氨基酸生產方法及流程…

（一）微生物發酵法

大部分氨基酸是用玉米淀粉做的葡萄糖做碳源，補加各種無機鹽及氮源，通過生產菌種進行新陳代謝，得到所需的產物，再進行提純、烘干、包裝。

合成各種碳水化合物構成細胞壁的結構物質或成為細胞內的貯存物質，利用有機酸或無機酸等合成脂類，構成細胞膜，吸收氮素與有機酸合成氨基酸。飼料添加劑原料的微生物工程生產過程當中，通過人工控制合成代謝的某一過程，從而導致某種中間產物的大量積累，達到規模化生產的目的。如：賴氨酸、維生素C、有機酸的生產等。微生物發酵工程法生產抗生素、生長激素、某些色素等都屬于微生物的次生代謝產物。

微生物在適宜的條件下，不斷從周圍環境中吸收營養物質轉化為構成細胞物質的組分和結構，使個體細胞質量增加和體積增加，稱為生長。根據細菌生長繁殖速度的不同可分為四個時期。

微生物發酵的全部生產過程大致可以分為四個階段，即：菌種階段、種子擴大培養階段、發酵階段和提煉階段(如圖)。

（二）氨基酸的生產流程（工藝）

氨基酸發酵法制造工藝。 ?圖氨基酸發酵生產法 ，

1，純粹分離，2，種母培養，3，蒸汽，4,空氣壓縮機.5,蒸煮殺菌 6,種母培養.7,pH調節劑 8．發酵罐 9．滅菌器 10．培養基 11．配制槽 12．離心分離機 13．離子交換柱 14．結晶槽 15．晶體分離器 16．干燥器 17．氨基酸成品

哪些氨基酸是發酵生產的？

1.氨基酸的用途

①食品工業 ： 增鮮劑，甜味劑 ②醫藥上的應用 ：營養型用藥 治療型用藥

③飼料行業 ④化學工業 ：洗滌劑

⑤農業 ⑥化妝品：護發素 面霜

2.氨基酸的生產方法

氨基酸發酵,就是以糖類和銨鹽為主要原料的培養基中培養微生物,積累特定的氨基酸。

①發酵法：直接發酵法和添加前體發酵法

②提取法（extraction）：蛋白質水解，從水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸。

③酶法（Enzyme）：利用微生物細胞(微生物)產生的酶來制造氨基酸。

④合成法（synthesis）：DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。

發酵生產的微生物。1950年發現了大腸肝菌能分泌少量的丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸和苯丙氨酸，以及加入過量的銨鹽可增加氨基酸積累量的現象。1957年，木下祝郎等采用谷氨酸棒狀桿菌進行L-谷氨酸發酵取得成功，后利用突變株發酵生產了L-賴氨酸、L-鳥氨酸和L-纈氨酸等。中國于1958年開始研究L-谷氨酸，隨后報道了酮戊二酸短桿菌2990-6的L-谷氨酸發酵及其代謝的研究結果。

谷氨酸和其它氨基酸是微生物的初級代謝產物，它們即是微生物的產物，又會被微生物所用，所以要通過控制代謝途徑來控制生產的。在生產或實驗中，即要控制底物盡可能多轉化成目標氨基酸，又要控制目標氨基酸不要反饋抑制代謝途徑，同時也不會被微生物再利用生產其它的產物。

生產中需控制的方面很多：高產菌株的選擇；基質濃度的控制；培養基的組成；培養基的比例；溫度、溶氧、PH、轉速等等都要達到最佳控制條件。

醫藥工業如何制造各種氨基酸？聽說可以用鴨毛、頭發來溶解成其中的一種氨基酸是真的嗎？工藝流程怎么做？

氨基酸在植物生長過程中具有有機氮養分的補充來源作用、絡合(螯合)金屬離子的作用、植物體內合成各種酶的促進作用和催化作用，氨基酸由于能被動、植物直接吸收，給動、植物提供非常好的養分而越來越受到人類的重視。毛發的主要成分是蛋白質，蛋白質可水解成多肽，多肽可以進一步水解成約20種氨基酸，而生活中人畜的毛發垃圾(如屠宰場各種禽畜羽毛、理發店剪除的頭發、居室里清掃出的頭發等)隨處可見，如何合理利用生活垃圾，是值得人們廣泛關注的問題。

