氨基酸的生产及医药方面的应用
氨基酸的作用和功能详解
氨基酸的作用和功能详解作者: MEILIN位于: 保健食品什么是氨基酸？氨基酸是蛋白质的构建模块。
从生命诞生起它们就相互链接在一起构筑人体，因此可以把氨基酸看做生命的积木。
这是有两个步骤的过程：氨基酸链接到一起，形成肽或多肽。
蛋白质由这些群组制成。
氨基酸的种类不止一个。
其中构成蛋白质的氨基酸总共有20个不同种类。
氨基酸的种类决定了蛋白质的形状。
人们比较熟悉的氨基酸包括谷氨酰胺，甘氨酸，苯丙氨酸，色氨酸，缬氨酸。
其中的苯丙氨酸，色氨酸，缬氨酸是人类必需氨基酸，其他的必需氨基酸还有异亮氨酸，亮氨酸，赖氨酸，蛋氨酸和苏氨酸。
人体本身不能合成必需氨基酸，因此需要从食物获得。
其中一个最知名的必需氨基酸是色氨酸，它在人体许多功能中扮演了重要角色。
色氨酸诱导正常睡眠，帮助减轻压力，抑郁，和动脉痉挛风险，并促进免疫系统健康。
色氨酸最著名的用途可能是产生血清素，正是这种物质帮助你睡个好觉。
氨基酸的作用氨基酸是蛋白质的组成部分，而蛋白质是肌肉，腺体，器官，肌腱，酶，指甲和头发的组成部分。
这使氨基酸的地位变得至关重要。
尽管我们掌握很多关于维生素的知识，但大部分人对氨基酸的作用了解的很少。
你会发现氨基酸涉及到生活中的各个方面，甚至还与睡眠呼吸暂停有联系，缺乏它会导致一系列疾病。
虽然这种元素的缺乏通常不能用传统诊断方法获知，但生化检查可以发挥很大作用，它可以帮助医生认识和治疗疾病。
每日需要量当身体感觉疲劳和锻炼受损时，就需要引起一些注意。
氨基酸可以帮助修复，恢复和建立人体组织。
身体可以自然产生10种氨基酸（总共20种），这些氨基酸被称为非必需氨基酸。
其他的氨基酸必须从食物获取。
如果不能获得足够的氨基酸，身体蛋白质就会降低，从而导致疾病发生。
人体不能像储存脂肪一样存储氨基酸，因此，每日饮食必须包含氨基酸。
制造蛋白质氨基酸是组成蛋白质的基本元素。
当某些人体细胞需要蛋白质时(例如当人体“增长”肌肉时)，氨基酸排列连接在一起形成RNA（即核糖核酸、DNA的复制品）。
氨基酸类药物
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(一) 水解法
胱氨酸结构
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L-胱氨酸－工艺路线
水解、中和、粗制、精制
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L-胱氨酸－工艺讨论
（1）影响毛发蛋白水解的因素
酸的用量、水解时间、水解温度。
* R CH COOH NH2
3
α-氨基酸的构型
除Gly外，分子中α-碳均为手性碳原子，有旋光异构体。 构型习惯上采用D/L法标记。不论含几个手性碳原子，以 α-碳的构型为准。
COOH H NH2 R
D-α-氨基酸
COOH H2N H R
L-α-氨基酸
COOH H 2N H CH 3
L-α-丙氨酸
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(三) 氨基酸及其衍生物在医药中应用
5.用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物
偶氮丝氨酸，氯苯丙氨酸，磷天冬氨酸及重氮
氧代正亮氨酸等。
偶氮丝氨酸用于治疗急性白血病及霍奇金病.氯
苯丙氨酸用于治疗肿瘤综合症,减轻症状.磷天冬氨 酸用于治疗B16黑色素瘤及Lewis肺癌.重氮氧代正 亮氨酸用于治疗急性白血病.
