受阻α-氨基酸。
四、Bouveault-Locquin氨基酸合成反应丙二酸酯经过亚硝酸化-脱羧得到α-酮肟酯，接着还原生成氨基酸的反应。
五、Darapski氨基酸合成六、W.Oppolzer法手性辅基多数以天然产物为手性源，Oppolzer法的樟脑磺酸衍生物是一个典型，还有几个小组发展了基于樟脑衍生物的方法.樟脑内磺酞胺衍生物是多用途手性辅基，在许多工艺中用于手性拆分和不对称合成，应用于氨基酸不对称合成的方法见Scheme 4.七、Myers手性烷基化反应(Myers Asymmetric Alkylation)甘氨酸合成子的氨基大多以席夫碱保护，少数以叔酞胺、极少以叔胺形式存在。
唯独Myers法的氨基是游离的，并且辅基包含的手性中心不在环上。
Myers 法首次是作为不对称合成梭酸的一般方法报道的，该法采用(+)一和(-)-伪麻黄碱为手性辅基，制得酞胺，然后在拨基a一位烷基化，得到手性梭酸.该方法突出点是氨基不需保护，还适合制备亚胺基酸。
完整版)各种氨基酸的生产工艺
完整版)各种氨基酸的生产工艺本文介绍了谷氨酸的生产工艺，其中包括等电离交工艺方法、连续等电工艺、发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺、水解等电点法、低温等电点法和直接常温等电点法。
等电离交工艺方法是从发酵液中提取谷氨酸的一种方法。
该方法的缺点是废水量大，治理成本高，酸碱用量大。
连续等电工艺方法将谷氨酸发酵液适当浓缩后进行结晶，虽然水量相对较少，但氨酸提取率及产品质量较差。
发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺是通过超滤膜进行超滤，然后进行结晶、分离、洗涤等步骤得到谷氨酸晶体。
该方法设备简单，废水量减少，生产成本低，酸碱用量省。
水解等电点法是将发酵液浓缩后进行盐酸水解，然后进行过滤、脱色、浓缩等步骤得到谷氨酸晶体。
该方法设备简单，废水量减少，生产成本低，酸碱用量省。
低温等电点法和直接常温等电点法也是从发酵液中提取谷氨酸的方法，它们的优点都是设备简单，废水量减少，生产成本低，酸碱用量省。
发酵法制备谷氨酸晶体的工艺流程如下：首先将发酵液加入硫酸中，调节pH值为4.0-4.5，进行育晶2-4小时，然后再加入硫酸，调节pH值为3.5-3.8，再进行育晶2小时，最后加入硫酸，调节pH值为3.0-3.2，进行育晶2小时。
冷却降温后，进行搅拌16-20小时，沉淀2-4小时即可获得谷氨酸晶体。
该工艺具有设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省等优点。
L-亮氨酸的制备过程分为6个步骤。
首先，在浓缩罐中通入一次母液，加入蒸汽进行浓缩，温度为120度，气压为-0.09Mpa，浓缩时间为6小时，得到结晶液。
然后将结晶液进入一次中和罐中，加入硫酸和纯水进行中和，温度为80度，中和时间为4小时，过滤后得到滤液和滤渣。
接着将滤渣进入氨解罐中，加入氨水、纯水和蒸汽进行氨解，温度为80度，氨解时间为3小时，过滤后得到滤液和滤渣。
将滤渣进入脱色罐中，加入蒸汽、纯水和活性炭进行脱色，温度为80度，脱色时间为2小时，过滤后得到滤液和滤渣。
将滤液进入二次中和罐中，加入氨水和蒸汽进行中和，温度为80度，中和时间为4小时，过滤后得到滤液和滤渣。
实验室和工业中制备氨基酸的方法
实验室和工业中制备氨基酸的方法在生命科学领域中，氨基酸是一种非常重要的有机化合物。
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，同时也是许多生物活性物质的重要组成部分。
因此，制备氨基酸是生命科学研究中的一项重要课题。
要制备氨基酸，我们可以通过实验室合成或者工业生产两种途径。
下面我们将分别介绍这两种方法。
实验室合成氨基酸在实验室中制备氨基酸，我们需要用到一些基本的有机化学实验技术和仪器设备。
