背景及概述
L-天冬氨酸作为一种大宗氨基酸产品，在医药、食品和化工等方面有着广泛的用途。在医药方面，主要作为治疗心脏病、肝功能促进剂、氨解毒剂、疲劳消除剂和氨基酸输液的主要成分，也是Ｌ天冬氨酸盐（钾、镁、钙和钠盐）、丙氨酸和天门冬酰胺等多种小分子药物的合成原料；在食品工业方面，L-天冬氨酸是一种良好的营养增补剂，添加于各种清凉饮料，是糖代用品阿斯巴甜的主要生产原料；在化工方面，可以作为制造合成树脂的原料，大量用于合成环保材料聚天冬氨酸。L-天门冬氨酸钠是一种氨基酸钠盐，广泛用于食品行业的保鲜剂、防腐剂，可代替味精；医药行业做为中间体。在医药行业，可作为心脏病类药物、肝功能促进剂、氨解毒剂、疲劳消除剂和氨基酸输液的主要原料。在工业上亦有广泛的用途。L-天门冬氨酸钠CAS号：3792-50-5，分子式：C4H10NNaO6，分子量：191.115，外观与性状：白色结晶粉末。
制备
国内工业生产L-天冬氨酸的工艺如图1所示：以苯裂解制备顺丁烯二酸酐（顺酐），水解为顺丁烯二酸（顺酸或马来酸）为原料，在无机催化剂及强酸性条件（pH1左右）下转化成反丁烯二酸（反酸或富马酸）；分离纯化后的反丁烯二酸在L-天冬氨酸氨基裂解酶和过量氨的作用下催化生成L-天冬氨酸铵，转化完成的反应液用硫酸中和过量的氨，并利用L-天冬氨酸在等电点溶解度最低处析出L-天冬氨酸，分离纯化得到产品L-天冬氨酸。L-天门冬氨酸钠，可用氢氧化钠中和左旋天冬酸而得，或由细菌(大肠杆菌等)发酵而得L-天冬氨酸，加氢氧化钠中和后结晶而得[1]。
图1 L-天门冬氨酸钠的制备流程图
实验方法
菌种生长量的测定
取1mL菌液加入无菌水稀释，分光光度计测定600nm处吸光度。
顺丁烯二酸浓度测定
取出500μL顺丁烯二酸水溶液样品并加入500μL盐酸酸化，高效液相色谱测试前样品再稀释25倍，过滤膜。检测条件：安捷伦Ｃ18柱，流动相为30％甲醇醋酸水溶液（pH3.0），流速0.4mＬ／min，检测波长220nm，柱温40℃，进样5μＬ。利用去离子水分别将顺丁烯二酸配制成质量浓度为0、1、2、4、6、8和10ｇ／Ｌ；以顺丁烯二酸浓度为横坐标，以液相顺丁烯二酸的峰面积为纵坐标制作相应的标准曲线。利用样品峰面积得到顺丁烯二酸水溶液的质量浓度。
薄层层析法检测发酵液对底物转化能力
将培养完成的20mL菌体加入20mL反丁烯二酸铵，摇床转速200ｒ／mｉn，42℃进行转化实验。在转化4、5和6ｈ取500μL转化液于1.5mL管中，加入100μL浓盐酸终止反应，再加入500μL乙酸乙酯萃取，离心，取相同体积的萃取液点样进行检测。展开剂，Ｖ（20％甲醇）∶Ｖ（1，2二氯乙烷）＝1∶4（简写为20％MＤ），254nm显色，粗略估算转化率，转化正常则进行下一步转化实验。
后处理
取转化完成的转化液1000mL加入10ｇ活性炭，85℃热处理1ｈ，过滤得到澄清液体，然后升温至80℃，用浓硫酸调节pH至2.9左右，搅拌2ｈ后，抽滤0.5ｈ；1倍体积纯水淋洗固体L-天冬氨酸后抽滤0.5ｈ，收集固体。重复此步骤3次，烘干至恒质量。
L-天门冬氨酸钠的制备
取L-天冬氨酸溶于纯化水中，加入氢氧化钠水溶液，搅拌2ｈ后，pH至9左右，蒸馏除去溶剂。烘干至恒质量得目标化合物L-天门冬氨酸钠。
参考文献
[1] 张沙兵．Ｌ-天冬氨酸的生产应用及市场分析［Ｊ］．硅谷，2010（17）：11.