-丝氨酸分离提取的研究进展
《氨基酸工艺学》7 氨基酸分离提取和精制
1、常规过滤
➢ 常规过滤时，固体颗粒被截留在多孔性介质表面形成滤饼，液 体在推动力的作用下穿过滤饼和多孔性介质的微孔，从而获得 澄清的过滤液。
➢ 由于操作阻力较大，且固体颗粒的粒径越小，操作阻力越大， 因此，常规过滤适用于悬浮颗粒粒径在10-100μm范围内的悬浮 液。
➢ 在氨基酸工业中，常采用板框压滤机和真空转鼓式过滤机过滤 预处理后的发酵液。
1、离子交换的基本概念
➢ 树脂颗粒吸附过程大致分为5个阶段：
① 发酵液中的氨基酸阳离子扩 散至树脂颗粒表面（外扩散）； ② 氨基酸阳离子穿过树脂颗粒 表面向树脂颗粒内部扩散（内 扩散）； ③ 氨基酸阳离子与树脂颗粒中 的H+交换（离子交换）；④ 交换产生的游离H+从树脂颗粒 内部向树脂表面扩散（内扩 散）； ⑤ 游离的H+进一步扩散至发 酵液中（外扩散）。
聚糖、明胶、骨胶等天然有机高分子聚合物。 ➢ 化学合成聚合物包括有机高分子聚合物和无机高分子聚合物，
其中，常见的有机高分子聚合物有聚丙烯酰胺类衍生物、聚丙 烯酸类和聚苯乙烯类衍生物等，常见的无机高分子聚合物有聚 合铝盐和聚合铁盐等。 ➢ 氨基酸发酵液絮凝操作过程中，影响絮凝效果的因素很多，主 要有絮凝剂的种类和相对分子质量、絮凝剂用量、发酵液pH值、 搅拌速率和搅拌时间等因素。
离子型。 ➢ 离子型絮凝剂带多价电荷，且长链线状结构上的电荷密度会显
著影响其的絮凝效果。 ➢ 通过絮凝预处理过程，可将氨基酸发酵液中的微生物细胞和碎
片、菌体和蛋白质等胶体粒子聚集形成粗大絮凝团，从而提高 氨基酸发酵液的过滤速率和滤液质量。
5、絮凝
➢ 高分子絮凝剂的吸附架桥过程：
5、絮凝
➢ 高分子絮凝剂可分为天然聚合物和化学合成聚合物。 ➢ 天然聚合物包括聚糖类胶粘物、海藻酸钠、壳聚糖、脱乙酰壳
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。
谷氨酸、色氨酸、丝氨酸发酵进展
万方数据万方数据万方数据谷氨酸、色氨酸、丝氨酸发酵进展作者：刘贤雪， 雷建湘， 郭跃平， 汪钊作者单位：浙江工业大学生环学院,杭州,310014刊名：发酵科技通讯英文刊名：FAJIAO KEJI TONGXUN年，卷(期)：2009,38(3)参考文献(16条)1.JP9-2852932.JPll-92963.JP9-2852944.KocabasP,CalikP,OzdamarTH5.刘晓婷;黄耀辉黄色短杆菌L-色氨酸产生菌的选育 1989(06)6.张素珍产L2色氨酸菌株的诱变选育 1984(03)7.张克旭氨基酸发酵工艺学 19918.张炳荣氨基酸工业大全(技术与市场) 19919.Serpil Takae Metabolic flux distribution for the optiminzed production of L-Glutamate[外文期刊] 1998(01)10.I Sunitha Optimmization of medimm constituents and formentation conditions for the production of L-Glutamlc acid by the co immobilized whole cells of mierococcus Glutamicns and Pseudomonns reptilivora 1998(05)11.I Sunitha Coimmobilized whole cells of Pseudomonas reptil-ivom and Micrococcus Glutamicus in caleium alginate gel for the production of L-Glutamic acid 1998(01)12.NampoothiriM K;Pandey A Immobilization Of Brevibacterium cells for the production of L-Glutamie acid[外文期刊] 1998(01)13.NampoothiriM K;PondeyA Genetie of cory noform bacteria for the overproduction of aminoacids[外文期刊] 1998(02)14.WO 99/O269215.WO 99/0269216.王宏龄;富春江近年来国内外主要发酵类氨基酸产品发展状况[期刊论文]-发酵科技通讯 2008(03)本文链接：/Periodical_fxkjtx200903014.aspx。
