氨基酸生产技术讲座

四、L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸发酵L-异亮氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸(以下L-省略)统称为分支链氨基酸,均为必需氨基酸。对于生物体来说,它们不但作为蛋白质合成的素材物质,而且是重要的能量来源或生物体成分的前体物质。因此,分支链氨基酸主要用作氨基酸输液。从生物合成的前体来看,缬氨酸和亮氨酸的碳原子都来自丙酮酸,属于丙酮酸族,而异亮氨酸6个碳原子中的4个来自天冬氨酸,故为天冬氨酸族     

氨基酸生产技术讲座

六、蛋氨酸发酵及其酶法合成蛋氨酸作为含硫氨基酸中唯一的必需氨基酸,在营养学方面起着十分重要的作用。它居于含硫化合物代谢的中心位置。又是蛋白质合成的起始物质。此外,蛋氨酸还是体内的主要甲基供体。植物蛋白中蛋氨酸含量缺乏,因此,蛋氨酸大量用作食品和饲料添加剂。在医药方面,蛋氨酸用作急性及慢性肝炎、肝硬化等肝脏疾病的治疗药品及药物解毒剂;S-甲基-L-蛋氨酸对治疗胃溃疡有效;L-蛋氨酸用于配制氨基酸输液等。     

天冬氨酸生产

一、天冬氨酸的发现 L-天冬氨酸(Aspartic acid,Aspartate,Asp)亦称α-氨基丁二酸。是一种酸性氨基酸。 1806年,L.N.Vanquelin和J.P.Robiquet从天门冬(asparagus)的汁液中分离到天冬酰胺(asparagine,Ash)。1827年,A.Plisson从蜀葵(hollyhock)(Althaenrosea)根的分离物天冬酰胺中,分离到天冬氨酸。1868年Ritthausen从蛋白质中分离到天冬氨酸。     

基于广泛靶向代谢组学分析黑老虎种子中氨基酸和脂质组分

为探究黑老虎种子作为新兴植物油料资源的潜力,利用广泛靶向代谢组学技术检测分析其氨基酸和脂质组分。结果表明：在基于鉴定出的代谢物结构配置分类下,黑老虎种子含脂质类、氨基酸及衍生物类化合物分别为121种和89种,前者数量和相对含量(30.7%)在11类成分中最高,后者数量居其次,相对含量(17.8%)位于第三;鉴定出20种基础氨基酸和8种人体必需氨基酸,其中L-脯氨酸、L-天冬氨酸、L-丝氨酸等7种药效氨基酸和L-亮氨酸、L-苏氨酸、L-异亮氨酸、L-苯丙氨酸和L-赖氨酸5种人体必需氨基酸含量较高;黑老虎种子中富含亚油酸、γ-亚麻酸、α-亚麻酸等脂肪酸和以溶血磷脂酰胆碱18∶2和18∶2(2n异构)为主的磷脂。黑老虎种子氨基酸类和脂质类组分丰富,多种高度富集成分具有突出的营养功能、活性作用和药用功效,在优质植物油脂开发等领域具有较高的价值。     

氨基酸生产技术讲座

九、L-鸟氨酸、L-瓜氨酸、L-精氨酸发酵L-鸟氨酸、L-瓜氨酸和L-精氨酸(以下L-省略)主要用作氨中毒治疗药物和肝功能促进剂。其中精氯酸是含有胍基的碱性氨基酸,对于幼小动物的营养尤其重要,与L-组氨酸合称为半必需氨基酸。早在1957年鹈高就采用谷氨酸棒杆菌的瓜氨酸缺陷株发酵生产鸟氨酸获得成功。1964年奥村等报道枯草杆菌K的精氨酸缺陷株积累著量的瓜氨酸。1966年鹈高等发现了大肠杆菌变异株的精氨酸分泌,然而精氨酸的大量积累则是近十年的事情。现在,这三种氨基酸部主要以发酵法生产,前两者的世界年产量各达50吨,后者则为500吨以上。本章拟叙述鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸的生物合成途径、调节机制,以及用于这三种氨基酸发酵生产的各类变异株,并介绍转导在精氨酸高产菌选育中的应用。     

L-精氨酸发酵代谢调控的初步研究

在时谷氨酸棒杆菌CSAH135代谢网络和发酵特性研究的基础上,通过添加适量的氨基酸、有机酸和维生素,对L-精氨酸发酵进行代谢调控.结果发现,大部分添加物对L-精氨酸的积累都有一定的影响,特别是L-谷氨酸、L-亮氨酸、L-天冬氨酸、L-缬氨酸、L-精氨酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、烟酸、维生素B6、叶酸和硫胺素等添加物对菌株CSAH135合成L-精氨酸明显有促进作用,添加后产酸量最大比不添加任何物质提高10%左右.从代谢层面上分析,这些添加物除了促进菌体自身生长之外,同时防止了菌体对各添加物的过量合成,强化菌株CSAH135合成L-精氨酸的代谢途径.     

