微生物发酵法高效生产 L -- 精氨酸精氨酸
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精氨酸对机体免疫系统的影响及相关机理叶婷;田科雄【摘要】精氨酸能提高机体的免疫功能,促进蛋白质合成,保护胃肠黏膜等,文章对精氧酸的主要代谢及与免疫相关的机理进行综述.【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2010(000)007【总页数】4页(P11-14)【关键词】精氨酸;免疫;机理【作者】叶婷;田科雄【作者单位】湖南农业大学动物营养研究所,长沙410128;湖南农业大学动物营养研究所,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】Q517;Q959精氨酸是一种碱性氨基酸,天然的精氨酸为L-型,在体内发挥着非常重要的生理作用。
在动物细胞内,精氨酸是目前发现的功能最多的一种氨基酸,其不仅是合成蛋白质的重要原料,也是机体内一氧化氮(NO)、多胺和肌酸等重要物质的合成前体,在动物的调控过程和营养代谢中起着重要的作用。
精氨酸还是新生哺乳动物的必需氨基酸以及成年哺乳动物的条件性必需氨基酸。
近年来,有关精氨酸营养和生理功能的研究取得了许多突破性的进展。
1 精氨酸的体外来源人体自身不能合成精氨酸,必须从食物中摄取,富含精氨酸的食物主要有海参、墨鱼、章鱼等海产品。
此外,鳝鱼、泥鳅、花生、葵花籽、芝麻、核桃、银杏、冻豆腐等精氨酸含量也较多。
由于精氨酸的作用很广,人们还研究从头发、火棘果等中提取L-精氨酸以及用微生物发酵生产L-精氨酸。
2 精氨酸的代谢及其生理作用机体的精氨酸是由食物蛋白、内源合成和机体蛋白质周转得到。
在机体内,所有组织均利用精氨酸合成细胞浆蛋白和核蛋白,同时精氨酸也是脒的唯一底物,用来合成肌酸[1]。
哺乳动物的内源精氨酸合成主要通过小肠-肾代谢轴完成。
瓜氨酸在精氨酸琥珀酸合成酶和精氨酸琥珀酸裂解酶的作用下转化为精氨酸,在肝脏中这两种酶的活性始终都很高,生成的高浓度精氨酸在精氨酸酶的作用下,通过负反馈调节,促使精氨酸分解为鸟氨酸和尿素,阻止精氨酸释放到循环系统中。
在肠道内肾近曲小管中由谷氨酸和谷氨酰胺合成瓜氨酸,瓜氨酸再转化成精氨酸。
生物发酵和氨基酸部分名词解释科普知识:生物发酵和氨基酸部分名词解释1、发酵:是指利用微生物的代谢作用,将微生物可利用的物质,如糖等转变为所需的目的产物的过程。
2、发酵工程:发酵工程,指采用现代工程技术手段,将发酵过程转化为可控的生产过程。
发酵工程研究的主要内容是微生物的代谢、调控、以及为了达到微生物正常生长和产生所需目的产物而采用的设备、工程控制等技术。
发酵工程是现代生物制药、食品、生物材料、生物制造的重要组成部分。
3、氨基酸:氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是分子内同时含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。
人体需要的氨基酸有20种,分为必需氨基酸、半必需氨基酸、非必需氨基酸。
生命过程所需的氨基酸均是L-氨基酸,发酵过程生产的氨基酸都是L-氨基酸。
化学法合成的是DL-氨基酸,必须经过专门处理,才能得到可被生物利用的L-氨基酸。
必需氨基酸――指人或动物体内不能合成,必须从食物或其他外界来源中获得的氨基酸。
有以下8种:(1) 赖氨酸赖氨酸是碱性必需氨基酸,它能够帮助其它营养物质被人体充分吸收利用,人体只有补充了足够的L-赖氨酸才能提高食物蛋白质的吸收,达到均衡营养,促进生长发育。
(2) 苏氨酸苏氨酸主要用于医药、化学试剂、食品强化剂、饲料添加剂等方面。
在饲料中加入L-苏氨酸,可以改善禽畜肉质、提高饲料的营养价值、降低饲料原料成本。
(3) 色氨酸色氨酸是哺乳动物的必需氨基酸和生糖氨基酸,是植物体内合成生长素的重要物质。
它是继蛋氨酸、赖氨酸之后的第三代饲料添加剂,使用效果是赖氨酸的3―4 倍。
(4) 异亮氨酸异亮氨酸是三种支链氨基酸之一,因其特殊的结构和功能,在生命代谢中占有重要地位。
L-异亮氨酸主要用于配制复合氨基酸制剂,特别是应用于高支链氨基酸输液及口服液等。
(5) 缬氨酸缬氨酸是哺乳动物的必需氨基酸和生糖氨基酸。
有形成肌肉、强化肝功能、减轻肌肉疲劳等作用,缬氨酸作为一种运动营养补充剂,被广泛应用于运动功能性饮料配方中。
