丝氨酸 提取工艺
L_丝氨酸制备方法评述_冯美卿
RC HCOOH
氨基酰化酶 RCH COOH RCH COOH
+H2O
+
NHCO R1
NH2
NHCOR1
酰化 DL-氨基酸
L-氨基酸
酰化 D-氨基酸
←
外消旋作用
⊥
· 44 ·
氨基酸和生物资源
固定化酶作为一门基于有机合成和酶催化 结合起来的新技术 , 具有收率高 , 成本低 , 生产 周期短 , 能源消耗少等优点 , 将为氨基酸工业的 发展提供新的前景 。
关键词 :L -丝氨酸 ;制备方法 ;评述 中图分类号 :Q 517 文献标识码 :A 文章编号 :1006 -8376(2000)03-0042 -03
L -丝氨酸属非必需氨基酸 , 是 一种生糖 氨基酸 , 在体内可由 D -甘油酸作前体生物合 成 , 苏氨酸 、甘氨酸也可转化为丝氨酸 。 丝氨酸 在体内参与 -SH 及 -OH 的变换和 嘌呤嘧啶 的生物合成 , 能 转变为胆碱成磷脂 成份 。 L 丝氨酸的磷酸酯可解除 疲劳 , 恢复 体力 。 L 丝氨酸是一种重要的生化试剂和药剂 , 不仅用 于生化研究 , 现已作为第三代氨基酸输液的成 份 , 如适合一般营养疗法的氨基本混合液中 L -丝氨酸的含量为 1 .68 g/ L , 适合肝损伤患者 的混合氨基酸液中 L -丝氨酸的含 量为 5 .00 g/ L〔1〕 。同 时 , 也 可作 为食 品及 饲 料添 加剂 。 另外 , L -丝氨酸以特殊的湿润性 , 用于雪花膏 和化妆品行业 。 随着化妆品行业的不断发展 , 和人们对氨基酸生理作用的深入认识 , L -丝 氨酸的用量将不断增 加 。 目前 , L -丝氨 酸的 生产主要是发酵法 , 国内有四川南充药厂生产 , 日本用前体发酵法生产 , 因分离困难 , 迄今仍是 售价较高的氨基酸之一 , 国内售价与进口相当 。 因而研究开发 L -丝氨酸其它生产方法 , 降低 成本 , 应有较好的前景和效益 。
丝氨醇合成工艺
丝氨醇（L-Serine）是一种重要的非必需氨基酸，具有多种生物学功能。
在工业上，丝氨醇的合成主要采用以下几种方法：1. 生物合成法：以甘氨酸和甲醇为原料，通过羟甲基转移酶（HMT）催化合成L-丝氨酸。
这种方法具有环保、条件温和、副产物少等优点，但反应速度较慢，催化剂活性不易控制。
2. 化学合成法：以丙烯酸甲酯为原料，通过多步反应合成丝氨酸。
首先，丙烯酸甲酯经过氢化反应得到甲酸甲酯，然后甲酸甲酯与氨气反应生成甲酰胺，最后甲酰胺经过水解、酸化等步骤得到丝氨酸。
这种方法反应速度快，但需要多步反应，且部分步骤可能产生副产物。
3. 化学酶法：将化学合成法与生物合成法相结合，利用酶催化特定的化学反应，提高合成效率。
例如，利用醇脱氢酶催化醇的脱氢反应，再通过其他化学反应步骤得到丝氨酸。
这种方法可以在较温和的条件下进行，具有环保和高效等优点。
4. 重组酶法：利用基因工程技术，构建一种能催化特定反应的酶，从而实现丝氨酸的合成。
这种方法具有高度专一性，可以在较温和的条件下进行，且副产物较少。
但需要通过基因工程操作，技术要求较高。
5. 直接发酵法：利用微生物直接发酵生产丝氨酸。
通过筛选和改造具有高产丝氨酸能力的微生物，优化发酵条件，提高丝氨酸产量。
这种方法具有环保、成本较低等优点，但发酵过程需要严格控制条件，且产量受到微生物性能的限制。
6. 萃取法：从天然蛋白质水解物中提取丝氨酸。
通过将蛋白质水解成氨基酸，然后利用丝氨酸与其他氨基酸的溶解度差异，通过萃取、结晶等步骤分离得到丝氨酸。
这种方法适用于资源丰富、对纯度要求不高的场合，但提取效率较低，可能存在杂质问题。
综合上述方法，可以根据实际需求、资源和技术条件选择合适的丝氨酸合成工艺。
在工业生产中，为了提高丝氨酸的产量和质量，可能需要将多种方法相互结合，实现优化生产。
