氨基酸的提取與精制

1、分離工程 期末論文氨基酸的提取與精制Extraction and Separation of Amino Acid學(xué) 院： 化學(xué)工程學(xué)院 專業(yè)班級： 化學(xué)工程與工藝 化工081 學(xué)生姓名： 於馬驥 學(xué) 號： 050811139 指導(dǎo)教師： 戴衛(wèi)東（副教授） 2011年6月期末論文中文摘要氨基酸的提取與精制摘 要：綜合介紹了氨基酸提取過程中常用的分離技術(shù)以及近期的發(fā)展動態(tài).如沉淀法、離子交換法、膜分離法和萃取法.并提出了氨基酸提純精制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)-結(jié)晶過程中應(yīng)該注意的問題. 氨基酸是生物有機(jī)體的重要組成部分,是組成蛋白質(zhì)的基本單元,具有極其重要的生理功能。提取和精制是氨基酸工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)

2、,在其投資費(fèi)用中占有很大比例 關(guān)鍵詞：氨基酸; 沉淀法; 離子交換法; 膜分離; 反應(yīng)萃取; 反向微膠團(tuán)期末論文外文摘要××××Title××××Extraction and Separation of Amino AcidAbstract: The separation techniques of amino acids extraction,such as precipitating method,ion-exchange,membrane separation,liquid-liquid extraction

3、 are reviewed.And crystallization,which is the critical step in purification of amino acids,are introduced systematically to be put emphasis on. Amino acids are an important part of the biological organisms, is the basic unit of the component proteins, have very important physiological function. Ami

4、no acid extraction and refined is one of the important links in industrial production, in its investment very large proportion in chargeKeywords: amino acid;precipitation;ion-exchange;membrane separation;reactive extraction;reverse micelleation;1 引言或緒論R氨基酸是生物有機(jī)體的重要組成部分，是組成蛋白質(zhì)的基本單元，具有極其重要的生理功能。提取和精制是

5、氨基酸工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)，在其投資費(fèi)用中占有很大比例 。研究提取與精制技術(shù)，對氨基酸工業(yè)的發(fā)展致關(guān)重要。發(fā)酵法得到的是單一品種的一氨基酸，夾雜其它氨基酸的種類和含量較少；蛋白質(zhì)水解法得到的是多種氨基酸的混合物。目前，多數(shù)氨基酸采用發(fā)酵法生產(chǎn)，有的氨基酸則存在多種生產(chǎn)方法并存。氨基酸的發(fā)酵液經(jīng)過預(yù)處理、離心或過濾出去菌體后，可對其進(jìn)行初步的提取。主要的方法涉及沉淀、吸附、離子交換、萃取和電滲析過程。若想得到高純度的氨基酸，還需進(jìn)一步的精制提純 超濾、結(jié)晶。氨基酸是一種具有兩性官能團(tuán)的物質(zhì)。氨基酸含有一個a一氨基，一個a一羧基及一個側(cè)鏈 ，通：式為RCH(NH：)COOH。當(dāng)介質(zhì)的pH達(dá)到一

6、定值時，氨基酸分子呈電中性，此時的pH稱為氨基酸的等電點(pI)。當(dāng)介質(zhì)pH低于等電點，氨基酸以陽離子狀態(tài)存在；當(dāng)pH高于等電點，氨基酸以陰離子狀態(tài)存在。氨基酸的溶解度隨pH的變化很大，在等電點時，溶解度最小。1 沉淀劑分離法沉淀法分離氨基酸主要包括特殊試劑沉淀法、等電點沉淀法和有機(jī)溶劑沉淀法。特殊沉淀法是最早應(yīng)用于混合氨基酸分離的方法之一。某些氨基酸可以與一些有機(jī)化合物或無機(jī)化合物結(jié)合，形成結(jié)晶性衍生物沉淀，達(dá)到與其它氨基酸分離的目的。較為成熟的工藝有：精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，將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

