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氨基酸生產技術及其應用(“十四五”國家重點出版物出版規劃項目 生物工程理論與應用前沿叢書) 版權信息
- ISBN：9787518433469
- 條形碼：9787518433469 ; 978-7-5184-3346-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
氨基酸生產技術及其應用(“十四五”國家重點出版物出版規劃項目 生物工程理論與應用前沿叢書) 本書特色
《氨基酸生產技術及其應用》是“十四五”國家重點出版物出版規劃項目圖書，是生物工程理論與應用前沿叢書。
氨基酸生產技術及其應用(“十四五”國家重點出版物出版規劃項目 生物工程理論與應用前沿叢書) 內容簡介
《氨基酸生產技術及其應用》 分６篇共２６章，主要內容包括氨基酸發酵的基礎技術、發酵法生產氨基酸、 其他方法 （酶法、 化學合成法和蛋白質水解法） 生產氨基酸、 氨基酸的提取與精制、 氨基酸的應用和氨基酸工業的清潔生產。 本書對從事氨 基酸工業的相關企業或業內人員是一本有益的參考書， 也可作為高等院校生物工程、 生物化工及其相關專業本科生和研究生以及科研人員的一本優秀的輔助教材。
氨基酸生產技術及其應用(“十四五”國家重點出版物出版規劃項目 生物工程理論與應用前沿叢書) 目錄
緒 論
**節氨基酸的種類及物化性質
第二節第二節 氨基酸生產方法概論
第三節 氨基酸工業生產概況和發展趨勢
第四節 中國氨基酸工業存在的問題
參考文獻
**篇 氨基酸發酵的基礎技術
**章 淀粉水解糖的生產
**節 淀粉的組成與特性
第二節 玉米淀粉的生產工藝
第三節 淀粉水解糖的生產方法
第四節 雙酶法制糖工藝
第五節 糖液濃縮工藝
第六節 制糖工藝存在的問題及其發展方向
參考文獻
第二章 培養基制備技術
**節 培養基的營養成分與來源
第二節 培養基的選擇與配制
第三節 糖蜜的性質及其預處理方法
參考文獻
第三章 培養基滅菌技術
**節 消毒與滅菌的意義和方法
第二節 濕熱滅菌的原理及影響因素
第三節 培養基滅菌工藝與滅菌時間計算
參考文獻
第四章 空氣除菌技術
**節 空氣中的微生物與除菌方法
第二節 介質過濾除菌
第三節 空氣除菌的工藝流程
參考文獻
第五章 氨基酸產生菌的分離復壯、 保藏與擴大培養
**節 氨基酸產生菌的分離復壯
第二節 氨基酸產生菌的保藏技術
第三節 氨基酸產生菌的擴大培養
參考文獻
第六章 氨基酸發酵中雜菌與噬菌體的防治
**節 氨基酸發酵中雜菌污染與防治
第二節 氨基酸發酵中噬菌體的污染與防治
參考文獻
第二篇 發酵法生產氨基酸
第七章 氨基酸生物合成途徑及其調節機制和模式
**節 氨基酸生物合成途徑
第二節 氨基酸生物合成的調節機制
第三節 氨基酸生物合成的調節模式
參考文獻
第八章 氨基酸產生菌的選育
**節 氨基酸的主要產生菌
第二節 氨基酸產生菌的選育策略
第三節 氨基酸產生菌的常規育種方法
第四節 氨基酸產生菌的新型育種方法
參考文獻
第九章 氨基酸發酵過程控制技術
**節 發酵工藝概述
第二節 溶氧的控制
第三節 溫度的控制
第四節 ｐＨ 的控制
第五節 泡沫的消除
第六節 補料的控制
第七節 衡量發酵水平的主要指標
參考文獻
第十章 Ｌ－谷氨酸 （味精） 發酵
**節 谷氨酸發酵工藝概述
第二節 淀粉水解糖生物素亞適量工藝
第三節 糖蜜原料生物素過量工藝
第四節 淀粉水解糖溫度敏感型工藝
參考文獻
第十一章 Ｌ－賴氨酸發酵
**節 大腸桿菌 Ｌ－賴氨酸發酵工藝
第二節 谷氨酸棒桿菌 Ｌ－賴氨酸發酵工藝
參考文獻
第十二章 Ｌ－蘇氨酸發酵
**節 菌種和培養基
第二節 Ｌ－蘇氨酸發酵調控
