第九章氨基酸.pptVIP

第九章 氨基酸发酵 第一节、谷氨酸发酵 第二节、赖氨酸发酵;氨基酸的用途 (一)、在食品工业中的应用 1、强化食品：赖氨酸、色氨酸和苏氨酸常用于强化食品，使小麦、玉米、大米等食物提高营养价值。 2、作为调味剂：谷氨酸及天门冬氨酸的钠盐具有鲜味，特别是谷氨酸的一钠盐常用作鲜味剂。 3、作为人工甜味剂的原料：自从发现L-天门冬氨酸-L-苯丙氨酸甲酯(APM)的甜味为蔗糖的150-200倍后，对天门冬氨酸肽类的甜味进行了广泛的研究，其中以L-天冬氨酰-氨基丙二酸蒎醇甲醇二酯具有最大的甜味，为蔗糖的22000-33200倍。;(二)、在饲料中的应用 在饲料中添加赖氨酸和蛋氨酸，可加速猪等家畜的生长，改良肉的质量。蛋氨酸可以提高家禽的产蛋率。 (三)在医药上的应用 几乎所有的氨基酸和它们的盐类在医药上都可作为注射剂或一般药物，医治各种疾病，各种氨基酸的混合液不但作为营养注射剂或口服液，而且为宇航员、飞行员等的强化剂食品。 (四)工业上的应用 聚谷氨酸树脂的薄膜具有天然的皮革性能，可制耐季节气候变化的人造皮革和涂料。谷氨酸还可制人造纤维。甘氨酸、半胱氨酸、丙氨酸可制表面活性剂、缓冲剂和抗氧剂等。;氨基酸生产的历史 氨基酸生产首先从谷氨酸开始 19l0年日本味之素公司采用提取法大量生产味精 1936年美国从甜菜废液中提取谷氨酸 日本在1956年用糖质原料发酵谷氨酸成功，完全取代了原来的水解法。 1960年发酵法生产了赖氨酸，同年用合成法生产dl－蛋氨酸。 1962年谷氨酸的合成法生产成功 1966年采用醋酸原料生产谷氨酸，此后石油发酵谷氨酸、赖氨酸、酪氨酸等也获得成功 目前氨基酸几乎都可应用发酵法生产。;我国味精生产开始于1923年，上海天厨味精厂最先用水解法生产 1932年沈阳开始用脱脂豆粉水解生产味精 1964年上海味精厂和有关科学研究单位协作，开始采用发酵法生产味精，现在全国已普遍采用 目前我们除味精外，还生产了赖氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸等十多种氨基酸。;氨基酸的生产方法;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???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。 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%。 ; 第一节 谷氨酸发酵 一、概述 二、谷氨酸的生产菌种 三、谷氨酸的生物合成途径及谷氨酸积累的条件 四、生物素对谷氨酸的生物合成的影响 五、如何克服生物素过量带来的问题 六、其它环境条件对谷氨酸合成的影响 七、谷氨酸的提取; 一、概述;工业化生产开始于由水解小麦面筋或大豆蛋白质而制取。 1957年，日本率先采用微生物发酵法生产，并投入大规模工业化生产，这是被誉为现代发酵工业的重大创举，使发酵工业进入调节代谢的调控阶段。 目前世界产谷氨酸钠30万吨/年，占氨基酸总量的2/3。 我国现已有200余家生产，年产量达15万吨，居世界首位。; 二、谷氨酸的生产菌种;谷氨酸棒状杆菌（Corynebacterium glutamicum） 乳糖发酵短杆菌（Brevibacterium lactofermentum） 散枝短杆菌（Brevibacterium divaricatum） 黄色短杆菌（Brevibacterium flavum） 硫殖短杆菌（Brevibacterium thiogenitalis） 嗜氨小杆菌（Microbacterium ammoniaphilum）;三、谷氨酸的生物合成途径及谷氨酸积累的条件;草酰乙酸;草酰乙酸;①一定的糖酵解速度，不能走向乳酸等合成。 ②生成丙酮酸后，一部分氧化脱羧生成乙酰CoA，一部分固定CO2生成草酰乙酸。 ③生成的乙酰CoA不向脂肪酸合成途径转化，全部趋于合成柠檬酸。 ④α-酮戊二酸不转化为琥珀酸。 ⑤异柠檬酸裂解酶活性