7、一磺酸反應(yīng)，生成亮氨酸的磺酸鹽，后者與氨水反應(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)硫化氫的處理就可得組氨酸 。周錫梁等人 給出了從毛發(fā)角蛋白質(zhì)經(jīng)酸水解、堿中和、提取胱氨酸后的水解液中提取市場上缺乏的7種氨基酸的方法。分別以苯磺酸、苯甲醛、五氯酚、苯甲酸和苯三酸為沉淀劑分離亮氨酸、精氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸和蘇氨酸(其中，使用苯甲酸沉淀苯丙氨酸由于纈氨酸的影響，還需使用離子交換法進(jìn)一步分離)。特殊沉淀法操作簡單、選擇性強(qiáng)。采用上述方法從提取胱氨酸后的廢水中分離提取多種氨基酸，不僅可以大大降低排放液的含氮量，而且還有附加的經(jīng)濟(jì)效益。但是特殊沉淀法的沉淀劑回收較困難，排放廢液中

8、參雜有沉淀劑，加重了污染，殘留在氨基酸產(chǎn)品中的沉淀劑還會影響純度。等電點沉淀法是根據(jù)氨基酸的等電點不同，在等電點處，氨基酸分子的凈電荷為零，便于氨基酸彼此吸引形成結(jié)晶體沉淀下來。采用這種方法可以從生產(chǎn)半胱氨酸的廢母液中回收胱氨酸 。半胱氨酸在水溶液中的溶解度比較大，而胱氨酸在等電點處溶解度很小。調(diào)整溶液的pH，再加入H 0，將半胱氨酸氧化成胱氨酸，就可以形成沉淀達(dá)到分離的目的。此外，目前國內(nèi)味精廠也都采用等電點沉淀法提取谷氨酸?！?】2 離子交換法離子交換法是利用離子交換劑對不同氨基酸吸附能力的差異對氨基酸混合物進(jìn)行分組或?qū)崿F(xiàn)單一成分的分離。其在工業(yè)中有成功應(yīng)用的實例，例如，味精廠采用強(qiáng)酸性陽

9、離子交換樹脂對谷氨酸陽離子進(jìn)行選擇性吸附，以使發(fā)酵液中妨礙谷氨酸結(jié)晶的殘?zhí)羌疤堑木酆衔?、蛋白質(zhì)、色素等非高子性雜質(zhì)得以分離。日本味之素公司研究的氨基酸提純技術(shù)采用逆流連續(xù)多級交換，可以大大減少樹脂用量和洗滌樹脂用水量 。GObor Simon等人 采用離子交換熱參數(shù)泵從水解液和制革廢水中濃縮分離氨基酸。利用熱參數(shù)泵這一非穩(wěn)態(tài)循環(huán)過程，根據(jù)流動相中氨基酸在不同溫度下，在流動相和樹脂上的分配系數(shù)不同這一原理，使氨基酸在離子交換柱的一端富集另一端減少，而達(dá)到混合氨基酸的分離。Soldatov等人 研究了液體磺酸基離子交換劑對脂肪族氨基酸陽離子的提取平衡。研究發(fā)現(xiàn)該離子交換劑對氨基酸提取的選擇性要高于

10、苯乙烯磺酸樹脂。Kisay Lee等人 發(fā)現(xiàn)芳香族氨基酸(苯丙氨酸和酪氨酸)在濃度較高時會發(fā)生非離子性吸附，吸附量偏離化學(xué)計量數(shù)較遠(yuǎn)，高于金屬離子和脂肪族氨基酸，無法使用鈉鹽再生。25(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的乙醇溶液可以有效地抑制非離子性吸附。Tao Zuvi等人對氨基酸陽離子與氫離子的交換平衡進(jìn)行了詳細(xì)的研究，給出了10種氨基酸陽離子在低pH下的熱力學(xué)平衡方程。離子交換樹脂法提取氨基酸處理量大，工藝較成熟。但由于離子交換法分離混合氨基酸僅利用各氨基酸之間等電點的差異，只有當(dāng)混合氨基酸之間的等電點相差較大時才能較好地分開，對于等電點相近的混合氨基酸只能部分分開或根本難以分離；氨基酸離子在樹脂中的擴(kuò)散速度