L-天冬氨酸生产、应用与市场前景

L-天冬氨酸广泛应用于食品、化工、医药等领域,具有巨大的开发价值和广阔的应用前景。文中介绍了L-天冬氨酸国内外生产方法和产品应用领域,并对L-天冬氨酸在我国的开发前景进行了概述。     

代谢副产物对L-苏氨酸发酵的影响及应对措施

研究了L-苏氨酸的发酵过程,通过高效液相色谱和氨基酸分析仪测定了L-苏氨酸发酵液中的主要副产物为乙酸、乳酸、缬氨酸、天冬氨酸、丙氨酸等。利用外源添加实验研究了各种代谢副产物对L-苏氨酸发酵的影响。结果表明乙酸浓度高于2 g/L、乳酸浓度高于10 g/L时对L-苏氨酸生产菌的生长和产酸有抑制作用,采用提高溶解氧和葡萄糖限制性脉冲流加措施将乙酸、乳酸的浓度控制在0.5 g/L以下,L-苏氨酸产量明显提高。     

氨基酸的酶法合成

<正> 前言 氨基酸广泛用作食品、医药、饲料、各种工业原料。其制造方法可分为化学合成法,蛋白质水解提取法、发酵法和酶法。现在应用广泛的L-型氨基酸工业上主要已采用微生物的发酵法(谷氨酸、赖氨酸等14种以上)和酶法(赖氨酸、天门冬氨酸、色氨酸、丙氨酸、蛋氨酸等)生产,这比化学合成法优越,因后者制得的是消旋型(DL型)氨基酸,要得到有光学活性的L-型还需拆分。当前酶法生产的氨基酸品种虽比发酵法少,但具有生产工艺简便、     

山羊肉中氮基酸含量测定及营养分新

目的:分析研究山羊肉中各种氨基酸含量.方法:采用日立L-8800型氨基酸自动分析仪,色谱条件:标准分析柱4.6mm×60.0mm,反应柱温度:57.0℃,反应器温度:136.0℃,测定了新鲜山羊肉水解氨基酸.结果:山羊肉样品经酸水解处理后测定,含有天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸等17种氨基酸,其中包含人体必需的8中氨基酸,氨基酸含量为18.83%.结论:山羊肉氨基酸种类齐全,含量丰富,是一种天然绿色、营养健康的食品.     

山羊肉中氨基酸含量测定及营养分析

目的:分析研究山羊肉中各种氨基酸含量。方法:采用日立L-8800型氨基酸自动分析仪,色谱条件:标准分析柱4.6mm×60.0mm,反应柱温度:57.0℃,反应器温度:136.0℃,测定了新鲜山羊肉水解氨基酸。结果:山羊肉样品经酸水解处理后测定,含有天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸等17种氨基酸,其中包含人体必需的8中氨基酸,氨基酸含量为18.83%。结论:山羊肉氨基酸种类齐全,含量丰富,是一种天然绿色、营养健康的食品。     

氨基酸生产技术讲座

十三、L-半胱氨酸发酵和酶法合成L-半胱氨酸除可用作食品添加剂和化妆品外,在医药上可用于氨基酸注射液、解毒剂及一些药物的中间体等。目前L-半胱氨酸的主要来源为毛发水解液。直接发酵法生产亦有研究,但产率很低,如中森采用黄色短杆菌AJ3879在含10%葡萄糖的培养基中经48小时的培养后,产L-半胱氨酸10克/     