其中，氨基酸的合成多采用基于芳香族化合物的合成方法，这种方法的优点是易于操作且转化率较高。
以苯甲酸合成酪氨酸为例，首先将苯甲酸与乙酸酐加热混合，形成酰基乙酸。
然后，加入苯甲酰氯和亚氨酸，反应生成酰基氨基酸。
最后，水解得到酪氨酸。
然而，实验室合成氨基酸的转化率较低，而且操作过程中易出现多余反应，导致产物纯度低。
因此，在工业应用中，一般采用发酵或化学还原等方法制备氨基酸。
工业生产氨基酸在工业上制备氨基酸，主要采用的方法是利用微生物发酵生产或化学合成法。
发酵法制备氨基酸的关键步骤是选择适当的微生物菌种和培养条件。
以赖氨酸为例，赖氨酸是人体必需的氨基酸之一，是很多营养添加剂的重要成分。
发酵生产赖氨酸的菌种主要是大肠杆菌和芽孢杆菌等，发酵条件包括温度、pH值、营养物质浓度等。
发酵结束后，可通过蒸馏或纯化等方法得到高纯度的赖氨酸。
化学合成法制备氨基酸是对基础有机化学合成反应的一种应用。
以谷氨酸为例，化学合成法中，通过化学反应将苯氨酸和异戊酸酐合成前体物，然后在酸催化下，将前体物与氨基溶液反应生成谷氨酸。
相较于发酵法，化学合成法制备氨基酸具有反应纯度高和反应途径短的优点。
此外，在工业上制备氨基酸还可以采用微生物菌株基因改造，提高其产酸能力，从而实现大规模生产氨基酸。
但这种技术应用受到一些道德、法律和生态等诸多因素的影响，在建立伦理监管机制前，需要慎重思考。
总之，实验室合成和工业生产是两种制备氨基酸的方法。
与实验室合成相比，工业生产有更高的转化率和纯度。
氨基酸是这样做成的！
氨基酸是这样做成的！很多农业资源经过⼀定⼯艺可以提取氨基酸，并可制备成肥料，具有提⾼作物品质、抗逆性、增产等作⽤，经济效益和社会效益显著。
蛋⽩经过分解后形成氨基酸，蛋⽩分为植物性蛋⽩和动物性蛋⽩，也就是我们说的植物源氨基酸和动物源氨基酸。
植物源氨基酸常见的来源有⼤⾖、⼩麦、燕麦、⽟⽶等，动物源蛋⽩来源相对⽐较⼴泛，动物⽑发（⽻⽑、猪鬃等）、蚕蛹、动物⾎液、内脏、⽪⾻、低值鱼等都可被⽔解成可利⽤的氨基酸，⽽同样是植物源所含的氨基酸⽐例也⼤不相同，动物源的亦是如此。
⽐如，⽔解动物⽑发中含胱氨酸、丝氨酸较⾼，⽔解动物⽪⾻中含⽢氨酸、脯氨酸较⾼，动物⾎液⾥含亮氨酸、苯丙氨酸较⾼，⽟⽶、⼩麦中则含⾕氨酸较⾼。
01植物源氨基酸来源制备氨基酸肥料，⾸先要解决的问题是找到合适的制备氨基酸的原料来源。
肥料对蛋⽩品质的要求远低于饲料及⾷品，国内许多研究机构都以废弃蛋⽩（主要为动物⽑发、⽻⽑等）作为原料。
但⽬前国内专门针对动物⽑发进⾏收集的企业较少，产量不⾼，难以提供充⾜的现货资源。
⽬前国内⼤宗的⾼蛋⽩质原料⼀般是油料作物榨油后的饼粕。
⽬前我国市场销售的氨基酸肥多为⾖粕、棉粕或其他含氨农副产品。
⾖粕⾖粕是⼤⾖榨油后的加⼯副产物，含有丰富的蛋⽩质，饲料⽤⾖粕蛋⽩含量⾼达46%。
曾有研究专门以⾖粕为原料制备了⼀种黄⽠专⽤的氨基酸叶⾯肥，在选⽤合适的原料，科学的配⽐情况下，可以使黄⽠均衡⽣长，增产明显，黄⽠⼝感佳。
棉粕我国每年产棉籽1000万吨以上，提取棉油后的棉籽达600万吨，资源量全球第⼀。
棉粕是棉籽经过压榨、浸出等⼯艺提取油脂后得到的⼀种微红或黄⾊颗粒状物质，含粗蛋⽩质35%，粗纤维15%，且富含矿物质和维⽣素。
⽬前主要被⽤作动物饲料，因棉粕中的棉酚有⼀定的毒性，限制了其产品的应⽤。
曾有研究证明棉粕型氨基酸肥料对⼩麦⽣长发育有显著促进作⽤，能有效提⾼⼩麦株⾼、叶⾯积、叶绿素含量、⼲物质等指标。
02动物源氨基酸来源当下，研究⽐较热门的动物源氨基酸来源主要有⽑发、⾎液、鱼蛋⽩等。
各种氨基酸的生产工艺