11、較慢，因此一方面要求料液的流速較低，另一方面對于氨基酸濃度較高的料液在上離子交換柱前還要進(jìn)行稀釋，這就必然導(dǎo)致所需的設(shè)備太大；并且，發(fā)酵液必須進(jìn)行預(yù)處理，采用離心分離，或者添加高分子凝集劑使之沉淀，再用膜過濾等方法把微生物體除去：【2】3 膜分離法膜過濾法可以實現(xiàn)混合溶液的分離是因為在膜和溶液的界面處存在以下機(jī)理：由于親水性等原因所引起的選擇性透過；篩分效應(yīng)一待分離物質(zhì)分子的直徑大于膜孔的直徑，將被截留，反之則透過；電荷效應(yīng)(Donnan效應(yīng))一若膜表面帶與待分離物質(zhì)同種電荷，則會產(chǎn)生靜電排斥作用，反之則會產(chǎn)生吸引作用 。國外膜分離工藝已應(yīng)用于乳制品工業(yè)：采用反滲透濃縮乳清，使用超濾法從乳清中

12、制備濃縮蛋白質(zhì)，使用微米膜分離乳清中的蛋白質(zhì)、去除脫脂乳中的細(xì)菌，使用納濾膜去除乳清中的礦物質(zhì)。近些年，又開始研究膜過濾分離蛋白質(zhì)、肽和氨基酸的可行性。在人體的新陳代謝過程中存在大量生物膜滲透現(xiàn)象。研究氨基酸的膜分離不僅可以找出有效的生物分離技術(shù)，而且有助于加深對這些新陳代謝過程的理解。Timmer等人 選用了4種膜，對賴氨酸、亮氨酸和谷氨酸的膜過濾進(jìn)行了考察。在pH=55時，賴氨酸帶一單位的正電荷(pI =974)，亮氨酸不帶電(pI舢=598)，而兩者的分子體積相差不多。使用帶負(fù)電荷的超濾膜，賴氨酸更容易透過，分離效果優(yōu)于納濾膜。在若氨基酸分子帶凈電荷，改變鹽(如，NaC1，NaH，PO

13、)的濃度也可以改變超濾膜對氨基酸分子的截留率。在對混合氨基酸進(jìn)行膜過濾時，其規(guī)律與對單個氨基酸進(jìn)行操作是一致的。故調(diào)整氨基酸混合液的pH，改變其所帶的電荷，并通過加入適當(dāng)種類和濃度的鹽可以提氨基酸的分離選擇性。同時也證明了，當(dāng)唐南效應(yīng)占主導(dǎo)地位時，分離的選擇性最高。電滲析也是對氨基酸發(fā)酵液脫鹽濃縮的常用方法。MieMinagawa等人 。采用陽離子交換膜分離氨基酸，重點研究了pH對甘氨酸在界面?zhèn)鬟f的影響。采用理論模型對實驗結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，結(jié)果表明氨基酸的傳遞過程的控制步驟是甘氨酸離開膜的過程。氨基酸的通量與濃度差不成線性關(guān)系，這說明氨基酸通過膜傳遞有一個飽和量。當(dāng)接受相的pH較大時，甘氨酸的

