氨基酸之亮氨酸PPT课件

1、1,氨基酸之亮氨酸,尹贤洙,2,名称,中文学名：亮氨酸、白氨酸 化学结构名称：-氨基-甲基戊酸、-氨基异己酸 英文名：Leucine 英文简写：L、Leu,3,分子式,化学式：C6H13NO2 分子式：(CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH 相对分子量：131.18,4,物化性质,L-亮氨酸为白色结晶或结晶粉末，是一种非极性氨基酸，味微苦， 溶于水，20、25时溶解度分别为23. 7g/L和24. 26g/L， 溶于乙酸(10.9g/L)、稀盐酸、碱溶液及碳酸盐溶液， 微溶于醇( 0. 72g/L )，不溶于醚,5,物化性质,加热到145-148时升华，293-295时分解， 相对密度为

2、1. 29(18)， 比旋光度为+14. 5至+16. 0， 等电点为5. 98,6,L-亮氨酸的特性,L-亮氨酸为白色有光泽的六面体结晶或白色结晶性粉末。 味道：略有苦味。 温度于145148时升华。 熔点：332（消旋体），293295（左旋体分解,7,L-亮氨酸的特性,酸碱性：饱和溶液pH值约为5.5 6.5 相对密度：左旋体的相对密度为1.293克/立方厘米。 在烃类存在下，在无机酸水溶液中，性能比较稳定,8,L-亮氨酸的特性,每克溶于约40ml水和约100ml醋酸。 微溶于乙醇，溶于稀盐酸和碱性氢氧化物和碳酸盐溶液。 不溶于乙醚,9,L-亮氨酸的特性,L-亮氨酸是常见十八种氨基酸中的

3、一种，也是人体八种必需氨基酸之一， 由于L-亮氨酸和L-异亮氨酸、L-缬氨酸的分子结构中都含有一个甲基侧链而被称为支链氨基酸(Branched chain amina acids, BCAA,10,生产方法,氨基酸的制造是从1820年的水解蛋白质开始的。 其提取顺序是L-胱氨酸，L-组氨酸，L-亮氨酸，L-精氨酸， 1908年日本人Ikeda发现谷氨酸钠是鲜味的强化剂，开始了工业化生产氨基酸的历史,11,生产方法,1957年日本开始运用微生物进行谷氨酸发酵生产，从此揭开了微生物发酵方法生产氨基酸的历史新篇章。 20世纪六十年代左右，关于L-亮氨酸生物合成以及其代谢调节机制相继阐明。这为微生物发

4、酵法生产L-亮氨酸定向育种及酶法生产L-亮氨酸提供了理论基础,12,生产方法,L一亮氨酸的生产方法主要有： 化学合成法、 提取法(蛋白水解法)、 酶催化法、 微生物发酵法等,13,生产方法-化学合成法,亮氨酸化学合成法有A.Strecker, n-卤代酸氨解、相转移催化等几种方法。 虽然化学合成法原理简单，价格低廉，但操作复杂，反应条件苛刻，产物多，产率不高，并且有的方法涉及到有毒物质。 化学合成法得到亮氨酸是消旋的DL-亮氨酸，为了得到L-亮氨酸，必须进行光学异构体的拆分。因此化学合成法很少用于L-亮氨酸的生产,14,生产方法-提取法(蛋白水解法,氨基酸是蛋白质的组成单位，在酸性条件下，将L

5、-亮氨酸含量较高的蛋白质水解，得到各种氨基酸的混合物，经分离、纯化、精致等工序获得L-亮氨酸产品。 我国大部分厂家采用蛋白质水解法生产L-亮氨酸和L-胱氨酸,15,生产方法-提取法(蛋白水解法,蛋白质水解法生产L-亮氨酸的优点是生产设备简单，技术要求不高，并且L-亮氨酸在蛋白质中的含量较高。 但是蛋白质水解法生产的缺点是费时、污染严重、收率低、产品质量得不到保证，大规模生产受到限制,16,生产方法-酶催化法,生产L-亮氨酸通常是利用转氨酶转氨给一酮基异己酸而生成L-亮氨酸。 将相关的酶和NADH（烟酰胺腺嘌呤二核苷酸）共价结合在膜上，让底物缓缓地经过膜而进行酶催化反应生成L-亮氨酸,17,生产

