α-酮戊二酸性质、用途与生产工艺
α‑酮戊二酸是一个重要的生物分子,是三羧酸循环中重要的中间产物之一,是氮的输送体和分子氧化中的共生物质。在微生物细胞的代谢中起着重要的作用,也是合成多种氨基酸,蛋白质的重要前体物质。
α-酮戊二酸可用做营养强化剂,作为运动营养饮料的成分;也可用作有机中间体,生化试剂和测肝功能的配套试剂,体格增强补剂等。
α-酮戊二酸是一种具有多重作用的短链羧酸,不表现出毒性,其水溶液具有较高的稳定性。在生物体内,AKG不仅是TCA循环中重要的过渡性产物,同时也是L-谷氨酸、L-谷氨酰胺、L-脯氨酸和L-精氨酸的前体物质。在动物身上进行的试验研究表明,动物摄入的AKG、谷氨酰胺和谷氨酸在小肠上部被吸收及代谢,其中高达95%的谷氨酸以及70%的谷氨酰胺被降解为CO2,而只有40%的AKG被降解,剩余的AKG可用于肠细胞和外周组织的代谢过程。
生物转化法合成α-酮戊二酸的步骤如下:
(1)将冰箱保存的马克斯克鲁维酵母ATCC36534的菌体接种于新鲜斜面培养基,于25~30℃恒温培养箱中培养24~36h,得到活化后的马克斯克鲁维酵母ATCC36534菌种。所述的斜面培养基组成为:葡萄糖10~20g/L,蛋白胨5~10g/L,酵母浸出粉3~5g/L,琼脂15~20g/L,溶剂为水,pH自然(实测6.3~6.5),高压蒸汽121℃灭菌15~20min。
(2)用接种环挑取步骤(1)活化培养后马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体2~3环,接种至种子培养基。接种后的种子培养基于25~30℃、200~250r/min振荡条件下培养20~24h,得干菌体浓度为5~7g/L的种子液。所述的种子培养基组成除不加琼脂外,其他成分同步骤(1)中的斜面培养基,在三角瓶中的装量为其容积的20%~40%,三角瓶8层扎口,高压蒸汽121℃灭菌15~20min。
(3)用接种环挑取步骤(1)活化培养后马克斯克鲁维酵母ATCC36534斜面菌体3~5环,或步骤(2)制备的种子液,按体积百分数5%~10%的量接入转化培养基,于25~30℃、200~250r/min振荡条件下培养20~24h,获得干菌体浓度为6~10g/L,加入终浓度为10~50mmol/L的H2O2,或终浓度为0.5~1.0μmol/L的甲氨蝶呤,或两者同时添加;再加入终浓度为20~50g/L的L-谷氨酸。三角瓶在相同条件下进行合成培养20~24h,得α-酮戊二酸浓度可达17.3~42.9g/L的合成培养液。
所述转化培养基的组成为: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,溶剂为自来水,pH自然(实测6.5),在三角瓶中的装量为其容积的20%~40%。三角瓶8层扎口,高压蒸汽121℃灭菌15~20min。
(4)将步骤(3)制备的合成培养液,经3000~4000g、5~10min离心除去菌体后,获得上清液a,加入活性炭,搅拌30~60min后滤除活性炭,滤液减压浓缩至原体积的1/2~1/4,再次离心除去沉淀物,获得上清液b,加入α-酮戊二酸晶种,缓慢搅拌冷却至4℃,静置8~12h,抽滤收集α-酮戊二酸晶体,于45℃真空干燥,得到晶体状α-酮戊二酸;所述活性炭加入量以上清液a体积计为5~10g/L,所述α-酮戊二酸加入量以上清液b体积计为10~20g/L。
添加剂中文名称
允许使用该种添加剂的食品中文名称
添加剂功能
最大允许使用量(g/kg)
最大允许残留量(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过在GB 2760中的最大允许使用量和最大允许残留量
化学性质
白色细结晶性粉末。熔点113.5℃。易溶于水、醇、极难溶于醚,久贮变淡灰黄色,易潮解。
用途
测定氨基转换酶及脱氢酶的底物,测定肝功能的配套试剂,也用作有机合成中间体。
用途
用于色氨酸的分析试剂;测定氨基转换酶和脱氢酶的底物;测定肝功能的配套试剂
用途
一种戊酸的衍生物,是谷氨酸脱氢酶催化KREB循环的中间产物。
用途
α-酮戊二酸可用作医药、保健品原料及食品添加剂。
生产方法
将225g草酰琥珀酸三乙酯与600ml浓盐酸混合,放置过液。蒸馏浓缩至140℃,剩余物冷却结晶,得α-酮基戊二酸110-112g,收率92-93%。
α-酮戊二酸
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