蛋氨酸生產(chǎn)工藝及核心制備技術(shù)研究進展

卿周君（重慶化工設(shè)計研究院，重慶 400039)

蛋氨酸在生物化工中的作用越來越明顯，其中，生產(chǎn)蛋氨酸的生產(chǎn)工藝主要有生物酶拆分法，微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。現(xiàn)針對海因水解制備蛋氨酸的生產(chǎn)工藝及核心制備技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r進行闡述。

1 蛋氨酸的目前供需與生產(chǎn)狀況

對于生物科技、食品、醫(yī)藥等方面，蛋氨酸起著重要的作用。至2015年國內(nèi)固體蛋氨酸用量約為13.2-14.4萬噸。隨著生物科技的快速發(fā)展，國內(nèi)市場對于蛋氨酸的需求量穩(wěn)步增長，預(yù)計未來3-5年蛋氨酸的國內(nèi)需求量將還以每年10--15%的速度增長。

蛋氨酸的工業(yè)化生產(chǎn)始于1948年，到20世紀(jì)末的時候，蛋氨酸的生產(chǎn)就在西方發(fā)達的工業(yè)國家開始大規(guī)模生產(chǎn)。到目前為止，蛋氨酸的生產(chǎn)工藝也是西方國家比較發(fā)達。在國內(nèi)，生產(chǎn)氨基酸的企業(yè)也初見規(guī)模，總需求量也在不斷上升。

由于市場的作用，蛋氨酸的市場價格波動比較大，但總體上仍是呈現(xiàn)上升趨勢。由此，可以預(yù)計到，由于蛋氨酸市場競爭的激烈性，并且養(yǎng)殖業(yè)對蛋氨酸的需求量的不斷增加，蛋氨酸的市場價格目前來說相對穩(wěn)定。并且，在未來更長的一段時間內(nèi)，蛋氨酸的需求量將保持平穩(wěn)，其價格的波動變化也不會太大。

2 蛋氨酸的生產(chǎn)制備工藝

蛋氨酸的生產(chǎn)制備工藝的方法主要有生物酶拆分法、微生物發(fā)酵法和化學(xué)合成法。其中，生物酶拆分法的經(jīng)濟指標(biāo)比較低，產(chǎn)生的污染排放量大；而微生物發(fā)酵法的生產(chǎn)工藝的收率比較低，欠缺工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的價值。因此，在目前，國內(nèi)生產(chǎn)蛋氨酸的主要生產(chǎn)制備工藝是化學(xué)合成法，并且主要研究集中在海因水解制備蛋氨酸的水解工藝過程和后續(xù)的結(jié)晶制備工藝過程。

關(guān)于海因水解制備蛋氨酸的生產(chǎn)制備工藝，海因的合成路線相對穩(wěn)定，因此，在海因水解制備蛋氨酸的結(jié)晶過程，傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝是分為兩步的。而且，海因水解工藝，其需要在一定的溫度和壓力的堿性環(huán)境中進行的。通常情況下，需要的溫度是150-200℃，壓力一般情況是5-10atm。隨著技術(shù)的進步，海因水解中也可以采用固體的催化劑，在溫度較低的情況下，蛋氨酸的收率也有了大幅度的提高。

海因在其水解后，溶液一般情況下，是呈現(xiàn)堿性的。因此，只有在其酸化后才能將蛋氨酸以結(jié)晶的形式提煉出來。

蛋氨酸的結(jié)晶工藝主要的方法是用酸中和蛋氨酸，在其過程中，提煉得到結(jié)晶體。在一般情況下經(jīng)常為鱗狀的晶體，并且，體積密度比較小，此外，這種鱗狀的結(jié)晶極其容易被破壞，它的固液分離性能非常差。

同時，在海因經(jīng)水解酸化后，蛋氨酸在結(jié)晶態(tài)的溶液中析出來。由于，在一般溶液中，蛋氨酸有一定的溶解度，并且，蛋氨酸容易在溶液中濃縮形成多肽，因此，為了提高蛋氨酸的收率，結(jié)晶的過程必須要采取的措施是：一是分批析晶；二是誘導(dǎo)結(jié)晶；三是加入有機凝聚劑。這樣可以改變蛋氨酸的結(jié)晶狀態(tài)，獲得更多的蛋氨酸。

3 蛋氨酸生產(chǎn)工藝的展望

國內(nèi)的蛋氨酸的需求量是非常巨大的，盡管2015年上半年進口同比下降38%，但每年還需要從國外大量進口，并且，蛋氨酸的生產(chǎn)工藝的成本主要取決于生產(chǎn)工藝和原材料的供應(yīng)。目前，國外的諸多蛋氨酸的生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)擁有比較成熟的制作工藝，能有從生產(chǎn)源頭上節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率。

目前國內(nèi)主要供應(yīng)廠家為贏創(chuàng)、安迪蘇、住友、希杰、紫光，較2014年增加了希杰及紫光的供應(yīng)。但是，這仍遠遠不能滿足國內(nèi)的蛋氨酸的需求量。因此，如何提高蛋氨酸的生產(chǎn)工藝，以及如何擺脫對其他國家的蛋氨酸的進口的依賴，已經(jīng)成為擺在國家發(fā)展面前的重要問題。綜上所述，創(chuàng)新研發(fā)蛋氨酸的生產(chǎn)工藝和核心制備技術(shù)是極其重要的，會對我國未來工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生重要的作用與影響。

所以，在我國各種不利的因素的條件下，我們需要盡快建立起現(xiàn)代化蛋氨酸企業(yè)是十分有必要的。與此同時，從國家的發(fā)展戰(zhàn)略角度來看，為了擺脫未來對其他國家的蛋氨酸的依賴，需要我們提高自主的創(chuàng)新能力，加強對蛋氨酸的生產(chǎn)工藝的研究技術(shù)的提高。

4 結(jié)語

綜上所述，本文分析了蛋氨酸的基本作用，以及現(xiàn)階段在我國的供需和發(fā)展情況，以及蛋氨酸的基本生產(chǎn)工藝及其核心制備技術(shù)。目前，我國現(xiàn)階段的蛋氨酸的生產(chǎn)工藝還比較落后，不能滿足國內(nèi)的使用情況，提出了對未來對蛋氨酸生產(chǎn)工藝的期望。

[1]高文亮，李林鳳，張靜靜，黎學(xué)明，鄭道敏，姚如杰，楊成威.蛋氨酸生產(chǎn)工藝及核心制備技術(shù)研究進展[J].化工進展，2012，04：866-872+888.

[2]劉惠.酵母生物轉(zhuǎn)化生產(chǎn)S—腺苷—L—蛋氨酸輔產(chǎn)谷胱甘肽機理及工藝的研究[D].浙江大學(xué)，2002.

[3]劉恭源.基因工程菌發(fā)酵生產(chǎn)S-腺苷-L-蛋氨酸的研究[D].華中科技大學(xué)，2006.