-丝氨酸分离提取的研究进展
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Abstract ：The common methods used in the separation and extraction process of L-serine，such as paper chromatography， ion exchange，isopoint potential precipitation and membrane separation，are introduced.The basic principles，characteristics and development trends of various methods are introduced.
关键词 ：- 丝氨酸 ；纸层析法 ；等电点沉淀法 ；膜分离法 ；离子交换法 中图分类号 ：TE662 文献标志码 ：A 文章编号 ：1003–6490（2018）09–0196–02
Progress in the Separation and Extraction of L-Serine
Zhang Hua-fang
Key words ：L-serine ；paper chromatography ；isoelectric point precipitation ；membrane separation ；ion exchange
L- 丝氨酸为中性氨基酸，是一种非极性、不带电、人体 非必需氨基酸，具备很多重要的功能，因此，在食品行业、 医药行业、化妆品等精细化工行业中均有广泛的应用。食品 方面可以作为食品添加剂，增加食品的风味，改善菜肴的味道。 医药方面，可以合成嘌呤、胸腺嘧啶、胆碱的前体 ；丝氨酸 的衍生物作为抗生素和抗癌剂，可用于治疗结核病和肿瘤 ； 同时偶氮丝氨酸作为谷胺酰胺的抗代谢物，可用于治疗急性 白血病和柯杰金氏病。化妆品行业中。 1 L-丝氨酸作为高级化妆品中的关键添加剂[1]
第Baidu Nhomakorabea4卷第9期
2018年9月
医药化工
Pharmaceutical and Chemical
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
-丝氨酸分离提取的研究进展
张华芳 （四川化工职业技术学院，四川泸州 646000）
摘 要 ：总结了 - 丝氨酸分离提取过程中常用的方法，如纸层析法、离子交换法、等点电位沉淀法、膜分离法，介绍了各 种方法的基本原理、特点和发展动态。
离子交换法仅仅是利用各种氨基酸等电点的差异，所以 想要较好地实现分离效果，就必须使不同混合氨基酸之间的 等电点差异较为明显。离子交换树脂（有交换离子的活性基
收稿日期 ：2018–07–10 作者简介 ：张华芳（1990—），女，四川泸州人，助理实验师，主要
研究方向为应用化学、分析检验。
·196·
团）、离子交换纤维（纤维状离子交换材料）是当今常用的离 子交换剂 [6]。离子交换树脂操作条件易于调整，成本较低，研
究比较全面，分离得到的氨基酸量也比较大。 孙进等 [7] 利用国产 717 型树脂，用 1mol/L 酸、碱先后处
理成 OH- 型，水洗至中性后装三根 25×500 柱。控制条件 ：酶 反应液转速 3 600r/min，离心时间 10min，上清液调至 pH=7.5， 以 0.5mL/min 的流速上至第一根树脂柱。串联其他剩下的两根 树脂柱，洗脱则用酸度为 2 的盐酸溶液进行。对酶反应液中同 时含有甘氨酸和丝氨酸进行了分离，结果表明 ：丝氨酸的收 率可以达到 77%，分离提取效果较好。韦平和等 [8] 采用离子 交换技术和膜分离联合分离纯化转化液中的 L- 丝氨酸。结果 表明 ：当解吸剂浓度为 0.08mol/L，上柱流速为 55mL/min，解 吸流速为 30mL/min 时，对转化液含有的甘氨酸进行有效分离， 可明显提高 L- 丝氨酸的收率。周圆圆对毛发水解液中 L- 丝 氨酸的分离中再次确定了丝氨酸分离提取的工艺。当毛发溶