各种氨基酸的生产工艺1、谷氨酸(1)等电离交工艺方法——从发酵液中提取谷氨酸,即将谷氨酸发酵液降温并用硫酸调PH值至谷氨酸等电点(pH3.0- 3.2),温度降到10 以下沉淀,离心分离谷氨酸,再将上清液用硫酸调pH至1.5上732强酸性阳离子交换树脂,用氨水调上清液pH10进行洗脱,洗脱下来的高流分再用硫酸调pH1.0返回等电车间加入发酵液进行等电提取,离交车间的上柱后的上清液及洗柱水送去环保车间进行废水处理。
该工艺方法的缺点是:废水量大,治理成本高,酸碱用量大。
(2)连续等电工艺——将谷氨酸发酵液适当浓缩后控制40℃左右,连续加入有晶种的等电罐中,同时加入硫酸,控制等电罐中PH值维持在3.2左右,温度40℃进行结晶。
该工艺方法废的优点是:水量相对较少;缺点是:氨酸提取率及产品质量较差。
(3)发酵法生产谷氨酸的谷氨酸提取工艺——谷氨酸发酵液经灭菌后进入超滤膜进行超滤,澄清的谷氨酸发酵液在第一调酸罐中被调整pH值为3.20~3.25,然后进入常温的等电点连续蒸发降温结晶装置进行结晶,分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和母液,将一部分母液进入脱盐装置,脱盐后的谷氨酸母液一部分与超滤后澄清的谷氨酸发酵液合并;另一部分在第二调酸罐中被调整pH值至4.5~7,蒸发、浓缩、再在第三调酸罐中调pH值至3.20~3.25后,进入低温的等电点连续蒸发降温结晶装置,使母液中的谷氨酸充分结晶出来,低温的等电点连续蒸发降温结晶装置排出的晶浆被分离、洗涤,得到谷氨酸晶体和二次母液。
(4)水解等电点法发酵液-----浓缩(78.9kPa,0.15MPa蒸汽)----盐酸水解(130 ℃,4h )----过滤-----滤液脱色-----浓缩-----中和,调pH至3.0-3.2(NaOH或发酵液) -----低温放置,析晶-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(5)低温等电点法发酵液-----边冷却边加硫酸调节pH4.0-4.5-----加晶种,育晶2h-----边冷却边加硫酸调至pH3.0-3.2------冷却降温------搅拌16h------4 ℃静置4h------离心分离--------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、废水量减少、生产成本低、酸碱用量省(6)直接常温等电点法发酵液-----加硫酸调节pH4.0-4.5-----育晶2-4h-----加硫酸调至pH3.5-3.8------育晶2h------加硫酸调至pH3.0-3.2------育晶2h------冷却降温------搅拌16-20h------沉淀2-4h-------谷氨酸晶体此工艺的优点:设备简单、操作容易、生产周期短、酸碱用量省。
微生物
发酵工程实验
王颖
实验的安排
实验一土壤中放线菌的分离和纯化
实验三淀粉质原料的酒精发酵(1)
——α-淀粉酶活性的检测
实验四淀粉质原料的酒精发酵(2)
——玉米粉的酒精发酵
实验五淀粉质原料的酒精发酵(3)
——发酵液中酒精产量的测定实验二抗生菌的体外鉴别
实验六管碟法测定四环类抗生素的生物效价11周14~20 12周21~27
13周28~4/12 14周5~11
15周12~18 16周19~25
土壤中放线菌的分离和纯化
一、实验目的
1、了解采集土样的要求和方法。
2、掌握由土壤中分离放线菌(稀有放线菌)的基本原理和操作技术。
3、学习并掌握微生物的纯培养技术。
二、实验原理
放线菌?
稀有放线菌?
放线菌在土壤中占有相当大的比例
喜好:干燥、偏碱性、含有机质丰富的土壤
200mL培养基加入1%K 2Cr 2O 7母液,使终浓度为50ppm 10-3~10-5
4个高氏一号琼脂平板/组
高氏一
号琼脂
形态
平板
五、问题与讨论
1、怎样做才能从土壤中分离到更多种类的放线菌?请简要说明你的理由。
2、在培养基中添加K
2Cr
2
O
7
有何作用?
3、你认为在实验进行过程中应注意哪些问题?
高氏一号琼脂和甘油-门冬酰胺琼脂:能够分离大部分常见链霉菌和部分稀有放线菌
甲壳素琼脂:分离小单孢菌
改良水解酪素琼脂:分离马杜拉放线菌
甘油-精氨酸琼脂:结合土样高温处理,分离马杜拉放线菌、链孢囊菌及高温放线菌。