各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸，即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH值至谷氨酸等电点(pH3.0-3.2),温度降到10以下沉淀，离心分离谷氨酸，再将上清液用硫酸调pH至1.5上732强酸性阳离子交换树脂，用氨水调上清液pH10进行洗脱，洗脱下来的高流分再用硫酸调PH1.0返回等电车间加入发酵液进行等电提取，离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是：废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中，同时加入硫酸，控制等电罐中PH值维持在3.2左右，温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是：水量相对较少；缺点是：氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤，澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH值为3.20〜3.25,然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并；另一部分在第二调酸罐中被调整pH值至4.5〜7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH值至3.20〜3.25 后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液--- 浓缩(78.9kPa,0.15MPa蒸汽)——盐酸水解(130 ℃, 4h ) ——过滤 ---- 滤液脱色——浓缩——中和，调pH至3.0-3.2(NaOH或发酵液)——低温放置，析晶谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液--- 边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5 --- 加晶种，育晶2h --- 边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2 ---- 冷却降温 ---- 搅拌16h ------ 4 ℃ 静置4h ---- 离心分离------ 谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液加硫酸调节pH4.0-4.5 -------- 育晶2-4h --- 加硫酸调至pH3.5-3.8 ---- 育晶2h ---- 加硫酸调至pH3.0-3.2 -----育晶2h ----- 冷却降温------ 搅拌16-20h ----- 沉淀2-4h ----- 谷氨酸晶体此工艺的优点：设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
氨基酸的制备
氨基酸
不同的R基就 具有不同功能
利用氰酸根把醛基變為羧酸，同時加入氨基。
水解
R基 这是制备a-氨基酸的一个简便方法。
Strecker 合成法
反應機理：
Strecker 合成法
反應機理：
氨基酸的制備
• 胺基酸都是由α-酮酸開始合成的。它們在合成過 程中在特定的轉氨酶催化下通過轉氨作用從另一 個胺基酸分子（一般為谷氨酸）上得到氨基。反 應過程可簡化為如下方程：
• α-酮酸 + 谷氨酸 某種胺基酸 + α-酮戊二酸 • 谷氨酸自身則是由α-酮戊二酸經胺化形成的。反
應過程如下： • α-酮戊二酸+NH4+↔谷氨酸
其他方法制备氨基酸
謝謝
的氨基酸
பைடு நூலகம்
羧基
氨基
α-氨基酸
常見的制备方法
➢ α-卥代酸的水解 ➢ Gabrial-法 ➢ Strecker 合成法
α-卥代酸的水解
Gabrial-法
R基
邻苯二甲酰亚胺盐和 卤代烷的反应是亲核
取代反应
水解、脫羧
Gabrial-法