14、傳遞速度較低。適當(dāng)?shù)母淖僷H能夠提高甘氨酸通過陽離子交換膜的速率。對氨基酸發(fā)酵液進(jìn)行超濾時，各種雜質(zhì)會污染膜，降低過濾通量，甚至改變過濾的選擇性。Doneva等人¨ 對氨基酸發(fā)酵液中的多種組分分別進(jìn)行了實驗，發(fā)現(xiàn)酵母精是導(dǎo)致膜污染的主要因素。作者還對酵母精超濾過程中氨基酸的動態(tài)吸附進(jìn)行了研究，考察了氨基酸的濃度、所帶電荷及膜的帶電性對酵母精中氨基酸吸附和保留率的影響。實驗發(fā)現(xiàn)，氨基酸的溶液的pH對吸附的影響較大，而氨基酸濃度的影響卻并不明顯。在大部分氨基酸的膜分離研究中，pH都是最重要的考察參數(shù)。因為氨基酸為兩性物質(zhì)，不同pH下的解離狀態(tài)不同，所帶的電荷數(shù)不同。此外溶液的pH還會影響

15、到膜上離子基因所帶的電荷性質(zhì)。若膜上的離子基團(tuán)帶負(fù)電荷，它能吸引和通過帶正電荷的陽離子，而排斥帶負(fù)電荷的陰離子；而帶正電荷的膜則允許帶負(fù)電荷的離子通過。在特定的分離要求下，選擇適當(dāng)類型的膜以及最佳的pH條件就成了決定分離效果好壞的關(guān)鍵。選擇膜時應(yīng)盡量同時使更多的分離機(jī)理起作用，提高分離的選擇性。其它一些條件，如氨基酸溶液的濃度，鹽的濃度也會對氨基酸的選擇性透過有一定的影響。研究這些條件對分離效果的影響，可以優(yōu)化膜分離過程，在對pH要求過于苛刻時，應(yīng)該考慮改變其它條件(比如在過濾前稀釋或濃縮氨基酸溶液，引入其它種類的鹽或者是先脫鹽再過濾)以減小操作成本，降低對環(huán)境的污染?！?】4 萃取法41 反

16、應(yīng)萃取氨基酸不溶于普通有機(jī)溶劑，因此采用通常的溶劑萃取法不能奏效，必須采用反應(yīng)萃取法，即選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)萃取劑，其解離出來的離子與氨基酸解離出來的離子發(fā)生反應(yīng)，生成可以溶于有機(jī)相的萃取配合物，從而使氨基酸從水相進(jìn)入有機(jī)相。迄今為止，人們采用了兩類不同形式的反應(yīng)萃取劑，一類是在低pH下萃取氨基酸陽離子，以酸性磷氧類萃取劑最為典型，如二(2一乙基己基)磷酸(D2EHPA)、十二烷基磷酸等。另一類是在高pH下萃取氨基酸陰離子的季銨鹽，如甲基三辛基氯化銨(TOMAC)，是典型的陰離子萃取劑。Cascaval“ 采用D2EHPA通過改變水溶液的pH，完成了對一系列酸性、堿性和中性氨基酸的萃取分離，并認(rèn)為可

17、以在工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)對氨基酸發(fā)酵液的萃取。近年來，采用溶劑萃取法分離氨基酸的研究報道很多，但大多是提出了專利申請，或處于研究階段，未見工業(yè)報道。要實現(xiàn)工業(yè)化，至少要先解決兩個問題：其一是萃取過程中乳化的問題。其二是低毒萃取劑的選擇和萃取劑殘留物對于產(chǎn)品質(zhì)量的影響。萃取法用于處理發(fā)酵液，也取決于新方法在收率上與原來的方法相比較能夠獲得多大的經(jīng)濟(jì)效【4】益 。42 液膜萃取液膜萃取兼有溶劑萃取和膜滲透兩項技術(shù)的特點按其結(jié)構(gòu)可分為乳化液膜(emulsion liquidmembrane)和支撐液膜(supported liquid membrane)兩大類。乳化液膜為液體表面活性劑形成的球面，將溶液分

