l-丝氨酸酶法生产工艺放大试验8

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1、L-丝氨酸酶法生产工艺放大试验目录概述制药工艺路线及研究阶段原材料及产品的主要技术规格生产流程简述发酵工艺放大优化分离纯化放大与优化产品的检验与分析主要设备的计算种子罐发酵罐离子交换罐研究内容：L-丝氨酸概述L-丝氨酸是一种脂肪族极性α氨基酸。L-丝氨酸是组成蛋白质的常见20种氨基酸中的一种，是哺乳动物的非必需氨基酸，也是生酮氨基酸。在自然界中也有D-丝氨酸，如丝原蛋白中。在一些抗生素中也有D-丝氨酸。符号：S。学名：2-氨基-3羟基丙酸。英文名：L-Serine，缩写：L-Ser，分子式：C3H7NO3，结构式：CH2OHCH(NH2)COOH，

2、分子量：105.09。结构式：药理作用：磷脂酰丝氨酸补充剂能增加大脑皮层中的神经传递质乙酰胆碱的产量，乙酰胆碱与思维、推理和注意力集中有关联。磷脂酰丝氨酸也能刺激多巴胺的合成和释放。磷脂酰丝氨酸似乎和大脑对压力的反应有关联。一项临床研究发现，在针对健康人施加压力的实验中，服用磷脂酰丝氨酸的人群对于压力的反应要比其他人群低。压力反应是通过衡量血液中促肾上腺皮质激素水平得出的，促肾上腺皮质激素是由脑下垂体分泌的一种激素，它随之促进肾上腺分泌应激激素皮质醇。磷脂酰丝氨酸主要用于治疗痴呆症（包括阿兹海默症和非阿兹海默症的痴呆）和正常的老年记忆损失。国内外的

3、生产情况L-丝氨酸的主要生产方法有以下四种。蛋白质水解法：L-丝氨酸在丝胶蛋白中的含量丰富，蚕茧衣中含量为13.64%，因此，可用水解蚕茧衣制取。添加前体发酵法：L-丝氨酸在生物体内代谢运转速度极快，直接发酵法生产困难。一般采用添加前体的发酵法。添加的前体主要有甘氨酸、甘氨酸三甲内盐或甘油酸，其中以甘氨酸为前体的已工业化。产生菌可分为两类：异养型和甲基营养型细菌。化学合成法：DL-丝氨酸可有以羟基乙醛为原料的合成法等，然后再拆分得L-丝氨酸。酶法：利用丝氨酸羟甲基转移酶催化甲醛和甘氨酸（Gly）可逆的合成L-Ser，反应过程中SHMT需PLP和四氢

4、叶酸（THFA）作为其辅因子，由于主要原料来源广泛、价格低廉，并可合成高浓度的产物，因此该法是目前最有应用前景的L-Ser生产方法。鉴于化学合成法和酶法各自的优势,可将二者结合起来,即先用化学合成法制备出DL-丝氨酸,将其氨基乙酰化,再用固定化酶法进行拆分。现用于氨基酸拆分的酶主要是氨基酰化酶,通常将酶固定在DEAE-葡聚糖凝胶A -25、碘乙酰纤维素或聚丙烯胺凝胶上。将固定化酶均心地装入柱内,底物(乙酰化氨基酸)溶液在合适的柱温、pH条件下以一定的速度通过酶柱即可。过程如下：7用途与发展前景L-丝氨酸虽属于非必需氨基酸 但具有许多重要 的生理功能

5、和作用,因此,在医药 、食品 、化妆品中均有较为广泛的应用。丝氨酸是重要的自然保湿因子(N MF)之一,皮肤角质层保持水分的主要角色,因此是很多高级化妆品中的关键添加剂,只是因其价格限制了它在化妆品中的应用。L-丝氨酸广泛用于配置第三代复方氨基酸输液和营养增补剂，并用于合成多种丝氨基酸衍生物，如心血管 、抗癌、爱滋病新药及基因工程用保护氨基酸等。抗衰老作用。食品：L-丝氨酸用于运动饮料 、氨基酸减肥饮料等。饲料：L-丝氨酸用于动物饲料，可促进动物生长发育；制备工艺路线发酵过程原材料及产品的主要技术规格培养基：LB培养基蛋白胨10g酵母浸出液5g氯化

6、钠5g水1L发酵流程1.将LB培养基共0.25m3放入0.3m3的种子罐配料罐中，待搅拌均匀后，用泵打入种子罐中，种子罐用138℃水蒸气进行夹套加热灭菌（使培养基从25℃升至121℃），再用冷却水使之冷却到37℃，接入菌种后培养到对数期待用。2021/10/72．在12m3的发酵罐配料罐中加入8.35m3的LB培养基，开启搅拌待混匀后，用泵打入发酵罐中，进行灭菌，用138℃水蒸气先进行间接加热（使培养基从25℃升至90℃），再用蒸汽直接加热（使培养基从90℃升至121℃），然后用冷却水使之冷却到37℃，待用。3.将种子罐中的料液放入发酵罐中发酵14

7、h，再用离心机进行离心分离，收集菌体，废液放入贮罐中。2021/10/7发酵放大主要过程示意图2021/10/7生产原料氢氧化钠溶液用量66040L浓度1M盐酸用量66040LpH=2无水乙醇用量2080L去离子水用量99060L717型离子交换树脂用量49530L产品的主要技术规格生产规模：80吨/年生产方法：717型离子交换树脂离子交换层析后，进行浓缩，之后添加乙醇结晶，离心分离生产天数：300天生产周期：1天生产方式：间歇生产分离纯化所需原材料及产品的主要技术规格生产流程简述:本设计采用离子交换层析对两种氨基酸（L-丝氨酸和L-甘氨酸）进行分

8、离。基本流程：反应液→离子交换层析→浓缩→结晶→过滤干燥→产品反应过程:发酵结束后收集菌体，菌体沉淀中加入蒸馏水制成菌悬液