九大前沿:成功利用电能从有机酸和水中高效合成氨基酸
发表日期:2020-09-15 09:23PM 阅览次数:
九州大学碳中和能源国际研究所的福岛贵学术研究员和山内美穂教授研究团队,利用可再生能源中获取的电能和水,世界首次高效合成了氨基酸。
氨基酸不仅是生物的重要组成要素,也是饲料添加物、增味剂、医药品等各种机能性材料相关的基本物质。目前,采取发酵方法生产氨基酸,但微生物培养需大量能量且分离・精制过程复杂。此外,化学合成时需使用有毒物质,不便用于合成食品・医药品。本研究中,以电力作为能源,水作为氢源,使可以从木质生物质中提取的称为α-酮酸的有机酸与含氮化合物进行选择性反应,可高效合成7种氨基酸——丙氨酸,甘氨酸,天冬氨酸,谷氨酸,亮氨酸,苯丙氨酸和酪氨酸。研究中,首次利用电能合成了四种氨基酸——天冬氨酸,亮氨酸,苯丙氨酸和酪氨酸,且在世界上首次成功构建可连续合成氨基酸的流动反应器。
迄今为止,有在有毒的铅或汞或昂贵的铂电极上合成氨基酸的实例,但合成效率非常低。本研究通过使用更安全,更便宜的TiO2作为电极催化剂,成功实现了氨基酸的高选择性合成。这种新的合成方法可实现经济环保、可持续的氨基酸制造,优于其他任何合成方法,将来或可成为划时代的新型合成法。
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