O2N F Sanger试 剂 （ DNFB）
NO2
NO2 （ DNP ）
H2O2 或 KMnO4 , 酶
RCCO2H NH 亚 基 氨 酸
H2O
NH3 + RCCO2H （ 催 下 蛋 质 解 酶 化 的 白 分 代 的 要 程 谢 重 过 ） O
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3．氨基酸羧基的反应
OH
-
RCH CO2 NH2
氨基酸溶液的作用-概述说明以及解释
氨基酸溶液的作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述：氨基酸溶液是一种由氨基酸组成的溶液，氨基酸是生命体中最基本的有机化合物之一，是构成蛋白质的基本单元。
氨基酸溶液在生物学中起着重要的作用，不仅是细胞的基本组成成分，还参与了许多重要的生物过程。
本文将探讨氨基酸溶液的定义和组成以及其在生物学中的作用。
氨基酸溶液的组成主要包括20种常见的氨基酸，它们分别是丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、缬氨酸、亮氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸、组氨酸、色氨酸、丝氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、酸性氨基酸、精氨酸、甘氨酸、异白氨酸和脯氨酸。
每种氨基酸都有不同的化学结构和特性，它们通过不同的连接方式形成各种各样的蛋白质，进而发挥不同的生物学功能。
氨基酸溶液在生物学中扮演着多种角色。
首先，氨基酸是构成蛋白质的基本单元，蛋白质是细胞中重要的宏观分子。
蛋白质具有诸多功能，包括参与酶催化反应、构建细胞结构、传递信号和调节基因表达等。
其次，氨基酸还是细胞内许多生化途径的关键参与者，如糖酵解和脂肪酸合成等。
此外，氨基酸还可以被转化为能量，通过与其他代谢途径相互关联，提供细胞生存所需的能量来源。
总之，氨基酸溶液是生物学中不可或缺的成分，它不仅是构成蛋白质的基础，还参与了多种重要的生物过程。
深入研究氨基酸溶液的定义和组成以及其生物学作用，有助于我们更好地理解生命的本质，推动生物医学和生物工程领域的发展。
在未来，氨基酸溶液的应用前景将更加广阔，有望为人类健康和工业生产带来更多的进步与创新。
文章结构部分的内容可以写成以下内容：文章结构：本篇文章主要分为引言、正文和结论三个部分，具体结构如下：1. 引言1.1 概述在这部分，我们会简要介绍氨基酸溶液的基本概念和重要性。
同时，我们也会讨论氨基酸溶液在生物学中扮演的角色以及其在实际应用中可能具有的潜力。
1.2 文章结构在这一部分，我们会对整个文章的结构做一个简要的介绍，以帮助读者更好地理解文章的内容和组织结构。
氨基酸生产技术及其应用
氨基酸生产技术及其应用氨基酸是构成蛋白质的基本单元，也是人体必需的营养物质之一。
随着人们对健康的关注度不断提高，氨基酸的需求量也在逐年增加。
因此，氨基酸生产技术及其应用也越来越受到人们的关注。
一、氨基酸生产技术氨基酸生产技术主要分为两种：化学合成和微生物发酵。
1. 化学合成化学合成是氨基酸生产的传统方法，其原理是通过化学反应合成氨基酸。
这种方法的优点是反应速度快，产量高，但缺点也很明显，如反应条件苛刻，反应物成本高，产物纯度低等。
2. 微生物发酵微生物发酵是目前氨基酸生产的主要方法，其原理是利用微生物代谢产生氨基酸。
这种方法的优点是反应条件温和，反应物来源广泛，产物纯度高等。
目前，主要采用的微生物有大肠杆菌、酵母菌、放线菌等。
二、氨基酸的应用氨基酸广泛应用于医药、食品、化工等领域。
1. 医药领域氨基酸是人体必需的营养物质之一，可以用于制造各种营养补充剂、保健品等。
此外，氨基酸还可以用于制造抗生素、激素、维生素等药物。
2. 食品领域氨基酸是食品添加剂中的重要成分，可以用于增强食品的营养价值、改善食品的口感等。
目前，氨基酸已广泛应用于各种食品中，如饮料、奶制品、肉制品等。
3. 化工领域氨基酸可以用于制造各种化工产品，如涂料、塑料、橡胶等。
此外，氨基酸还可以用于制造肥料、饲料等农业产品。
三、氨基酸生产技术的发展趋势随着人们对健康的关注度不断提高，氨基酸的需求量也在逐年增加。
为了满足市场需求，氨基酸生产技术也在不断发展。
1. 微生物发酵技术的改进微生物发酵技术是目前氨基酸生产的主要方法，但其仍存在一些问题，如微生物菌株的选育、发酵条件的优化等。
因此，未来的发展方向是通过改进微生物发酵技术，提高氨基酸的产量和质量。
2. 生物技术的应用生物技术是氨基酸生产的新兴技术，其原理是利用基因工程技术改造微生物菌株，使其能够高效地合成氨基酸。
这种方法的优点是反应速度快，产量高，且对环境污染小。
因此，未来的发展方向是通过生物技术的应用，提高氨基酸的产量和质量。
氨基酸是什么、作用