亚临界水体系中几种氨基酸的自降解反应

在亚临界水体系中对几种常见且具有代表性结构的氨基酸自降解行为进行研究,探讨pH对氨基酸自降解生成挥发性物质的影响及氨基酸降解机理。结果表明：由于甘氨酸（Gly）、L-丙氨酸（Ala）、L-精氨酸（Arg）、L-天冬氨酸（Asp）结构简单且热稳定性较好,在亚临界水体系中不会发生降解反应;L-丝氨酸（Ser）和L-苏氨酸（Thr）在亚临界水体系中,可通过脱羧生成中间体氨基乙醛母体,继而生成各种吡嗪类衍生物,其中包括2,3,5-三甲基吡嗪、3,5-二甲基-2-(3-甲基丁基)吡嗪和3,6-二甲基-2-乙基吡嗪等;L-苯丙氨酸（Phe）在亚临界水体系中主要生成苯甲醛、苯乙醛、苯乙酮和7-乙基-1,3,5-环庚三烯等;L-半胱氨酸（Cys）自降解会生成关键中间体巯基乙醛,再通过与各种小分子醛相互作用生成噻吩、噻唑类化合物和多硫化物。根据各体系中挥发性物质生成情况,提出了各氨基酸在亚临界水体系中挥发性物质可能的生成机制。     

双酶偶联催化马来酸生成L-天冬氨酸

L-天冬氨酸作为一种大宗氨基酸产品,在食品、医药和化工等方面有着广泛的用途。该研究在删除了富马酸水合酶基因(fumAC)的E.coli BL21(DE3)中,构建了6种不同的马来酸顺反异构酶基因(mai A)与L-天冬氨酸裂解酶基因(aspA)双酶偶联的表达体系,通过比较其共表达效果和催化效率,获得最佳的偶联体系E.coli BL21(DE3)ΔfumAC/pRSF_(Duet-1)-mai A-aspA。该菌株能够在细胞浓度OD_(600)值为8的催化体系下,在390 min内将3.2 mol/L的马来酸完全转化为L-天冬氨酸铵,其浓度达到3.14 mol/L,中间产物富马酸几乎没有积累,转化率达到98%以上。此外,为解决在高浓度的黏稠反应液中细胞回收利用困难的问题,对重组工程菌进行细胞固定化,固定化细胞回收利用8次之后,其相对酶活还剩下81%,显著提高了细胞的利用率,降低了L-天冬氨酸生产成本,为其工业化生产奠定了基础。     

基于广泛靶向代谢组学的不同产地红茶代谢产物比较分析

为探究红茶代谢产物的产地差异,本实验采用感官审评方法及超高效液相色谱串联质谱（UPLC-MS/MS）的广泛靶向代谢组测定方法,对福建省福安市和尤溪县产红茶中的代谢产物进行比较分析。结果表明:福安红茶以“醇和”的滋味特征为主,尤溪红茶以“甘醇”的滋味特征为主。利用代谢组学方法在两地的红茶中鉴定出黄酮、酚酸类、脂质、有机酸、氨基酸及其衍生物等共937种代谢物,通过主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）可以显著区分不同产地红茶,并鉴定出410种具有显著差异的代谢物。尤溪红茶中有291种差异代谢物的相对含量高于福安红茶,其中紫云英苷、表儿茶素（EC）、L-谷氨酰胺、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-色氨酸、L-谷氨酸、绿原酸、苯乙胺和牡荆素-2'-O-鼠李糖苷等差异代谢产物对于两地红茶的不同滋味品质形成可能具有重要贡献。代谢通路分析发现,两地红茶的氨基酸和黄酮类物质代谢水平具有显著差异,可能是形成两地红茶滋味品质差异的原因。研究为茶叶产地鉴别提供理论依据。     

基于氨基酸代谢的复合茶降脂作用研究

为了明确复合茶的降脂作用,建立高脂饮食小鼠模型,采用UPLC-MS/MS检测、多元统计分析以及自建数据库相结合的方法研究复合茶样品间代谢组的差异度。设置正常模型组(CK)、高脂饮食组(NK)和复合茶干预组(DH),以血脂康胶囊作为阳性对照组(YK),对比复合茶对高脂血症小鼠肝脏中的氨基酸代谢的影响。结果表明:经复合茶干预后,高脂饮食诱导小鼠肝脏中的L-高胱氨酸、N-乙酰基蛋氨酸、D-丙氨酰-D-丙氨酸、S-腺苷蛋氨酸、L-天冬酰胺和L-酪氨酸甲酯等13种氨基酸代谢物呈下调趋势,且显著富集在半胱氨酸和甲硫氨酸代谢途径中。对比阳性药物组,血脂康干预后仅N-乙酰天冬氨酸、N-异戊酰氨基乙酸和丙甘氨酸等5种氨基酸代谢物显著下调。说明复合茶对高脂血症小鼠的肝脏氨基酸代谢物及通路具有一定的调节作用,且效果优于阳性药物血脂康。研究结果为利用代谢组学技术,探究复合茶中氨基酸及其衍生物的降脂机理提供参考。     