18、為內(nèi)相和外相，液膜只有幾個分子厚，單位體積設(shè)備的表面積可達(dá)到1 000m2m 3 O00m m3¨ 。具有萃取速度快、分離與濃縮一步完成、能從低濃度的溶液中有效地回收溶質(zhì)等優(yōu)點。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)三個組分組成，其體系由料液、支撐液膜和反萃取液三個連續(xù)相組成，支撐液膜可以使萃取與反萃取在液膜的兩側(cè)同時進(jìn)行，從而避免載體負(fù)荷的限制、減少了有機(jī)相的使用量，解決了乳化液膜的乳化液穩(wěn)定條件及破乳等問題。將液膜法用于氨基酸的分離提純已有20多年的歷史。乳化液膜法存在的最大問題是液膜的穩(wěn)定性。加入

19、穩(wěn)定劑可以減小油水界面的表面張力，防止液膜破裂“ 。常用于氨基酸分離的表面活性物質(zhì)有Paranox 100和CR一500。當(dāng)然，還有大量的表面活性劑有待于研究開發(fā)。為了保證氨基酸能夠順利的透過有機(jī)液膜，選用適當(dāng)?shù)妮d體也是十分必要的。由于氨基酸分子在水溶液中攜帶電荷(等電點附近除外)，采用帶凈電荷的載體有助于氨基酸進(jìn)入并透過厭水性的液膜。故季氨鹽Aliquat 336和D2EHPA成為液膜法分離氨基酸最常選用的載體。而相比之下，D2EHPA又因為穩(wěn)定性高、結(jié)合力強(qiáng)、在酸性水溶液中溶解度低、可用于萃取多種氨基酸并且價格較低等優(yōu)勢，更具有優(yōu)勢。除了在液膜中加入載體使之與氨基酸離子結(jié)合透過膜進(jìn)入接受相

20、以外，還可以提前將氨基酸丹磺酚化，使之在一定的DH范圍內(nèi)維持電中性，以便于其穿過有機(jī)膜進(jìn)入接受相 。通常的萃取效率為50 80 ，要高于支撐液膜。但支撐液膜因其結(jié)構(gòu)簡單的特點，可用于研究確定傳遞機(jī)理。【5】【6】43 反向微膠團(tuán)萃取反向微膠團(tuán)是在非極性溶劑中，雙親物質(zhì)的親水基相互靠攏，以親油基朝向溶劑而形成的聚集體。用于形成反向微膠團(tuán)的表面活性劑有兩類：以琥珀酸二(2一乙基已基)酯磺酸鈉(AOT)為代表的陰離子表面活性劑：以三辛基甲基氯化銨為代表的陽離子表面活性劑。以AOT表面活性劑所形成的反向微團(tuán)含水量高，適合于蛋白質(zhì)大分子的萃取。但是這兩類反膠團(tuán)萃取氨基酸時都要求氨基酸水溶液中的無機(jī)鹽濃度

21、較低時才具有應(yīng)用價值的萃取能力最早研究氨基酸在反向微膠團(tuán)革取的Fendler等人提出氨基酸與反向微膠團(tuán)的靜電作用及其親油性決定其在反向微膠團(tuán)中的溶解度大小。隨著研究的進(jìn)一步深化，對于反膠團(tuán)萃取氨基酸的萃取機(jī)理已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)恼J(rèn)識：氨基酸是以帶電離子狀態(tài)被反向微膠團(tuán)萃取的，不同帶電狀態(tài)下被萃取的程度不同；萃取后的氨基酸可能分布于兩種環(huán)境下：反向微膠團(tuán)的“水池”中和反向微膠團(tuán)的表面活性劑單分子膜中 ” 。氨基酸分子的親水性越強(qiáng)，其在“水池”中的分配比越高；pH對氨基酸的萃取的影響是通過影響氨基酸在水中的不同離子的濃度而影響氨基酸的總分配比的，離子強(qiáng)度的改變一方面改變反向微膠團(tuán)的吸水率，另一方面影響同