什么是氨基酸？1、氨基酸是构建生物机体的众多生物活性大分子之一是构建细胞、修复组织的基础材料被人体用于制造抗体蛋白以对抗细菌和病毒的侵染制造血红蛋白以传送氧气制造酶和激素以维持和调节新陈代谢氨基酸是制造精卵细胞的主体物质是合成神经介质的不可缺少的前提物质氨基酸能够为机体和大脑活动提供能源2、氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质，是在生物体内构成蛋白质分子的基本单位，与生物的生命活动有着密切的关系。
它在抗体内具有特殊的生理功能，是生物体内不可缺少的营养成分之一。
3、氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列一些作用:①合成组织蛋白质;②变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质;③转变为碳水化合物和脂肪;④氧化成二氧化碳和水及尿素，产生能量。
氨基酸对人体的作用：1、构成人体的基本物质，是生命的物质基础。
（构成人体的最基本的物质，有蛋白质、脂类、碳水化合物、无机盐、维生素、水和食物纤维等。
作为构成蛋白质分子的基本单位的氨基酸，无疑是构成人体内最基本物质之一。
）构成人体的氨基酸有20多种，它们是:色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、3.5.二碘酪氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、精氨酸、瓜氨酸、乌氨酸等。
这些氨基酸存在于自然界中，在植物体内都能合成，而人体不能全部合成。
其中8种是人体不能合成的，必需由食物中提供，叫做“必需氨基酸”。
这8种必需氨基酸是:色氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸。
其他则是“非必需氨基酸”。
组氨酸能在人体内合成，但其合成速度不能满足身体需要，有人也把它列为“必需氨基酸”。
胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、丝氨酸和甘氨酸长期缺乏可能引起生理功能障碍，而列为“半必需氨基酸”，因为它们在体内虽能合成，但其合成原料是必需氨基酸，而且胱氨酸可取代80%~90%的蛋氨酸，酪氨酸可替代70%~75%的苯丙氨酸，起到必需氨基酸的作用，上述把氨基酸分为“必需氨基酸”、“半必需氨基酸”和“非必需氨基酸”3类，是按其营养功能来划分的;如按其在体内代谢途径可分为“成酮氨基酸”和“成糖氨基酸”;按其化学性质又可分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸，大多数氨基酸属于中性。
氨基酸生产工艺
氨基酸生产工艺主讲人：韩北忠刘萍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。
4. 化学工业：谷氨基钠作洗涤剂,丙氨酸制造丙氨酸纤维。
氨基酸的生产方法发酵法：直接发酵法：野生菌株发酵、营养缺陷型突变发酵、抗氨基酸结构类似物突变株发酵、抗氨基酸结构类似物突变株的营养缺陷型菌株发酵和营养缺陷型回复突变株发酵。
添加前体法酶法：利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。
提取法：蛋白质水解，从水解液中提取。
胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。
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。
生产氨基酸的大国为日本和德国。
日本的味之素、协和发酵及德国的德固沙是世界氨基酸生产的三巨头。
它们能生产高品质的氨基酸,可直接用于输液制剂的生产。
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。
据专家估计,到2000年,世界氨基酸产值可达45亿美元,占生物技术市场的7%,国内的氨基酸产值可达40亿元,占全国发酵产业总产值的12%。
蛋氨酸生产工艺及其应用领域
蛋氨酸生产工艺及其应用领域蛋氨酸是一种重要的氨基酸，广泛应用于食品、养殖、医药和化工等领域。
本文将深入探讨蛋氨酸的生产工艺以及其在不同应用领域中的价值。
一、蛋氨酸的生产工艺蛋氨酸的生产主要有两种工艺：合成工艺和发酵工艺。
1. 合成工艺合成蛋氨酸是利用化学合成方法从原料中合成出蛋氨酸。
这种工艺具有工艺路线短、成本低的优点。
一般采用丙酮腈和氨气为原料，通过多步骤的反应合成蛋氨酸。
然而，合成工艺也存在一些问题，比如对环境有一定的污染，同时难以控制产物的酯化度。
2. 发酵工艺发酵蛋氨酸是通过微生物发酵法来生产蛋氨酸。
以大肠杆菌为代表的微生物在发酵过程中通过酶催化反应合成蛋氨酸。
这种工艺具有环境友好、产物纯度高的优点。
但是，发酵工艺的工艺路线相对较长，成本较高。
二、蛋氨酸的应用领域蛋氨酸在食品、养殖、医药和化工等领域有着广泛的应用。