6、方法-酶催化法,获得突变株常用的几种方法如下： 选育营养缺陷型菌株，切断或改变平行代谢途径； 选育抗结构类似物突变株，解除反馈抑制和阻遏； 选育细胞膜通透性突变株，使目的产物分泌到细胞外，使细胞内终产物的浓度达不到引起反馈调节的浓度； 应用基因工程、代谢工程的手段有目的改造微生物菌株，使其高浓度合成目的产物,18,生产方法-微生物发酵法,微生物发酵法是高效、环保、节能、易于控制的方法。在工业生产时，微生物发酵法分为六个步骤： 浓缩段一次中和段氨解段脱色段二次中和段精制段,19,生产方法-微生物发酵法,一 浓缩段 原料：蒸汽 将一次母液通入浓缩罐内，通入蒸汽，温度120，气压-0.09Mpa，浓

7、缩时间6h，结晶。 终点产物：结晶液（去一次中和段,20,生产方法-微生物发酵法,二，一次中和段 辅料：硫酸，纯水 结晶液进入一次中和罐，通入硫酸，纯水，温度80，中和时间4h，过滤 终点产物：1，滤液（回收利用）2，滤渣（去氨解段,21,生产方法-微生物发酵法,三, 氨解段 辅料：氨水，纯水，蒸汽 滤渣进入氨解罐，通入氨水，纯水，蒸汽，温度80，氨解时间3h，过滤。 终点产物，1，滤液（回收利用）2，滤渣（去脱色段）(胱氨酸,22,生产方法-微生物发酵法,四，脱色段。 辅料：蒸汽，纯水，活性炭 滤渣进入脱色罐，通（投）入蒸汽，纯水，活性炭，温度80，脱色时间2h，过滤。 终点产物：1，滤渣（

8、回收利用）2，滤液（去二次中和段,23,生产方法-微生物发酵法,五，二次中和段 辅料：氨水，蒸汽 滤液进入二次中和罐，通入氨水，蒸汽，温度80，中和时间4h，过滤。 终点产物，1，滤液（回收利用）2，滤渣（即L-亮氨酸粗品，去精制段,24,生产方法-微生物发酵法,六，精制段 辅料：蒸馏水，蒸汽(组氨酸盐酸盐) 用蒸馏水冲洗上段工序产品并离心甩干，送入烘干机，通入蒸汽烘干，包装，入库，烘干温度100，烘干时间3H。 终点产物：L-亮氨酸成品,25,生产实例-以玉米麸质为原料,玉米麸质脱水干燥玉米麸质粉乙醇抽提玉米朊水解水解液中和、脱色脱色液除酪氨酸滤液106-110, 20h; 浓缩浓缩液酸溶沉

9、淀氨解亮氨酸粗品重结晶L-亮氨酸成品。 玉米麸质粉制备：玉米麸质含有大量水分， 固形物约占20%-30%， 需经脱水、干燥方可制得玉米麸质粉。 玉米朊制备：取玉米麸质粉， 用90%-95%的乙醇溶液抽提， 抽提液蒸发浓缩回收乙醇， 用水沉淀即得玉米朊,26,生产实例-以玉米麸质为原料,水解：取玉米10kg, 工业盐酸27L， 水9L， 装入水解罐中， 保温106 -110 20h, 至水解液呈红棕色。 中和、脱色：搅拌水解液使之冷却， 缓慢加入7mol/L的NaOH溶液， 中和至pH3后， 再加入约2kg活性炭， 搅拌保温70-80, 30min进行脱色， 过滤取滤液得脱色液。 使脱色液为浅黄