柠檬果汁主要水溶性成分分析及对高脂诱导L-02肝细胞氧化损伤影响的研究

利用高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS/MS)分析柠檬果汁中的主要成分,并在细胞水平研究其抗氧化活性。结果表明,柠檬果汁中主要含有奎宁酸、苹果酸、柠檬酸等有机酸,天冬氨酸、丝氨酸等氨基酸以及牡荆苷、柚皮苷、虎杖苷等黄酮类化合物。细胞抗氧化活性试验发现,柠檬果汁可通过促进细胞中线粒体的合成和SOD2的蛋白表达,提高超氧化物歧化酶的活性,从而降低细胞中自由基水平,有效改善高脂诱导的L-02肝细胞氧化损伤。此研究结果将为提升柠檬果汁的功能价值提供理论依据。     

赤拟谷盗来源天冬氨酸α-脱羧酶分子改造及催化合成β-丙氨酸工艺的建立

L-天冬氨酸α-脱羧酶活性较低,稳定性较差,使得其在工业应用中受到限制。该研究旨在提高L-天冬氨酸α-脱羧酶的催化性能,促进生物法生产β-丙氨酸的工业化进程。依据嗜热蛋白酶的氨基酸内在进化趋势,对赤拟谷盗来源L-天冬氨酸α-脱羧酶进行分子改造,以期提高稳定性。实验共构建21个突变体,获得催化性能优良的突变体K221R,该突变体的比酶活较野生型提高20. 3%;野生型经50℃处理30 min,残余酶活接近0,而突变体K221R的残余酶活为43%。建立了基因工程菌全细胞催化天冬氨酸生成β-丙氨酸的工艺,K221R菌株的产量达到134. 72 g/L,摩尔转化率为94. 52%,是迄今为止的最高产量。该研究构建的基因工程菌具有工业应用潜力,同时也为生物法制备β-丙氨酸提供理论与技术基础。     

太平洋牡蛎壳制备L-天冬氨酸螯合钙的工艺优化及表征

以太平洋牡蛎壳为钙源,利用电感耦合等离子体质谱测定牡蛎壳中重金属元素含量,采用不同处理方式制备L-天冬氨酸螯合钙,以螯合率和得率为衡量指标进行综合评价,选出最佳处理方式,并进一步分级操作,通过单因素试验从pH值、温度、时间、物质的量比4个方面对螯合工艺进行综合评分,利用正交试验优化制备条件,且通过能谱分析对产物进行表征研究。结果表明,在煅烧、直接过筛和球磨3种处理方式下,直接过筛的壳粉与L-天冬氨酸的螯合率显著高于煅烧和球磨处理。对过筛壳粉进一步分级发现,300～200目筛的壳粉与L-天冬氨酸的螯合率较高。根据单因素试验得到螯合钙的最佳工艺参数为pH 4.5、反应温度50℃、反应时间100 min、L-天冬氨酸与Ca2+物质的量比2∶1,此条件下的螯合率高达98.5%。通过扫描电子显微镜、比表面积表征可知,煅烧、直接过筛和球磨3种处理方式壳粉的微观形态差异较大,且比表面积逐次升高,与各自螯合率的大小相对应。螯合物能谱图结果显示钙元素成功螯合到L-天冬氨酸上。研究结果为废弃牡蛎壳的高值化利用及L-天冬氨酸螯合钙的生产工艺提供理论基础和新的思路。     

氨基酸生产技术讲座

八、L-谷氨酰胺、N-乙酰-L-谷氨酰胺、L-脯氨酸发酵L-谷氨酰胺、N-乙酰-L-谷氨酰胺(N-AGM)及L-脯氨酸主要用于医药。前二老为胃溃疡、十二指肠溃疡的治疗药物,后者用于配制氨基酸输液等。早在七十年代初,角田、宫井就分别报道了在L-谷氨酸发酵中有副产物L-谷氨酰胺和N-乙酰-L-谷氨酰胺的生成。大嵨等也证实在谷氨酸棒杆菌的L-谷氨酸发酵液中存在L-谷氨酰胺和N-乙酰-L-谷氨酰胺,并发现改变培养条件可使L-谷氨酰胺