1. 食品领域蛋氨酸是一种调味剂，在食品加工中具有增加鲜味、提鲜和增强风味的功效。
它被广泛应用于肉制品、方便食品、调味料等食品中，为食品提供更好的口感和风味。
2. 养殖领域蛋氨酸作为一种优质的饲料添加剂，被广泛用于畜禽养殖中。
蛋氨酸可以提高动物对蛋白质的利用率，促进动物的生长发育，并且可以减少饲料中蛋白质的含量，降低饲料成本。
3. 医药领域蛋氨酸在医药领域中有着重要的应用价值。
蛋氨酸可以用于治疗肝病、肾病以及蛋氨酸缺乏症等疾病。
此外，蛋氨酸还可以用作某些药物的载体，提高药物的稳定性和生物利用度。
4. 化工领域蛋氨酸在化工领域中有着广泛的应用。
例如，蛋氨酸可以用于制备染料、催化剂、表面活性剂等。
此外，蛋氨酸还可以用于制备合成纤维素材料，广泛应用于纺织、塑料等行业。
总结回顾：本文深入探讨了蛋氨酸的生产工艺及其应用领域。
蛋氨酸的生产工艺包括合成工艺和发酵工艺，两者各有优缺点。
而蛋氨酸的应用领域广泛，涉及到食品、养殖、医药和化工等多个领域。
蛋氨酸在这些领域中具有重要的价值和作用。
个人观点：从综合的角度来看，蛋氨酸是一种重要的氨基酸，其生产工艺和应用领域的研究具有重要意义。
各种氨基酸的作用2
各种氨基酸的作用2天然的氨基酸现已经发现的有300多种，其中人体所需的氨基酸约有22种，分非必需氨基酸和必需氨基酸(人体无法自身合成)。
另有酸性、碱性、中性、杂环分类，是根据其化学性质分类的。
1、必需氨基酸(essential amino acid): 指人体(或其它脊椎动物)不能合成或合成速度远不适应机体的需要，必需由食物蛋白供给，这些氨基酸称为必需氨基酸。
共有8种其作用分别是:赖氨酸(Lysine ):促进大脑发育，是肝及胆的组成成分，能促进脂肪代谢，调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢，防止细胞退化;色氨酸(Tryptophan):促进胃液及胰液的产生;苯丙氨酸(Phenylalanine):参与消除肾及膀胱功能的损耗;蛋氨酸(又叫甲硫氨酸)(Methionine);参与组成血红蛋白、组织与血清，有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能;苏氨酸(Threonine):有转变某些氨基酸达到平衡的功能;异亮氨酸(Isoleucine ):参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节以及代谢;脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺;亮氨酸(Leucine ):作用平衡异亮氨酸;缬氨酸(Valine):作用于黄体、乳腺及卵巢。
8种人体必需氨基酸的记忆口诀"借一两本蛋色书来"谐音: 借(缬氨酸), 一(异亮氨酸),两(亮氨酸),本(苯丙氨酸),蛋(蛋氨酸),色(色氨酸),书(苏氨酸),来(赖氨酸)."笨蛋来宿舍，晾一晾鞋"笨(苯丙氨酸)蛋(蛋氨酸)来(赖氨酸)宿(苏氨酸)舍(色氨酸)，晾(亮氨酸)一晾(异亮氨酸)鞋(缬氨酸)”携带一两本甲硫色书来”携(缬氨酸)带一(异亮氨酸)两(亮氨酸)本(苯丙氨酸)甲硫(甲硫氨酸)色(色氨酸)书(苏氨酸)来(赖氨酸)其理化特性大致有:1)都是无色结晶。
熔点约在230?C以上，大多没有确切的熔点，熔融时分解并放出CO2;都能溶于强酸和强碱溶液中，除胱氨酸、酪氨酸、二碘甲状腺素外，均溶于水;除脯氨酸和羟脯氨酸外，均难溶于乙醇和乙醚。
生物化学作业氨基酸在医药领域的应用
氨基酸在医药产业的发展氨基酸是生物有机体的重要组成部分，在生命现象中起着至关重要的作用。
随着生物科学的进步，人类对生物体内的生理机能及代谢活动的了解，氨基酸在生物体内的重要生物机能越来越清楚。
氨基酸是生命机体之营养，生存和发展极为重要的物质，在生命体内物质代谢调控、信息传递方面扮演重要角色。
近30年来，在研究、开发和应用氨基酸方面均取得重大进展，在发现新氨基酸种类和数量方面已由60年代50种左右，到现在已突破400种。
在产量方面，60年代初世界氨基酸产量不过10万吨，现在已跃上百万吨，产值超百亿美元。
但与实际需求量还有较大距离，据专家们预计，到2000年年产值可望达到300亿美元。
氨基酸作为人类营养添加剂、调味剂、饲料添加剂、医药、农药等在食品工业、农业、畜牧业及人类健康、保健等诸多方面有着广泛的应用。
一、氨基酸类药物的基本概念（一）氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系必需氨基酸—人和哺乳动物自身不能合成，需要由食物供应，称为必需氨基酸。
赖氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，蛋氨酸，苏氨酸，亮氨酸，异亮氨酸，缬氨酸等8种。
（二）治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物谷氨酸及其盐酸盐，谷氨酰胺，乙酰谷酰胺铝，甘氨酸及其铝盐，硫酸甘氨酸铁，维生素U及组氨酸盐酸盐等。
