微生物发酵成产氨基酸26页PPT
合集下载
氨基酸发酵生产工艺学n2ppt课件
（2）浓度过大：促进菌体生长，谷氨酸产量低。因为： a.乙醛酸循环活跃，-酮戊二酸生成量减少。 b.转氨酶活力增强，谷氨酸转变成其它氨基酸。
（二）pH的影响及其控制
作用机理：主要影响酶的活性和菌的代谢。 在氮源供应充分和微酸性条件下，谷氨酸发 酵转向谷氨酰胺发酵。 pH控制在中性或微碱性。 方法：流加尿素和氨水。
我国味精技术进展情况
制糖工艺进展：酸法水解→酶酸法水解→双酶法水解。 发酵工艺进展：亚适量生物素水平（产酸4～6g／dl）
→高生物素水平（产酸12～15g／dl）。 提取工艺进展：等电点法（少数锌盐法）→等电离交法
→低温连续等电点法（少数厂家采用）。 精制工艺进展：全粉炭脱色、硫化碱除铁→颗粒炭脱
+ 4
生物 谷氨酸 (限量) 乳酸或琥珀酸(充足) 素
pH (酸性)N-乙酰-谷氨酰胺 谷氨酸(中性或微碱性)
磷酸 (适量)谷氨酸 盐
缬氨酸
➢ 菌种扩大培养
1、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、 短杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。
我国各工厂目前使用的菌株主要是钝齿 棒杆菌和北京棒杆菌及各种诱变株。
生长特点：适用于糖质原料，需氧， 以生物素为生长因子。
2. 不溶性盐ห้องสมุดไป่ตู้淀法
（1）锌盐法
谷氨酸＋锌离子 pH6谷.3 氨酸锌沉淀 pH2.谷4 氨酸结晶
溶加液酸
（2）盐酸盐法： Glu在浓盐酸中生成并析出谷氨酸盐酸盐。
这是用盐酸水解面筋生产谷氨酸的原理。 （3）钙盐法：
高温谷氨酸钙溶解度大，与菌体等不溶性杂质 分开，降温，析出谷氨酸钙沉淀，加NaHCO3 直接得 到味精。
3、菌体生长停滞期：谷氨酸合成。
措施：提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4。 大量通气，控制温度34-37 ℃。
（二）pH的影响及其控制
作用机理：主要影响酶的活性和菌的代谢。 在氮源供应充分和微酸性条件下，谷氨酸发 酵转向谷氨酰胺发酵。 pH控制在中性或微碱性。 方法：流加尿素和氨水。
我国味精技术进展情况
制糖工艺进展：酸法水解→酶酸法水解→双酶法水解。 发酵工艺进展：亚适量生物素水平（产酸4～6g／dl）
→高生物素水平（产酸12～15g／dl）。 提取工艺进展：等电点法（少数锌盐法）→等电离交法
→低温连续等电点法（少数厂家采用）。 精制工艺进展：全粉炭脱色、硫化碱除铁→颗粒炭脱
+ 4
生物 谷氨酸 (限量) 乳酸或琥珀酸(充足) 素
pH (酸性)N-乙酰-谷氨酰胺 谷氨酸(中性或微碱性)
磷酸 (适量)谷氨酸 盐
缬氨酸
➢ 菌种扩大培养
1、斜面培养：主要产生菌是棒状杆菌属、 短杆菌属、小杆菌属、节杆菌属。
我国各工厂目前使用的菌株主要是钝齿 棒杆菌和北京棒杆菌及各种诱变株。
生长特点：适用于糖质原料，需氧， 以生物素为生长因子。
2. 不溶性盐ห้องสมุดไป่ตู้淀法
（1）锌盐法
谷氨酸＋锌离子 pH6谷.3 氨酸锌沉淀 pH2.谷4 氨酸结晶
溶加液酸
（2）盐酸盐法： Glu在浓盐酸中生成并析出谷氨酸盐酸盐。
这是用盐酸水解面筋生产谷氨酸的原理。 （3）钙盐法：
高温谷氨酸钙溶解度大，与菌体等不溶性杂质 分开，降温，析出谷氨酸钙沉淀，加NaHCO3 直接得 到味精。
3、菌体生长停滞期：谷氨酸合成。
措施：提供必须的氨及pH维持在7.2-7.4。 大量通气，控制温度34-37 ℃。
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：
《氨基酸发酵工艺》PPT课件
3 氨基酸发酵的工艺控制
培养基
2、氮源：铵盐、尿素、氨水，同时调整pH值。 营养缺陷型需要添加适量氨基酸时，主要添加有 机氮源水解液。 需生物素和氨基酸时，以玉米浆作氮源。 尿素灭菌时分解或形成磷酸铵镁盐，须单独 灭菌，40％的尿素可在108℃40min，高温会生产 缩脲。 氨水用pH自动控制连续流加。
3 氨基酸发酵的工艺控制
培养基
3、碳氮比
氮源除用于菌体生长外，还用于氨基酸合成， 在氨基酸发酵中常常是用氨水、尿素来调节pH， 所以氨基酸发酵所用的C/N比一般微生物发酵的 低，或者说氮源用量更高。
谷氨酸发酵在C/N小于100:11时才开始 积累谷氨酸，所以通常情况下谷氨酸发酵 C/N为100:(15～30)。
4 谷氨酸生产工艺