10、色透明溶液,27,生产实例-以玉米麸质为原料,去酪氨酸：将脱色液冷却并不停搅拌， 加入少量酪氨酸晶体， 静置24h, 使酪氨酸结晶。 抽滤取结晶， 洗涤得酪氨酸粗品， 精制后得成品， 保留母液,28,生产实例-以玉米麸质为原料,浓缩、结晶：将上述母液用稀HCl调pH至2.5， 然后减压浓缩， 待有大量氯化钠结晶析出时， 抽滤， 滤液再浓缩， 直至体积为10-15L为止， 抽滤， 合并滤饼(氯化钠和亮氨酸混合结晶)。 滤液用碱液调至pH3.3, 不断搅拌， 并加少量谷氨酸作品种， 待谷氨酸析出结晶， 抽滤得谷氨酸粗品， 精制后得成品,29,生产实例-以玉米麸质为原料,酸溶沉淀：将上步的合并滤饼(

11、氯化钠和亮氨酸混合结晶)， 加入3mol/L的盐酸溶液7.5L， 加热搅拌， 70-80保温0.5h, 抽滤除去氯化钠结晶， 滤液为亮氨酸盐酸盐溶液， 体积大约为13L， 然后按其体积的10%往滤液中加入邻二甲苯-4-磺酸， 使完全形成亮氨酸磺酸盐析出， 过滤取滤饼， 滤液按同样方式操作， 使滤液加入邻二甲苯-4-磺酸后再无沉淀析出为止。 合并滤饼， 用少量蒸馏水搅匀， 抽滤， 如此洗涤2次， 得亮氨酸磺酸盐结晶,30,生产实例-以玉米麸质为原料,亮氨酸游离：将亮氨酸磺酸盐结晶加入7mol/L的氨水中和， 使溶液中和至pH6-8, 保温70-80搅拌1h, 静置冷却结晶，抽滤取结晶并用少许蒸馏

12、水洗涤2次， 得亮氨酸粗品。 重结晶：按重量比1/40加蒸馏水， 将亮氨酸粗品加热使其溶解， 再加入1%活性炭脱色。 使脱色液的色度和澄明度经检查合格后， 进行减压浓缩， 直至体积为原体积的1/4为止， 搅拌、冷却、结晶， 抽滤得亮氨酸结晶。 母液再脱色再浓缩结晶， 合并结晶， 干燥后得亮氨酸成品,31,来源,亮氨酸最好的食物来源包括糙米，豆类，肉类，坚果，大豆粉，和全麦。 由于它是一种必不可少的氨基酸，这意味着身体不能自己生产，只能通过饮食获得,32,来源,从事高强度体力活动和低蛋白质饮食的人，应该考虑采取亮氨酸补充。尽管有独立补充形式，但是最好还是与异亮氨酸和缬氨酸一起摄入。因此，选择混合

13、型补充剂更为方便。 天然品存在于脾脏、心脏等中，并以蛋白质的形式存在于各种动植物组织中，腐败分解后可游离而出,33,用途,营养增补剂：一般多用于面包、面类制品。 配制氨基酸输液及综合氨基酸制剂，降血糖剂，植物生长促进剂。 用作香料，可改善食品风味,34,生理功能,生理功用： 属于必需氨基酸，成年男子需求量2.2克/天。为婴幼儿正常生长及成人维持正常氮平衡所必需。 生理限量： 1.占食品中总蛋白质量的6.4%。 2.可安全用于食品,35,生理功能,作为氨基酸输液及综合氨基酸制剂。 用于幼儿特发性高血糖的诊断和治疗。 并适用于糖代谢失调、伴有胆汁分泌减少的肝病、贫血、中毒、肌萎缩症、脊髓灰质炎后遗

14、症、神经炎及精神 病,36,生理功能,由于它很容易转化为葡萄糖，因此亮氨酸有助于调节血糖水平。 亮氨酸缺乏的人会出现类似低血糖的症状，如头痛，头晕，疲劳，抑郁，精神错乱，和易怒等,37,生理功能,但是和任何东西一样，过量摄入亮氨酸也会造成副作用，大量摄入已知与糙皮病，维生素A缺乏症等问题有关系，并会引起皮炎，腹泻，精神失常等问题。 饮食中含有过多亮氨酸还会增加体内氨的数量，并破坏肝，肾功能。 因此，除非咨询过医生，否则肝或肾功能受损患者不应该采用大剂量的亮氨酸，这会导致病情恶化,38,药品用途,氨基酸类药。 氨基酸输液及综合氨基酸制剂。 用于幼儿特发性高血糖的诊断和治疗以及糖代谢失调、伴有胆汁

