鸡精和味精能吃吗:鸡精和味精吃多了对人体有害吗? 鸡精和味精能吃吗:味精和鸡精,我们到底该不该用 首先,我们需要了解味精的主要成份和作用。 ·味精的主要成分·味精的主要成份是谷氨酸钠,是以粮食为原料,以微生物发酵、提取、精制而成的产品。而人体的味觉器官中存在着氨基酸特异性受体,因而当味精被人们食用后,刺激位于舌部味蕾的氨基酸受体,就能使人们感到可口的鲜味,从而使味精发挥增进食欲的作用,并且诱导消化液的分泌,促进食物的消化吸收。 味精进入肠道被吸收而分解成的谷氨酸,是人体需要的氨基酸之一,参与机体组织的形成与修复,参与各种重要的生理功能。其中,在肝脏中参与糖代谢以及肝脏的解毒过程,降低血液中有毒的氨的浓度;在大脑中参与蛋白质及糖的代谢,可在一定程度上改善大脑及神经中枢的功能。 因此,现在国际粮农与卫生组织,已将味精列为推荐使用的食品添加剂。·鸡精的主要成分·鸡精是一种复合调味料,它是以味精、食用盐为主要原料,添加鸡肉/鸡骨的粉末或其浓缩抽提物、呈味核苷酸二钠及其它辅料为原料,添加或不添加香辛料和/或食用香料等增香剂经混合、干燥加工而成,具有鸡的鲜味和香味的复合调味料。 按照制造鸡精的行业标准,鸡精中味精的含量大于35%,食用盐含量不大于40%,以这两种原料为基础,添加鸡肉鸡骨粉末或其浓缩抽提物、增鲜剂(I+G)及其他辅料,鸡精发挥各种原料的复合作用,造成鲜香浓郁的调味效果。 ·鸡精和鸡粉的不同之处·通过以下的基础配方,我们可看出两者的分别: 我们以同一品牌的鸡精鸡粉作为参考,在鸡精配料表的第一项,清楚的列明了含有“谷氨酸钠”即味精(配比一般在40%左右),而鸡粉的配料表中则更多的是香料,从这一点上轻而易举地把鸡精和鸡粉区别开来——鸡精着重于提鲜,鸡粉着重于提香。 现在对这三者来个总结:味精主要成份是“谷氨酸钠”,是一种鲜味剂。主要用于增加菜肴鲜味,透明呈长粒状。既有鸡肉香味,又有味精鲜味的复合调味料。主要用于增加菜肴鲜味,淡黄色呈粒状。具有鸡肉香味的复合调料。主要用于增加菜肴香味,淡黄呈粉状。 通过以上介绍您清楚了吧,味精就是一种鲜味剂,用它来增鲜,鸡是鸡的味道,鱼是鱼的味道;而鸡精是一种复合调味料,既有味精的鲜,又有鸡肉鸡骨等添加物的香。哪个更好,就看个人的口味选择了。 ·现状·流言——听说味精吃多了不好,所以我们家现在完全不吃味精了,我们做饭都用鸡精和蘑菇精的! 原因——味精在都市传说中,具有许多危害,这些“危害”,在不同的传说版本中也不尽相同。许多人“相信”味精有害。而除了这些都市传说,很重要的原因是认为它是“化学工业品”。 但,事实究竟如何? 一、味精究竟是什么东西? 人的味觉能够品尝到的基本味道中,不但有苦辣酸甜,还有一种叫做“鲜”的感官味觉。 亚洲人,特别是中国人很早就用各种浓汤作为调味品,来增加食物的“鲜味”,比如鸡汤、骨头汤、海带汤等等,而这种味觉点的延伸和发现,要首先从多年前说起。 年的一天中午,日本帝国大学的教授池田菊苗下班回家后用餐,当他喝着妻子做的一碗菜汤时,忽然觉得异常鲜美。他仔细检查了一下汤里的菜,发现仅有一些海带和黄瓜,问起做法来,妻子告诉他除了海带和黄瓜外并没有添加别的东西。 “这海带和黄瓜都是极普通的食物,怎么会产生这样的鲜味呢?”池田自言自语起来,他认定这汤里一定有什么奥秘,“嗯,也许海带里有奥妙。”职业的敏感使池田一离开饭桌,就又钻进了实验室里。 他取来一些海带,细细研究起来,这一研究,就是半年。半年后,池田菊苗教授发表了他的研究成果:在海带中可提取出一种叫做谷氨酸钠的物质,如把极少量的谷氨酸钠加到汤里去,就能使味道鲜美至极。 这个叫“谷氨酸钠“的物质,就是后来我们普遍使用的味精。 这样,味精就被池田发明了,很快便风行全世界。最初的味精,是水解蛋白质然后纯化得到的,而现代工业生产的味精,是采用擅长分泌谷氨酸的细菌发酵来得到。发酵的原料可以用玉米淀粉、甜菜、甘蔗乃至于废糖蜜,使得生产成本大为降低。 这个过程,跟酒、醋、酱油的生产是类似的,生产过程中不使用任何化学原料。如果把酒、醋和酱油当作“天然产物”的话,那么味精应该也是天然产物。 假如因为发酵和纯化是工业过程,而把它当作“化工产品”的话,那么我们赋予更多文化的白酒,也应该被划为“化工产品”,那我们食用的食物中,还有多少是天然产物? 谷氨酸是组成蛋白质的20种氨基酸之一,广泛存在于生物体中,但是,被束缚在蛋白质中的谷氨酸不会对味道产生影响,只有游离的谷氨酸才会呈现谷氨酸盐的状态,从而产生“鲜”味。 在含有水解蛋白的食物中,天然存在谷氨酸钠,比如酱油是水解蛋白质得到的,其中的谷氨酸钠含量在1%左右,而奶酪中还要更高一些。 还有一些蔬菜水果,也天然含有谷氨酸钠,比如葡萄汁、番茄酱、豌豆,都有百分之零点几的谷氨酸钠。这样的浓度,比起产生“鲜味”所需的最低浓度要高多了。 当今市场上的味精,是高度纯化的发酵产物,我国国家标准要求,谷氨酸钠含量至少在80%以上,而高纯度味精则要求99%以上。 那么以上的误解,到底是怎样形成的呢? 二、误解原因——味精与“中餐馆并发症” 年,《新英格兰医学杂志》上发表了一篇文章,描述了吃中餐的奇怪经历,大致是说开始吃中餐之后15到20分钟,后颈开始麻木,并开始扩散到双臂和后背,一般持续两个小时左右。 