丝氨酸
酶法合成原理
L-丝氨酸是一个重要的药用氨基酸. 利用丝氨酸羟甲基转移酶催化甲醛 和甘氨酸,可逆地合成L-丝氨酸(图8) ,反应过程中丝氨酸羟甲基转移酶 需要PLP和四氢叶酸作为辅助因子. 最终反应液中L-丝氨酸浓度达到0. 2 mol/ L ,该法是目前最有应用前景的L-丝氨酸生产方法。
在动 、植 物体内和微生物细胞内，普遍存在着甘 氨酸和丝氨酸的互相转换。该反应的生理方向是L 一丝氨酸断裂成为甘氨酸和N5, N,o亚甲基四氢叶 酸，其中辅酶四氢叶酸作为C.基团的载体。生物 体内包含甲基基团的化合物、PI吟环等的生物合 成均利用该步反应提供的C、基团。催化该步反应 的酶是丝氨酸经甲基转移酶(serine
酶反应体系建立时，甲醛多次少量加入，防止酶 失活。
超声波细胞破碎时注意间歇时间，以工作2s间歇 3s为宜。
参考文献
陈永波,饶斌,覃兰;高效液相色谱法快速直接测定酪氨酸、苯丙氨酸和 色氨酸[J];氨基酸和生物资源;2000年01期
胡兵,龙化云,黄光斗;丙酮酸的合成研究进展[J];化工时刊;2003年09期
李省云,杨毅萍;L-丝氨酸与四氯对苯醌的荷移反应[J];光谱实验室;2004 年06期
丝氨酸羟甲基转移酶基因的功能表达及其活性鉴定 - 食品与发酵工业 2002, 28(1)
期刊论文 丝氨酸羟甲基转移酶基因(glyA)的克隆 - 广西农业生物科学 - 2003, 22(2)
期刊论文 两种菌株来源的glyA基因的克隆、表达及酶活性检测 - 氨基 酸和生物资源 - 2006, 28(1)
超声波细胞破碎仪工作原理
就是将电能通过换能器转换为声能，这种能量通 过液体介质(如水)而形成一个个密集的小气泡，这 些小气泡迅速炸裂，产生像炸弹一样的能量，从 而起到破碎细胞等物质的作用，俗称空话效应， 超声波细胞破碎仪具有破碎组织、细菌、病毒、 孢子及其他细胞结构，以及乳化、混合、脱气、 崩解、分散、清洗和提取等作用。
磷脂酰丝氨酸的提取分离研究进展
磷脂酰丝氨酸的提取分离研究进展李阅兵;刘承初;谢晶;李应森;李家乐;陈苏【摘要】Phosphatidylserine, as the nootropics substances of human brain, has been concerned widely.The extraction and purification methods of phosphatidylserine were introduced.The extraction methods included chloroform -methanol method, tert -butyl methyl ether method and ethyl acetate -ethanol method.Purification methods included thin layer chromatography,column chromatography and HPLC.The extraction technics of phosphatidylserine were complicated, and abundant organic solvent was consumed, so the optimization of them should be enhanced.%磷脂酰丝氨酸作为人类大脑的益智物质,已经得到了广泛关注.主要对磷脂酰丝氨酸的提取和纯化方法进行介绍.提取方法包括氛仿-甲醉法、叔丁基甲醚法、乙酸乙酯-乙醇法等.纯化的方法涉及薄层色谱法、柱色谱法、高效液相色谱法等.磷脂酰丝氨酸提取工艺复杂,需使用大量有机溶剂,今后需加强提取工艺的优化.