（三）治疗肝病的氨基酸及其衍生物精氨酸盐酸盐，磷葡精氨酸，鸟天氨酸，谷氨酸钠，蛋氨酸，乙酰蛋氨酸，瓜氨酸，赖氨酸盐酸盐，及天冬氨酸等。
（四）治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物谷氨酸钙盐及镁盐，氢溴酸谷氨酸，色氨酸，5－羟色氨酸、左旋多巴等。
（五）用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物偶氮丝氨酸，氯苯丙氨酸，磷天冬氨酸及重氮氧代正亮氨酸等。
二、氨基酸类药物的生产方法一、水解法（一）基本原理1.蛋白质水解方法酸水解法、碱水解法、酶水解法2.氨基酸分离方法溶解度法、特殊试剂沉淀法、吸附法、离子交换法3.氨基酸精制方法结晶，重结晶（二）水解法过程L－胱氨酸的制备二、发酵法L－异亮氨酸的制备3）除菌体，酸化发酵结束后，发酵液加热至100℃并维持10min，冷却过滤，滤液加工业硫酸和草酸至pH3.5，过滤除沉淀。
我国氨基酸行业的发展历程和主要生产企业的现状
我国氨基酸行业的发展历程和主要生产企业的现状我国氨基酸行业的发展历程可以追溯到20世纪40年代。
当时，我国氨基酸生产技术落后，主要依赖进口。
直到60年代，我国才开始逐步探索氨基酸工业化生产。
1965年，我国成功研发出发酵法生产味精的技术，并在石家庄味精厂进行工业化生产，实现了氨基酸工业化生产的历史性突破。
在随后的几十年里，我国氨基酸行业得到了迅速发展。
随着科技的不断进步和市场需求的发展，氨基酸的种类和应用领域也在不断拓展。
下面将详细介绍我国氨基酸行业的发展历程和各阶段的主要特点。
一、起步阶段我国氨基酸行业起步于20世纪40年代，当时氨基酸主要应用于医药和营养领域。
由于生产技术落后，我国氨基酸主要依赖进口。
直到60年代，我国才开始逐步探索氨基酸工业化生产。
这一阶段氨基酸行业的发展处于起步阶段，生产技术水平较低，市场规模较小。
二、工业化生产阶段1965年，我国成功研发出发酵法生产味精的技术，并在石家庄味精厂进行工业化生产，实现了氨基酸工业化生产的历史性突破。
此后，我国氨基酸行业进入工业化生产阶段，生产技术水平得到了不断提高。
随着技术的进步，氨基酸的种类也不断增加，包括赖氨酸、谷氨酸、丙氨酸等多种氨基酸。
在工业化生产阶段，我国氨基酸行业得到了快速发展。
随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，氨基酸的需求量也不断增加。
这一阶段氨基酸的主要应用领域包括医药、食品、化妆品等。
三、市场需求拓展阶段随着氨基酸行业的不断发展，市场需求也在不断拓展。
20世纪80年代以来，氨基酸的应用领域逐渐扩展到饲料、保健品、化妆品等领域。
与此同时，人们对氨基酸的需求量也在不断增加。
在这一阶段，我国氨基酸行业面临的主要问题是生产技术水平相对较低，产品质量不稳定。
为了满足市场需求，我国氨基酸生产企业需要加强技术创新和品质提升。
四、技术创新和多元化发展阶段进入21世纪，我国氨基酸行业进入技术创新和多元化发展阶段。
随着科技的不断进步和市场需求的发展，氨基酸的种类和应用领域也在不断拓展。
氨基酸在医药上的应用
氨基酸在医药上的应用
氨基酸在医药行业中有多种应用：
1.合成人体蛋白质：氨基酸是构成人体蛋白质的基本单位。
通过合成不同的氨基酸，可以合成人体所需的多种蛋白质。
2.合成激素：一些氨基酸可以作为合成激素的前体物质，如谷氨酸脱羧可生成γ-氨基丁酸，后者是神经递质和激素的前体。
3.合成酶及抗体的原料：氨基酸也是合成酶和抗体的原料。
例如，丙氨酸和甘氨酸是合成谷胱甘肽的原料，而谷胱甘肽是一种重要的抗氧化剂，可以保护身体免受自由基损害。
4.用于治疗各种疾病：氨基酸也是治疗各种疾病的原料，如丙氨酸可用于治疗肝昏迷和重症肝炎等。
谷氨酸可以用于治疗肝性脑病，也可以作为神经递质乙酰胆碱的原料。
脯氨酸和羟脯氨酸可以用于治疗溃疡性结肠炎。
5.用于配制特殊膳食：对于一些特殊病人，如胃肠道疾病或肿瘤导致的呕吐、恶心以及长期腹泻的病人，需要配制特殊的氨基酸膳食。
此外，氨基酸在医药上还有其他多种应用，如在输液中的应用等。
需要注意的是，虽然氨基酸在医药中有诸多应用，但在使用氨基酸时需要遵守严格的使用规范，尤其是注意不能过量使用，以防止可能的副作用和并发症。
如有任何健康问题，应向医生或专业医疗机构寻求专业的医疗建议。
氨基酸类药物
2
微生物的代谢物
3
微生物菌体
精选ppt
13
海洋生物
1
海藻类：已知的海藻有1万多种
海洋动物类：腔肠动物类、节肢
2
动物类、 软体动物类、鱼类、
爬行动 物类、海洋哺乳动物类
3
海洋微生物：
精选ppt
14
齐考诺肽（ziconotide）
齐考诺肽（ziconotide） 最初由僧袍芋螺中提取， 现已人工合成，是一种 神经细胞钙通道阻断剂。 作为一种非阿片类镇痛 药物，用于治疗严重的 慢性神经性疼痛，其鞘 内注射剂经FDA批准于 2005年上市。