这篇文章引发了世界性的对于味精的恐慌,被称之为“中餐馆并发症”,后来有一些针对“中餐馆并发症”的研究,但是无法证实它的存在。 那味精到底有没有危害,食用到底安不安全呢? 三、味精的安全性 针对味精安全性的研究很多,但并没有发现过它能产生危害。特别是年,中国发酵工业协会委托中国中医研究院,对味精进行了大鼠毒品实验,分别用人类用量的倍、50倍、25倍,发现并没有任何不良反应。这个实验结论,充份表明食用味精是安全的。 那么在中式、日式的高温烹饪下,味精会不会安全? 国际食品添加剂委员会,第十九届委员会议总结20年的科学研究后,在年前后得出一个基本的结论——使用谷氨酸钠(俗称味精)是完全安全可靠的。 针对网上一些文章信息说吃味精掉头发、过敏性鼻炎、皮肤病、甚至高血压等,其实在我们吃的食物中,几乎都含有谷氨酸钠,都有谷氨酸和呈味的氨基酸,如果真的存在这样的过敏人群的话,那他几乎所有的食物都吃不了。 所以,不管味精、鸡精,造成过敏的可能性或风险,几乎是不存在的。 四、其它增鲜产品又如何? “鸡精”这个名字起得非常成功,再配以包装上画的大母鸡,给人感觉鸡精是“鸡的精华”,而鸡精的销售,也一直在呈上升生趋势。 其实,鸡精的主要成份还是味精,只是味精是单一的谷氨酸钠。而鸡精是一种复合调味料,其中的谷氨酸钠含量在40%左右。 鸡精中除了味精之外,还有淀粉(用来形成颗粒状)、增味核苷酸(增加味精的味道)、糖、其它香料。 增味核苷酸本身也能产生鲜味,跟味精混合之后,所得的鲜味会大大超过二者单独的鲜味之和,这就是所谓的“协同作用”。 严格说来,还应该有一些来自于鸡的成份,比如鸡肉粉、鸡油等等,来产生鸡的味道,但是,由于来自于鸡的成份比较贵,为了降低成本,厂家可能完全不用鸡的成份。 所以说,你使用的鸡精中,是否含有来自于鸡的成份,完全取决于生产厂家,我们基本上不可能从产品来进行判断。 由此我们可以得知,味精的成份单一,在食物中主要增加“鲜”味;鸡精、蘑菇精等复合调味料的成份复杂,一般而言,“香”味更浓郁一些。 但不管是哪种精,只要它能产生“鲜味”,就都含有味精,只不过经过仔细的配方,复合香精产生鲜味的效率更高,也可以满足不同的特定需求。 因此,无论是味精还是鸡精或者其它调味品,在食用上都是安全的,他们的主要功能就是为 美食 提味增鲜,满足味觉需求,都不存在所说的安全问题。 ·结论:谣言破解·通过玉米等谷物为原料,经过生物发酵后生产出来的味精,如同我们日常常用的盐、酱油、醋一样,它只是给我们的生活增添味觉元素,无论是食用味精还是食用鸡精,可根据每个人的不同口味来选择,两者都是安全、对人体 健康 无任何伤害的。 值得一提的是,味精有害 健康 这一说法是错误的,说谷氨酸钠会脱水变成致癌物质、吃多了会脱发等,都是没有证据的谣传。要知道,味精是用淀粉、蔗糖等原料发酵生产的,其成份谷氨酸钠是食物中普遍存在的,其实才是“天然的调味品”。 至于选择哪种调味品更好,可根据口味及菜肴需要选择。如鱼、肉等食物,可以直接选择味精增鲜,这时加鸡精,可能会有损食物本身的特殊风味。 如果烹饪的食物风味不太明显,如馅类、汤类的食物,可以考虑使用鸡精提鲜;而需要香味更浓郁的,可选择鸡粉。
1、环境危害
对环境有危害,对水体可造成污染。
2、谷氨酸钠健康危害
吸入、摄入或经皮肤吸收对身体一般无害,过度加热会形成焦谷氨酸钠,对人体健康可能有一定影响。
食用味精在正常范围内不会对健康有任何损害,但食用过多会使部分人出现头痛,面红,多汗,面部压迫或肿胀,口部或口周麻木、胃部烧灼感及胸痛等中毒症状,中毒以后可每天口服50毫克维生素B6缓解症状。
谷氨酸钠在120℃的温度下会形成焦谷氨酸钠,民众一般认为,焦谷氨酸钠不仅鲜味很低,而且具有一定的毒性,是致癌物质。但是科学家经过实验研究,发现焦谷氨酸钠能提高人的记忆力,并且不是致癌物质。
扩展资料:
在我国,味精是大家做菜时必不可少的一个调味品,但在西方国家是很少用的。因为很多研究表明,长期食用味精会对人身体健康产生一定的影响,尤其是对儿童。味精对人体的危害有很多,主要由以下几点。
一、味精的主要成分为谷氨酸钠,在消化过程中能分解出谷氨酸,后者在脑组织中经酶催化,可转变成一种抑制性神经递质,如果过多摄入,会干扰神经系统的自然规律。因此部分体质较敏感的人,食用过量的味精之后会出现眩晕、头痛、嗜睡、肌肉痉挛,甚至休克等一系列症状,有人还会出现焦躁、心慌意乱。
二、当味精摄入过多时,过多的抑制性神经递质还会抑制人体的下丘脑分泌促甲状腺释放激素,妨碍骨骼发育,对儿童的影响尤为显著。在动物实验中发现,幼小的小老鼠、小鸡受味精的伤害最严重,会破坏脑神经和视神经。
三、当食用味精过多,超过机体的代谢能力时,还会导致血液中谷氨酸含量增高,限制人体对钙、镁、铜等必需矿物质的利用。尤其是谷氨酸可以与血液中的锌结合,生成不能被利用的谷氨酸锌被排出体外,导致人体缺锌。锌是婴幼儿身体和智力发育的重要营养素。因此,婴幼儿和正在哺乳期的母亲应禁食或少食味精。
四、味精吃多了,常常会感到口渴,这是因为味精中含有钠,因为味精不咸,所以很容易食用过量而察觉不到。60岁以上的人对钠的摄入尤为敏感,所以,老年人和患有高血压、肾病、水肿等疾病的人尤其应该少吃味精。
