α-酮戊二酸性質、用途與生產(chǎn)工藝
α?酮戊二酸是一個重要的生物分子,是三羧酸循環(huán)中重要的中間產(chǎn)物之一,是氮的輸送體和分子氧化中的共生物質。在微生物細胞的代謝中起著重要的作用,也是合成多種氨基酸,蛋白質的重要前體物質。
α-酮戊二酸可用做營養(yǎng)強化劑,作為運動營養(yǎng)飲料的成分;也可用作有機中間體,生化試劑和測肝功能的配套試劑,體格增強補劑等。
α-酮戊二酸是一種具有多重作用的短鏈羧酸,不表現(xiàn)出毒性,其水溶液具有較高的穩(wěn)定性。在生物體內,AKG不僅是TCA循環(huán)中重要的過渡性產(chǎn)物,同時也是L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸和L-精氨酸的前體物質。在動物身上進行的試驗研究表明,動物攝入的AKG、谷氨酰胺和谷氨酸在小腸上部被吸收及代謝,其中高達95%的谷氨酸以及70%的谷氨酰胺被降解為CO2,而只有40%的AKG被降解,剩余的AKG可用于腸細胞和外周組織的代謝過程。
生物轉化法合成α-酮戊二酸的步驟如下:
(1)將冰箱保存的馬克斯克魯維酵母ATCC36534的菌體接種于新鮮斜面培養(yǎng)基,于25~30℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24~36h,得到活化后的馬克斯克魯維酵母ATCC36534菌種。所述的斜面培養(yǎng)基組成為:葡萄糖10~20g/L,蛋白胨5~10g/L,酵母浸出粉3~5g/L,瓊脂15~20g/L,溶劑為水,pH自然(實測6.3~6.5),高壓蒸汽121℃滅菌15~20min。
(2)用接種環(huán)挑取步驟(1)活化培養(yǎng)后馬克斯克魯維酵母ATCC36534斜面菌體2~3環(huán),接種至種子培養(yǎng)基。接種后的種子培養(yǎng)基于25~30℃、200~250r/min振蕩條件下培養(yǎng)20~24h,得干菌體濃度為5~7g/L的種子液。所述的種子培養(yǎng)基組成除不加瓊脂外,其他成分同步驟(1)中的斜面培養(yǎng)基,在三角瓶中的裝量為其容積的20%~40%,三角瓶8層扎口,高壓蒸汽121℃滅菌15~20min。
(3)用接種環(huán)挑取步驟(1)活化培養(yǎng)后馬克斯克魯維酵母ATCC36534斜面菌體3~5環(huán),或步驟(2)制備的種子液,按體積百分數(shù)5%~10%的量接入轉化培養(yǎng)基,于25~30℃、200~250r/min振蕩條件下培養(yǎng)20~24h,獲得干菌體濃度為6~10g/L,加入終濃度為10~50mmol/L的H2O2,或終濃度為0.5~1.0μmol/L的甲氨蝶呤,或兩者同時添加;再加入終濃度為20~50g/L的L-谷氨酸。三角瓶在相同條件下進行合成培養(yǎng)20~24h,得α-酮戊二酸濃度可達17.3~42.9g/L的合成培養(yǎng)液。
所述轉化培養(yǎng)基的組成為:蔗糖50~100g/L,酵母浸出粉10~20g/L,KH2PO4 3~5g/L,K2HPO4 5~6.5g/L,MgSO4 0.5~1.0g/L,溶劑為自來水,pH自然(實測6.5),在三角瓶中的裝量為其容積的20%~40%。三角瓶8層扎口,高壓蒸汽121℃滅菌15~20min。
(4)將步驟(3)制備的合成培養(yǎng)液,經(jīng)3000~4000g、5~10min離心除去菌體后,獲得上清液a,加入活性炭,攪拌30~60min后濾除活性炭,濾液減壓濃縮至原體積的1/2~1/4,再次離心除去沉淀物,獲得上清液b,加入α-酮戊二酸晶種,緩慢攪拌冷卻至4℃,靜置8~12h,抽濾收集α-酮戊二酸晶體,于45℃真空干燥,得到晶體狀α-酮戊二酸;所述活性炭加入量以上清液a體積計為5~10g/L,所述α-酮戊二酸加入量以上清液b體積計為10~20g/L。
添加劑中文名稱
允許使用該種添加劑的食品中文名稱
添加劑功能
最大允許使用量(g/kg)
最大允許殘留量(g/kg)
2-氧代戊二酸
食品
食品用香料
用于配制香精的各香料成分不得超過在GB 2760中的最大允許使用量和最大允許殘留量
化學性質
白色細結晶性粉末。熔點113.5℃。易溶于水、醇、極難溶于醚,久貯變淡灰黃色,易潮解。
用途
測定氨基轉換酶及脫氫酶的底物,測定肝功能的配套試劑,也用作有機合成中間體。
用途
用于色氨酸的分析試劑;測定氨基轉換酶和脫氫酶的底物;測定肝功能的配套試劑
用途
一種戊酸的衍生物,是谷氨酸脫氫酶催化KREB循環(huán)的中間產(chǎn)物。
用途
α-酮戊二酸可用作醫(yī)藥、保健品原料及食品添加劑。
生產(chǎn)方法
將225g草酰琥珀酸三乙酯與600ml濃鹽酸混合,放置過液。蒸餾濃縮至140℃,剩余物冷卻結晶,得α-酮基戊二酸110-112g,收率92-93%。
α-酮戊二酸
上下游產(chǎn)品信息
上游原料
下游產(chǎn)品