碱水解法：产物为D型氨基酸（消旋体，无活性）
（6mol/LNaOH或4mol/LBa(OH)2） 酶水解法：生产水解蛋白和蛋白胨，最温和
(蛋白水解酶)
精选ppt
23
（2）氨基酸的分离方法 溶解度法、特殊试剂法、吸附法、离子交换法 溶解度法：溶解度的差异 特殊试剂法：
邻二甲 4苯 磺酸 亮氨 酸 盐 氨 水 游离的亮氨酸 HgC2l组氨 酸 汞盐 处 理 游离的组氨酸 苯甲精 醛氨 酸 苯亚甲基 精 H 氨 C l 游 酸离的精氨酸
1、原理 特定酶作用下转化为相应的氨基酸。
精选ppt
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2、酶转化法生产氨基酸的过程
前体制备（化学合成，生物合成，天然存在）
微生物、植 物细胞、动 物细胞或酶 进行固定化
生物反应器
﹢ 底物
合成
含氨基酸的反应液
氨基酸
精选ppt
30
3、L-天冬氨酸和L-丙氨酸的生产
（1） L-天冬氨酸和L-丙氨酸的性质
30℃）、发酵pH值（6.5～7.0）
C、发酵液的处理：先除去菌体和杂质离子，再对 发酵液进行提取
氨基酸市场与生产分析
1.医药中间体市场对手性药物需求的日益增长也促进了药用氨基酸的增长，氨基酸及其衍生物成为合成手性药物的重要原料。
L-脯氨酸是胆矸酯抑剂（ACE）的合成原料。
D-苯苷氨酸和D-对羟基苯甘氨酸是合成新抗生素的原料。
L-缬氨酸是合成环孢菌素的原料。
L-苯甘氨是合成HIV蛋白酶抑制剂和抗肿瘤药物紫杉的重要原料。
位于日本大阪和美国纽约的KaneKa公司擅长于将合成中的生物转化和微生物拆分。
在新加坡设有年产1000吨的氨基酸工厂，生产的手性中间体包括β-内酰胺抗生素侧链D-苯甘氨酸和D-对羟基苯甘氨酸。
氨基酸在手性药物合成中的应用，使其成为世界新药研究和开发的新方向和热点之一。
2.肽类乳链菌肽乳链菌肽是从乳酸链球发酵中制备的一种多肽物质，对大部分革兰氏阳性菌有强烈的抑制作用。
近来发现乳链菌肽除了可以作为天然防腐剂外，还可以防治胃、十二指肠溃疡、口腔溃疡和皮肤病。
乳链菌肽发现得比较早，目前国际上对它的应用研究正方兴未艾。
谷胱甘肽谷胱甘肽（hlutathione，简称GSH牘是一种具有多种重要生理的功能的三肽。
谷胱甘肽能够作为多种酶反应的辅酶，对生物分子蛋白质的疏基有保护作用，可维持某些酶的活性。
此外还有防止脂质氧化、解毒、防止白内障发展和保护皮肤等作用。
临床上用于肝脏疾病、药物和重金属中毒的治疗，并可与抗癌药合用。
目前，谷胱甘肽在食品、医药等领域等日益受到人们的重视。
针对上述情况，世界主要的氨基酸制造商如Kyowa、A jino moto和Deggusa等都相继投巨资于氨基酸的研究与开发，仅Kyowa1998年的氨基酸研究与开发就耗费达1.9亿美元，而GSH是其重点产品之一，Kyowa目前是GSH主要供应商。
3.多聚氨基酸上世纪90年代世界工业的一大新趋向是：开发“绿色化学产品”（即对环境无害的化工产品）。
聚合氨基酸系列产品已在“绿色化学产品”中崭新露头角。
日本是世界上最大氨基酸生产国与输出国。
日本科学家在聚合氨基酸的研究开发方面已领先于世界。
氨基酸的提取
氨基酸的提取
氨基酸是一种重要的生化产品，广泛应用于食品、化妆品、饲料添加剂、医药等领域。
在氨基酸的工业生产中，氨基酸提取是一个重要的环节。
氨基酸提取的方法主要有沉淀法、离子交换法、萃取法、吸附法、膜分离法和结晶法。
提取法发展较早，氨基酸提取法是基本方法。
所谓提取法，是指蛋白质或以含蛋白质的物质为原料，用酸、碱或酶水解提纯氨基酸的方法。
早期的提取方法是基于溶剂提取、等电点结晶和沉淀剂分离。
离子交换树脂的应用，使氨基酸的分离更容易，精制工艺简化，操作时间缩短，氨基酸得率提高。
该提取方法原料丰富，易于生产，产量低，成本高，三废严重。
萃取分离是氨基酸生产的基本技术。
不管什么方法，都有分离纯化的程序。
即纯化是提高氨基酸质量的关键步骤之一。
目前仍有一定数量的品种，如半胱氨酸、酪氨酸、羟脯氨酸、组氨酸、亮氨酸等是通过萃取生产的，它们占据主要地位。
对于中国来说，角、骨、血、蹄、皮、毛、羽、鱼鳞这些丰富的动物资源需要充分利用。
目前，人发、猪血、猪毛、羊毛、丝素丝胶、皮革下脚料、蚕蛹窝丝、水产品下脚料等。
得到了综合利用。
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氨基酸的生产方法及其在医药方面的应用近二十余年由于对氨基酸进行了多方面的深入研究,使氨基酸的生产和应用得到了迅速发展。
随着有机合成工业和发酵工业的不断发展,氨基酸的大量供应才有可能。
目前氨基酸的应用面已越来越广,除医药、兽药外,也用于食品工业、家畜饲料及农药等方面。
在医药上除许多个别氨基酸有重要治疗作用外,氨基酸的方制剂也有很大发展。
因此氨基酸已成为生化药物的重要分支。
一、有关氨基酸的基本知识(一)蛋白质的组成:蛋白质是由几十、几百或几千个氨基酸分子组成的高分子化合物。