味精虽然是我们生活中一个必不可少的调味品,但是我们还是要知道就是我们每道菜的味精含量不能过多,尤其是我们在给宝宝做菜的时候,这些味精更是最好不放的,以防上面这些危害伤害到我们的宝宝。
参考资料:百度百科-谷氨酸钠
谷氨酸钠,即盐。妨碍骨骼发育,导致人体缺锌,部分体质较敏感的人,食用过量的味精之后会出现眩晕、头痛、嗜睡、肌肉痉挛,甚至休克等一系列症状,有人还会出现焦躁、心慌意乱。
在消化过程中能分解出谷氨酸,后者在脑组织中经酶催化,可转变成一种抑制性神经递质,如果过多摄入,会干扰神经系统的自然规律。
当味精摄入过多时,过多的抑制性神经递质还会抑制人体的下丘脑分泌促甲状腺释放激素,对儿童的影响尤为显著。
当食用味精过多,超过机体的代谢能力时,还会导致血液中谷氨酸含量增高,限制人体对钙、镁、铜等必需矿物质的利用。
锌是婴幼儿身体和智力发育的重要营养素。因此,婴幼儿和正在哺乳期的母亲应禁食或少食味精。
味精中含有钠,因为味精不咸,所以很容易食用过量而察觉不到。老年人和患有高血压、肾病、水肿等疾病的人尤其应该少吃味精。
谷氨酸钠-百度百科
本品为氨基酸类药。重症肝炎或肝功能不全时,肝脏对由氨转化为尿素的环节发生障碍,导致血氨增高,出现脑病症状。谷氨酸与精氨酸的摄入有利于降低及消除血氨,从而改善脑病症状。
这个够详细的 就怕看晕你 要有耐心啊 参考资料: 氨基酸的生理功能 氨基酸通过肽键连接起来成为肽与蛋白质。氨基酸、肽与蛋白质均是有机生命体组织细胞的基本组成成分,对生命活动发挥着举足轻重的作用。 某些氨基酸除可形成蛋白质外,还参与一些特殊的代谢反应,表现出某些重要特性。 (1) 赖氨酸 赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低,且在加工过程中易被破坏而缺乏,故称为第一限制性氨基酸。 赖氨酸可以调节人体代谢平衡。赖氨酸为合成肉碱提供结构组分,而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。往食物中添加少量的赖氨酸,可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌,提高胃液分泌功效,起到增进食欲、促进幼儿生长与发育的作用。赖氨酸还能提高钙的吸收及其在体内的积累,加速骨骼生长。如缺乏赖氨酸,会造成胃液分沁不足而出现厌食、营养性贫血,致使中枢神经受阻、发育不良。 赖氨酸在医药上还可作为利尿剂的辅助药物,治疗因血中氯化物减少而引起的铅中毒现象,还可与酸性药物(如水杨酸等)生成盐来减轻不良反应,与蛋氨酸合用则可抑制重症高血压病。 单纯性疱疹病毒是引起唇疱疹、热病性疱疹与生殖器疱疹的原因,而其近属带状疱疹病毒是水痘、带状疱疹和传染性单核细胞增生症的致病者。印第安波波利斯Lilly研究室在1979年发表的研究表明,补充赖氨酸能加速疱疹感染的康复并抑制其复发。 长期服用赖氨酸可拮抗另一个氨基酸――精氨酸,而精氨酸能促进疱疹病毒的生长。 (2) 蛋氨酸 蛋氨酸是含硫必需氨基酸,与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关。当缺乏蛋氨酸时,会引起食欲减退、生长减缓或不增加体重、肾脏肿大和肝脏铁堆积等现象,最后导致肝坏死或纤维化。 蛋氨酸还可利用其所带的甲基,对有毒物或药物进行甲基化而起到解毒的作用。因此,蛋氨酸可用于防治慢性或急性肝炎、肝硬化等肝脏疾病,也可用于缓解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物质的毒性反应。 (3) 色氨酸 色氨酸可转化生成人体大脑中的一种重要神经传递物质――5–羟色胺,而5–羟色胺有中和肾上腺素与去甲肾上腺素的作用,并可改善睡眠的持续时间。当动物大脑中的5–羟色胺含量降低时,表现出异常的行为,出现神经错乱的幻觉以及失眠等。此外,5–羟色胺有很强的血管收缩作用,可存在于许多组织,包括血小板和肠粘膜细胞中,受伤后的机体会通过释放5–羟色胺来止血。医药上常将色氨酸用作抗闷剂、抗痉挛剂、胃分泌调节剂、胃粘膜保护剂和强抗昏迷剂等。 (4) 缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苏氨酸 缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸均属支链氨基酸,同时都是必需氨基酸。当缬氨酸不足时,大鼠中枢神经系统功能会发生紊乱,共济失调而出现四肢震颤。通过解剖切片脑组织,发现有红核细胞变性现象,晚期肝硬化病人因肝功能损害,易形成高胰岛素血症,致使血中支链氨基酸减少,支链氨基酸和芳香族氨基酸的比值由正常人的3.0~3.5降至1.0~1.5,故常用缬氨酸等支链氨基酸的注射液治疗肝功能衰竭等疾病。此外,它也可作为加快创伤愈合的治疗剂。 亮氨酸可用于诊断和治疗小儿的突发性高血糖症,也可用作头晕治疗剂及营养滋补剂。异亮氨酸能治疗神经障碍、食欲减退和贫血,在肌肉蛋白质代谢中也极为重要。 苏氨酸是必需氨基酸之一,参与脂肪代谢,缺乏苏氨酸时出现肝脂肪病变。 (5) 天冬氨酸、天冬酰胺 天冬氨酸通过脱氨生成草酰乙酸而促进三羧酸循环,故是三羧酸循环中的重要成分。天冬氨酸也与鸟氨酸循环密切相关,担负着使血液中的氨转变为尿素排泄出去的部分工作。