氨基酸的制備

1、氨基酸的制備方法氨基酸的制備方法幾乎所有的氨基酸分離純化工藝均利用了氨基酸在不同的pH值時(shí)電荷量不同這一特性。氨基酸的分離純化方法主要有：沉淀法、離子交換法、萃取法、吸附法、膜分離法及結(jié)晶法等。1、沉淀法、沉淀法沉淀法是最古老的分離、純化方法，目前仍廣泛應(yīng)用在工業(yè)上和實(shí)驗(yàn)室中。它是利用某種沉淀劑使所需要提取的物質(zhì)在溶液中的溶解度降低而形成沉淀的過(guò)程。該方法具有簡(jiǎn)單、方便、經(jīng)濟(jì)和濃縮倍數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)。氨基酸工業(yè)中常用沉淀法有等電點(diǎn)沉淀法，特殊

2、試劑沉淀法和有機(jī)溶劑沉淀法。1.1利用氨基酸的溶解度分離或等電點(diǎn)沉淀法利用氨基酸的溶解度分離或等電點(diǎn)沉淀法在生產(chǎn)中常利用各種氨基酸在水和乙醇等溶劑中溶解度的差異，將氨基酸彼此分離。如胱氨酸和酪氨酸在水中極難溶解，而其它氨基酸則比較易溶；酪氨酸在熱水中溶解度大，而胱氨酸則無(wú)大差別。根據(jù)此性質(zhì)，即可把它們分離出來(lái)，并且互相分開(kāi)。另外，可以利用氨基酸的兩性解離有等電點(diǎn)的性質(zhì)。由于氨基酸在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最小，最容易析出沉淀，所以利用溶解度法分離

3、氨基酸時(shí)，也常結(jié)合等電點(diǎn)沉淀法。1.2特殊試劑沉淀法特殊試劑沉淀法某些氨基酸可以與一些有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物結(jié)合，形成結(jié)晶性衍生物沉淀，利用這種性質(zhì)向混合氨基酸溶液中加入特定的沉淀劑，使目標(biāo)氨基酸與沉淀劑沉淀下來(lái)，達(dá)到與其它氨基酸分離的目的。較為成熟的工藝有：揩氨酸與苯甲醛在堿性和低溫條件下，可縮合成溶解度很小的苯亞甲基精氨酸，分離這種沉淀，用鹽酸水解除去苯甲醛，即可得精氨酸鹽酸鹽；亮氨酸與鄰一二甲苯一4一磺酸反應(yīng)，生成亮氨酸的磺酸鹽，后者與

4、氨水反應(yīng)得到亮氨酸；組氨酸與氯化汞作用生成組氨酸汞鹽的沉淀，再經(jīng)處理就可得到組氨酸。特殊試劑沉淀法雖然操作簡(jiǎn)單、選擇性強(qiáng)，但是由于沉淀劑回收困難，廢液排放污染嚴(yán)重，殘留沉淀劑的毒性等原因已逐漸被它方法取代。2、離子交換法、離子交換法離子交換法是利用不溶性高分子化合物(即離子交換樹(shù)脂)對(duì)不同氨基酸吸附能力的差異對(duì)氨基酸混合物進(jìn)行分組或?qū)崿F(xiàn)單一成分的分離。離子交換樹(shù)脂是一種具有離子交換能力的高分子化合物。它不溶于水、酸和堿，也不溶于普通有機(jī)

5、溶劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。離子交換樹(shù)脂作為固定相，本身具有正離子或負(fù)離子基團(tuán)，和這些離子相結(jié)合的不同離子是可電離的交換基團(tuán)(或稱功能基團(tuán))。在離子交換過(guò)程中，溶液中的離子自溶液中擴(kuò)散到交換樹(shù)脂的表面，然后穿過(guò)表面，又?jǐn)U散到交換樹(shù)脂顆粒內(nèi)，這些離子與交換樹(shù)脂中的離子互相交換，交反向微膠團(tuán)是溶在有機(jī)溶劑中的表面活性劑自發(fā)形成的納米級(jí)的一種聚體，表面活性劑的極性尾在外與非極性的有機(jī)溶劑接觸，而極性頭則排列在內(nèi)形成極性核，極性核溶于水后就形成了“水池

6、”。當(dāng)含有氨基酸的水溶液與含反相微膠團(tuán)的有機(jī)溶劑相混合時(shí)，氨基酸以帶電離子狀態(tài)進(jìn)入反相微膠團(tuán)的“水池”內(nèi)或微膠團(tuán)球粒的界面分子膜層內(nèi)而被分離。反相微膠團(tuán)對(duì)氨基酸具有相當(dāng)強(qiáng)的萃取能力。氨基酸是以離子狀態(tài)被萃取的，不同帶電狀態(tài)的氨基酸離子的被萃取能力不同。pH變化對(duì)氨基酸萃取分配比的影響是通過(guò)改變氨基酸在水溶液中的電離狀態(tài)而影響氨基酸的總分配比的。水溶液中的離子強(qiáng)度變化則是影響氨基酸離子與表面活性劑之間的靜電作用強(qiáng)弱來(lái)影響氨基酸的被萃取能力

7、的。反相微膠團(tuán)對(duì)氨基酸的萃取由于反萃用的是離子強(qiáng)度更大的鹽溶液，所以反萃液尚需進(jìn)一步將氨基酸與無(wú)機(jī)鹽分離，才能得到純的氨基酸。到目前為止大多數(shù)研究的只是適用于低鹽濃度的氨基酸料液如發(fā)酵液，對(duì)于同時(shí)含有多種氨基酸且鹽濃度高的料液如胱氨酸母液則不能適用。3.4液膜萃取液膜萃取液膜萃取，也稱液膜分離，是將第三種液體展成膜狀以便隔開(kāi)兩個(gè)液相，利用液膜的選擇透過(guò)性，使料液中的某些組分透過(guò)液膜進(jìn)入接受液，然后將三者各自分開(kāi)，從而實(shí)現(xiàn)料液組分的分離液

8、膜分離過(guò)程是由三個(gè)液相所形成的兩個(gè)相界面上的傳質(zhì)分離過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是萃取與反萃取的結(jié)合液膜萃取兼有溶劑萃取和膜滲透兩項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)，按其結(jié)構(gòu)可分為乳化液膜和支撐液膜兩大類。乳化液膜為液體表面活性劑形成的球面，將溶液分為內(nèi)相和外相，液膜只有幾個(gè)分子厚，單位體積設(shè)備的表面積可達(dá)1000～3000m2m3。乳狀液膜萃取法提取氨基酸是一種具有工業(yè)應(yīng)用前景的分離氨基酸的新方法，它具有膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，在常溫下操作，能耗少，又不象固體膜需要高壓操作，存

9、在膜污染老化而需經(jīng)常清洗、維修和更換的麻煩。但是，目前大多數(shù)研究仍處于實(shí)驗(yàn)室階段，未見(jiàn)工業(yè)報(bào)道。乳狀液膜萃取法要實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，還必須研究解決萃取過(guò)程的乳化問(wèn)題、低毒萃取劑的選擇和萃取劑殘留物對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響的問(wèn)題及萃取平衡和傳質(zhì)速率問(wèn)題。支撐液膜是將起分離作用的液相借助毛細(xì)作用同定在多孔高分子膜中，由載體、有機(jī)溶劑（或稱稀釋劑）和多孔高分子膜（或稱支撐體）三個(gè)組分組成，其體系由料液、支撐液膜和反萃取液三個(gè)連續(xù)相組成，支撐液膜可以使萃取與反萃