氨基酸作為人、畜、植物的營養成分，使得采用水解毛發制取各種氨基酸成為熱門課題。目前，氨基酸的制備方法很多，主要有以下缺點：水解時間太長，每鍋(每反應釜)水解時間多達12小時，不但多耗煤、多耗電、多耗人工，而且產量低，效率低，遠遠不能滿足工農業對氨基酸的需求；由于其生產工藝中采用高溫高壓下用強酸(鹽酸、硫酸)水解毛發，為了防止酸對反應釜(鍋爐或鍋)的腐蝕，反應釜內膽多為搪瓷，造價極為昂貴。

技術實現要素：

本發明的目的是提供毛發絡合催化生產復合氨基酸的工藝，所述工藝水解時間短，設備簡單，可以大大降低生產成本。

本發明的技術方案如下：

采用堿水解的毛發經絡合催化水解生成復合氨基酸的工藝有以下步驟：

毛發經絡合催化水解成復合氨基酸的工藝，其特征在于有以下步驟：

1)毛發洗凈、干燥后備用；

2)取水400～500體積份，常壓下加熱至溫度為90～100℃，加入絡合劑3～57重量份，攪拌至絡合劑完全溶解，得到絡合溶液；

3)步驟2)所得絡合溶液中加入固態強堿12～50重量份，保持溶液的溫度為90℃～100℃，攪拌，使固態強堿完全溶解；

4)步驟3)所得溶液中加入步驟1)所得毛發70～100重量份，保持溶液的溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入催化劑4～28重量份，繼續攪拌5～30分鐘，至毛發全部溶解，放置冷卻至室溫；

5)步驟4)所得溶液邊攪拌用稀酸調整溶液的ph＝6～7，即得本發明所述的復合氨基酸的混合液。

采用酸水解的毛發經絡合催化水解成復合氨基酸的工藝有以下步驟：

1)毛發洗凈、干燥后備用；

2)取稀酸溶液400～500份，常壓下，加熱至溫度為90～100℃，加入絡合劑3～57份，攪拌至絡合劑完全溶解，得到絡合溶液；

3)步驟2)所得溶液中加入步驟1)所得毛發70～100份，保持溶液的溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入催化劑4～28份，繼續攪拌5～30分鐘，至毛發全部溶解，放置冷卻至室溫；

4)步驟3)所得溶液邊攪拌用堿調整溶液的ph＝6～7，即得本發明所述的復合氨基酸的混合液。

所述絡合劑為銅鹽絡合劑。

所述銅鹽絡合劑為cuso4·5h2o或cucl2。

所述催化劑為鋅鹽催化劑。

所述鋅鹽催化劑為znso4或zncl2或znso4和zncl2。

所述強堿為koh或naoh。

所述酸選擇沒有氧化性的強酸的稀酸溶液，因此，本發明所述的酸為稀鹽酸或稀硫酸。

所述稀鹽酸或稀硫酸的重量百分比濃度為1～50％。

本發明所述的重量份可以采用克、千克等計量單位；體積份對應重量份采用毫升、升等計量單位，即若重量份采用克，則體積份采用毫升；若重量份采用千克，則體積份采用升等等。

本發明在酸性或堿性條件下，用絡合劑和催化劑使整個毛發水解時間只要5～30分鐘，與以往的毛發水解需要12小時左右相比較，其水解時間大大縮短，反應條件溫和，溫度只需90～100℃，并且在常壓下即可完成水解反應。與背景技術相比較，由于水解過程時間大大縮短，可以大大節約用于加熱的電和煤以及生產周期。又由于水解過程不需要高溫和高壓，工業化生產時，只需普通的反應釜即可，因此生產設備要求較低，設備的成本可以大大降低。另外，本發明所述工藝，除清洗毛發排污水外，整個生產過程中無其它污水排出，還有利于環保的優點。本發明所述工藝毛發水解時間短，速度快，大大提高了生產速度和生產效率。