15、分泌减少的肝病、贫血、中毒、肌肉萎缩症、脊髓灰质炎后遗症、神经炎及精神病等。 糖尿病、脑血管硬化及伴有蛋白尿及血尿的肾脏病患者忌用。 胃及十二指肠溃疡患者不宜品服,39,质量标准,旋光度+14.5+16.5 含量 98.5101.5% 重金属（以Pb计） 0.002% 铅 10mg/kg 干燥失重 0.2% 氯化物0.1,40,产品注意事项,包装：牛皮纸袋或纸桶包装，每袋（桶）净含量为25kg，还可根据用户需要包装。 运输：轻装轻卸以防包装破损，防日晒雨淋，不能与有毒，害物同运。为非危险品。 贮存：本品应贮存在阴凉、干燥、清洁、遮光的环境中，严禁与有毒、有害物质混放，以免污染,41,测定-酸碱

16、度,溶液酸度测定： 取本品精密称定0.50g ，加入蒸馏水50ml，加热使溶解，放冷至室温， 依法测定，所测得的pH值应为5.5 6.5,42,测定-透光度,溶液透光度测定： 取本品精密称定0.50g ，加入蒸馏水50ml，加热使溶解，放冷至室温， 照分光光度法，在430nm 的波长处测定透光率，不得低于98.0,43,测定-氯化物,氯化物检验： 取本品精密称定0.25g ， 依法检查，与标准氯化钠溶液5.0ml 制成的对照液比较，不得更浓 （0.02,44,测定-硫酸盐,硫酸盐检验： 取本品精密称定1.0g， 依法检查，与标准硫酸钾溶液2.0ml 制成的对照液比较，不得更浓（0.02,45,

17、测定-铵盐,铵盐检验：取本品精密称定0.10g ，依法检查，与标准氯化铵溶液2.0ml 制成的对照液比较，不得更浓（0.02,46,测定-重金属,重金属检验： 炽灼残渣项下遗留的残渣， 依法检查，含重金属不得过百万分之十,47,测定-砷盐,砷盐检验： 取本品2.0g，加水5ml，加硫酸1ml与亚硫酸10ml，在水浴上加热至体积约剩2ml ，加水5ml，滴加氨试液至对酚酞指示液显中性，加盐酸5ml ，加水使成28ml， 依法检查，应符合规定（0.0001,48,测定-热原,热原测定：取本品，加氯化钠注射液制成每1ml中含20mg的溶液， 依法检查，剂量按家兔体重每1kg 注射10ml，应符合规定

18、（供注射用,49,测定-其他氨基酸,其他氨基酸测定：取本品，加水制成每1ml 中含4mg 的溶液，作为供试品溶液；精密量取上述溶液适量，加水释稀成每1ml 中含20g 的溶液，作为对照溶液。 照薄层色谱法试验，吸取上述两种溶液各5l ，分别点于同一硅胶G薄层板上，以正丁醇水冰醋酸（3:1:1 ）为展开剂，展开后，晾干，喷以茚三酮的丙酮溶液（1 50），在80干燥5 分钟，立即检视，供试品溶液所显杂质斑点的颜色，与对照溶液的主斑点比较，不得更深（0.5 ,50,其他测定,干燥失重：取本品，在105 干燥3 小时，减失重量不得过0.2 %。 炽灼残渣：取本品1.0g，依法检查，遗留残渣不得过0.1 %。铁盐取本品1.5g ，依法检查，与标准铁溶液1.5ml 制成的对照液比较，不得更深（0.001,51,含量测定,方法名称： 亮氨酸测定电位滴定法 应用范围： 本方法采用滴定法测定亮氨酸的含量。本方法适用于亮氨酸 。 方法原理： 供试品置锥形瓶中，加无水甲酸与冰醋酸溶解后，照电位滴定法，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定。读出高氯酸滴定液使用量，计算亮氨酸的含量,52,含量测定,取本品约0.1g，精密称定，加无水甲酸1ml 溶解后，加冰醋酸25ml，照电位滴定法，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定，并将滴定