參考文獻
第三篇 其他方法生產氨基酸
第十三章 酶法生產氨基酸
**節 Ｌ－氨基酸
第二節 Ｄ－氨基酸
參考文獻
第十?章 化學合成法生產氨基酸
**節 化學合成法概述
第二節 甘氨酸和 ＤＬ－丙氨酸
第三節 ＤＬ－甲硫氨酸
第四節 ＤＬ－絲氨酸和 ＤＬ－蘇氨酸
第五節 ＤＬ－苯丙氨酸和 ＤＬ－色氨酸
第六節 ＤＬ－氨基酸的光學拆分
參考文獻
第十五章 蛋白質水解法生產氨基酸
**節 Ｌ－胱氨酸
第二節 Ｌ－組氨酸鹽酸鹽
第三節 Ｌ－精氨酸鹽酸鹽
第四節 Ｌ－亮氨酸
第五節 Ｌ－酪氨酸
第六節 Ｌ－絲氨酸
第七節 蛋白質水解法存在的問題及其改進措施
參考文獻
第四篇 氨基酸的提取與精制
第十六章 發酵液的預處理
**節 氨基酸發酵液的特征
第二節 高價無機離子的去除方法
第三節 雜蛋白質的去除方法
第四節 凝聚和絮凝技術
參考文獻
第十七章 發酵液的液－固分離
**節 影響液－固分離的因素
第二節 改善過濾性能的方法
第三節 液－固分離方法
參考文獻
第十八章 氨基酸的提取
**節 離子交換法
第二節 沉淀法
第三節 吸附法
第四節 溶劑萃取法
第五節 電滲析法
參考文獻
第十九章 氨基酸的精制
**節 常見的濃縮方法及原理
第二節 脫色和去熱原
第三節 結晶基本原理及其工藝
第四節 干燥工藝
參考文獻
第二十章 氨基酸提取、 精制實例
**節 谷氨酸提取、 精制工藝
第二節 賴氨酸提取、 精制工藝
第三節 蘇氨酸提取、 精制工藝
第四節 支鏈氨基酸提取、 精制工藝
第五節 芳香族氨基酸提取、 精制工藝
參考文獻
第五篇 氨基酸的應用
第二十一章 氨基酸在醫藥工業中的應用
**節 營養劑
第二節 治療藥劑
第三節 短肽藥物
第四節 藥品的合成原料
參考文獻
第二十二章 氨基酸在食品工業中的應用
**節 營養與食品強化
第二節 風味和調味
第三節 增香與除臭
第四節 抗氧化與保質
第五節 防腐與保鮮
參考文獻
第二十三章 氨基酸在飼料工業中的應用
**節 氨基酸飼料添加劑的基本原理
第二節 氨基酸飼料添加劑的功效
第三節 必需氨基酸及其衍生物在飼料工業中的應用
第四節 非必需氨基酸單體及其衍生物
參考文獻
第二十四章 氨基酸在化學工業中的應用
**節 氨基酸型表面活性劑的合成與應用
第二節 氨基酸在高分子合成領域的應用
第三節 氨基酸在化妝品中的應用
第四節 氨基酸衍生物的開發與應用
參考文獻
第二十五章 氨基酸在農業中的應用
**節 氨基酸類農藥的種類與應用
第二節 氨基酸在植物生長中的應用
第三節 氨基酸在農藥合成中的應用
第四節 我國氨基酸農藥的研究進展
參考文獻
第六篇 氨基酸工業的清潔生產
第二十六章 氨基酸工業的清潔生產
**節 清潔生產概述
第二節 氨基酸清潔生產現狀
第三節 氨基酸清潔生產技術
參考文獻
附 錄
附錄 １ ＧＢ／ Ｔ ３２６８７—２０１６ 《氨基酸產品分類導則》
附錄 ２ ＧＢ／ Ｔ ３２６８９—２０１６ 《發酵法氨基酸良好生產規范》
附錄 ３ Ｔ／ ＣＢＦＩＡ ０４００１—２０１９ 《食品加工用氨基酸》
附錄 ４ 氨基酸常用數據表
參考文獻
展開全部
氨基酸生產技術及其應用(“十四五”國家重點出版物出版規劃項目 生物工程理論與應用前沿叢書) 節選