本發明毛發水解完全，5分鐘左右毛發(羽毛不含羽軸)可以完全溶解，若含羽軸的毛發只需30分鐘也可以完全溶解。

本發明與背景技術相比較有以下優點：

①在堿性(naoh或koh)或酸性(hcl或h2so4)環境中將毛發進行絡合、催化水解，絡合催化使整個過程具有新穎性。

②在技術上攻克了毛發在化學工業上水解時間太長的技術難題，本發明可以迅速將毛發水解時間由十多個小時縮短到30分鐘以內，甚至5分鐘內。

③本發明生產的復合氨基酸可廣泛用于肥料、飼料、飼料添加劑、醫藥、農藥、食品加工和其它化學工業，具有廣泛的實用性。

④由于可以在≤100℃、≤1atm的堿性或酸性環境中水解，可以用普通的反應釜(鍋爐或鍋)生產復合氨基酸，而不需要用價格極為昂貴的抗酸腐蝕的反應釜。

申請人以縮短毛發水解時間為根本，以節能提效降本為目的，以綠色環保為己任，經2年多的反復實驗，終于探索出在堿性或酸性環境中將毛發絡合-催化-水解的快速捷徑。

本發明與背景技術比較如下：

將本發明的一條生產線與現有技術的一條生產線比較如下：

對比項目原技術一條生產線本發明的一條生比照凈差

產線

每鍋毛發水解時間12小時30分鐘節約時間11:30小時

每鍋耗煤(以100公斤/1.2噸0.05噸節約1.15噸

小時計算)

48鍋耗煤(以100公斤/57.6噸2.4噸節約煤55.2噸。

鍋·小時計算)節約資金：2.76萬元/

天、720.36萬元/年

每天毛發水解鍋數(以242鍋(6t/鍋)48鍋(6t/鍋)每天多產46鍋。

小時，三班倒計算)每年多產1.2006萬鍋

48鍋用工量(以每個鍋2144個人工6個人工節138個人工。

人，三班倒，24小時，計節約資金：13800元/天、

算)360.18萬元/年。

48鍋用電量(以每個鍋115.2度電4.8度電節約110.4度電

24小時攪拌用電和24小節約資金：86.332元/

時照明用電的電功率天、2.2532萬元/年

＝200w計算)

年產氨基酸鍋數(按職522鍋(6t/鍋)12528鍋(6t/鍋)每年多產12006鍋，多

月平均工作日21.75天×產氨基酸72036噸

12個月＝261日計算)

僅僅一個反應釜高溫、高壓、內搪瓷90-100℃、1atm、可以節約數十萬元

普通鍋質

本發明大大縮短了毛發的水解時間、降低了生產成本、提高了生產效益，每年可節約資金約1100多萬元。

具體實施方式：

本發明所述試劑均采用市售的化學純試劑。

一.堿水解

1.備用材料：毛發；絡合劑cuso4·5h2o或cucl2；固態koh或naoh；催化劑znso4或zncl2或znso4和zncl2；10％的鹽酸或30％的硫酸；水。

2.將毛發用洗衣粉去污，洗凈，自然干燥，備用。

3.各原料的重量份和體積份為：

毛發固態堿絡合劑催化劑水

10012～503～574～28400～500

5.將一定量的水煮沸(90℃～100℃)，加入絡合劑，保持溶液溫度為90℃～100℃，攪拌，使之完全溶解。

6.步驟5中加入一定量的固態堿，保持溶液溫度為90℃～100℃，攪拌，使之完全溶解

7.步驟6中加入一定量的毛發，保持溶液溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入一定量的催化劑，約5～30分鐘，毛發全部溶解，完成了毛發的絡合、催化、水解過程。

8.步驟7所得溶液冷卻后，邊攪拌邊加入一定量的酸，使之中和至微酸性(ph＝6～7)，得到復合氨基酸混合液。

二.酸水解

1.備用材料：毛發；絡合劑cuso4·5h2o或cucl2；固態koh或naoh；催化劑znso4或zncl2或znso4和zncl；10％的鹽酸或30％的硫酸；水。