【期刊名称】《中国油脂》【年(卷),期】2011(036)003【总页数】6页(P56-61)【关键词】磷脂酰丝氨酸;溶血磷脂酰胆碱;提取;纯化;色谱;洗脱【作者】李阅兵;刘承初;谢晶;李应森;李家乐;陈苏【作者单位】上海海洋大学食品学院,上海,201306;上海海洋大学食品学院,上海,201306;上海海洋大学食品学院,上海,201306;上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室,上海,201306;上海海洋大学省部共建水产种质资源发掘与利用教育部重点实验室,上海,201306;上海市高等学校水产养殖学E-研究院,上海,201306;美国焯安神经增长因子生物技术有限公司,美国【正文语种】中文【中图分类】TQ645;Q545磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserines，PS)，1，2－二酰基－Sn－甘油－3－磷酸－L－丝氨酸，1942年由Jordi Folch首次提取并定性，具有双亲性，带有负电荷的头部为亲水性，由脂肪酸组成的尾部为亲油性［1］。
丝素蛋白纤维提取技术的研究
丝素蛋白纤维提取技术的研究作者：冯燕萍董志红张颖程丽佳唐璐归艳华来源：《丝绸》2022年第04期摘要：丝素蛋白（SF）以其优异的性能，如较好的生物相容性、生物降解性和机械性能等，被广泛应用于生物医学领域。
天然的SF需要经过脱胶处理（去除蚕丝中的丝胶）方可获得，不同的脱胶方法和工艺参数会对SF结构和性能产生不同的影响，选择合理的高效脱胶工艺方法，为制备生物医用材料提供较高性能的SF。
本研究从化学、物理和生物技术几方面论述了蚕丝脱胶的方法，包括碱性、酸性、高温高压（HTHP）、超声波、微波和酶处理等，阐述了SF纤维的提取技术，以期获得高纯度、表面光滑、可降解性好和机械性能优异的SF，制备出SF新型材料，为SF在生物医用材料领域的应用提供较好的前期研究基础。
关键词：丝素蛋白纤维;丝胶蛋白;脱胶方法;生物医用材料;机械性能中图分类号： TS102.33文献标志码： A文章编号： 10017003（2022）04000907引用页码： 041102DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2022.04.002（篇序）蚕丝是天然的纤维材料。
无论何种类别的蚕丝，一般均由质量为70%左右的丝素蛋白（SF）和25%左右的丝胶所组成，剩余的5%左右则是一些杂质。
早期蚕丝常被用在纺织领域上，随着新材料的开发和利用，蚕丝在军工、制药、生物医药材料领域上也逐渐展现出其优异的特性，尤其是蚕丝中的SF，其具有良好的力学性能、生物相容性、抗菌性等优点，同时它的物理和生物学特性也优于丝胶。
因此，人们对SF的研究越来越深入，从制备方法到将其复合制备成新材料，无一不体现出它优异的特性，如将SF制成粉末[1]、凝胶[2]、薄膜状[3]，通过静电纺丝制成SF纤维膜[4]，也制备成SF纤维增强复合材料[5]等。
在生物医疗领域，SF可作为药物释放的载体[6]、人工骨组织支架[7]、伤口敷料[8]、人工耳膜[9]及神经导管[10]等。
年产200吨L-丝氨酸发酵车间的设计
L-丝氨酸，又被称为精氨酸，是一种重要的氨基酸，在医药和食品行业中有广泛的应用。
一般来说，L-丝氨酸的生产是通过微生物发酵的方式进行的。
在本文中，我将介绍一个年产200吨L-丝氨酸的发酵车间的设计。
首先，对于这个发酵车间的设计，我们需要考虑以下几个方面：（1）发酵容器的选择和设计；（2）发酵介质的准备和控制；（3）发酵过程的监控和控制；（4）收获和精制过程的设计。
在发酵容器的选择和设计方面，我们可以选择使用不锈钢发酵罐。
这种材质具有良好的耐腐蚀性和结构稳定性，能够确保发酵过程的顺利进行。
同时，发酵罐的设计应该考虑到温度、PH值和氧气供应的控制，以及搅拌速度和流速的调节。
为了满足年产200吨的需求，我们可以选择使用多个发酵罐并行进行发酵。
针对发酵介质的准备和控制，我们可以选择使用优质的培养基作为发酵介质。
培养基的配方应该包括碳源、氮源、矿物质和维生素等成分，以满足微生物的生长和L-丝氨酸的产生所需的营养需要。