年产200吨L-丝氨酸
L-丝氨酸是一种人体必需的氨基酸，对于维持人体健康和促进生长发育具有重要作用。
它主要用于制备抗菌药物、保健品和营养补充剂等。
本文将详细介绍年产200吨L-丝氨酸的生产过程以及相关的技术和设备。
L-丝氨酸的生产通常分为两个步骤：菌种发酵和产品提纯。
首先,需选择L-丝氨酸高产菌种进行发酵。
常用的菌种有链霉菌、稻曲霉等。
经过菌种选择和培养后,将菌种接入发酵罐中进行培养发酵。
发酵过程中需要注意调节培养基的pH、温度、搅拌速度等参数，以及添加一定的氨基酸、碳源、氮源、微量元素等营养物质来促进菌种生长和L-丝氨酸的产出。
发酵时间一般为30-60小时，发酵罐中的培养液经过发酵后所得的发酵液中含有大量的L-丝氨酸。
接下来是产品的提取与精制过程。
提取是将发酵液中的L-丝氨酸与其他成分进行分离的过程。
常用的提取方法有酸沉淀法、离子交换法和萃取法等。
其中，酸沉淀法是最常用的方法之一、首先将发酵液进行酸化处理，使L-丝氨酸在酸性条件下以结晶、沉淀等形式从溶液中析出。
然后通过过滤、离心、洗涤等步骤，对沉淀进行分离和纯化。
最后，经过干燥、研磨等工艺，得到粉状的纯L-丝氨酸产品。
在实际的生产过程中，还需要关注以下几个关键技术和设备。
首先是菌种的选育和培养技术，只有选用高产菌株并对其进行适当的培养，才能获得高产量的L-丝氨酸。
其次是发酵技术和发酵设备，通过合理控制发酵参数和选用适当的发酵罐，可以提高发酵效率和产量。
再次是产品提取和纯化技术，根据实际情况选用合适的提取方法和设备，以及进行适当的后续处理，可以提高产品的纯度和质量。
最后是产品包装和贮存技术，对于L-丝氨酸这种易吸湿、易氧化的物质，选择适当的包装材料和方法，以及正确的贮存条件，可以延长产品的保质期和有效期。
总结起来，年产200吨L-丝氨酸的生产过程涉及到菌种培养、发酵、提取和纯化等技术和设备。
通过合理控制各个环节的参数和选用适当的方法和设备，可以实现高产量、高纯度的L-丝氨酸产品的生产。
L-丝氨酸的酶法合成及分析
参考文献：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
L-丝氨酸的生产及其应用 克丽凤，张伟国，钱和 - 《江苏食品与发酵》 2001 运用现代生物技术生产L－丝氨酸的研究进展 蔡宇，吴梧桐 - 《氨基酸和 生物资源》 - 1996 运用现代生技术生产L—丝氨酸的研究进展 吴梧桐 - 《药学进展》 - 1996 利用重组大肠杆菌生产L-丝氨酸的研究 杨帆 - 《山东大学》 - 2013 L-丝氨酸高产菌株的选育及基因工程菌的构建 谢玉清 - 《新疆农业大 学》 - 2007 微生物发酵法生产L-丝氨酸及L-半胱氨酸研究进展 贾慧慧，李晓静，陈 涛，... - 《中国生物工程杂志》 - 2014 L-丝氨酸产生菌的选育及其发酵条件的研究 左爱连 - 江南大学 - 2008 产L-丝氨酸谷氨酸棒杆菌SYPS-062的代谢工程 罗玉常 - 《江南大学》 2012 L-丝氨酸产生菌的分离筛选及发酵条件初步研究 卢发，张伟国 - 氨基酸、 呈味核苷酸生产技术交流会 - 2004
1、细胞超声波破碎
实训步骤：
将150mL大肠杆菌培养物悬液（含SHMT） 放入250mL容器中，液体浸没超声波发射 针1cm. 打开开关，将频率设臵至中档，超声波破 碎3s,间歇3s,破碎60次。
2、离心
将破碎好的培养液放入高速冷冻离心机中 离心。（10000r/min，10min）离心完毕后 取上清液，弃沉淀。 注：SHMT是胞内产物，破碎细胞后，即释 放到培养液中。
L—丝氨酸的分析
实训原理：