2.將毛發用洗衣粉去污，洗凈，自然干燥，備用。

3.各原料重量份和體積份為：

毛發10％鹽酸或30％硫酸絡合劑催化劑

100500～10003～574～28

4.將一定量的10％鹽酸溶液或30％硫酸溶液煮沸(90℃～100℃)后，加入絡合劑加熱攪拌，使之完全溶解。

5.步驟4中加入一定量的毛發，保持溶液溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入一定量的催化劑，約5～30分鐘，毛發全部溶解，完成了毛發的絡合、催化、水解過程。

6.步驟5所得溶液冷卻后，邊攪拌邊加入一定量的堿，使之中和至微酸性(ph＝6～7)，得到復合氨基酸混合液。

實施例1——用頭發生產復合氨基酸

1.備用材料：人頭發、cuso4·5h2o絡合劑、固態燒堿(naoh)、催化劑zncl2、10％鹽酸、水。

2.將人發用洗衣粉去污，洗凈，自然干燥，備用。

3.將1000克水煮沸(90℃～100℃)，常壓下加入絡合劑85克，攪拌，使之完全溶解。

4.步驟3中加入燒堿(naoh)75克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，攪拌，使之完全溶解，ph＝10～11。

5.步驟4中加入人頭發200克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入zncl2催化劑35克，約5～10分鐘，毛發全部溶解，完成了頭發的絡合、催化、水解。

水解過程的化學反應式：

rch(nh2)cooh+naoh＝rch(nh2)coona+h2o

6.步驟5所述的溶液冷卻后，邊攪拌邊加入10％的鹽酸(或30％的硫酸)溶液約500毫升，使之中和至微酸性(ph＝6～7)，得到復合氨基酸的混合液。

rch(nh2)coona+hcl＝rch(nh2)cooh↓+nacl

實施例2——用豬毛生產復合氨基酸

1.備用材料：豬毛、絡合劑cucl2、固態堿koh、催化劑znso4、30％硫酸、水。

2.將豬毛用洗衣粉去污，洗凈，自然干燥，備用。

3.將1000克水煮沸(90℃～100℃)，常壓下加入絡合劑cucl221克，攪拌，使之完全溶解。

4.步驟3中加入koh固態堿105克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，攪拌，使之完全溶解，ph＝10～11。

5.在“4”中加入豬毛200克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，攪拌下加入催化劑39克，約3～5分鐘，毛發全部溶解，完成了豬毛的絡合、催化、水解。

水解過程的反應式：

rch(nh2)cooh+koh＝rch(nh2)cook+h2o。

6.步驟5所得溶液冷卻后，邊攪拌邊加入30％的硫酸溶液約200毫升，使之中和至微酸性(ph＝6～7)，得到復合氨基酸的混合液。

2rch(nh2)cook+h2so4＝2rch(nh2)cooh↓+k2so4

實施例3——用雞毛生產復合氨基酸

1.備用材料：雞毛、燒堿溶液、絡合劑cuso4·5h2o、催化劑zncl2、30％硫酸、水。

2.將雞毛用洗衣粉去污，洗凈，自然干燥，備用。

3.將1000克水煮沸(90℃～100℃)，常壓下加入絡合劑cuso4·5h2o110克，攪拌，使之完全溶解。

4.步驟3所得溶液中加入30％硫酸257毫升(ph＝2-3)，煮沸。

5.步驟4所得溶液中加入雞毛200克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入催化劑56克，約5～30分鐘，雞毛全部溶解，完成了雞毛的絡合、催化、水解。

水解過程：2rch(nh2)cooh+h2so4＝[rch(nh3)cooh]2so4。

6.步驟5所得溶液冷卻后，邊攪拌邊加入燒堿溶液，使之中和至微酸性(ph＝6～7)，得到復合氨基酸的混合液。

[rch(nh3)cooh]2so4+2naoh＝2rch(nh2)cooh↓+na2so4

實施例4——用鴨毛生產復合氨基酸

1.備用材料：鴨毛、燒堿溶液、絡合劑cuso4·5h2o、催化劑zncl2、10％鹽酸、水。

2.將鴨毛用洗衣粉去污，洗凈，自然干燥，備用。

3.將1000克10％鹽酸煮沸(90℃～100℃)，常壓下加入絡合劑cuso4·5h2o114克，攪拌，使之完全溶解。

4.步驟3所得溶液中加入鴨毛100克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入催化劑56克，約5～30分鐘，鴨毛全部溶解，完成了鴨毛的絡合、催化、水解。