在发酵过程中，我们需要控制培养基的温度、PH值和氧气供应，以提供一个适宜的环境来促进微生物的生长和L-丝氨酸的产生。
发酵过程的监控和控制是确保L-丝氨酸产量和质量的重要环节。
我们可以安装传感器和控制系统来监测和控制发酵过程中的各项参数，如温度、PH值、氧气浓度、溶氧量和搅拌速度等。
通过实时监测和精确控制这些参数，我们可以提高L-丝氨酸的产量和质量。
在收获和精制过程的设计中，我们需要选择适当的分离和纯化技术来提取和纯化L-丝氨酸。
一般来说，收获过程包括离心和过滤等步骤，以将微生物和培养基分离。
然后，可以使用吸附分离、离子交换、透析和蒸馏等技术来提取和纯化L-丝氨酸，以达到产品的纯度和质量要求。
除了以上几个方面，我们还需要考虑一些其他的设计要求，如卫生和安全措施的设置、废水和废气的处理方法、能源利用的优化等。
通过合理的设计和优化，我们可以建立一个高效、稳定、可持续发展的年产200吨L-丝氨酸发酵车间。
年产200吨L-丝氨酸发酵车间的设计
L-丝氨酸是一种重要的生物合成产品，广泛应用于医药、保健品和食品行业。
为了满足市场需求，设计一年产200吨L-丝氨酸的发酵车间是非常重要的。
其次，我们需要设计一个合适的发酵系统。
发酵系统通常由培养罐、发酵罐和相关辅助设备组成。
培养罐用于初级培养和菌株增殖，发酵罐用于大规模生产以及产物提取和分离。
培养罐的设计应考虑菌种的选择和培养要求，需要提供适当的培养基和控制条件，如温度、压力和搅拌速度。
发酵罐的设计需要考虑以下几个方面。
首先是体积的确定，根据年产量和每个批次的产量，确定发酵罐的大小。
一般来说，较大的发酵罐有更高的生产效率，但也需要更多的资源和设备投入。
其次是温度和pH值的控制，这是保证菌株正常生长和产物合成的重要因素。
通过使用温度控制系统和酸碱自动加入系统，可以实现精确的控制。
此外，搅拌速度和通气速率也是重要的参数，对产物合成和菌株生长具有影响。
另外，发酵车间还需要配备相关的辅助设备，如发酵液过滤系统、发酵液处理系统和产物提取和纯化设备等。
这些设备在生产过程中起到了重要的作用，保证了产物的质量和纯度。
在生产管理方面，我们需要建立适当的质量控制体系，包括原料的采购和检验、生产过程的监控和记录、成品的检验和包装。
同时，我们还需要建立灵活的生产调度系统，根据市场需求和产能情况，合理安排生产计划和产品投放。
在工艺优化方面，我们可以采用一些先进的技术和策略，如随机寡聚合和策略性营养调控等。
通过这些技术的应用，可以提高菌株的产物合成能力和生长速度，进一步提高生产效率和经济效益。
最后，安全和环保也是发酵车间设计中的重要考虑因素。
我们需要确保车间的操作安全，防止菌株的突变和污染。
同时，还需要建立废弃物处理系统，保证废弃物的安全处理和环境保护。
综上所述，设计一个年产200吨L-丝氨酸的发酵车间需要综合考虑菌种选择、发酵系统设计、辅助设备配置、生产管理、工艺优化、安全环保等多个方面。
通过科学合理的设计和管理，可以实现高效稳定的生产，满足市场需求。
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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
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。
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
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
第44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
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]。
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
ZhanБайду номын сангаас 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]