一种鲁梅克斯杂交酸模的用途 本发明涉及制备氨基酸,特别是以鲁梅克斯杂交酸模为原料制备氨基酸的用途。
氨基酸可广泛应用于食品、医药、饲料、农业、日用化工等与人类生活和健康密切相关的几大行业,目前全世界年产量已达150万吨,产值在一千亿美元以上。近年来,随着氨基酸生产技术的不断革新、成本的下降及基础研究的进展,进一步促进了氨基酸应用向多元化发展,市场前景不断扩大。如我国1989年氨基酸输液的产年总产量为1,000万瓶,1995年即达4,000万瓶,但与国外的品种与数量尚有很大差距,许多药品与氨基酸原料尚依靠进口。氨基酸在对国民经济具有重要影响的各个部门有着越来越广泛的应用,而我国现有的氨基酸生产在原料来源、生产规模、氨基酸种类、技术水平、生产成本及环境污染等方面都存在不同程度的限制。因此,根据我国国情,大力发展具有规模效益和高技术优势的氨基酸生产企业集团,提高其国际竞争力,对于其相关产业的发展和我国整体经济实力的提高都具有重要意义。
蛋白质是人体重要的营养物质,从食品中摄取的蛋白质在体内全部分解成氨基酸,再被人体各个组织吸收。因此,蛋白质的营养价值取决于它的氨基酸组成。所有蛋白质由20种氨基酸组成,其中有8种氨基酸不能由人体自已合成,必须由外界摄取,称为必需氨基酸,即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苏氨酸。蛋白质中必需氨基酸含量越高,其营养价值也越高。同时,人体对必需氨基酸是按一定比例吸收的,即所谓氨基酸的平衡问题。在各种食品中,蛋白质地氨基酸组成相差很大,因而各种蛋白质的营养价值也大不相同。
另外,我国主食以大米、小麦、玉米等谷类为主,其蛋白质中的赖氨酸含量较低。为解决我国蛋白质短缺问题,改善我国人民的食品结构和营养水平,合理利用现有粮食蛋白质资源,一种最经济、最有效的办法,就是采用添加氨基酸强化谷物。联合国粮农组织和世界卫生组织大力推荐在谷类食品中添加赖氨酸等氨基酸,以成倍地提高其蛋白质效价,使其营养接近于动物性蛋白质的水平。国外赖氨酸强化食品的用量为谷物的0.2-0.4%,按此比例,加上全国饲料添加对赖氨酸的需求,则仅我国每年对赖氨酸的需求量将超过100万吨,其市场容量十分惊人。
鲁梅克斯杂交酸模中含有丰富的氨基酸资源,包括全部20种氨基酸,特别是人体内必需的8种氨基酸的含量很高,如表1,因此,作为氨基酸库的丰富原料来源的鲁梅克斯杂交酸模,将具有广阔的发展前景。表1 项目鲁梅克斯 全根 种子 叶汁水分 (%)粗蛋白 (%)可溶性蛋白 (%)钙 (mg/kg)磷 (mg/kg)硒 (mg/kg)铁 (mg/kg)锌 (mg/kg)总胡萝卜素 (μg/g)维生素c (mg/100g)维生素b1 (mg/100g)维生素b2 (mg/100g)天门冬氨酸 (mg/100g)苏氨酸 (mg/100g)丝氨酸 (mg/100g)谷氨酸 (mg/100g)甘氨酸 (mg/100g)丙氨酸 (mg/100g)胱氨酸 (mg/100g)缬氨酸 (mg/100g)蛋氨酸 (mg/100g)异亮氨酸 (mg/100g)亮氨酸 (mg/100g)酪氨酸 (mg/100g)苯丙氨酸 (mg/100g)赖氨酸 (mg/100g)组氨酸 (mg/100g)精氨酸 (mg/100g)脯氨酸 (mg/100g)色氨酸 (mg/100g) 93.96 1.88 0.93 8840 8800 0.0470 135 42.6 65.0 25.30 0.019 0.052 178.46 95.85 90.02 281.25 111.19 135.63 9.19 134.65 40.89 80.82 