液中含有的氯离子浓度仅为 0.2mol/L 时，717 型阴离子树脂很 难吸附 L- 丝氨酸。当选用大孔强酸型阳离子交换树脂，控制 pH 的条件为 3.0 左右，氨基酸回收率达到 84.13%，脱盐率为 95.51%[4]。 1.3 等电点沉淀法
L- 丝氨酸分离提取工艺主要是利用了氨基酸的分配系数 及在不同的 pH 值下氨基酸电荷量不同的特性进行的。分离提 取方法主要有纸层析法、离子交换法、等点电位沉淀法、膜 分离法等。 1.1 纸层析法
分离鉴定氨基酸中经典的方法是纸层析法。分配方法基 于被分离物质的化学、物理及生物学特性的不同，根据其分 配系数的不同而进行的分析方法 [3]。
周圆圆 [4] 采用改进的层析法，对谷氨酸、苏氨酸和丝氨 酸的样品进行层析分析，结果表明 ：选用展层系统，异戊醇∶ 吡啶∶二已胺∶水比例为 10 ∶ 10 ∶ 0.3 ∶ 7 时，丝氨酸和苏 氨酸 Rf 值相差仅为 0.01，谷氨酸和丝氨酸 Rf 值相差仅为 0.02， 但用肉眼观察很难分辨。关洪亮等 [5] 也进行改进茚三酮显色法， 并将其应用于难以分离的氨基酸的检测。结果表明 ：茚三酮 法定性定量检测丝氨酸的最佳实验条件为显色剂用量每 10mL 展层剂 2.5mL0.1% 茚三酮，溶液 pH 为 4.5 左右，并在 105℃下 加热 5min。 1.2 离子交换法
L- 丝氨酸是目前市场上最昂贵的氨基酸之一，在微生物 体内处于中间代谢阶段，提取非常困难。它的生产方法通常 有发酵法、蛋白质水解提取法、化学合成法、生物酶法等 [2]。 发酵法以前提发酵法为主，作为 L- 丝氨酸生产技术已经工业 化，主要以甘氨酸为前体进行生产。蛋白质水解法以天然蛋 白质为原材料，得到的是多种氨基酸的混合物。化学法合成 在原料药生产中极少使用，主要存在生产成本较高、工艺污 染排放严重、D- 丝氨酸与 L- 丝氨酸难分离等缺点。酶法具有 选择性髙、产物收率髙的优势。但各种生产方法难点在于分 离提取工艺复杂，成本较高，产率不好等特点。因此，研究 L氨基酸的分离有很大的研究意义和价值。
关键词 ：- 丝氨酸 ；纸层析法 ；等电点沉淀法 ；膜分离法 ；离子交换法 中图分类号 ：TE662 文献标志码 ：A 文章编号 ：1003–6490（2018）09–0196–02
Progress in the Separation and Extraction of L-Serine
Zhang Hua-fang
Key words ：L-serine ；paper chromatography ；isoelectric point precipitation ；membrane separation ；ion exchange
L- 丝氨酸为中性氨基酸，是一种非极性、不带电、人体 非必需氨基酸，具备很多重要的功能，因此，在食品行业、 医药行业、化妆品等精细化工行业中均有广泛的应用。食品 方面可以作为食品添加剂，增加食品的风味，改善菜肴的味道。 医药方面，可以合成嘌呤、胸腺嘧啶、胆碱的前体 ；丝氨酸 的衍生物作为抗生素和抗癌剂，可用于治疗结核病和肿瘤 ； 同时偶氮丝氨酸作为谷胺酰胺的抗代谢物，可用于治疗急性 白血病和柯杰金氏病。化妆品行业中。 1 L-丝氨酸作为高级化妆品中的关键添加剂[1]
第Baidu Nhomakorabea4卷第9期
2018年9月
医药化工
Pharmaceutical and Chemical
化工设计通讯
Chemical Engineering Design Communications
-丝氨酸分离提取的研究进展
张华芳 （四川化工职业技术学院，四川泸州 646000）