➢ 有些情况下水解很困难，可以用肼解来代替：
肼
Strecker 合成法
高中化学奥赛有机化学教案21--氨基酸
⾼中化学奥赛有机化学教案21--氨基酸21--氨基酸§1 .氨基酸的结构、命名和分类1、蛋⽩质⽔解所得的氨基酸除个别例⼦外，都是α—氨基酸或其衍⽣物（脯氨酸）。
⽤酸或酶使蛋⽩质⽔解时，得到α—氨基酸，除⽢氨酸以外，都是旋光的，并且都属于L型。
D型α—氨基酸也存在于⾃然界，例如存在于某些抗⽣素中。
2、天然产氨基酸多⽤习惯名称，即按其来源或性质命名。
例如门冬氨基酸最初是由天门冬的幼苗中发现的；⽢氨酸是因为具有甜味⽽得名。
天然产的氨基酸⽬前知道的已超过⼀百种。
但在⽣物体内作为合成蛋⽩质原料的只有⼆⼗种，这⼆⼗种氨基酸象⽆机符号⼀样，都有国际通⽤的符号来表⽰，3、氨基酸可分为链状、芳⾹族、杂环氨基酸。
如：根据R的不同可分为六种（R为烃基、含羟基、含氨基、含硫，含羧基，还有结构⽐较特殊的脯氨酸）§2.氨基酸的性质1、氨基酸的酸碱性氨基酸分⼦中的氨基是碱性的，⽽羧基则是酸性的但它们的酸碱解离常数⽐起⼀般的羧基-COOH 和氨基-NH 2来都低的很。
例如：⽢氨酸：Ka=1.6×10-10，Kb=2.5×10-12⼤多数的羧酸：Ka=10-5这说明氨基酸在⼀般情况下不是以游离态的羧基和氨基存在的，⽽是以内盐的形式存在（内盐：偶极离⼦），H 3N + _CHRCOO - 。
如果把测得氨基酸的Ka 值看成是代表⽢氨酸中铵离⼦的酸度：Ka ~ -NH 3+把测得⽢氨酸的Kb 值看成是代表⽢氨酸中羧酸根离⼦的碱度：Kb ～-COO -则其酸碱度与其测得的相符合。
因为在⽔溶液中⼀个共轭酸和它的共轭碱的关系式是： Ka×Kb=10-14那么，-NH 3+的共轭碱是 -NH 2-COO -的共轭酸是-COOH 。
根据上式可以算出⽢氨酸 -NH 2 的Kb=6.3×10-5，同样-COOH 的Ka=4×10-3。
前者对⼀个脂肪胺来说,后者对⼀个有强吸电⼦基（-NH 3+）的羧酸来说，其酸碱度是合理的数值（有强吸电⼦基时，酸性增强）。
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氨基酸的制备方法几乎所有的氨基酸分离纯化工艺均利用了氨基酸在不同的 pH 值时电荷量不同这一特性。
氨基酸的分离纯化方法主要有:沉淀法、离子交换法、萃取法、吸附法、膜分离法及结晶法等。
1、沉淀法沉淀法是最古老的分离、纯化方法,目前仍广泛应用在工业上和实验室中。
它是利用某种沉淀剂使所需要提取的物质在溶液中的溶解度降低而形成沉淀的过程。
该方法具有简单、方便、经济和浓缩倍数高的优点。
氨基酸工业中常用沉淀法有等电点沉淀法,特殊试剂沉淀法和有机溶剂沉淀法。
1.1利用氨基酸的溶解度分离或等电点沉淀法在生产中常利用各种氨基酸在水和乙醇等溶剂中溶解度的差异, 将氨基酸彼此分离。
如胱氨酸和酪氨酸在水中极难溶解, 而其它氨基酸则比较易溶; 酪氨酸在热水中溶解度大,而胱氨酸则无大差别。
根据此性质,即可把它们分离出来, 并且互相分开。
另外, 可以利用氨基酸的两性解离有等电点的性质。
由于氨基酸在等电点时溶解度最小, 最容易析出沉淀, 所以利用溶解度法分离氨基酸时, 也常结合等电点沉淀法。
1.2特殊试剂沉淀法某些氨基酸可以与一些有机或无机化合物结合, 形成结晶性衍生物沉淀, 利用这种性质向混合氨基酸溶液中加入特定的沉淀剂, 使目标氨基酸与沉淀剂沉淀下来, 达到与其它氨基酸分离的目的。
较为成熟的工艺有:揩氨酸与苯甲醛在碱性和低温条件下, 可缩合成溶解度很小的苯亚甲基精氨酸, 分离这种沉淀, 用盐酸水解除去苯甲醛, 即可得精氨酸盐酸盐; 亮氨酸与邻一二甲苯一 4一磺酸反应, 生成亮氨酸的磺酸盐, 后者与氨水反应得到亮氨酸; 组氨酸与氯化汞作用生成组氨酸汞盐的沉淀,再经处理就可得到组氨酸。
特殊试剂沉淀法虽然操作简单、选择性强, 但是由于沉淀剂回收困难, 废液排放污染严重,残留沉淀剂的毒性等原因已逐渐被它方法取代。