同时,天冬氨酸还是合成乳清酸等核酸前体物质的原料。 通常将天冬氨酸制成钙、镁、钾或铁等的盐类后使用。因为这些金属在与天冬氨酸结合后,能通过主动运输途径透过细胞膜进入细胞内发挥作用。天冬氨酸钾盐与镁盐的混合物,主要用于消除疲劳,临床上用来治疗心脏病、肝病、糖尿病等疾病。天冬氨酸钾盐可用于治疗低钾症,铁盐可治疗贫血。 不同癌细胞的增殖需要消耗大量某种特定的氨基酸。寻找这种氨基酸的类似物――代谢拮抗剂,被认为是治疗癌症的一种有效手段。天冬酰胺酶能阻止需要天冬酰胺的癌细胞(白血病)的增殖。天冬酰胺的类似物S–氨甲酰基–半胱氨酸经动物试验对抗白血病有明显的效果。目前已试制的氨基酸类抗癌物有10多种,如N–乙酰–L–苯丙氨酸、N–乙酰–L–缬氨酸等,其中有的对癌细胞的抑制率可高达95%以上。 (6) 胱氨酸、半胱氨酸 胱氨酸及半胱氨酸是含硫的非必需氨基酸,可降低人体对蛋氨酸的需要量。胱氨酸是形成皮肤不可缺少的物质,能加速烧伤伤口的康复及放射性损伤的化学保护,刺激红、白细胞的增加。 半胱氨酸所带的巯基(-SH)具有许多生理作用,可缓解有毒物或有毒药物(酚、苯、萘、氰离子)的中毒程度,对放射线也有防治效果。半胱氨酸的衍生物N–乙酰–L–半胱氨酸,由于巯基的作用,具有降低粘度的效果,可作为粘液溶解剂,用于防治支气管炎等咳痰的排出困难。此外,半胱氨酸能促进毛发的生长,可用于治疗秃发症。其他衍生物,如L–半胱氨酸甲酯盐酸盐可用于治疗支气管炎、鼻粘膜渗出性发炎等。 (7) 甘氨酸 甘氨酸是最简单的氨基酸,它可由丝氨酸失去一个碳而生成。甘氨酸参与嘌呤类、卟啉类、肌酸和乙醛酸的合成,乙醛酸因其氧化产生草酸而促使遗传病草酸尿的发生。此外,甘氨酸可与种类繁多的物质结合,使之由胆汁或尿中排出。此外,甘氨酸可提供非必需氨基酸的氮源,改进氨基酸注射液在体内的耐受性。将甘氨酸与谷氨酸、丙氨酸一起使用,对防治前列腺肥大并发症、排尿障碍、频尿、残尿等症状颇有效果。 (8) 组氨酸 组氨酸对成人为非必需氨酸,但对幼儿却为必需氨基酸。在慢性尿毒症患者的膳食中添加少量的组氨酸,氨基酸结合进入血红蛋白的速度增加,肾原性贫血减轻,所以组氨酸也是尿毒症患者的必需氨基酸。 组氨酸的咪唑基能与Fe2+或其他金属离子形成配位化合物,促进铁的吸收,因而可用于防治贫血。组氨酸能降低胃液酸度,缓和胃肠手术的疼痛,减轻妊娠期呕吐及胃部灼热感,抑制由植物神经紧张而引起的消化道溃烂,对过敏性疾病,如哮喘等也有功效。此外,组氨酸可扩张血管,降低血压,临床上用于心绞痛、心功能不全等疾病的治疗。类风湿性关节炎患者血中组氨酸含量显著减少,使用组氨酸后发现其握力、走路与血沉等指标均有好转。 在组氨酸脱羧酶的作用下,组氨酸脱羧形成组胺。组胺具有很强的血管舒张作用,并与多种变态反应及发炎有关。此外,组胺会刺激胃蛋白酶与胃酸。 (9) 谷氨酸 谷氨酸、天冬氨酸具有兴奋性递质作用,它们是哺乳动物中枢神经系统中含量最高的氨基酸,其兴奋作用仅限于中枢。当谷氨酸含量达9%时,只要增加10–15mol的谷氨酸就可对皮层神经元产生兴奋性影响。因此,谷氨酸对改进和维持脑功能必不可少。 谷氨酸经谷氨酸脱羧酶的脱羧作用而形成γ–氨基丁酸,后者是存在于脑组织中的一种具有抑制中枢神经兴奋作用的物质,当γ–氨基丁酸含量降低时,会影响细胞代谢与细胞功能。 谷氨酸的多种衍生物,如二甲基氨乙醇乙酰谷氨酸,临床上用于治疗因大脑血管障碍而引起的运动障碍、记忆障碍和脑炎等。γ–氨基丁酸对记忆障碍、言语障碍、麻痹和高血压等有效,γ–氨基β–羟基丁酸对局部麻痹、记忆障碍、言语障碍、本能性肾性高血压、羊癫疯和精神发育迟缓等有效。 谷氨酸与天冬氨酸一样,也与三羧酸循环有密切的关系,可用于治疗肝昏迷等症。谷氨酸的酰胺衍生物――谷氨酰胺,对胃溃疡有明显的效果,其原因是谷氨酰胺的氨基转移到葡萄糖上,生成消化器粘膜上皮组织粘蛋白的组成成分葡萄糖胺。 (10) 丝氨酸、丙氨酸与脯氨酸 丝氨酸是合成嘌呤、胸腺嘧淀与胆碱的前体,丙氨酸对体内蛋白质合成过程起重要作用,它在体内代谢时通过脱氨生成酮酸,按照葡萄糖代谢途径生成糖。脯氨酸分子中吡咯环在结构上与血红蛋白密切相关。羟脯氨酸是胶原的组成成分之一。体内脯氨酸、羟脯氨酸浓度不平衡会造成牙齿、骨骼中的软骨及韧带组织的韧性减弱。脯氨酸衍生物和利尿剂配合,具有抗高血压作用。 牛 磺 酸 牛磺酸是牛黄的组成成分。 牛磺酸普遍存在于动物乳汁、脑与心脏中,在肌肉中含量最高,以游离形式存在,不参与蛋白质代谢。植物中仅存在藻类,高等植物中尚未发现。体内牛磺酸是由半胱氨酸代谢而来的。 牛磺酸的缺乏会影响到生长、视力、心脏与脑的正常生长。 被细菌感染的病人,由于细菌的大量繁殖消耗了体内的牛磺酸,也会形成牛磺酸缺乏,发生眼底视网膜电流图的变化,而补充牛磺酸后会使眼底的病变好转由于人类只能有限地合成牛磺酸,因此膳食中的牛磺酸就显得非常重要。 奶制品中牛磺酸的含量很低。禽类中,黑色禽肉的牛磺酸含量要比白色肉的高。海产品与禽、畜类比较,以海产品中的牛磺酸含量最高,如牡蛎、蛤蜊与淡菜中牛磺酸可高达400mg/100g以上,同时加热烹调对其牛磺酸的含量没有什么影响。日常的各种食物,包括谷物、水果和蔬菜等,都不含牛磺酸。 