水解過程：rch(nh2)cooh+hcl＝[rch(nh3)cooh]cl。

5.步驟4所得溶液冷卻后，邊攪拌邊加入燒堿溶液，使之中和至微酸性(ph＝6～7)，得到復合氨基酸的混合液。

[rch(nh3)cooh]cl+naoh＝rch(nh2)cooh↓+nacl

實施例5——用鵝毛生產復合氨基酸

1.備用材料：鵝毛、固態燒堿、絡合劑cucl2、催化劑znso4、10％鹽酸、水。

2.將鵝毛用洗衣粉去污，洗凈，自然干燥，備用。

3.將1000克水煮沸(90℃～100℃)，，常壓下加入絡合劑cucl262克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，攪拌，使之完全溶解。

4.步驟3所得溶液中加入固態燒堿100克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加熱煮沸。

5.步驟4所得溶液中加入鵝毛100克，保持溶液的溫度為90℃～100℃，邊攪拌邊加入催化劑10克，約5-30分鐘，鵝毛全部溶解，完成了鵝毛的絡合、催化、水解。

水解過程：rch(nh2)cooh+naoh＝rch(nh2)coona+h2o。

6.步驟5所得溶液冷卻后，邊攪拌邊加入10％鹽酸，將溶液中和至微酸性(ph＝6～7)，得到復合氨基酸的混合液。

rch(nh2)coona+hcl＝rch(nh2)cooh↓+nacl

注：本發明實施例3、4、5中，絨羽、纖羽、羽片一般只需3～5分鐘即可溶解完全，羽軸一般則需要5～30分鐘方可溶解完全。

當鋅鹽催化劑采用znso4和zncl2時，其znso4與zncl2的重量比＝1∶1，使用時znso4與zncl2的總重量等于單獨使用znso4或zncl2的重量。

本發明采用重量百分比濃度為1～50％稀鹽酸或稀硫酸，都可以達到本發明所述效果。

雖然本發明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發明，任何所屬技術領域的技術人員，在不脫離本發明之精神和范圍內，當可作些許之更動與改進，因此本發明之保護范圍當視權利要求所界定者為準。

氨基酸 如何制作

（一）微生物發酵法

大部分氨基酸是用玉米淀粉做的葡萄糖做碳源，補加各種無機鹽及氮源，通過生產菌種進行新陳代謝，得到所需的產物，再進行提純、烘干、包裝。

合成各種碳水化合物構成細胞壁的結構物質或成為細胞內的貯存物質，利用有機酸或無機酸等合成脂類，構成細胞膜，吸收氮素與有機酸合成氨基酸。飼料添加劑原料的微生物工程生產過程當中，通過人工控制合成代謝的某一過程，從而導致某種中間產物的大量積累，達到規模化生產的目的。如：賴氨酸、維生素C、有機酸的生產等。微生物發酵工程法生產抗生素、生長激素、某些色素等都屬于微生物的次生代謝產物。

微生物在適宜的條件下，不斷從周圍環境中吸收營養物質轉化為構成細胞物質的組分和結構，使個體細胞質量增加和體積增加，稱為生長。根據細菌生長繁殖速度的不同可分為四個時期。

微生物發酵的全部生產過程大致可以分為四個階段，即：菌種階段、種子擴大培養階段、發酵階段和提煉階段。

（二）氨基酸的生產流程（工藝）

氨基酸發酵法制造工藝。 圖氨基酸發酵生產法 ，

1，純粹分離，2，種母培養，3，蒸汽，4,空氣壓縮機.5,蒸煮殺菌 6,種母培養.7,pH調節劑 8．發酵罐 9．滅菌器 10．培養基 11．配制槽 12．離心分離機 13．離子交換柱 14．結晶槽 15．晶體分離器 16．干燥器 17．氨基酸成品