2、离子交换法离子交换法是利用不溶性高分子化合物 (即离子交换树脂对不同氨基酸吸附能力的差异对氨基酸混合物进行分组或实现单一成分的分离。
离子交换树脂是一种具有离子交换能力的高分子化合物。
它不溶于水、酸和碱, 也不溶于普通有机溶剂, 化学性质稳定。
离子交换树脂作为固定相, 本身具有正离子或负离子基团,和这些离子相结合的不同离子是可电离的交换基团 (或称功能基团。
在离子交换过程中, 溶液中的离子自溶液中扩散到交换树脂的表面, 然后穿过表面, 又扩散到交换树脂颗粒内, 这些离子与交换树脂中的离子互相交换, 交换出来的离子扩散到交换树脂表面外, 最后再扩散到溶液中去。
这样, 当溶液和树脂分离后, 其组成都发生了变化,从而达到分离纯化的目的。
在生产中,在适当的 pH 条件下,如在 pH=5~6的蛋白质水解液中,碱性氨基酸解离成阳离子,酸性氨基酸就解离成阴离子, 而中性氨基酸基本上呈电中性。
选择适当的交换树脂, 就能实现单一的或者分组的选择性吸附。
然后用不同 pH 的洗脱液,可把各种氨基酸分别洗脱下来。
离子交换法提取氨基酸处理量大, 工艺较成熟。
但由于该法是利用各种氨基酸之间等电点的差异, 所以只有当欲被分离的混合氨基酸之间的等电点相差较大时才能较好的分开, 对于等电点相近的混合氨基酸只能部分得以分开或根本就难以分离。
另外, 氨基酸离子在树脂中的扩散速度较慢, 因此一方面要求料液的流速较低,另一方面对于氨基酸浓度较高的料液在上离子交换柱前还要进行稀释, 这就必然导致所需的设备太大。
3、萃取法3.1反应萃取反应萃取就是选择适当的反应萃取剂, 其解离出来的离子与氨基酸解离出来的离子发生反应, 生成可以溶于有机相的萃取配合物, 从而使氨基酸从水相进入有机相。
由于萃取剂与不同的氨基酸反应形成性质不同的萃合物, 扩大了那些性质相近的氨基酸的性质差别, 从而达到彼此分离和提纯的目的。
迄今为止, 人们采用了两种不同形式的反应萃取剂,一类是在低 pH 值下萃取氨基酸阳离子,另一种是在高 pH 值下萃取氨基酸阴离子。
3.2溶剂萃取由于氨基酸是离子型化合物, 它们在非极性溶剂中的溶解度很低, 因此物理萃取法难以用来提取氨基酸。
近些年来先后开发了化学萃取法分离提取氨基酸, 其中有机胺类和以有机磷酸为应用最多的两大类萃取剂嗍, 尤其是在有机磷酸为萃取剂的萃取过程研究很多, 并开发大量的工艺过程。
采用高级脂肪酸, 如月桂酸、硬脂酸、棕榈酸和油酸可以有效地萃取分离碱性氨基酸。
这些脂肪酸无毒、价廉。
但是, 碱性氨基酸比较容易用离子交换法有效地分离。
萃取法分离碱性氨基酸恐怕难有商业应用前景嗍。
利用氨基酸不溶于水, 而易溶于液氨的性质, 发展了液氨萃取技术。
应用这种技术,在蒸发了氨后,可获得氨基酸的极好结晶。
化学萃取法分离混合氨基酸主要也是利用不同氨基酸之间等电点差别, 与离子交换法相似,只有当混合氨基酸之间的等电点相差足够大时才能被萃取分离开, 对于等电点相近的氨基酸如中性氨基酸, 它们的等电点几乎一致, 因此化学萃取法是难以分离混合中性氨基酸的。
3.3反向微胶团萃取反向微胶团是溶在有机溶剂中的表面活性剂自发形成的纳米级的一种聚体,表面活性剂的极性尾在外与非极性的有机溶剂接触, 而极性头则排列在内形成极性核,极性核溶于水后就形成了“水池” 。
当含有氨基酸的水溶液与含反相微胶团的有机溶剂相混合时, 氨基酸以带电离子状态进入反相微胶团的“水池” 内或微胶团球粒的界面分子膜层内而被分离。
反相微胶团对氨基酸具有相当强的萃取能力。
氨基酸是以离子状态被萃取的,不同带电状态的氨基酸离子的被萃取能力不同。
pH 变化对氨基酸萃取分配比的影响是通过改变氨基酸在水溶液中的电离状态而影响氨基酸的总分配比的。
水溶液中的离子强度变化则是影响氨基酸离子与表面活性剂之间的静电作用强弱来影响氨基酸的被萃取能力的。