薄层色谱是一种微量、快速和简便的色谱方法。 由于各种化合物的极性不同，吸附能力不相同， 在展开剂上移动，进行不同程度的解析，根据 原点至主斑点中心及展化合物的吸附能力与它 们的极性成正比，具有较大极性的化合物吸附 较强，因此Rf值较小。 在给定的条件下（吸附剂、展开剂、板层厚度 等），化合物移动的距离和展开剂移动的距离 之比是一定的，即Rf值是化合物的物理常数， 其大小只与化合物本身的结构有关，因此可以 根据Rf值鉴别化合物。开剂前沿的距离，计算 比移值（Rf）。
L-丝氨酸的酶法合成及分析
(2)正向酶活测定： 正向酶活测定反应液中含有10mmol/L Gly、13,。 3mmol/L HCHO、0.5mmol/LPLP、6mmol/L THFA、 0.2mmol/L巯基乙醇、0.1mol/L磷酸盐缓冲液 （pH8.0），加工程菌悬液使OD600=0.2,37℃振荡反应 30min，离心所得上清用高效液相色谱法测定L-Ser的浓 度。 （三）、菌悬液于PLP预温育： 预温育时间：取已经破壁的菌悬液，加等体积20mmol/L PLP溶液，37℃摇床振荡温育，不同时间取样测定逆向酶 活 PLP浓度：取已经破壁的菌悬液，加等体积的 5,10,15,20,25mmol/L PLP溶液，37℃摇床振荡温育 24h，测定逆向酶活。
当Gly浓度分别为0.1、0.8mol/L时，分别同样操作进行 酶反应，结果如表所示：
（6）酶反应液中氨基酸的分离： 酶反应液327mL上第一根717树脂柱后，开始有氨基酸漏出， 水洗后pH从7.5降至6.4。用pH2的盐酸洗脱，得含氨基酸的 洗脱液2480mL。 717树脂洗脱曲线见下图 薄层分析见下图
（二）、酶活测定： 1个正、逆酶活单位均定义为本实验采用的测活条件下， 1h内形成产物的微摩尔数。 （1). 逆向酶活测定： SHMT亦可催化D-苯基丝氨酸水解成苯甲醛和甘氨酸，此 反应中SHMT不需THFA作为辅因子。 逆向酶活测定反应中含50mmol/L D-苯基丝氨酸、 0.5mmol/L PLP、0.1mol/L磷酸盐缓冲液（pH8.0），加 工程菌悬液使OD600=0.2。30℃振荡反应30min，离心所 得的上清适当稀释后于279nm处测定吸光值，由苯甲醛标 准曲线方程计算逆向酶活。
（六）酶反应液中L-Ser的分离： 717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，酶反应液3600r/min离心10min， 上清调pH7.5，以0.5ml/min的流速上第一根717树脂柱， 流出液以茚三酮试液检查是否呈紫色，如呈紫色，停止上 柱。用蒸馏水洗至流出液无色并呈中性，串联另两根717 树脂柱，用pH2的HCl洗脱，待第三根柱的流出液与茚三 酮呈紫色反应后，以5mL/管分部收集。直至洗脱液中午 氨基酸后通知收集。
磷脂酰丝氨酸工艺
磷脂酰丝氨酸工艺磷脂酰丝氨酸（Phosphatidylserine，简称PS）是一种磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的衍生物，具有重要的生理功能和营养价值。
磷脂酰丝氨酸工艺是指通过特定的生物转化工艺，将天然的磷脂酰丝氨酸提取、纯化和加工成为可供人体吸收利用的营养品。
本文将详细介绍磷脂酰丝氨酸工艺的原理、步骤和应用。
磷脂酰丝氨酸工艺的原理是将天然来源的磷脂酰丝氨酸通过酶的作用进行转化，获得纯化的磷脂酰丝氨酸。
首先，从天然来源中提取磷脂酰丝氨酸，常见的提取源包括大豆和牛脑。
通过物理和化学方法，将磷脂酰丝氨酸从提取源中分离出来。
接下来，利用酶的作用，将磷脂酰丝氨酸转化为磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。
最后，通过纯化工艺，去除杂质和不需要的成分，得到高纯度的磷脂酰丝氨酸。
