谷胱甘肽

null谷胱甘肽的生产工艺谷胱甘肽的生产工艺null 谷胱甘肽的用途 1.在医学上的主要应用 2.在食品工业上的应用 1.抗自由基,保护细胞 2.解除外源性有毒物质(包括药物)的毒性 3.促进细胞合成蛋白质 4.参与转甲基、转丙氨基反应,维持肝细胞正常功能 5.参与胆红素代谢 6.促进胆酸代谢,减轻出血倾向1.棉制品加工中的应用：加入面制品中，强化氨基酸作用和还原作用。 2.奶制品，婴儿食品加工中应用：防止奶制品酶促和非酶促褐变；改善口味；提高奶制品品质。 3.肉制品，海鲜制品加工中的应用：延长保鲜期，防止罐头褐变；保持食品色泽。 4.果蔬制品加工中的应用：起维生素C类似作用；保持原有营养和诱人色味。 5.饮料加工中的应用：常以富含谷胱甘肽的酵母提取物添加到饮料中。市场前景市场前景 谷胱甘肽最早于二十世纪九十年代由日本协和发酵株式会社与日本山之内株式会社开始共同研制，1999年，用日本的原料生产的注射用还原型谷胱甘肽在国内上市。据资料显示，2002年谷胱甘肽国内市场销售额为8.02亿元；2003年谷胱甘肽全国市场销售额为13.55亿元，同比增长69.05%；2004年上半年谷胱甘肽全国市场销售额为8.39亿元，比上年同期增长43.11%。单纯国内几个制药企业的需求，估计月需求量就在3～4吨左右。 目前国内制药企业所用的谷胱甘肽制药原料全部依赖进口，如复华药业、昆明积大制药和重庆药友等。国内目前缺乏批量生产能力，也没有国家审批的原料生产。虽然谷胱甘肽广泛用于食品、医药、化妆品等，但因其提取极为难得，因而价格十分昂贵，主要是医药工业在使用。null 生产成本和研究进展 目前，国内市场上还原型谷光甘肽的原料药价格在4000元/kg以上，而谷胱甘肽的生产成本约1500元/kg左右 谷胱甘肽的生产主要有化学合成法、酶转化法和发酵法。目前，化学合成法和提取法已经工业化，酶转化法正在进行广泛研究，尚未用作GSH的工业化生产。微生物发酵法用于谷胱甘肽的生产是当前世界上主要的生产方法，国外谷胱甘肽的主要产地在日本，国内谷胱甘肽的研究起步较晚，现在主要还是在一些研究院校内，处于研究阶段，没有形成一定的生产规模。 null 谷胱甘肽的理化性质 谷胱甘肽：晶体呈无色透明细长粒状，溶于水、稀醇、液氨和二甲基甲酞胺，而不溶于醇、醚和丙酮。谷胱甘肽固体较为稳定，而水溶液在空气中则易被氧化，两分子还原型谷胱甘肽(GSH）的活泼巯基氧化缩合为二硫键，即得到氧化型谷胱甘肽（GSSG）。 在氧化型谷胱甘肽和还原型谷胱甘肽中，只有还原型谷胱甘肽才具有生理活性，而生物体内的氧化型谷胱甘肽需要还原后才能发挥其重要的生理功能。因此，我们在提取谷胱甘肽时，可以在溶液中加入具有强还原性的物质如维生素C等，当存在这些强还原性的物质时可以保护谷胱甘肽不容易被氧化。 谷胱甘肽的生产工艺 谷胱甘肽的生产工艺·萃取法 萃取法经常用于从高含谷胱甘肽的动植物组织中提取谷胱甘肽的一种常用方法，也是生产谷胱甘肽的经典方法。 ·化学合成法 基础原料均用的是谷胱甘肽化学式中的三种主要成分即谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸。 ·酶法 利用生物体含有谷胱甘肽合成酶L一谷氨酸．L一半胱氨酸及甘氨酸为底物，并加少量三磷酸腺苷即合成谷胱甘肽。 ·发酵法 谷胱甘肽在1888年，由deRey-Pailhade从酥母中分离出谷胱甘肽以后，谷胱甘肽从酵母中提取的工艺也越来越成熟，并且已经成为目前生产谷胱甘肽普遍采用的方法。null 菌种的选育：酵母菌 选育抗乙硫氨酸突变株：γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶是催化谷胱甘肽合成的主要酶。他受谷胱甘肽的反馈抑制，乙硫氨酸是谷胱甘肽的结构类似物，低浓度时促进谷胱甘肽的合成，高浓度时要抑制细菌生长和谷胱甘肽的合成。 选育抗锌离子的突变株：zn是多种脱氢酶，脱羧酶和肽酶的辅因子，在低浓度时促进细菌生长，当达到一定浓度时能使谷胱甘肽还原酶活性中心变构失活，抑制胞内谷胱甘肽的继续合成。 培养基： 碳源：葡萄糖 蔗糖 糖蜜 葡萄糖是最佳碳源。 氮源：牛肉膏 蛋白胨 酵母膏 牛肉膏是最佳氮源。单一氮源对细胞生长和谷胱甘肽的产量明显优于有机氮源，混合无机氮源对谷胱甘肽的产量有明显的提高。 无机盐离子：微生物在缺乏Mg时，不能合成谷胱甘肽；Mg过量会抑制谷胱甘肽的合成。在10mmol/L时，产量达到最大。 null 发酵条件的影响： 温度：较高的温度有利于细胞的生长，但是低温更有利于谷胱甘肽的合成。 因此前期控制37培养菌体，后期降低温度增加谷胱甘肽的合成。 PH：细胞生长最适PH和产物合成最适PH并不一致。一般细胞生长最适PH为7.2，产物合成最适PH为6.7。 溶氧：通气量控制在5L/min时，搅拌转速达到300r/min即可满足细胞生长和谷胱甘肽合成对溶解氧的需求。 前体物质：1）谷氨酸 半胱氨酸 甘氨酸混合物。开始时加入会对细胞生长和谷胱甘肽的合成油抑制作用，在发酵12小时以后（进入对数生长后期）添加会提高谷胱甘肽的产量。 2）ATP 谷胱甘肽的生物合成受两步酶反应影响1）L-谷氨酸和L-半胱氨酸在γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶作用下合成γ-谷氨酰半胱氨酸；2） γ-谷氨酰半胱氨酸和甘氨酸在谷胱甘肽合成酶作用下合成GSH.两步酶反应均需要ATP 参与, 若ATP 不足则酶反应会受到极大抑制。0 h 加入ATP 对菌体生长和GSH 合成更为有利。 null发酵过程的调控 葡萄糖的流加策略：只有在葡萄糖几乎耗尽、生长停止时, 细胞内才开始大量合成GSH; 且由于GSH 是胞内产物,所以在提高生产菌株胞内合成GSH 能力的同时, 还需要在发酵过程中设法提高细胞数, 以提高GSH 的总产量。所以必须加大底物( 如葡萄糖) 的质量浓度。但过高的葡萄糖浓度会产生Crabtree 效应, 抑制细胞的生长并且目标产物得率会大大下降, 因此一般采用后期限量流加葡萄糖的方法, 以消除底物抑制, 达到高密度细胞培养、延长GSH 的生产时间的目的。 前体物质的添加：在前体氨基酸中, 半胱氨酸为GSH合成的关键氨基酸, 它的存在能明显提高细胞内GSH 含量及GSH 的比生产速率, 但阻碍细胞量的增加。在发酵过程中半胱氨酸的补加策略应以尽量减少对生长的抑制为原则。 null null