59.72 126.93 91.86 90.94 58.43 119.49 6.28 23.48 84.38 2.24 0.34 1599 1300 0.0042 36.8 7.02 28.6 5.47 0.027 0.039 195.95 102.31 98.19 481.51 94.78 115.26 9.00 140.06 36.95 75.92 54.53 80.20 82.03 123.56 77.47 515.36 6.91 27.85 11.27 11.52 0.21 1600 3800 0.0899 115 25.0 未检出 0.009 0.041 998.13 473.74 619.07 2192.78 678.78 682.30 102.81 780.01 281.59 419.85 1102.24 448.28 498.46 445 29 342.44 1391.50 28.58 56.96 96.92 1.06 0.93 237 440 0.00223 18.2 3.18 20.0 12.76 0.010 0.025 85.51 46.34 43.12 134.26 56.73 64.69 4.05 65.74 19.60 39.88 28.61 60.75 43.81 44.08 28.42 57.37 3.50 10.98
本发明的目的是提供一种根据鲁梅克斯杂交酸模的自身特点,即含有全部20种氨基酸,特别是富含人体必需的8种氨基酸而用于制备氨基酸的用途。
鲁梅克斯杂交酸模是一种蛋白质含量高、氨基酸成分好的物种,以鲁梅克斯杂交酸模作为氨基酸库具有含量高、单位面积产量高、资源丰富、潜在成本低、环境生态效益好、可持续发展等诸多优势。
目前,氨基酸的生产方法有直接发酵法、前体添加法、酶法、蛋白水解法和合成法等,从鲁梅克斯杂交酸模丰富的氨基酸含量出发,进行氨基酸系列产品的开发,已成为事实;另外,将鲁梅克斯杂交酸模通过蛋白质降解法制备氨基酸也有了成熟的技术。
本发明的以鲁梅克斯杂交酸模为原料制备的氨基酸作为饲料添加剂主要有以下功效:促进动物生长发育;改善肉质,提高产奶产蛋量;节约蛋白质饲料,提高饲料利用率;降低饲料成本。其中,赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸等均可提高饲料的营养价值,尤以赖氨酸最为重要。研究表明,1吨赖氨酸可节省125吨饲料,可多生成10-16吨猪肉或8吨鸡肉,或25万个鸡蛋,且可以使猪的胴体外观好、肉质鲜,皮变薄,瘦肉率提高。
本发明的以鲁梅克斯杂交酸模为原料制备的氨基酸可进一步制备包括N-酰基氨基酸类的阴离子型表面活性剂和季氨盐类的阳离子表面活性剂,并已在洗涤剂、化妆品来源得到广泛应用。
从鲁梅克斯杂交酸模提取的蛋白,经新型高效的降解方法降解为游离氨基酸或其与小肽的混合物,可得混合氨基酸库。由于鲁梅克斯杂交酸模所含氨基酸种类齐全、含量高,必要时调整氨基酸的含量,再配合其他营养元素,即可得到氨基酸系列产品。
另外,利用蛋白水解酶,可专一性、高效率地水解鲁梅克斯杂交酸模叶蛋白的肽键,控制适宜的水解条件和pH值、温度、反应时间、蛋白与酶的比例等,可以获得由5-20个氨基酸残基组成的肽段,这些由不同残基、不同肽段组成的多肽混合物,可以用做天然肽库;利用化学水解法,可将鲁梅克斯K-1杂交酸模叶蛋白肽键部分裂解,得到主要由二肽和三肽组成的混合物。由于分离和纯化技术的发展,特别是各种层析技术的广泛应用,从鲁梅克斯杂交酸模叶蛋白水解液中有可能分离出谷氨酸、天冬氨酸、赖氨酸、丝氨酸、组氨酸等氨基酸,由这些氨基酸组成的小肽大多是重要的分子生物学高纯试剂。