精 氨 酸 (一) 精氨酸是鸟氨酸循环中的一个组成成分,具有极其重要的生理功能。多吃精氨酸,可以增加肝脏中精氨酸酶的活性,有助于将血液中的氨转变为尿素而排泄出去。所以,精氨酸对高氨血症、肝脏机能障碍等疾病颇有效果。 精氨酸是一种双基氨基酸,对成人来说虽然不是必需氨基酸,但在有些情况如机体发育不成熟或在严重应激条件下,如果缺乏精氨酸,机体便不能维持正氮平衡与正常的生理功能。病人若缺乏精氨酸会导致血氨过高,甚至昏迷。婴儿若先天性缺乏尿素循环的某些酶,精氨酸对其也是必需的,否则不能维持其正常的生长与发育。 精氨酸的重要代谢功能是促进伤口的愈合作用,它可促进胶原组织的合成,故能修复伤口。在伤口分泌液中可观察到精氨酸酶活性的升高,这也表明伤口附近的精氨酸需要量大增。精氨酸能促进伤口周围的微循环而促使伤口早日痊愈。 精氨酸的免疫调节功能,可防止胸腺的退化(尤其是受伤后的退化),补充精氨酸能增加胸腺的重量,促进胸腺中淋巴细胞的生长。 补充精氨酸还能减少患肿瘤动物的体积,降低肿瘤的转移率,提高动物的活存时间与存活率。 在免疫系统中,除淋巴细胞外,吞噬细胞的活力也与精氨酸有关。加入精氨酸后,可活化其酶系统,使之更能杀死肿瘤细胞或细菌等靶细胞。 郑建仙博士,华南理工大学教授 氨基酸与人类健康 氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质,是在生物体内构成蛋白质分子的基本单位,与生物的生命活动有着密切的关系。它在抗体内具有特殊的生理功能,是生物体内不可缺少的营养成分之一。 一、构成人体的基本物质,是生命的物质基础 1.构成人体的最基本物质之一 构成人体的最基本的物质,有蛋白质、脂类、碳水化合物、无机盐、维生素、水和食物纤维等。 作为构成蛋白质分子的基本单位的氨基酸,无疑是构成人体内最基本物质之一。 构成人体的氨基酸有20多种,它们是:色氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、缬氨酸、赖氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、酪氨酸、3.5.二碘酪氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、精氨酸、瓜氨酸、乌氨酸等。这些氨基酸存在于自然界中,在植物体内都能合成,而人体不能全部合成。其中8种是人体不能合成的,必需由食物中提供,叫做“必需氨基酸”。这8种必需氨基酸是:色氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苯丙氨酸。其他则是“非必需氨基酸”。组氨酸能在人体内合成,但其合成速度不能满足身体需要,有人也把它列为“必需氨基酸”。胱氨酸、酪氨酸、精氨酸、丝氨酸和甘氨酸长期缺乏可能引起生理功能障碍,而列为“半必需氨基酸”,因为它们在体内虽能合成,但其合成原料是必需氨基酸,而且胱氨酸可取代80%~90%的蛋氨酸,酪氨酸可替代70%~75%的苯丙氨酸,起到必需氨基酸的作用,上述把氨基酸分为“必需氨基酸”、“半必需氨基酸”和“非必需氨基酸”3类,是按其营养功能来划分的;如按其在体内代谢途径可分为“成酮氨基酸”和“成糖氨基酸”;按其化学性质又可分为中性氨基酸、酸性氨基酸和碱性氨基酸,大多数氨基酸属于中性。 2.生命代谢的物质基础 生命的产生、存在和消亡,无一不与蛋白质有关,正如恩格斯所说:“蛋白质是生命的物质基础,生命是蛋白质存在的一种形式。”如果人体内缺少蛋白质,轻者体质下降,发育迟缓,抵抗力减弱,贫血乏力,重者形成水肿,甚至危及生命。一旦失去了蛋白质,生命也就不复存在,故有人称蛋白质为“生命的载体”。可以说,它是生命的第一要素。 蛋白质的基本单位是氨基酸。如果人体缺乏任何一种必需氨基酸,就可导致生理功能异常,影响抗体代谢的正常进行,最后导致疾病。同样,如果人体内缺乏某些非必需氨基酸,会产生抗体代谢障碍。精氨酸和瓜氨酸对形成尿素十分重要;胱氨酸摄入不足就会引起胰岛素减少,血糖升高。又如创伤后胱氨酸和精氨酸的需要量大增,如缺乏,即使热能充足仍不能顺利合成蛋白质。总之,氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列一些作用:①合成组织蛋白质;②变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质;③转变为碳水化合物和脂肪;④氧化成二氧化碳和水及尿素,产生能量。因此,氨基酸在人体中的存在,不仅提供了合成蛋白质的重要原料,而且对于促进生长,进行正常代谢、维持生命提供了物质基础。如果人体缺乏或减少其中某一种,人体的正常生命代谢就会受到障碍,甚至导致各种疾病的发生或生命活动终止。由此可见,氨基酸在人体生命活动中显得多么需要。 二、在食物营养中的地位和作用 人类为了生存必需摄取食物,以维持抗体正常的生理、生化、免疫机能,以及生长发育、新陈代谢等生命活动,食物在体内经过消化、吸收、代谢,促进抗体生长发育、益智健体、抗衰防病、延年益寿的综合过程称为营养。食物中的有效成分称为营养素。 