《氨基酸之亮氨酸》PPT课件.ppt

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1、氨基酸之亮氨酸,尹贤洙,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,分子式,化学式：C6H13NO2分子式：(CH3)2CHCH2CH(NH2)COOH相对分子量：131.18,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，,物化性质,加热到145-148时升华，293-295时分解，相对密度为1.29(18)，比旋光度为+14.5至+16

2、.0，等电点为5.98。,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）。,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。,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。,L-亮氨酸的特性,L-亮氨酸是常见十八种氨基酸中的一种，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

3、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)。,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。,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。,生产方法,L一亮氨酸的生产方法

4、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。,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。,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-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

5、白质水解法生产L-亮氨酸和L-胱氨酸。,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。,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。,生产方法-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；

6、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。,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,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，浓缩时间6h，结晶。终点产物：结晶液（去一次中和段）,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

7、时间4h，过滤终点产物：1，滤液（回收利用）2，滤渣（去氨解段）,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),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（回收利用）2，滤液（去二次中和段）,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

8、渣（即L-亮氨酸粗品，去精制段）,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,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

9、沉淀即得玉米朊。,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。使脱色液为浅黄色透明溶液。,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。,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，

10、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。,生产实例-以玉米麸质为原料,酸溶沉淀：将上步的合并滤饼(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

11、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。,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。,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

12、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。,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。,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。,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.

13、可安全用于食品。,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、脊髓灰质炎后遗症、神经炎及精神 病。,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。,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

14、不应该采用大剂量的亮氨酸，这会导致病情恶化。,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。,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%,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，

15、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。,测定-酸碱度,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。,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%。,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%）。,测定-硫酸盐,硫酸盐检验：取本品精密称定1

16、.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%）。,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%）。,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。,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%）。,测定-热原,热原测定：取本品，加氯化钠注射液制成每1ml中含20

17、mg的溶液，依法检查，剂量按家兔体重每1kg 注射10ml，应符合规定（供注射用）。,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%）。,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%。

18、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%）。,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。,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，并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml高氯酸滴定液（0.1mol/L）相当于13.12mg的C6H13NO2。仪器设备：电位滴定仪,含量测定,试剂：1.水（新沸放置至室温）2.高氯酸滴定液（0.1mol/L）3.结晶紫指示液4.无水甲酸5.冰醋酸6.基准邻苯二甲酸氢钾,含量测定,操作步骤：精密称取供试品约0.1g，置锥形瓶中，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，并将滴定结果用空白试验校正。记录消耗高氯酸滴定液的体积数（mL），每1mL高氯酸滴定液（0.1mol/L）相当于13.12mg的C6H13NO2。,