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第七章 氨基酸发酵工艺 第一节 氨基酸概况  所谓氨基酸，是指同一分子内含有氨基和羧 基的化合物的总称，也包括脯氨酸之类的亚 氨基酸。  一、氨基酸的用途  1、在医药工业中的应用  （1）重要的营养剂  （2 ）治疗药剂  （3）短肽药物  （4 ）医药品合成原料 2、氨基酸在食品工业中的应用  1）营养与食品强化；  2 ）风味与调味；  3）增香与除臭；  4 ）抗氧化与保质；  5）防腐与保鲜； 3、氨基酸在饲料工业中的应用  氨基酸作为饲料添加剂具有以下功效：  1）、促进动物生长发育；  2 ）、改善肉质、提高产奶、产蛋量；  3）、降低成本，提高饲料利用率；  4 ）、节省蛋白质饲料。  目前蛋氨酸、赖氨酸作为饲料添加剂的使用 量最大，色氨酸、苏氨酸等也被确定为饲料 添加剂。 4、氨基酸在农业中的应用  1）、杀虫剂 如刀豆氨酸可使南方毛虫拒食而 死；  2 ）、杀菌剂 1972年，日本推出N月酰缬氨酸作为 治稻瘟病药剂；  3）、除草剂 如激光除草剂的δ-氨基一酰丙酸；  4 ）、农药稳定剂 如色氨酸可作为杀虫剂水杨酸或 环磷酸的稳定剂；  5）、植物生长的促进剂 如谷氨酸能使大豆增产；  6）、脱叶剂 如L-赖氨酸有加速树叶脱落的作用。 5、氨基酸在化学工业中的应用  1）、氨基酸系表面活性剂；  2 ）、氨基酸在高分子合成领域的应用；  3）、氨基酸在化妆品中的应用。 二、氨基酸生产方法概论 （一）生产方法  1、直接发酵法  发酵法是借助微生物具有合成自身所需氨基酸 的能力，通过对菌株的诱变处理，选育出各种营 养缺陷型及氨基酸结构类似物，以解除代谢调节 中的反馈抑制与阻遏，达到过量合成某种氨基酸 的目的。  目前发酵法生产氨基酸产量最大的是谷氨酸。 2、添加前体发酵法  又称微生物转化法，是使用葡萄糖作为发酵 碳源、能源、再添加特异的前体物质，以避 免氨基酸合成途径的反馈抑制，经微生物作 用将其有效地转变为目的氨基酸。  3、酶法  是利用微生物中特定的酶作为催化剂，使底 物经过酶催化生成所需的产品。 4、化学合成法  利用有机合成和化学工程相结合的技术生产或制 备氨基酸的方法。  化学合成法可归纳为一般合成法及不对称合成 法两类，前者产物都为DL型氨基酸混合物，后 者产物为L型氨基酸。  5、蛋白质水解提取法  以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料，通过 酸、碱或酶水解成多种氨基酸混合物，以分离纯 化得各种氨基酸的方法。 （二）国际国内生产概况  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。 三、菌株的育种  从自然界中筛选有产酸能力的菌株,并建立其培养条件。  筛选营养缺陷型菌株来解除反馈抑制积累氨基酸。  在确立突变技术和阐明氨基酸生物合成系统调节机制的 基础上发展为营养缺陷变异株、抗药性菌株的育种。  随着重组DNA技术的发展,接合、转导、转染、细胞融 合等手段首先用于体内基因重组,是早期用基因重组方 法构建生产菌株的尝试。  随着载体、受体系统的构建及体外基因重组技术的日益 完善,氨基酸生物工程菌的构建有了长足的发展。  苏氨酸等的生产菌株被成功地构建并应用于工业化生产。 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