作为构成人体的最基本的物质的蛋白质、脂类、碳水化合物、无机盐(即矿物质,含常量元素和微量元素)、维生素、水和食物纤维,也是人体所需要的营养素。它们在机体内具有各自独特的营养功能,但在代谢过程中又密切联系,共同参加、推动和调节生命活动。机体通过食物与外界联系,保持内在环境的相对恒定,并完成内外环境的统一与平衡。 氨基酸在这些营养素中起什么作用呢? 1.蛋白质在机体内的消化和吸收是通过氨基酸来完成的 作为机体内第一营养要素的蛋白质,它在食物营养中的作用是显而易见的,但它在人体内并不能直接被利用,而是通过变成氨基酸小分子后被利用的。即它在人体的胃肠道内并不直接被人体所吸收,而是在胃肠道中经过多种消化酶的作用,将高分子蛋白质分解为低分子的多肽或氨基酸后,在小肠内被吸收,沿着肝门静脉进入肝脏。一部分氨基酸在肝脏内进行分解或合成蛋白质;另一部分氨基酸继续随血液分布到各个组织器官,任其选用,合成各种特异性的组织蛋白质。在正常情况下,氨基酸进入血液中与其输出速度几乎相等,所以正常人血液中氨基酸含量相当恒定。如以氨基氮计,每百毫升血浆中含量为4~6毫克,每百毫升血球中含量为6.5~9.6毫克。饱餐蛋白质后,大量氨基酸被吸收,血中氨基酸水平暂时升高,经过6~7小时后,含量又恢复正常。说明体内氨基酸代谢处于动态平衡,以血液氨基酸为其平衡枢纽,肝脏是血液氨基酸的重要调节器。因此,食物蛋白质经消化分解为氨基酸后被人体所吸收,抗体利用这些氨基酸再合成自身的蛋白质。人体对蛋白质的需要实际上是对氨基酸的需要。 2.起氮平衡作用 当每日膳食中蛋白质的质和量适宜时,摄入的氮量由粪、尿和皮肤排出的氮量相等,称之为氮的总平衡。实际上是蛋白质和氨基酸之间不断合成与分解之间的平衡。正常人每日食进的蛋白质应保持在一定范围内,突然增减食入量时,机体尚能调节蛋白质的代谢量维持氮平衡。食入过量蛋白质,超出机体调节能力,平衡机制就会被破坏。完全不吃蛋白质,体内组织蛋白依然分解,持续出现负氮平衡,如不及时采取措施纠正,终将导致抗体死亡。 3.转变为糖或脂肪 氨基酸分解代谢所产生的a-酮酸,随着不同特性,循糖或脂的代谢途径进行代谢。a-酮酸可再合成新的氨基酸,或转变为糖或脂肪,或进入三羧循环氧化分解成CO2和H2O,并放出能量。 4.参与构成酶、激素、部分维生素 酶的化学本质是蛋白质(氨基酸分子构成),如淀粉酶、胃蛋白酶、胆碱脂酶、碳酸酐酶、转氨酶等。含氮激素的成分是蛋白质或其衍生物,如生长激素、促甲状腺激素、肾上腺素、胰岛素、促肠液激素等。有的维生素是由氨基酸转变或与蛋白质结合存在。酶、激素、维生素在调节生理机能、催化代谢过程中起着十分重要的作用。 5.人体必需氨基酸的需要量 成人必需氨基酸的需要量约为蛋白质需要量的20%,——37%。 三、在医疗中的应用 氨基酸在医药上主要用来制备复方氨基酸输液,也用作治疗药物和用于合成多肽药物。目前用作药物的氨基酸有一百几十种,其中包括构成蛋白质的氨基酸有20种和构成非蛋白质的氨基酸有100多种。 由多种氨基酸组成的复方制剂在现代静脉营养输液以及“要素饮食”疗法中占有非常重要的地位,对维持危重病人的营养,抢救患者生命起积极作用,成为现代医疗中不可少的医药品种之一。 谷氨酸、精氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、L-多巴等氨基酸单独作用治疗一些疾病,主要用于治疗肝病疾病、消化道疾病、脑病、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力、儿科营养和解毒等。此外氨基酸衍生物在癌症治疗上出现了希望。 四、与衰老的关系 老年人如果体内缺乏蛋白质分解较多而合成减慢。因此一般来说,老年人比青壮年需要蛋白质数量多,而且对蛋氨酸、赖氨酸的需求量也高于青壮年。60岁以上老人每天应摄入70克左右的蛋白质, 而且要求蛋白质所含必需氨基酸种类齐全且配比适当的,这样优质蛋白,延年益寿。 余传隆(中国医药科技出版) 氨基酸与老年健康 美国“发现”号航天飞机把世界上年龄最大的宇航员(77岁)格伦送入太空。这天对老年人来说,称为最伟大的一天,最引人瞩目。暮年再征太空的格伦,他要帮助医学进行科学实验。老人蛋白质分解、人体氨基酸的生物学试验就是一项重要的研究。氨基酸与老人健康,不仅在地球上要研究,在太空的也要研究。因为氨基酸与老年人的寿命、衰老相关太重要了。为什么重要,下面的分述便可知道。 1.老年的生理变化与氨基酸 一般认为人们进入60岁以上是进入了老年。老年的生理与营养状态随着老年的进程而改变。蛋白质在老年人体的变化归纳起来有二:一是合成,合成组织蛋白质及各种活性物质;二是分解,组织蛋白质的分解、产生能量、产生废物。对于生长发育期的婴儿及青少年合成大于分解,因而身体逐渐成长;对于一般成年人是合成等于分解,因而体重相对稳定。对于老年来说,人体衰老的过程中蛋白质代谢以分解为主,合成代谢逐渐缓慢,身体内的蛋白质逐渐被消耗,往往呈负氮平衡。如血红蛋白质合成减少,因此贫血为常患的老年性疾病;由于酶的作用及小肠功能衰退,蛋白质吸收过程中分解不充分,体内肽类增多,游离氨基酸减少。因老年人肾功能低下而影响氨基酸再吸收,因肝功能下降,对肽的利用也减少。近年研究报告,老年人与中青年人给予相同营养条件,但老年人其血浆氨基酸(缬、亮、酪、赖、蛋、丝、丙氨酸)含量减低,特别支链氨基酸(缬、亮、异亮氨酸)显示不足。