磷脂酰丝氨酸工艺的步骤可以分为提取、转化和纯化三个阶段。
提取阶段主要通过溶剂萃取、酸碱调节等方法，从提取源中提取磷脂酰丝氨酸。
转化阶段通过添加适量的酶，将磷脂酰丝氨酸转化为磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。
纯化阶段通过过滤、离心、吸附等分离技术，去除杂质和不需要的成分，得到高纯度的磷脂酰丝氨酸。
磷脂酰丝氨酸在医药、保健品和食品工业中有着广泛的应用。
在医药领域，磷脂酰丝氨酸被用作脑功能改善药物的原料，可以提高记忆力和学习能力，改善老年痴呆症状。
在保健品领域，磷脂酰丝氨酸被广泛添加到脑力活性产品中，帮助提高工作和学习效率。
在食品工业中，磷脂酰丝氨酸被用作乳化剂、稳定剂和增稠剂，改善食品的质地和口感。
磷脂酰丝氨酸工艺的发展已经取得了很大的进展。
传统的工艺主要依赖于化学合成和物理分离技术，工艺复杂，产量低。
近年来，随着生物技术的发展，越来越多的磷脂酰丝氨酸工艺采用微生物发酵的方式，提高了产量和纯度。
同时，新型的分离技术和纯化工艺也逐渐应用于磷脂酰丝氨酸工艺中，提高了产品的质量和稳定性。
磷脂酰丝氨酸工艺是一种将天然磷脂酰丝氨酸转化为可供人体吸收利用的营养品的工艺。
通过提取、转化和纯化三个阶段，可以获得高纯度的磷脂酰丝氨酸。
l-高丝氨酸合成工艺
L-高丝氨酸合成工艺L-高丝氨酸（L-histidine）是一种重要的氨基酸，对于生命体的正常生长和发育至关重要。
其在医学、食品、饲料等领域有广泛的应用。
下面将介绍L-高丝氨酸的合成工艺，包括从原料到成品的关键步骤。
1.原料准备L-高丝氨酸的合成通常从一些基本的有机和无机原料出发。
主要的原料包括：a.亮氨酸亮氨酸是合成L-高丝氨酸的重要前体。
它可以通过微生物发酵、化学合成等方式得到。
b.糖类物质糖类物质通常是微生物生产过程中的底物，用于提供能量和碳源。
c.氨水氨水用于提供氨基基团。
d.无机盐无机盐类通常作为微生物生产过程中的必要营养物质。
2.微生物发酵L-高丝氨酸的生产主要通过微生物（通常是大肠杆菌或大肠杆菌工程菌株）发酵合成的方式进行。
微生物发酵过程中，利用亮氨酸作为前体，在适宜的温度、pH和氧气供应条件下，通过调控发酵罐中的微生物培养基，实现高丝氨酸的合成。
a.发酵培养基发酵培养基的配方需要考虑微生物的生长需要，包括碳源、氮源、矿物盐等。
常用的培养基包括含有糖、酵母提取物、氨水、无机盐等成分。
b.微生物株选用选用高丝氨酸产量高、稳定的微生物株，并通过基因工程技术优化其代谢途径，提高合成效率。
c.发酵条件控制发酵罐中的温度、pH、搅拌速度和氧气供应等条件，以保证微生物生长和高丝氨酸的合成。
3.提取与纯化经过发酵过程，培养液中含有大量的微生物、代谢产物和其他杂质。
因此，需要对培养液进行提取与纯化。
a.细胞分离通过离心等方法将微生物细胞从培养液中分离出来。
b.溶剂提取利用有机溶剂，如醇类、醚类等，将L-高丝氨酸从细胞和培养液中提取出来。
c.色谱分离采用色谱技术，如层析、透析等，进一步提高L-高丝氨酸的纯度。
4.结晶与干燥通过结晶技术将L-高丝氨酸从提取液中分离出来，然后进行干燥，得到粉状或颗粒状的L-高丝氨酸产品。
5.质量控制对最终产品进行质量控制，包括外观、纯度、微生物残留、重金属含量等指标，确保产品符合相关的标准和规定。
年产160吨L-丝氨酸反应车间的工艺设计