第二節 氨基酸生產方法概論 *早的氨基酸產品是谷氨酸， 是以面筋或大豆蛋白為原料利用蛋白質水解提取法制得的。 1956年， 日本協和發酵公司成功地建立了微生物發酵法， 以糖蜜等為原料直接發酵生產谷氨酸， 開創了氨基酸工業生產的新紀元。 在過去的 60多年中， 氨基酸生產技術吸收眾多學科成就之長， 出現了一種氨基酸可以用若干種方法生產， 彼此競爭使生產技術不斷 提高與完善的興旺局面， 終于發展成為一門各種氨基酸品種齊全、 生產方法多元化的新產業。 目前， 氨基酸的生產方法有 ４ 種： ①發酵法； ②酶法； ③化學合成法； ④蛋白質水解提取法。 現在， 除個別氨基酸如酪氨酸等采用蛋白質水解提取法生產外， 大多數氨基酸都采用發酵法生產， 但也有幾種氨基酸采用酶法 （如天冬氨酸和丙氨酸） 和化學合成法（如甲硫氨酸和甘氨酸） 生產。 一、 發酵法 發酵法是借助于微生物具有合成自身所需氨基酸的能力， 通過對微生物菌株進行常規誘變處理， 選育出各種營養缺陷型或／ 和氨基酸結構類似物抗性突變株， 以解除代謝調節中的反饋抑制與阻遏， 達到過量合成某種氨基酸的目的。應用發酵法生產氨基酸產量*大的是谷氨酸， 其次是賴氨酸； 應用該法生產的品種還有蘇氨酸、 色氨酸、 纈氨酸、 脯氨酸、 精氨酸、 亮氨酸、 異亮氨酸、 苯丙氨酸、 谷氨酰胺、 組氨酸、 羥脯氨酸、 鳥氨酸、 瓜氨酸和丙氨酸等。氨基酸高產菌的獲得是實現發酵法生產氨基酸的前提， 在氨基酸發酵的建立和改進中起著非常重要的作用。 *初， 將野生型菌株直接用于氨基酸發酵如谷氨酸發酵， 但由于活細胞內反饋調節機制對氨基酸生物合成的嚴格控制， 一般不可能積累過量氨基酸。 因此，必須獲得解除反饋調節、 能過量合成氨基酸的各種遺傳變異株。 這主要通過誘變、 篩選各種營養缺陷變異株和改變遺傳性狀的調節突變株來進行。 體內 （如細胞融合、 轉導） 和體外 （如 ＤＮＡ 重組） 遺傳操作等*新技術已應用于新型氨基酸生產菌的選育。 誘變法可獲得具有營養缺陷型、 氨基酸結構類似物抗性等新遺傳特性的菌株， 細胞融合和轉導技術則使所需要的遺傳特性重組， 而 ＤＮＡ 重組技術可使氨基酸生物合成途徑中關鍵酶基因的拷貝數放大， 從而增加關鍵酶的酶活力； 基因敲除技術可敲除氨基酸生物合成途徑中催化合成副產物的酶的基因， 從而降低副產物濃度， 增加目的產物的產量。根據氨基酸產生菌的遺傳性狀， 可將其分為 ５ 類： **類為直接使用野生型菌株由糖和銨鹽發酵生產氨基酸， 如谷氨酸； 第二類為營養缺陷型變異株； 第三類為氨基酸結構類似物抗性變異株； 第四類為營養缺陷型 （或滲漏型） 兼結構類似物抗性變異株； 第五類為基因改造菌種。 二、 酶法 酶法與發酵法緊密相連， 是發酵工業發展的產物， 但發酵法與酶法之間又有區別。 發酵法是利用微生物的生命活動過程， 將簡單的碳源、 氮源， 通過復雜的微生物代謝活動生物合成天然產品， 在品種上有其局限性； 而酶法是利用微生物中特定的酶作為催化劑， 使底物經過酶催化生成所需的產品。 因底物選擇的多樣性， ?不限于制?天然產物。 借助于酶的生物催化， 可使許多本來難以發酵法或合成法生產的光學活性氨基酸有工業生產的可能。 雖然酶法生產氨基酸具有工藝簡單、 專一性強、 濃度高、 周期短、 耗能少、 收率高等優點， 但要將它們應用于工業化生產， 還需要進一步研究。 如何獲得廉價的底物和酶源是這一方法能否成功的關鍵。 近年來， 隨著基因重組技術的進步， 有關酶的酶活力顯著提高， 加之生物反應器研究成果的配合， 使酶法生產氨基酸技術具有更光明的前景。目前， 能用酶法生產的氨基酸有近 １０ 種， 例如， 以反丁烯二酸 （延胡索酸） 和氨為原料， 經天冬氨酸酶催化生產 Ｌ－天冬氨酸； 以 Ｌ－天冬氨酸為原料， 在天冬氨酸－β－脫羧酶作用下生產 Ｌ－丙氨酸； 在精氨酸脫亞胺酶催化下， 使 Ｌ－精氨酸轉變為 Ｌ－瓜氨酸； 以甘氨酸和甲醇為原料， 在絲氨酸轉羥甲基酶催化下合成 Ｌ－絲氨酸。 三、 化學合成法 化學合成法是利用有機合成和化學工程相結合的技術生產或制備氨基酸的方法， 其*大優點是在氨基酸品種上不受限制， 除生產天然氨基酸外， 還可用于生產各種特殊結構的非天然氨基酸， 但這并不意味著都具有工業生產價值。 