摘 要 ：总结了 - 丝氨酸分离提取过程中常用的方法，如纸层析法、离子交换法、等点电位沉淀法、膜分离法，介绍了各 种方法的基本原理、特点和发展动态。
离子交换法仅仅是利用各种氨基酸等电点的差异，所以 想要较好地实现分离效果，就必须使不同混合氨基酸之间的 等电点差异较为明显。离子交换树脂（有交换离子的活性基
收稿日期 ：2018–07–10 作者简介 ：张华芳（1990—），女，四川泸州人，助理实验师，主要
研究方向为应用化学、分析检验。
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团）、离子交换纤维（纤维状离子交换材料）是当今常用的离 子交换剂 [6]。离子交换树脂操作条件易于调整，成本较低，研
究比较全面，分离得到的氨基酸量也比较大。 孙进等 [7] 利用国产 717 型树脂，用 1mol/L 酸、碱先后处
理成 OH- 型，水洗至中性后装三根 25×500 柱。控制条件 ：酶 反应液转速 3 600r/min，离心时间 10min，上清液调至 pH=7.5， 以 0.5mL/min 的流速上至第一根树脂柱。串联其他剩下的两根 树脂柱，洗脱则用酸度为 2 的盐酸溶液进行。对酶反应液中同 时含有甘氨酸和丝氨酸进行了分离，结果表明 ：丝氨酸的收 率可以达到 77%，分离提取效果较好。韦平和等 [8] 采用离子 交换技术和膜分离联合分离纯化转化液中的 L- 丝氨酸。结果 表明 ：当解吸剂浓度为 0.08mol/L，上柱流速为 55mL/min，解 吸流速为 30mL/min 时，对转化液含有的甘氨酸进行有效分离， 可明显提高 L- 丝氨酸的收率。周圆圆对毛发水解液中 L- 丝 氨酸的分离中再次确定了丝氨酸分离提取的工艺。当毛发溶
液中含有的氯离子浓度仅为 0.2mol/L 时，717 型阴离子树脂很 难吸附 L- 丝氨酸。当选用大孔强酸型阳离子交换树脂，控制 pH 的条件为 3.0 左右，氨基酸回收率达到 84.13%，脱盐率为 95.51%[4]。 1.3 等电点沉淀法
L- 丝氨酸分离提取工艺主要是利用了氨基酸的分配系数 及在不同的 pH 值下氨基酸电荷量不同的特性进行的。分离提 取方法主要有纸层析法、离子交换法、等点电位沉淀法、膜 分离法等。 1.1 纸层析法
分离鉴定氨基酸中经典的方法是纸层析法。分配方法基 于被分离物质的化学、物理及生物学特性的不同，根据其分 配系数的不同而进行的分析方法 [3]。
周圆圆 [4] 采用改进的层析法，对谷氨酸、苏氨酸和丝氨 酸的样品进行层析分析，结果表明 ：选用展层系统，异戊醇∶ 吡啶∶二已胺∶水比例为 10 ∶ 10 ∶ 0.3 ∶ 7 时，丝氨酸和苏 氨酸 Rf 值相差仅为 0.01，谷氨酸和丝氨酸 Rf 值相差仅为 0.02， 但用肉眼观察很难分辨。关洪亮等 [5] 也进行改进茚三酮显色法， 并将其应用于难以分离的氨基酸的检测。结果表明 ：茚三酮 法定性定量检测丝氨酸的最佳实验条件为显色剂用量每 10mL 展层剂 2.5mL0.1% 茚三酮，溶液 pH 为 4.5 左右，并在 105℃下 加热 5min。 1.2 离子交换法
L- 丝氨酸是目前市场上最昂贵的氨基酸之一，在微生物 体内处于中间代谢阶段，提取非常困难。它的生产方法通常 有发酵法、蛋白质水解提取法、化学合成法、生物酶法等 [2]。 发酵法以前提发酵法为主，作为 L- 丝氨酸生产技术已经工业 化，主要以甘氨酸为前体进行生产。蛋白质水解法以天然蛋 白质为原材料，得到的是多种氨基酸的混合物。化学法合成 在原料药生产中极少使用，主要存在生产成本较高、工艺污 染排放严重、D- 丝氨酸与 L- 丝氨酸难分离等缺点。酶法具有 选择性髙、产物收率髙的优势。但各种生产方法难点在于分 离提取工艺复杂，成本较高，产率不好等特点。因此，研究 L氨基酸的分离有很大的研究意义和价值。