22、離子的競爭萃取，從而影響氨基酸的總分配比；離子強(qiáng)度增大，反向微膠團(tuán)對氨基酸的萃取能力下降，因此利用低離子強(qiáng)度下萃取高離子強(qiáng)度下反萃來實現(xiàn)對氨基酸的分離 。盡管反向微膠團(tuán)萃取氨基酸的萃取機(jī)理有了明確的論斷，并實現(xiàn)了利用反向微膠團(tuán)對氨基酸的分離，但是反向微膠團(tuán)萃取氨基酸剛剛起步，還有一些問題有待解決。由于反萃用的是離子強(qiáng)度更大的鹽溶液，因此反萃液尚需進(jìn)一步將氨基酸與無機(jī)鹽分離，才能得到純凈的氨基酸。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，對于同時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。翁連進(jìn)等人開發(fā)了一種新的、萃取能力更強(qiáng)的反膠團(tuán)一二異辛基磷酸銨表面活性劑。這種

23、反膠團(tuán)在鹽濃度高達(dá)45molL的胱氨酸母液中仍具有令人滿意大萃取率，并以此開發(fā)了從胱氨酸母液中提取精氨酸工藝【7】【8】5 結(jié)晶結(jié)晶是純化物質(zhì)的有效手段： 發(fā)酵液和提取液采用上述方法進(jìn)行初步的分離提取之后，要得到具有一定粒度分布和晶體形狀的成品還必須對其進(jìn)行濃縮結(jié)晶和重結(jié)晶。這也是決定最終產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。醫(yī)藥用輸液氨基酸必須具有較高的純度，這就要求結(jié)晶產(chǎn)品具有較大的粒度，以便于與母液分離；較小的晶體也易于形成聚結(jié)體，夾雜母液，降低產(chǎn)品的純度。發(fā)酵法除了得到目標(biāo)氨基酸外，還會產(chǎn)生與目標(biāo)氨基酸結(jié)構(gòu)相似的其它氨基酸：通常，在有機(jī)物的結(jié)晶過程中，若雜質(zhì)分子與待結(jié)晶物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)相似，即使雜質(zhì)濃度很低，

24、也會對晶體的成長和晶習(xí)產(chǎn)生很大影響。氨基酸分子由親水的極性基和疏水的非極性基構(gòu)成，這決定了氨基酸晶格的不對稱性以及各晶面極性的差異性，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶過程中不同晶面處固液界面性質(zhì)(如界面張力、吸附性質(zhì)、荷電性、潤濕性等)的差異。這些因素會導(dǎo)致在不同溶劑、溫度及雜質(zhì)濃度條件下成核特性和不同晶面生長特性的復(fù)雜性和不確定性，這也是氨基酸結(jié)晶過程中產(chǎn)品晶型難以控制、甚至出現(xiàn)無定形的內(nèi)在原因。為了得到具有特定粒度分布、主粒度和晶型的氨基酸晶體產(chǎn)品，必須對氨基酸結(jié)晶的整個過程進(jìn)行良好的控制。多數(shù)氨基酸能溶于水，難溶于有機(jī)溶劑。其在水溶液中的溶解度和存在狀態(tài)受pH的影響很大。相比之下， 一脯氨酸、 一精氨酸、

25、一精氨酸鹽酸鹽、 一賴氨酸鹽酸鹽、 一鳥氨酸鹽酸鹽在水中的溶解度較大；L一丙氨酸、 一蘇氨酸、 一組氨酸的溶解度適中，且隨溫度變化不明顯。 一胱氨酸和一色氨酸在水中的溶解度較小。Gupta 等人利用改進(jìn)的UNIFAC模型預(yù)測了溫度和pH對氨基酸在水中溶解度的影響。在缺乏實驗數(shù)據(jù)的情況下可用于結(jié)晶分離過程的設(shè)計和優(yōu)化。但通過實驗測量仍是得到可靠數(shù)據(jù)的最有效方法。在已知溶解度的基礎(chǔ)上選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)晶方法，并使溶液過飽和度在整個結(jié)晶過程中維持在一個較低的水平。過高的過飽和度會使雜質(zhì)分子嵌入到晶格降低產(chǎn)品純度，而且會增加二次成核的幾率。Tones和Mullin在考慮成核影響的基礎(chǔ)上提出程序降溫的系統(tǒng)方法

