氨基酸之亮氨酸课件

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+16.0，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；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，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.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，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1.0g，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20mg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%。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。