日本和德国为世界主要氨基酸生产国。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。
1 概述
氨基酸的国内生产概况
天津氨基酸公司、湖北八峰氨基酸公司 生产 规模及产品质量与国外大厂有较大差距。
2 氨基酸发酵的代谢控制
消除终产物的反馈抑制与阻遏作用
消除终产物的反馈抑制与阻遏作用，是通过使用 抗氨基酸结构类似物突变株的方法来进行。
例：利用抗性突变株消除S-(β-氨基乙酸)-L-半胱氨酸 （即AEC）（赖氨酸的结构类似物）与L-苏氨酸的协 同抑制。
2 氨基酸发酵的代谢控制
2 氨基酸发酵的代谢控制
4 谷氨酸生产工艺
谷氨酸生产概述
➢ 起初工业化生产采取小麦或大豆蛋白质水解制取。
➢ 1957年，日本率先采用微生物发酵生产，并实现工 业化，被誉为现代发酵工业的重大创举，使发酵工业 进入调节调控水平。
氨基酸生产ppt课件
A
ห้องสมุดไป่ตู้
活性 超过生理需要量
A合成酶系（E1,E2…） 反馈抑制
A
野生型菌株酶合成水平的反馈阻遏
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
野生型菌株酶活性水平的反馈抑制
Gene编码酶
效应物位点 过量A 酶活中心
过量A作用效应物位点，酶构型变化，影响酶活性中心而失活
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
25.1 概述
氨基酸的生产方法
第三类用抗氨基酸结构类似物突变株，如利用乳糖发酵
短杆菌 的S-(2-氨基乙基）-L-半胱氨酸（AEC,赖氨酸结构类食物） 抗性菌株生产赖氨酸。利用黄色短杆菌的5-甲基色氨酸（5-MT，酪 氨酸结构类似物）抗性菌株生产酪氨酸。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
25.1 概述
氨基酸的生产方法
2、酶法：利用酶来制造氨基酸。应用完整 菌体或从微生物细胞抽提的酶类合成氨基酸。 天冬氨酸已于1973年应用完整菌体固定化 进行生产，这是世界上最早应用固定化菌体 的例子。赖氨酸、色氨酸、丙氨酸也可以生 产。
同功酶的主要功能在于其代谢调节。在一个分支代 谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是 由几个同功酶所催化时，则分支代谢的几个最终产 物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用而不致过 剩
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
ห้องสมุดไป่ตู้
活性 超过生理需要量
A合成酶系（E1,E2…） 反馈抑制
A
野生型菌株酶合成水平的反馈阻遏
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
野生型菌株酶活性水平的反馈抑制
Gene编码酶
效应物位点 过量A 酶活中心
过量A作用效应物位点，酶构型变化，影响酶活性中心而失活
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
25.1 概述
氨基酸的生产方法
第三类用抗氨基酸结构类似物突变株，如利用乳糖发酵
短杆菌 的S-(2-氨基乙基）-L-半胱氨酸（AEC,赖氨酸结构类食物） 抗性菌株生产赖氨酸。利用黄色短杆菌的5-甲基色氨酸（5-MT，酪 氨酸结构类似物）抗性菌株生产酪氨酸。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
25.1 概述
氨基酸的生产方法
2、酶法：利用酶来制造氨基酸。应用完整 菌体或从微生物细胞抽提的酶类合成氨基酸。 天冬氨酸已于1973年应用完整菌体固定化 进行生产，这是世界上最早应用固定化菌体 的例子。赖氨酸、色氨酸、丙氨酸也可以生 产。
同功酶的主要功能在于其代谢调节。在一个分支代 谢途径中，如果在分支点以前的一个较早的反应是 由几个同功酶所催化时，则分支代谢的几个最终产 物往往分别对这几个同功酶发生抑制作用而不致过 剩
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
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
氨基酸生产工艺课件(PPT 48张)
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。
国外生产概况
氨基酸的制造始于1820年，蛋白质酸水解