有人认为,高浓度支链氨基酸有提供合成的作用,当补给支链氨基酸时,能通过产生三磷酸腺苷(ATP)供能源,降低蛋白质分解作用,并通过促进胰岛素分泌量加强蛋白质的合成。现国外已将支链氨基酸用于临床维持氮平衡,促进蛋白质合成。国内已有用于肝病、肾病及儿童的特殊氨基酸。 由于氨基酸的吸收或利用。因老年化而影响到免疫功能,免疫活性的变化也影响其他器官的功能,如感染、癌症、免疫复合病、自身免疫病、淀粉状蛋白变性的发病率在老年均增高,易致衰老病死。 2.氨基酸与长寿 为了促进老年人的健康,如抗衰老、提高身体抵抗力、促进免疫机制的功能,需要食品富含微量元素或糖类。但免疫的物质基础是蛋白质,人体免疫物质没有一样不是由蛋白质组成。如免疫球蛋白、抗体、抗原、补体等,即使白细胞、淋巴细胞与吞噬细胞等细胞内蛋白质的含量也在90%以上。因此人体若不缺乏蛋白质或氨基酸,上述的微量元素与多糖会起作用。如果缺乏,则无论用多少都不起作用。随着营养学与生物化学的进展,新的研究表明补给某种非必需氨基酸虽然人体能够合成,但在严重应激的状态(包括精神紧张、焦虑、思想负担)或某些疾病的情况下容易发生缺乏。如果缺乏,则对人体会发生有害的影响,这些氨基酸称之为条件性必需氨基酸。如牛磺酸、精氨酸和谷氨酰胺。 在正常条件下缺乏必需氨基酸可以减低体液的免疫反应。例如色氨酸缺乏的大鼠,其IgG及IgM受体抑制,而当重新加入色氨酸能维持正常的抗体生成;苯丙氨酸和酪氨酸均缺乏,可以抑制大鼠的免疫细胞对肿瘤细胞作出反应;蛋氨酸与胱氨酸的缺乏,还可引起抗体的合成障碍。已证明,氨基酸的平衡也有这种不利作用。因此必需氨基酸在免疫中起着重要的作用,要延长老年人寿命,必须提高免疫力,重视必需氨基酸的供给。当前与寿命相关的正是热门研究的必需氨基酸有: 牛磺酸:人体牛磺酸的来源一是自身合成,二是从膳食中摄取。牛磺酸的生物合成由蛋氨酸经硫化作用转化成胱氨酸,并由胱氨酸合成,其中经过一系列的酶促反应,许多高等动物包括人已失去了合成足够牛磺酸以维持体内牛磺酸整体水平的能力,需从膳食中摄取牛磺酸以满足机体的需要。有报道,牛磺酸在中枢神经系统衰老中的作用;老年期神经系统退行性变化是全身各系统最复杂而深奥的过程之一,中枢神经系统衰老在形态上或生化水平上都有明显的改变,单胺类和氨基酸类神经递质的合成、释放、重吸收及运输机制方面出现增年性变化。脂褐质是衰老过程中具有特征性物质,大脑脂褐质增加是神经衰老变化标志之一,当神经元胞浆蓄积较大量的脂褐质时,细胞核、细胞质受压变形,影响神经元的正常代谢功能。衰老时,组织中脂褐质含量明显增高,而牛磺酸可使下降、且使超氧化物歧化酶(SOD)活性增加,并且能抑制脂质过氧化产物丙二醛(MDA)对低密度脂质蛋白(LDL)的修饰。同时牛磺酸与葡萄糖的反应产物表现出较强抗氧化作用,能够阻止蛋黄卵磷脂氧化成脂质过氧化物,因而有显著抗衰老的作用。 精氨酸:精氨酸虽然不是必需氨基酸,但在严重应激情况下(如发生疾病或受伤)、或当缺乏了精氨酸便不能维持氮平衡与正常生理功能,因此它又是条件性必需氨基酸。最新提出的理论,精氨酸是一氧化氮(NO)与瓜氨酸反应的酶系统代谢途径中的必要物质。NO或内皮细胞衍生的松弛因子的主要生化作用是刺激机体提高吞噬细胞中环鸟苷酸的水平,并能刺激白介素的产生来调节巨噬细胞的吞噬细菌作用。与精氨酸有关的NO酶系统,也在血管的内皮细胞、脑组织与肝脏的枯否(kupffer)细胞中发现,它能导致这些器官与组织的激素分泌、从而起到免疫功能的作用。为了提高老年人的免疫也可用氨基酸注射液。 谷氨酰胺:在正常情况下,它是一非必需氨基酸,但在剧烈运动、受伤、感染等应激情况下,谷氨酰胺的需要量大大超过了机体合成谷氨酰胺的能力,使体内的谷氨酰胺含量降低,而这一降低,便会使蛋白质合成减少、小肠粘膜萎缩及免疫功能低下,因此它又称条件性必需氨基酸。 最近发现肠道是人体中最大的免疫器官,也是人体的第三种屏障。前两种屏障是血脑屏障和胎盘屏障。如果肠内没有营养供应,肠道就会营养不良,使肠道的免疫功能减弱与发生细菌相互移位。动物试验证明若动物用无谷氨酰胺的全静脉输液或要素膳补充营养,则动物小肠的绒毛发生萎缩,肠壁变薄,肠免疫功能降低。在静脉输液中提供2%的谷氨酰酶(约氨基酸总量的25%)对恢复肠绒毛萎缩与免疫功能有显著作用。谷氨酰胺在维持肠粘膜功能中的作用对提高免疫能力有一定作用,特别老年人是不可缺少的。 3、老年人如何科学补充氨基酸 老年人对氨基酸的需要量随年龄增长,机体蛋白质总量下降,一位健康老人蛋白质总量为青壮年的60%~70%。这可能与骨骼肌的减少有关,但不能由此认为老年人蛋白质需要减少。老年人体内以分解代谢为主,胃液及胃蛋白酶分泌减少、胃液酸度下降、对蛋白质消化吸收下降,此外热能摄入低、饮食氮存留下降,所以老人蛋白质需要不比成年人的少。一般在正常膳食时,蛋白质摄入0.7~1.0g/kg体重可维持氮平衡,1.0~1.2g/kg体重可达平衡。据此定出每日蛋白质供给量大致为60~75g,其中1/3为动物性蛋白质。如按蛋白质供热比考虑,以12%~14%为宜。在氨基酸代谢方面研究,提示苏氨酸、色氨酸、蛋氨酸等的需要与青年不同,故必需氨基酸的适宜模
