L-苯丙氨酸制备、应用和发展.docVIP

苯丙氨酸的应用及发展 刘浩鹏 河北化工医药职业技术学院 石化30901班 18号 摘要 　L-苯丙氨酸是人体必需但自身无法合成的八大氨 基酸之一，也是一种重要的医药和食用化学品中间 体。在医药行业主要用于生产氨基酸输液和合成氨基 酸类药物；在食品行业主要用于合成甜味剂阿斯巴 甜。其中合成阿斯巴甜是L-苯丙氨酸目前的主要用 途，在其消费构成中约占90%。 关键词 　L-苯丙氨酸 应用 发展前景 第一章 L-苯丙氨酸的生产工艺 1.1理化性能 L一苯丙氨酸(L一Phenyl习a苗ne)又名L一苯基一a一氨基丙酸，为白色结晶粉末。有苦味。熔点:283℃(分解)。在自然界中广泛存在于卵、乳和动物蛋白中，含量5%~6%，植物性蛋白质中约含1%。L一苯丙氨酸可溶于水，在水中的溶解度为3%，难溶于乙醇、乙醚，在10耐水中的溶解度为51℃:4·49。100℃:109。旋光度一34.5(25℃)。苯丙氨酸有外消旋DL一型，L型和D型。其中最重要的是L一苯丙氨酸。[1] 1.2生产工艺[1]~[5] 1.2.1提取法 此法是使脱脂大豆在盐酸存在下水解，除去酸性氨基酸后，再用树脂吸附苯丙酮酸和酪氨酸，用溶剂将苯丙氮酸溶出，利用溶剂差从氨基酸中分出，此法由于提纯难度大，产物收率不高。 其提取方法很多，主要有锌盐沉淀法、等电点中和法、有机溶剂萃取法、活性炭吸附提取以及离子交换法。在这些方法中，最为重要的是离子交换法。离子交换法所用的离子交换树脂为高分子产品，在其分子结构中高分子聚合物骨架十分稳定，可逆交换反应在树脂上可以反复进行，使用寿命长，因此离子交换法是一种目前较为普遍的氨基酸提取方法。可以选用阳离子型离子交换树脂对体系中的L一苯丙氨酸进行吸附提取。 1.2.2发酵法 20世纪60年代日本中山公司用糖质发酵制苯丙氨酸获得成功，并由协合发酵公司实现了工业化生产。20世纪70年代用糖质发酵的发酵液苯丙氨酸浓度可达42.6%。用苯丙酮酸为原料，经发酵法制得的工艺是首先用氯化节与co合成苯丙酮酸，再使L一天冬氨酸与苯丙酮酸在固定床反应器内用固定化细胞提取，进行离子交换、提浓得产品，选用的菌株能使L一苯丙氨酸的转化率不小于90%。用甲醇、乙醇与乙酸为原料，用乳糖发酵短杆菌AJC2140。使发酵液中L一苯丙氨酸含量达20妙。用裂解烃棒状杆菌及碳12一14正构烷烃发酵生产L一苯丙 氨酸，其含量可以达到4.5妙。直接发酵法较其他方法生产成本低30%。例如以P.dacunhae发酵培养，以培养液作为酶源，直接添加固体L一天冬氨酸可以实现酶转化。具体工艺过程是将P.dacunhae菌种用表面活性剂处理后装入瓶内进行摇瓶种子培养后再移入发酵罐内，通入无菌空气使酶液进行生化酶反应后再经过滤得粗品，再经后处理得产品。发酵法技术的关键是产物的分离。传统方法使用离子交换法，但在分离前必须对发酵液进行预处理，因此耗资较高。 1.2.3生物工程酶法（我国主要采用此种方法）[8] 市场上供应的L一苯丙氨酸除少量由化学法合成外，大部分是由微生物发酵生产的。微生物合成苯丙氨酸以糖类为碳源，首先由糖代谢中心途径分流出来的磷酸烯醇丙酮酸(PEP)和赤鲜糖一4一磷酸(E一4一P)缩合形成脱氧阿拉伯糖型庚酮糖磷酸(DAHP)，然后经过一系列生化反应来完成。催化各步反应的酶及其合成代谢调控方式因微生物种类不同而有所差别。用转氨基酶反应生产L一苯丙氨酸，曾选用最好的产生此酶的菌株Citrobacte击euindii。此菌株细胞可有效地由丙酮酸和供作氨基授体的氨基酸生产L一苯丙氨酸。当使用L一谷氨酸为氨基授体时，在保温24h时为89m彭nl。由L一苯丙酮酸生成L一苯丙氨酸的转化率为50份80%。在使用L一天门冬氨酸为氨基授体时，尽管L一苯丙氨酸的生成速率较低，但转化率可达到80%一100%o当用丙酮酸转变为PEP(磷酸烯醇丙酮酸)时，在这种情况下几乎达到最大理论产量86%(m。厂mol)。底物的吸收利用和产物的胞外分泌，在氨基酸生产上也很重要。在一些菌株中，特别是大肠杆菌，在以葡萄糖为唯一碳源情况下，其吸收是以糖一磷酸基转移系统而实现的，代谢中间物PEP是此系统的磷酸基供体，微生物细胞法转化生产L一苯丙氨酸有三种方法二一是以苯丙酮酸为基础原料，利用转氨酶转 天然聋白质水娜法 将脱脂大豆用盐水解，除去酸性氨基酸，用活性炭或脱色树脂吸附苯丙氨酸和酪氨酸，然后用溶剂将苯丙氨酸溶出，分离后即得介苯丙氨酸。该法收率太低，生产成本高，目前在国外已遭淘汰。我国目前生产Z一苯丙氨酸的企业主要采用该法生产，产量极低，产品多用于自己生产药物或作生化试剂，少有商品供应市场。[10] 第二章 L-苯丙氨酸的应用[1]、[4]、[6]~[7] L一苯丙氨酸是人体八大必须氨基酸之一，也是目前很热门的低热量甜味剂天