生产氨基酸。 1850年化学合成氨基酸。 1956年分离到谷氨酸棒状杆菌，日本采用 微生物发酵法工业化生产谷氨酸成功。 1957年生产谷氨酸钠（味精）商业化，从 此推动了氨基酸生产的大发展。
多种。
氨基酸
氨基酸（amino
acid）：含有氨基和羧 基的一类有机化合物的通称。 是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的 有机化合物，氨基一般连在α-碳上。 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。
促进ATP的积累，以利氨基酸的生物合成
第三节 氨基酸发酵的工艺控制
（p209-210）
培养基
温度 pH 氧
一、培养基
1、碳源 作用：构成菌体、合成氨基酸的骨架及能量来
源。 种类：淀粉水解糖、糖蜜、醋酸、乙醇、烷烃 碳源浓度过高时，对菌体生长不利，氨基 酸的转化率降低。 菌种性质、生产氨基酸种类和所采用的发 酵操作决定碳源种类。
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。
氨基酸的世界市场中，谷氨酸钠约占氨基酸总量 的75％，其次为赖氨酸，占产量10％，其他约占 15％。
氨基酸的生物合成PPT课件
20
2、L-天冬酰胺的生物合成 （1）
（2）
（存在于细菌中） 21
3、细菌和植物L-赖氨酸的生物合成
22
4、L-甲硫氨酸的生物合成
23
5、L-苏氨酸的生物合成
24
6、L-异亮氨酸的生物合成
25
几种氨基酸的关系
天冬酰胺
草酰乙酸
天冬氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
β-天冬氨酸半醛
苏氨酸 异亮氨酸
26
（三）丙酮酸族氨基酸的合成
包括：丙(Ala)、缬(Val)、亮(Leu)
共同碳架：EMP中的丙酮酸 1、丙氨酸的生物合成
27
2、缬氨酸和异亮氨酸的生物合成 3、亮氨酸的生物合成
28
（四）丝氨酸族氨基酸的合成
包括：丝(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys)
1、丝氨酸和甘氨酸的生物合成途径（有两条途径） （1）甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸
34
1、芳香族氨基酸的生物合成 芳香族AA碳架：赤藓糖-4-磷酸(PPP)和PEP(EMP)
35
（1）由分支酸形成苯丙氨酸和酪氨酸
酪氨酸的生物 合成除上述途 径外，还可由 苯丙氨酸羟基 化而形成。催 化此反应的酶 称为苯丙氨酸 羟化酶，又称 苯丙氨酸-4单加氧酶。
36
（2）由分支酸形成色氨酸
----
----
-
COOH CHO
乙醛酸
COOH
+ CH2
CH2 CHNH2 COOH
谷AA
COOH
COOH CH2NH2
+
CH2 CH2
甘AA
C=O
COOH
α -酮戊二酸
29
2
2、L-天冬酰胺的生物合成 （1）
（2）
（存在于细菌中） 21
3、细菌和植物L-赖氨酸的生物合成
22
4、L-甲硫氨酸的生物合成
23
5、L-苏氨酸的生物合成
24
6、L-异亮氨酸的生物合成
25
几种氨基酸的关系
天冬酰胺
草酰乙酸
天冬氨酸
赖氨酸
甲硫氨酸
β-天冬氨酸半醛
苏氨酸 异亮氨酸
26
（三）丙酮酸族氨基酸的合成
包括：丙(Ala)、缬(Val)、亮(Leu)
共同碳架：EMP中的丙酮酸 1、丙氨酸的生物合成
27
2、缬氨酸和异亮氨酸的生物合成 3、亮氨酸的生物合成
28
（四）丝氨酸族氨基酸的合成
包括：丝(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys)
1、丝氨酸和甘氨酸的生物合成途径（有两条途径） （1）甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸
34
1、芳香族氨基酸的生物合成 芳香族AA碳架：赤藓糖-4-磷酸(PPP)和PEP(EMP)
35
（1）由分支酸形成苯丙氨酸和酪氨酸
酪氨酸的生物 合成除上述途 径外，还可由 苯丙氨酸羟基 化而形成。催 化此反应的酶 称为苯丙氨酸 羟化酶，又称 苯丙氨酸-4单加氧酶。
36
（2）由分支酸形成色氨酸
----
----
-
COOH CHO
乙醛酸
COOH
+ CH2
CH2 CHNH2 COOH
谷AA
COOH
COOH CH2NH2
+
CH2 CH2
甘AA
C=O
COOH
α -酮戊二酸
29
2
氨基酸发酵PPT课件
.