反相微胶团对氨基酸的萃取由于反萃用的是离子强度更大的盐溶液, 所以反萃液尚需进一步将氨基酸与无机盐分离, 才能得到纯的氨基酸。
到目前为止大多数研究的只是适用于低盐浓度的氨基酸料液如发酵液,对于同时含有多种氨基酸且盐浓度高的料液如胱氨酸母液则不能适用。
3.4液膜萃取液膜萃取, 也称液膜分离, 是将第三种液体展成膜状以便隔开两个液相, 利用液膜的选择透过性, 使料液中的某些组分透过液膜进入接受液, 然后将三者各自分开, 从而实现料液组分的分离. 液膜分离过程是由三个液相所形成的两个相界面上的传质分离过程, 实质上是萃取与反萃取的结合液膜萃取兼有溶剂萃取和膜渗透两项技术的特点,按其结构可分为乳化液膜和支撑液膜两大类。
乳化液膜为液体表面活性剂形成的球面, 将溶液分为内相和外相, 液膜只有几个分子厚,单位体积设备的表面积可达 1000~3000m2/m3 。
乳状液膜萃取法提取氨基酸是一种具有工业应用前景的分离氨基酸的新方法, 它具有膜分离技术的优点,在常温下操作,能耗少,又不象固体膜需要高压操作,存在膜污染老化而需经常清洗、维修和更换的麻烦。
但是,目前大多数研究仍处于实验室阶段, 未见工业报道。
乳状液膜萃取法要实现工业化, 还必须研究解决萃取过程的乳化问题、低毒萃取剂的选择和萃取剂残留物对产品质量影响的问题及萃取平衡和传质速率问题。
支撑液膜是将起分离作用的液相借助毛细作用同定在多孔高分子膜中, 由载体、有机溶剂(或称稀释剂和多孔高分子膜(或称支撑体三个组分组成,其体系由料液、支撑液膜和反萃取液三个连续相组成, 支撑液膜可以使萃取与反萃取在液膜的两侧同时进行,从而避免载体负荷的限制、减少了有机相的使用量, 解决了乳化液膜的乳化液稳定条件及破乳等问题。
而且支撑液膜因其结构简单的特点,可用于研究确定传递机理。
4、吸附法吸附法是利用恰当的吸附剂,在一定的 pH 条件下,使混合液中氨基酸被吸附剂吸附, 然后再用适当的洗脱剂将吸附的氨基酸从吸附剂上解吸下来, 达到浓缩和提纯的目的。
常用的吸附剂有高岭土、氧化铝、酸性白土等无机吸附剂。
吸附法具有很多优点,如:不用或少用有机溶剂;操作简便、安全,设备简单;吸附过程pH 变化小等。
但是吸附法的选择性差,收率低,特别是一些无机吸附剂性能不稳定,不能连续操作,劳动强度大, 尤其活性炭影响环境卫生。
所以吸附法曾有一段时间很少采用, 几乎被其它方法所代替。
但随着大孔网状聚合物吸附剂的合成和不断发展,吸附法又重新被人们重视。
5、毛细电渗析电渗析也是对氨基酸发酵液脱盐浓缩的常用方法。
其中毛细电渗析以集成电路为基础的毛细电渗析, 通过添加少量溶解聚合物, 可明显提高肽缩氨酸和氨基酸的溶解与分离。
毛细电渗析已成为一种应用广泛的分离大范围多种类无机或有机化合物的方法。
它可以与传统的色谱分离方法相媲美。
因为它的高分离效率。
6、膜分离法膜分离法可以实现混合溶液的分离是因为在膜和溶液的界面处存在以下机理:由于亲水性等原因所引起的选择性透过效应;与分子尺寸有关的筛分效应; 膜与氨基酸的电荷效应。
国外膜分离工艺已应用于乳制品工业。
采用反渗透浓缩乳清, 使用超滤法从乳清中制备浓缩蛋白质, 使用微米膜分离乳清中的蛋白质、去除脱脂乳中的细菌, 使用纳滤膜去除乳清中的矿物质。
近些年, 又开始研究膜过滤分离蛋白质、肽和氨基酸的可行性。
在人体的新陈代谢过程中存在大量生物膜渗透现象。
研究氨基酸的膜分离不仅可以找出有效的生物分离技术, 而且有助于加深对这些新陈代谢过程的理解。
7、结晶法结晶是纯化物质的有效手段。
为了得到具有特定粒度分布、主粒度和晶型的氨基酸晶体产品, 必须对氨基酸结晶的整个过程进行良好的控制。
在工业结晶中, 生物产品的多晶型现象必须给予足够的重视。
因为许多情况下, 只有特定的晶体形态才具有药理作用。
对于多晶型现象最有可能的解释为, 何种晶型最先出现是由稳定形态和较稳定形态晶体的相对成核和成长速率决定的, 也就是说动力学因素起决定作用。