但就氨基酸种类而言,主要有二十余种(见表1)。
这二十余种氨基酸在结构上有一个共同点,就是氨基都结合在与竣基相邻的a一碳原子上,故称为a一氨基酸。
除一甘氨酸外,所有氨基酸分子中的d一碳原子都是不对称的,因此有D 型和L型两种光学异构体,而组成天然蛋白质的氨基酸都属于L型。
(二)必需氨基酸:表1所列氨基酸对合成人体蛋白质都是不可缺少的,但通过人及动物的营养学研究发现当食物中缺乏某几种氨基酸时,人或动物就无法维持氮平衡,而缺乏另一些氨基酸时,对氮平衡没有影响。
前一类氨基酸称为“必需氨基酸”,后一类称为“非必需氨基酸”。
对人体来说,有八种必需氨基酸(见表2)。
必需氨基酸可在人体内合成,不一定要由食物摄取;必需氨基酸因在体内不能合成,一定要靠外界供应。
(三)氨基酸的配比食物中的蛋白质消化成氨基酸被吸收入体内后,并不能全部用于合成组织蛋自质,这是因为食物蛋白质所含的氨基酸,从种类、含量和比例方而与组织蛋旦质都有一定差别,因此总有一部分氦基酸不能用于合成组织蛋白质，最后在体内被分解。
这说明不同的食物蛋白质有不同的利用率,利用率越高的蛋白质,对人休的营养价值就越高。
一般说来,动物蛋白质所含的必需氨基酸,从组成和比例方面都较合乎人体的需要。
飞957年FAO(FoodandAgrieultureorgani- gatoin—联合国粮农组织)根据Rose等人多年的研究成果为基础,制订了必需氨基酸的配比暂定标准(见表二、氨基酸的生产概况自1820年由蛋白质的水解液中最早发现甘氨酸与亮{氨酸以来,已经过了150余年,在这漫长的时间卫,科学家们对氨基酸的分离提取与化学合成,均作了大量的研究工作。
但在最近二十余年来,由于有机合成工业和发酵工业的迅速发展,实现了工业规模的大量生产各种氨基酸。
(一)蛋白质水解法:氨基酸最早是用天然蛋自质如酪蛋白、家畜血纤维蛋白、毛发、大豆蛋白、谷蛋白等经酸或酶水解、分禽、精制而得。
例如,由面粉蛋白(面筋)提取谷氨酸、由毛发生产胧氨酸、精氨酸()t;由酪蛋白生产赖氨酸,由血粉生产组氨酸内等,都是已知的例子。
水解法的优点是提得的氨基酸都是L型的,对设备和技术要求较低,投资少,容易土法上马。
对某些氨基酸含量高而无食用价值的蛋白质(如毛发、蹄角、韧带等),用来生产氨基酸仍是可取的。
随着离子交换技术的应用,使氨基酸的分离提取更为容易,生产的品种和数量均不断增加。
如国内有的单位已从猪毛水解液中提得含量较高的胧氨酸、精氨酸、谷氨酸、酪氨酸及亮氨酸等五种氨基酸,并由胧氨酸用电解还原试制成半胧氨酸()s。
尽管有些氨基酸如胧氨酸、组氨酸、酪氨酸等仍主用本法生产,但由于分离提取工艺复杂、产量低、成本高等,在国外大多数氨塞酸的生产已逐步被化学合成法与微生物发酵法所取代(见表5)。
〔二)化学合成法:氨基酸的化学合成在本世纪前即已开始。
例如,1882年Errennleyor等人用苯乙醛为开始原料合成了苯丙氨酸(e),1902年Fi-s。
her 等合成了赖氨酸(,),2907年Ehrlie五合成T异亮氨酸,1928年Barger等人合成了蛋氨酸等等。
现在各种氨基酸都可用合成法制取,工业上大量合成的品种已有甘氨酸、蛋氨酸、精氨酸、苯丙氮酸、苏氨酸、色氨酸、绷氨酸、丙氨酸、天门冬氮酸、亮氨酸、丝氨酸及谷氛酸等(见表5)。
随着廉价化工原料的大量供应及有机合成技术的不断革新,合成法生产氨基酸已占有极其重要的地位。
如前所述,除甘氮酸外,其他氮基敌分子中均含有一个(少数含两个)不对称碳原子,故由合成法制得的产品都是消旋体(勺L型),还要用适当的方法进行拆分,以获得L一氨基酸。
拆分的难易对成本影响很大。
消旋体的拆分有下述三种方法:1、物理化学方法包括分别结晶法,晶体接种法,置换晶析法,层析法,静电法等。
其中多数方法尚处于实验室规模的小量制备或研究阶段,唯晶体接种法已用于某些氨基酸的拆分。
例如,在DL一谷氨酸的过饱和溶液中,投入少许L一谷氨酸结晶,L一型体则不断成长,滤取后,母液中的D-型体使之消旋化后,再反复上述操作,达到拆分的目的(”)。
工业上为了大量生产已发明了几种连续拆分装置。
日人千烟等发现DL一丙氨酸(0)及DL一丝氨酸(0)l的芳香族磺酸盐可利用接种法进行拆分。
到目前为止,接种法拆分尚有许多理论问题未解决,仍凭经验操作,故无普遍规律可循。
某些氨基酸的消旋体可利用溶解度的不同进行分离。
例如,含有两个不对称碳原子的异亮氨酸,用合成法制得的产品是下列四种异构体的棍合物:首先是利用DL一异亮氨酸与DL一别异亮氦酸在各种溶煤中的溶解度不同将它们分离,DL一异亮氨酸再用适当的方法拆分,以获得L一异亮氦酸。
2、化学方法是将DL一抓基酸或其衍生物与光学活性的拆分试剂结合成盐,由于D一型体与L一型体所成的盐已不再是光学对掌体,可利用溶解度的不同加以分离,然后再将L一型体的盐用酸水解得L一氨基酸。
中性氨基酸(一氨基一梭基酸)直接与拆分试剂难以成盐,须先使之成为显酸性或碱性衍生物后,再与拆分试剂的碱或酸成盐。