25
9.2 赖氨酸的发酵生产来自赖氨酸是一种必需氨基酸，可以促进儿童 发育，增强体质，补充适量L-赖氨酸，可 大大提高蛋白质的利用率，L-赖氨酸被广 泛用于食品强化剂、饲料添加剂及医疗保 健、滋补饮料等方面，是一个具有广泛市 场的氨基酸产品。
目前全世界产量已达10万吨，而且还呈上 升趋势，其中日本占世界产量的60％，我 国赖氨酸生产水平还有待提高。
制备方法有化学合成法、发酵法和蛋白质水 解三种方法，其中以发酵法最为先进。
由微生物发酵生成的苏氨酸都是L-苏氨酸。
.
40
目前作为苏氨酸直接发酵生产菌主要有大肠 杆菌、粘质沙雷氏杆菌和短杆菌三类。
L-苏氨酸发酵均采用基因工程菌生产，产酸 约在8％~10％，对糖转化率25％~30％，提 取收率85％。
.
3
化妆品生产中，胱氨酸用于护发素，丝氨 酸用于面霜中；谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸 与脂肪酸形成的表面活性剂，具有清洗、 抗菌等功能，用于护肤品、洗发剂中。
在农业中，苯丙氨酸和丙氨酸可用于治疗 苹果疮痂病；甘氨酸可制成除草剂。赖氨 酸、蛋氨酸添加在饲料中，能加速家畜、 家禽的生长，改善肉的质量。
.
4
从20世纪初期，氨基酸实现工业化生产以 来，氨基酸生产大体有蛋内质水解法、化学 合成法、微生物发酵法和酶法四种生产方法。
所以多选铵型强酸性阳离子交换树脂。
.
35
.
36
①树脂的处理过程：
732# 阳离 子树脂
水洗
1mol/L 的 NaOH处理
水洗至 pH6.0
1Mol/L 的 HCl处理
水洗至 pH8.0
1Mol/L 的 氨水处理
水洗至 pH8.0
铵型树 脂（待用）
氨基酸药物的发酵生产课件
（4）检验 应为六角形或六角柱形白色结晶，含量在 98.5％以上，干燥失重小于0.5％，炽灼残渣小于0.2 ％，氯化物小于0.15％，铁盐小于0.001％，重金属小 于20ppm。
氨基酸药物的发酵生产
21
含量测定：
（5）作用与用途 L-胱氨酸具有增强造血机能、升高 白细胞、促进皮肤损伤的修复及抗辐射作用。临床上 用于治疗辐射损伤、重金属中毒、慢性肝炎、牛皮癣 及病后或产后继发性脱发。
二、氨基酸及其衍生物在医药中的应用
1、氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位，故生物体 中众多蛋白质的生物功能，无不与构成蛋白质的氨基 酸种类、数量、排列顺序及由其形成的空间构象有密 切的关系。因此氨基酸对维持机体蛋白质的动态平衡 有极其重要的意义。生命活动中人及动物通过消化道 吸收氨基酸 。
通过体内转化而维持其动态平衡，若其动态平衡失 调，则机体代谢紊乱，甚至引起病变。
氨基酸药物的发酵生产
22
2、L-亮氨酸（L-Leucine，L-leu）的制备
（1）L-亮氨酸的结构与性质 L-亮氨酸存在于所有蛋 白质中，以玉米麸质及血粉中含量最丰富，其次在角 甲、棉籽饼和鸡毛中含量也较多。L-亮氨酸为人体必 需氨基酸之一，化学名称为2-氨基-4-甲基戊酸或2-氨 基异己酸，分子式：C6H13NO2,分子量：131.17 ,结构 式：
特殊基团反应：
酪氨酸的酚羟基可产生米伦反应与福林－达尼斯反 应；
精氨酸的胍基产生坂口反应；
氨基酸药物的发酵生产
4
色氨酸的吲哚基与芳醛产生红色反应；
组氨酸的咪唑基产生Pauly反应； 苯丙氨酸硝化后于碱性条件下产生桔黄色反应；