目录1概述 (2)1.1 国内外生产L-丝氨酸的方法、用途与发展前景 (2)2.1设计依据 (3)2.2设计范围 (3)2.3原材料及产品的主要技术规格 (3)2.4生产流程简述 (4)3 工艺设计 (4)4能量衡算 (4)4.1.1发酵罐能量衡算 (4)4.1.2种子罐的能量衡算 (5)4.2 物料衡算 (6)4.2.1发酵罐的物料衡算 (6)4.2.2种子罐的物料衡算 (7)5.主要设备计算 (7)5.1发酵罐计算： (7)5.1.1 设备尺寸的计算 (7)5.1.2 搅拌器轴功率计算 (8)5.2 种子罐的计算 (9)5.2.1种子罐的尺寸计算 (9)5.2.2种子罐轴功率计算 (10)5.3贮罐计算 (10)5.4配料罐的计算 (10)5.4.1发酵罐配料罐的计算 (10)5.4.2种子罐配料罐的计算 (10)5.5离心机的计算 (11)6.总结 (11)7．参考文献 (11)8．致谢 (12)年产160吨L-丝氨酸反应车间的工艺设计1概述1.1 国内外生产L-丝氨酸的方法、用途与发展前景目前，国内外生产L-丝氨酸的方法主要有化学合成法，蚕丝水解法，酶法，前体发酵法等生物法等。
（1）化学合成法:最大缺点是产品为DL一丝氨酸,而人体需要的是L-丝氨酸，因此需要将其分开，这就增加了成本及生产的复杂性。
（2）废蚕丝水解提取法：蚕茧中L-丝氨酸含量最为丰富，因此，可用废蚕丝、蚕蛹、丝胶水解以提取L．丝氨酸。
但此法操作复杂，需处理大量的洗脱液，所得的氨基酸常为混合氨基酸，还需进一步分离、精制，且在提取目标氨基酸时，其余氨基酸则被浪费掉。
（3）酶法：利用酶法生产L-丝氨酸已经有过很多尝试。
有学者报道，将丝氨酸羟甲基转移酶固定在DEAE．SephadeA．25上，然后置于50℃，pH7．3的溶液中(该溶液由0．4 mol甘氨酸、O．3 mmol甲醛、四氢叶酸、吡哆醛、磷酸组成)，最终可得10 mmol LI丝氨酬51。
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丝氨酸提取工艺
丝氨酸是一种重要的氨基酸，具有多种生物活性和功能。
在生物医药和保健品领域，丝氨酸的提取工艺显得尤为重要。
本文将介绍丝氨酸的提取工艺及其应用。
一、丝氨酸的提取工艺
1. 原料准备：选择优质的丝蛋白原料，如蚕丝、蜘蛛丝等，进行初步处理，去除杂质和有害物质。
2. 酸解法提取：将原料加入酸性介质中，如盐酸或硫酸，进行酸解。
酸解过程中，适当控制温度和时间，使丝氨酸从蛋白质中释放出来。
3. 过滤和洗涤：将酸解后的溶液进行过滤，去除固体残渣。
然后用适量的水进行洗涤，去除酸性残留物。
4. 中和和沉淀：将洗涤后的溶液进行中和处理，使pH值适宜。
然后添加适量的沉淀剂，如醋酸锌或硫酸铵，使丝氨酸沉淀。
5. 过滤和干燥：将沉淀后的丝氨酸溶液进行过滤，去除水溶液。
然后用适当的方法进行干燥，得到丝氨酸的粉末或结晶体。
二、丝氨酸的应用
1. 生物医药领域：丝氨酸作为天然氨基酸，具有较好的生物相容性和生物降解性，被广泛应用于生物医药领域。
它可以用于合成生物
可降解材料、药物载体和生物医用纤维等。
2. 保健品领域：丝氨酸具有改善皮肤保湿、抗氧化、抗衰老等功能，因此被广泛应用于保健品领域。
丝氨酸可以作为保湿剂添加到护肤品中，提高产品的保湿效果。
同时，丝氨酸还可以作为口服保健品的成分，具有抗衰老和促进健康的效果。
3. 纺织工业：丝氨酸是天然丝蛋白的组成部分，具有良好的纤维性能。
丝氨酸可以用于制备高强度、高韧性的纤维材料，广泛应用于纺织工业和纤维制品中。
4. 食品工业：丝氨酸可以作为食品添加剂，用于提高食品的保湿性和口感。
丝氨酸可以添加到面包、糕点、肉制品等食品中，改善其质地和口感，延长食品的保鲜期。
5. 其他应用：丝氨酸还可以应用于化妆品、染料、涂料等领域，具有广泛的应用前景。
丝氨酸的提取工艺及应用十分广泛。
通过合理的提取工艺，可以获得高纯度的丝氨酸产品，满足不同领域的需求。
丝氨酸的应用领域涉及生物医药、保健品、纺织工业、食品工业等多个领域，为相关产业的发展提供了重要的支撑。
丝氨酸的研究和应用将进一步推动生物医药和化工领域的发展。