例如,DL一异亮氨酸的N一甲酞化物显酸性,与左旋的马钱子碱(L-Brucine)成盐后,利用在各种溶煤中的溶解度不同,将N一甲酞一L一异亮氨酸一1一马钱子碱盐与N一甲酞一D一异亮氨酸一1马钱子碱盐分离,前者再用酸处理得L一异亮氨酸(”)。
酸性氨基酸可了1.接与拆分试剂的碱成盐,如DL 一谷氨酸与L一2一氮基丁醇结合成盐。
而碱性氨基酸可与光学活性的酸成盐,如DL一组氮酸、DL一赖氨酸可与d一酒石酸结合成盐。
此外,利用酸性氨基酸的消旋体与光学活性的碱性氨基酸成盐进行拆分的例子也不少(`2)。
上述方法能否普遍用于工业生产上,除考虑操作上繁简外,重要的是能提供大量廉价的拆分试齐Jl。
3、酶法(’3》是利用酶的高度特异性使DL一氨基酸拆分的方法。
根据酶反应的方式,又可分下述两类方法。
(1)DL一氨基酸与酚基(如乙酸基、苯甲酸基、丙酞基、异丁酞基等)生成的衍生物与苯胺或苯阱棍合,在酶的作用下仅L一型体与后者产生难溶性衍生物,而与母液中溶存的D一型体分离。
若以通式表示反应过程如下.用于①水解的酶源多为胰腺提取物(含胰酶),用子②③水解的酶源多由猪肾或细菌等提取。
对酶法拆分消旋体的研究工作自本世纪初既已开始,1950年以后的研究则更为广泛深入,1969年以来,日本创造了利用固相酶拆分的新技术,使拆分工艺实现连续化,提高了生产率,生产成本大为降低,从而促进了用合成法生产L一氨基酸的迅速发展。
(三)微生物发酵法随着发酵工业的不断发展,二十多年来用发酵法生产氨基酸已获得很大成就。
1957年日本两个研究所首先从糖质直接发酵生产L一谷氨酸成功以后,带动了其它氨基酸发酵法的研究。
目前大多数氨基酸均可用发酵法生产(见表5)。
注:表5内容是根据国内外资料综合的各种氨基酸近年来已用于大量生产(十十)或用于工业生产(十)的方法,仅供参考。
随着对某些氦基酸的大量需要及各国生产技术的不断发展,生产方法年年会有所变化。
发酵的优点是所产生的氨基酸都是L型的,这不但简化了水解法中多种氨基酸的繁琐的分离操作,且省掉了合成法中消旋体的拆分工艺。
故发酵法随着优良菌株的筛选、生产工艺的不断革新,以及廉价发酵原料的大量供应,必将获得更大的发展。
国内对发酵法生产氨基酸已作了很多研究工作,取得了可喜成果。
中国科学院微生物研究所经过长期的研究,找到两株分别产生L一赖氨酸与L一异亮氨酸的菌株,并已用于工业生产(`“)。
世界氨基酸主要生产和输出国—日本,在五十年代氨基酸的生产基本上还是小量的,1960年年产不过二、三千吨,到1972年超过二十万吨(`“)。
而从生产厂的情况来看,日本的森下制药公司能生产10种氨基酸(包括八种必需氨基酸),田边制药公司能生产七种,而合成DL一蛋氨酸的厂有16个(`7)。
八种必需氨基酸均收载于第九改正日本药局方,且随着生产的发展,药局方删除了DL一蛋氨酸(’“)。
三、氨基酸在医药上的应用氨基酸在医药上的应用,大致可分四个方面:(1)以八种必需氨基酸为主的复方氨基酸制剂的研究与应用,复方氨基酸注射液则占有显要地位。
(2)多种单一氨基酸的生理活性的研究和应用,如用治肝昏迷的谷氨酸钠注射液、盐酸精氨酸注射液,用于防治脂肪肝的蛋氨酸等,都是已知的例子。
(3)具有生理活性的氨基酸衍生物的研究和应用,如由酪氨酸合成的左旋多巴(L一DoPa)用于治疗震颤麻痹,N一乙酞一L一半胧氦酸有溶解痰液的作用等等。
(理)由氮基酸生产多眯药物的研究和应用,如合成催产素、胰岛素或其他类似化合物, 后者可成为发展新药的一个途径。
(一)水解蛋白注射液:蛋白质受酸或酶的作用,分子中的防键则逐渐水解产生许多中间产物,如膘、脉、小分子肚等,最后生成各种氨基酸。
膘的分子不如蛋白质分子复杂,陈的分子比膘还简单,小分子肚则为更简单的水解产物(包括二防、三眺、四月太等)。
医疗上用作营养注射液的水解蛋白,就是多种氨基酸和少量小分子肤的棍合物。
制备水解蛋白是将猪或牛血纤维蛋白(sl)、酪蛋白(20)、卵蛋白或脱脂大豆蛋白(2’)等经酸或酶水解而得。
因所用蛋白质的种类和制备工艺不同,产品所含氨基酸的组成是有差异的。
水解蛋白中精氨酸及谷氨酸的含量较高时,静脉注射时易出现副作用。
水解蛋白注射液的处方,可分下列四种:1、含水解蛋白5%,规格有20ml、100ml、5OOml,静注或静滴一日1、数次,一次20、500ml。
2、含水解蛋白和葡萄糖各5%,国内产品均用此处方,总氮含量为。
.6、0.8%,氨基酸含量不低于总氮量的5。
%,色氨酸含量为30、80口g/100ml。
PHS.0、7.0,规格多为500ml。
3、含水解蛋白5%,乳酸钠0.2%,氯化钠0.2%,氯化钾0.03%,氯化钙。
.01%。
规格有20ml,iooml,PH7.o。
静脉注射,一日1、3钦,一次20、zooml。
水解蛋白注射液的适应症同复方氨基酸注射液。
(二)复方氨基酸注射液:将纯的氨基酸结晶按接近人体蛋白质的组成配制的复方氨基酸注射液,较水解蛋白注射液的质量高,稳定性好,又因处方内容有许多改进,更适应临床的需要。
日本生产复方氨基酸注射液的药厂1974年已达十二家之多,按处方统计的品种达40余种。