胱氨酸及半胱氨酸经酸或碱破坏后可与醋酸铅产 生铅黑反应；
半胱氨酸在碱性条件下与亚硝基铁氰化钠（硝普 盐）反应生成紫红色化合物。
氨基酸药物的发酵生产
21
含量测定：
（5）作用与用途 L-胱氨酸具有增强造血机能、升高 白细胞、促进皮肤损伤的修复及抗辐射作用。临床上 用于治疗辐射损伤、重金属中毒、慢性肝炎、牛皮癣 及病后或产后继发性脱发。
二、氨基酸及其衍生物在医药中的应用
1、氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位，故生物体 中众多蛋白质的生物功能，无不与构成蛋白质的氨基 酸种类、数量、排列顺序及由其形成的空间构象有密 切的关系。因此氨基酸对维持机体蛋白质的动态平衡 有极其重要的意义。生命活动中人及动物通过消化道 吸收氨基酸 。
通过体内转化而维持其动态平衡，若其动态平衡失 调，则机体代谢紊乱，甚至引起病变。
氨基酸药物的发酵生产
22
2、L-亮氨酸（L-Leucine，L-leu）的制备
（1）L-亮氨酸的结构与性质 L-亮氨酸存在于所有蛋 白质中，以玉米麸质及血粉中含量最丰富，其次在角 甲、棉籽饼和鸡毛中含量也较多。L-亮氨酸为人体必 需氨基酸之一，化学名称为2-氨基-4-甲基戊酸或2-氨 基异己酸，分子式：C6H13NO2,分子量：131.17 ,结构 式：
特殊基团反应：
酪氨酸的酚羟基可产生米伦反应与福林－达尼斯反 应；
精氨酸的胍基产生坂口反应；
氨基酸药物的发酵生产
4
色氨酸的吲哚基与芳醛产生红色反应；
组氨酸的咪唑基产生Pauly反应； 苯丙氨酸硝化后于碱性条件下产生桔黄色反应；
胱氨酸及半胱氨酸经酸或碱破坏后可与醋酸铅产 生铅黑反应；
半胱氨酸在碱性条件下与亚硝基铁氰化钠（硝普 盐）反应生成紫红色化合物。
氨基酸生产工艺通用课件( 55页)
技术发展趋势
生物工程技术
利用基因工程和酶工程技术改造微生物，提 高氨基酸的生产效率。
膜分离技术
利用膜分离技术对氨基酸进行分离和纯化， 提高产品质量和收率。
发酵技术
优化发酵工艺，提高发酵产物的浓度和纯度， 降低生产成本。
连续结晶技术
采用连续结晶技术降低生产过程中的能耗和 物耗，提高生产效率。
市场发展前景
01
全球氨基酸市场规模持续增长
随着人们对食品和饲料的需求不断增加，氨基酸市场规模不断扩大。
02
新兴市场潜力巨大
非洲、南亚等新兴市场对氨基酸的需求增长迅速，为氨基酸生产提供了
广阔的市场空间。
03
技术创新推动市场发展
随着氨基酸生产技术的不断进步，产品质量和生产效率不断提高，推动
了氨基酸市场的持续发展。
国家政策与法规影响
生产成本分析
直接成本
包括原材料、能源、设备折旧、工资等。
间接成本
包括研发、管理、销售等费用。
环境成本
包括环保设备的投资和运行费用，以及可能的罚款。
市场销售与价格分析
1 2 3
市场需求 分析全球和国内市场对氨基酸的需求，以及需求 变化趋势。
价格波动 研究氨基酸市场价格的历史波动，以及影响价格 的主要因素。
竞争格局 分析主要竞争对手的市场份额和竞争优势。
经济效益评价
财务分析
通过财务指标如投资回报率（ROI）、内部收益率（IRR）等来评 估项目的经济效益。
风险评估
分析可能影响项目经济效益的风险因素，如政策变化、技术更新等。
社会效益
评估项目对社会的贡献，如就业机会、环保等。
08
氨基酸生产发展前景与展望