26、，可以有效地抑止二次成核。對于間歇冷卻法生產(chǎn)氨基酸具有一定的指導(dǎo)意義。在工業(yè)結(jié)晶中，生物產(chǎn)品的多晶型現(xiàn)象必須給予足夠的重視。因為許多情況下，只有特定的晶體形態(tài)才具有藥理作用。Ostwald首先對多晶型現(xiàn)象給予了解釋。認(rèn)為非穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)不一定直接轉(zhuǎn)變到穩(wěn)定狀態(tài)，而是先轉(zhuǎn)變到與其最接近的狀態(tài)。但使該理論有很多局限性。而對于多晶型現(xiàn)象最有可能的解釋為，何種晶型最先出現(xiàn)是由穩(wěn)定形態(tài)和較穩(wěn)定形態(tài)晶體的相對成核和成長速率決定的，也就是說動力學(xué)因素起決定作用 。許多氨基酸存在多種晶型。單晶x光衍射表明， 一谷氨酸具有兩種晶型，a一谷氨酸(亞穩(wěn)態(tài))為顆粒狀，口一谷氨酸(穩(wěn)態(tài))為針形。何種晶型會優(yōu)先出現(xiàn)與晶體析出的

27、溫度有關(guān)。從工業(yè)結(jié)晶的角度看，a一型晶體更易與母液分離，更可取 母液中加入 一苯丙氨酸不僅有助于得到a一型晶體，還能抑制a一型晶體向一口型晶體轉(zhuǎn)變。甘氨酸具有三種多晶型態(tài)(a，口和7)，a一甘氨酸晶體的空間群為P2 ，n； 一甘氨酸與a一甘氨酸的分子構(gòu)形相同，但不穩(wěn)定，在空氣中很容易轉(zhuǎn)變成a一形；7一甘氨酸晶體為六邊形，空間群為P3 。a一氨基丁酸具有三種晶型(A，C和D)，在固態(tài)下可以相互轉(zhuǎn)換、這種晶型的轉(zhuǎn)換會使晶體產(chǎn)生缺陷，改變晶體密度有的還會形成雙晶，所以應(yīng)盡量避免 。 一組氨酸的兩種形態(tài)A(正交晶系，空間群為P2。2。2。)和B(單斜晶系，空間群為P2)從溶液中析出的比例基本相同，而在

28、乙醇的存在下，B一型晶體會優(yōu)先析出 ?！?】【10】6 小結(jié)隨著氨基酸發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)酸率、糖轉(zhuǎn)化率等指標(biāo)都有了很大的提高。相比之下生物工程產(chǎn)品提取與精制的傳統(tǒng)方法因其工藝過程復(fù)雜，費(fèi)用通常高達(dá)生產(chǎn)成本的50 以上。所以，在這些方面的研究也也倍受重視。從相關(guān)報道的數(shù)量上來看，膜分離、液膜和反向微膠團(tuán)萃取精制氨基酸研究的受關(guān)注程度更高。但是，在工業(yè)生產(chǎn)中大多采用的還是傳統(tǒng)的分離技術(shù)?？梢姡路椒☉?yīng)用到實際生產(chǎn)中仍需進(jìn)一步的完善。但新方法在操作、分離效率和能力等方面己經(jīng)顯現(xiàn)出相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢，相信一定會有良好的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)：1 張偉國，錢 和氨基酸生產(chǎn)技術(shù)及其應(yīng)用 M 北京：中國輕工業(yè)出版社，19972 周錫粱，楊 飚，蒙綺芳氨基酸系統(tǒng)分離提純研究J深圳大學(xué)學(xué)報(理工版)，1994，l1(12)：79863 李燕，張關(guān)永從生產(chǎn)半胱氨酸的廢母液中回收胱氨酸的工藝研究J氨基酸和生物資源，1998，20(2)：27 294 1TOH HISAOMeth