Производство аминокислот

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

1.ПРОИЗВОДСТВО АМИНОКИСЛОТ        4

1.1 Химические методы        4

1.2 Гидролиз природных белоксодержащих субстратов        6

1.4 Микробиологический метод        7

1.4.1Ферментация        7

1.4.2 Химико-энзиматический метод.        11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        13

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВ        14

ВВЕДЕНИЕ

Аминокислоты - структурные единицы белков. Природные аминокислоты вовлечены в биосинтез ферментов, рада гормонов, витаминов, антибиотиков, алкалоидов, токсинов и других азотсодержащих соединений (пурины, пиримидины, и пр.). В организме животного практически половина белковых аминокислот не синтезируется. Они называются незаменимыми аминокислотами и должны поступать в организм с пищей. Незаменимыми аминокислотами являются: валин, изолейцин, лейцин. лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Недостаток каждой из этих аминокислот в пищевом или кормовом рационе приводит к нарушению обмена веществ, замедлению роста и развития.

Производство аминокислот относится к одной из наиболее передовых областей биотехнологии в мире и  постоянно растет (в настоящее время составляет около 400 тыс. тонн/год), хотя потребность в них оценивается гораздо выше.

1.ПРОИЗВОДСТВО АМИНОКИСЛОТ

В биотехнологии существует три способа получения аминокислот: химическим, гидролизом природных белоксодержащих субстратов (биологический метод),  микробиологическим: химико-энзиматический метод (метод достаточно дорогой) и ферментативный синтез.

[pic 1]

     Основой крупнотоннажного производства аминокислот в настоящее время служит как микробиологический процесс.

Только химическим путем в промышленности производится глицин, DL-метионин, L-фенилаланин; преимущественно химическим путем — L-валин, L-треонин, L-триптофан; преимущественно микробиологическим путем L-лизин и L-глутамат натрия. По всем экономическим показателям (то есть по удельным капитальным затратам на строительство, себестоимости, качеству и т. д.) оба способа промышленного получения L-аминокислот примерно равноценны, однако их сырьевые базы существенно различны.

1.1 Химические методы получения аминокислот рассмотрим на примере метионина и лизина.

Метионин. Промышленный способ его производства разработан рядом фирм основан на использовании в качестве: исходных продуктов акролеина и метилмеркаптана. Первый этап синтеза - присоединение метилмеркаптана к акролеину:

[pic 2]

которое идет почти количественно: Цианирование и ламинирование получившегося меркаптопропионового альдегида может проводиться или через гидантоин, или через аминонитрил, которые затем при гидролизе превращаются в D,L-  метионин:

[pic 3]

Химические методы производства некоторых L-аминокислот (лизин, глутаминовая кислота, триптофан, ДОФА) разработаны в совместно с Институтом элементоорганических соединений АН CCCP, ВНИИ - нефтехимом другими научными учреждениями.

 ЛИЗИН. Промышленный способ получения L- лизина основан на использовании частично известных реакций: оригинальность разработки заключается в нахождении специфических условий, позволяющих получать выходы продуктов, близкие к теоретическим.

Процесс получения L-лизина состоит следующих стадий: нитрозирования циклогексанона; перегруппировка полученного диоксиминоциклогексанона с образованием цианоксиминовалерата; восстановление последнего в амид лизина; гидролиз амида:

[pic 4]

Разделение рацемической смеси лизина основано на образовании его