氨基酸药物生产工艺

关于氨基酸药物生产工艺生化药物的定义、分类、特点定义：具体运用生物化学研究方法，从生物体中经提取、分离、纯化等手段获得的天然存在的生化活性物质或将上述这些物质加以结构改造或人工合成创造出的自然界没有的新的活性物质，通称生化药物(Biochemicalmedicine)。第2页,共37页，2024年2月25日，星期天酶类药物辅酶类药物核苷酸与核酸类药物多肽类药物氨基酸类药物蛋白质类药物多糖类药物脂类药物分类第3页,共37页，2024年2月25日，星期天主要从以下脏器中制取生化药物第4页,共37页，2024年2月25日，星期天Contents氨基酸的概述1氨基酸的生产方法2重要氨基酸药物的生产工艺3氨基酸输液4第5页,共37页，2024年2月25日，星期天1蛋白质氨基酸：编码氨基酸非蛋白氨基酸：D型氨基酸、β-氨基酸、γ-氨基酸等2衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等

一、氨基酸类的分类第一节概述第6页,共37页，2024年2月25日，星期天氨基酸在工业上的应用其甜度为蔗糖200倍,属于低热能甜味剂

第7页,共37页，2024年2月25日，星期天第8页,共37页，2024年2月25日，星期天第二节氨基酸的生产方法蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸化学合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸等发酵法：苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸、赖氨酸、亮氨酸等酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等第9页,共37页，2024年2月25日，星期天第二节氨基酸的生产方法一、蛋白水解法：1、酸水解：盐酸、硫酸，110-120℃12-24h，缺点-氨基酸结构被破坏，污染环境2、碱水解：氢氧化钠、氢氧化钡，100℃6h，缺点-氨基酸结构被破坏，消旋作用3、酶水解：缺点-水解不彻底，可用于生产肽、胨等第10页,共37页，2024年2月25日，星期天二、合成法：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。三、酶法：利用微生物细胞或微生物产生的酶来制造氨基酸。传统的提取法、酶法和化学合成法由于前体物的成本高,工艺复杂,难以达到工业化生产的目的。

第11页,共37页，2024年2月25日，星期天四、发酵法

直接发酵法：野生菌株发酵营养缺陷型突变株发酵氨基酸结构类似物抗性突变株发酵营养缺陷型兼抗性突变株发酵第12页,共37页，2024年2月25日，星期天氨基酸发酵的特点：代谢控制发酵（又称新型发酵）：氨基酸发酵是典型的代谢控制发酵，由发酵所生成的产物-氨基酸,都是微生物的中间代谢产物，它的积累是建立于对微生物正常代谢的抑制。在脱氧核糖核酸(DNA)的分子水平上改变、控制微生物的代谢，使有用产物大量生成、积累。氨基酸发酵为好气性发酵菌种：细菌第13页,共37页，2024年2月25日，星期天几种方法的比较合成法发酵法酶法原料石油碳源、氮源底物产物浓度高低高产物类型DLLL副产物少多少第14页,共37页，2024年2月25日，星期天第三节重要氨基酸药物的生产工艺结构：2，6-二氨基己酸一、概述一、赖氨酸生产实例一、概述（一）概述第15页,共37页，2024年2月25日，星期天存在形式：盐酸盐物理性质：相对分子质量：182.65

熔点：263℃

单斜晶系比旋光度：+21°

水中溶解度：53.6g/ml（0℃）口服半致死量（LD50）：4.0g/kg（一）概述第16页,共37页，2024年2月25日，星期天L-赖氨酸是人体必需氨基酸之一,是世界上仅次于味精的第2大氨基酸品种。第17页,共37页，2024年2月25日，星期天第18页,共37页，2024年2月25日，星期天（二）赖氨酸发酵生产斜面菌种种子培养发酵上柱

精制盐重结晶洗脱浓缩粗盐第19页,共37页，2024年2月25日，星期天1、菌种：北京棒杆菌、钝齿棒杆菌；

生产菌选育的思路：切断或减弱支路代谢选育营养缺陷型或渗漏菌株可达到赖氨酸积累的目的。第20页,共37页，2024年2月25日，星期天葡萄糖丙酮酸四碳二羧酸天冬氨酸天冬氨酸半醛二氢吡啶-2，6-二羧酸赖氨酸高丝氨酸Ο-琥珀酰-高丝氨酸苏氨酸异亮氨酸蛋氨酸切断支路强化代谢第21页,共37页，2024年2月25日，星期天2、种子扩大培养：

斜面一级种子二级种子几级发酵？第22页,共37页，2024年2月25日，星期天3、发酵工艺及控制要点：

⑴流程：

第23页,共37页，2024年2月25日，星期天压缩空气斜面淀粉水解糖油水分离器摇瓶种子配料过滤器种子罐灭菌发酵罐提取分离赖氨酸第24页,共37页，2024年2月25日，星期天⑵培养基：

葡萄糖糖蜜玉米浆豆饼硫酸铵碳酸钙磷酸氢二钾硫酸镁味液生物素硫胺素铁锰pH

第25页,共37页，2024年2月25日，星期天⑶工艺条件：

温度

pH

种龄、接种量氧生物素硫酸铵其他第26页,共37页，2024年2月25日，星期天第27页,共37页，2024年2月25日，星期天（4）赖氨酸的提取和精制发酵液成分：1、氨基酸2、菌体3、培养基4、色素发酵液预处理：离心、沉淀第28页,共37页，2024年2月25日，星期天1.调节pH析晶法2.离子交换层析法法第29页,共37页，2024年2月25日，星期天赖氨酸提取:离子交换法1、柱子：强酸性阳离子交换树脂，pH2.0

弱酸性阳离子交换树脂，pH7.0-9.02、阳离子：H+：吸附力强

NH4+:选择性好，简化操作3、上柱：4、洗脱：⑴氨水：⑵氨水+氯化铵：⑶氢氧化钠：？第30页,共37页，2024年2月25日，星期天主要包括：天冬氨酸赖氨酸高丝氨酸苏氨酸蛋氨酸异亮氨酸（二）天冬氨酸族氨基酸发酵聚天冬氨酸红外图

第31页,共37页，2024年2月25日，星期天天冬氨酸族氨基酸生物合成途径葡萄糖丙酮酸四碳二羧酸天冬氨酸天冬氨酸半醛二氢吡啶-2，6-二羧酸赖氨酸

高丝氨酸Ο-琥珀酰-高丝氨酸苏氨酸异亮氨酸蛋氨酸第32页,共37页，2024年2月25日，星期天1.菌种选育策略（略）2.影响天冬氨酸族氨基酸发酵因素发酵培养基中生物素的添加丙酮酸草酰乙酸丙酮酸天冬氨酸柠檬酸酸谷氨酸生物素过量！第33页,共37页，2024年2月25日，星期天发酵培养基中营养缺陷型营养物的添加典型的代谢控制发酵，菌株带有多重遗传标记，营养缺陷型营养物添加浓度直接影响发酵产酸。要求：1）种子培养基营养丰富。2）发酵培养基保持亚适