由于合成得到的氨基酸都是 ＤＬ－外消旋體 （甘氨酸除外）， 因此必須經過拆分才能得到人體能夠利用的 Ｌ－氨基酸。 故用化學 合成法生產氨基酸時， 除需考慮合成工藝外， 還要考慮異構體的拆分與 Ｄ－異構體的消旋利用， 三者缺一勢必會影響其生產成本和應用。氨基酸的化學合成法可歸納為一般合成法和不對稱合成法兩大類。 前者產物均為 ＤＬ－氨基酸混合物， 后者產物為 Ｌ－氨基酸。 一般合成法包括鹵代酸水解法、 氰胺水解法、 乙酰氨基丙二酸二乙酯法、 異氰酸酯 （鹽） 合成法及醛縮合法等。 不對稱合成法包括直接合成、 α－酮酸反應及不對稱催化加氫等方法。 四、 蛋白質水解提取法 以毛發、 血粉以及廢蠶絲等蛋白質為原料， 通過酸、 堿或酶水解成多種氨基酸混合物， 再經過分離純化獲得各種氨基酸的方法稱為蛋白質水解提取法。 １.酸水解法 蛋白質原料用 ６～１０ｍｏｌ ／ Ｌ ＨＣｌ 或 ８ｍｏｌ ／ Ｌ Ｈ２ ＳＯ４ 于 １１０～１２０℃水解 １２～２４ｈ， 除酸后即得多種氨基酸混合物， 再經過離子交換分離提取得到各種氨基酸。 此法的優點是水解迅速而徹底， 產物全部為 Ｌ 型氨基酸， 無消旋作用； 缺點是色氨酸全部被破壞， 絲氨酸及酪氨酸部分被破壞， 生產環境惡劣， 產生大量廢酸液污染環境。 目前采用此法生產的氨基酸只有酪氨酸、 部分亮氨酸等。 ２.堿水解法 蛋白質原料經 ４～６ｍｏｌ ／ Ｌ ＮａＯＨ 于 １００℃ 水解 ６ｈ， 即得多種氨基酸混合物， 再經過離子交換分離提取得到各種氨基酸。 該法水解迅速而徹底， 其優點是色氨酸不被破壞， 但含羥基、 巰基的氨基酸全部被破壞， 且水解過程中產生消旋作用， 故工業上多不應用， 常用于測定蛋白質中色氨酸的含量。 ３.酶水解法 蛋白質原料在一定 ｐＨ 和溫度下經蛋白水解酶作用分解成氨基酸和小肽的過程稱為酶水解法。 此法優點為反應條件溫和， 無需特殊的設備， 氨基酸不被破壞， 無消旋作用； 缺點是水解不徹底， 產物中除氨基酸外， 尚含有較多肽類。 此法主要用于生產水解蛋白及蛋白胨， 而很少用于生產氨基酸。隨著氨基酸生產技術的進步， 由蛋白質水解法提取氨基酸這一古老的生產方法受到很大的沖擊， 傳統的水解法生產谷氨酸早已失去其存在的價值。 半胱氨酸的生產也面臨酶法的激烈競爭， 目前， 只有酪氨酸、 少量亮氨酸等采用蛋白質水解法生產。
氨基酸生產技術及其應用(“十四五”國家重點出版物出版規劃項目 生物工程理論與應用前沿叢書) 作者簡介
張偉國，現為江南大學生物工程學院教授、博導、博士。長期從事應用微生物代謝工程及合成生物學技術構建高效微生物細胞工廠生產精細化工品的研究。近年來共發表高水平研究論文60余篇，其中SCI收錄30余篇，主編和參與出版專著（或教材）5部；申請發明專利10項，授權發明專利5項；主持包括國家863項目等在內的省部級科研項目2項；獲得中國輕工業聯合會科技進步三等獎1項、中國石油和化學工業聯合會科技進步二等獎1項和一等獎1項。現為中國生物發酵產業協會氨基酸分會理事。 徐建中，江南大學生物工程學院副教授，碩士生導師。長期從事應用微生物代謝工程及合成生物學技術構建高效微生物細胞工廠生產精細化工品的研究。近年來以第一作者和通訊作者共發表高水平SCI研究論文50余篇，共同主編和參與出版專著（或教材）2部；申請發明專利10余項；主持包括國家重點研發計劃、國家自然科學基金、江蘇省自然科學基金等在內的省部級科研項目和企業委托科研項目8項；獲得中國石油和化學工業聯合會科技進步一等獎1項（2017，5/8）。現為國際期刊《Scientific Reports》編委和國內核心期刊《食品與發酵工業》和《輕工學報》特邀審稿專家。
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