苏氨酸(Threonine)是w.C.Ro在在1935年发现于纤维蛋白水解物之中,并证明它是最后被发现的必需氨基酸,其化学名称是。α—氨基—β—羟基丁酸.分子式为)NH2—CH(C00H)—CHOH—CH3,有四种立体异构,具有生物学活性的只有L—型。
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是人体及动物的重要营养物质,氨基酸产品广泛应用于食品、饲料、医药、化学、农业等领域。谷氨酸是一种重要的氨基酸,我们吃的味精就是以谷氨酸为原料生成的。1957年以前,人们用酸法水解小麦面筋或大豆蛋白来制取L- 谷氨酸。1957年,人们分离得到了产生谷氨酸的菌种,接着又进行了大量的研究工作,大规模发酵谷氨酸得以成功[1]。谷氨酸发酵法的建立,对初级代谢产物微生物法生产的研究起到了极大的推动作用。在谷氨酸发酵法成功的激励之下,各种研究项目得以展开。谷氨酸单钠现已完全由发酵法生产,主要用于食品调味剂——味精的生产,其产量已超过400000吨。味精的现状和前景味精近年来已成为人们普遍使用的一种调味品,其消费量在国内呈上升趋势。味精产量增长较快。2001年味精产量91.28万吨,2002年1--6月产量累计53.04万吨,比上年同期增长17.92%。味精是一种强碱弱酸盐,它在水溶液中可以完全电离变成谷氨酸离子和钠离子。谷氨酸是氨基酸的一种,氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是人体和动物的重要营养物质。谷氨酸一钠被人体吸收以后,同样也是电离成谷氨酸离子和钠离子而分别参加人体的代谢活动。所以味精作为调味剂除了能增加食品的美味外,它在人体中具有特殊的生理作用。(1)谷氨酸在人体内通过转氨酶的作用将其分子中的氨基转移给丙氨酮酸,形成丙氨酸。(2)谷氨酸与血液中的氨形成无毒的谷氨酰氨,使血液中的氨的浓度下降,减少氨中毒的危险性。(3)谷氨酸在体内与胱氨酸、甘氨酸结合形成谷胱甘肽。这个化合物是一种很有效的抗氧化剂,对于延续衰老,促进疾病恢复均有好处。能够分解体内代谢过程中所产生的过氧化物,避免肌体遭受过氧化物的侵害,有利于维持身体健康。(4)谷氨酸在体内能够形成V-氨基丁酸,它是一种神经递质,帮助神经的传导;有人说,味精补脑,其道理恐怕就是基于这种物质的形成。中国调味品行业在空前繁荣和发展的同时,也处在大转变、大整合和大发展时期。国外跨国食品集团涉足调味品生产,在国内频频展开收购;国内民营资本也纷纷投资调味品产业。可以说从东北到西北,从华北到华南,调味品生产企业以国有企业为主的格局正在发生较大转变,很多国有企业市场逐渐萎缩,为行业的整合和企业并购创造了条件,让出了市场。同时,调味品市场竞争也日趋激烈,品牌效益日益明显。谷氨酸是目前氨基酸生产中产量最大的一种,同时,谷氨酸发酵生产工艺也是氨基酸发酵生产中最典型、最成熟的。我们就以谷氨酸的发酵生产为例探讨发酵生产过程的奥妙。第1章 方案论证1.1淀粉糖化的原理及工艺流程根据原料淀粉的性质及采用的水解液催化剂不同,水解淀粉为葡萄糖的方法有三种:酸解法、酶解法、酶酸结合法。本实验采用酸解法水解淀粉,一是由于实验室的仪器设备及条件的限制,二是因为酸解法具有生产方便、设备要求简单、水解时间短、设备生产能力大等优点。1.1.1淀粉酸水解原理[2]淀粉经酸水解反应生成葡萄糖过程中,同时发生三方面的化学反应:淀粉水解生成葡萄糖,这是主反应;其次是生成的葡萄糖有一部分发生复合反应生成龙胆二糖、异麦芽糖和其它低聚糖;还有一部分葡萄糖分解反应生成5-羟甲基糠醛,有机酸和有色物质等非糖物质。在淀粉酸水解的过程中。这三
日淀粉制葡萄糖的基本原理是什么?第35 麦芽低聚糖是以精制玉米淀粉为原料,采用先进的生物技术而制成的一种集保健,营养于一 体的新型糖源.
谷氨酸发酵控制(1)生物素:作为催化脂肪酸生物合成最初反应的关键酶乙酰CoA的辅酶,参与脂肪酸的生物合成,进而影响磷酯的合成。当磷酯含量减少到正常时的一半左右时,细胞发生变形,谷氨酸能够从胞内渗出,积累于发酵液中。生物素过量,则发酵过程菌体大量繁殖,不产或少产谷氨酸,代谢产物中乳酸和琥珀酸明显增多(2)种龄和种量的控制一级种子控制在11-12h,二级控制在7-8h。接种量为1%。过多,菌体娇嫩,不强壮,提前衰老自溶,后期产酸量不高。(3)pH发酵前期,幼龄细胞对pH较敏感,pH过低,菌体生长旺盛,营养成分消耗大,转入正常发酵慢,长菌不长酸。谷氨酸脱氢酶最适pH为7.0-7.2,转氨酶最适pH7.2-7.4。在发酵中后期,保持pH不变。过高转为谷氨酰胺,过低氨离子不足(4)通风:不同种龄、种量,培养基成分,发酵阶段及发酵罐大小要求通风量不同。在长菌体阶段,通风量过大,生物素缺乏,抑制菌体生长。在发酵产酸阶段,需要大量通风供氧,以防过量生成乳酸和琥珀酸,但过大通风,则大量积累a-酮戊二酸。
菌种的制备:1、选取菌种,如“北京棒状杆菌”2、活化:PH7.0~7.2,32℃斜面培养24h,冰箱4℃保存备用3、菌种的扩大培养:一级种子:采用液体培养基,由葡萄糖、玉米浆等组成,PH为6.5~6.8,在三角瓶中32℃震荡培养12h,冰箱4℃保存备用;二级种子:和一级种子类似,只是将葡萄糖换成水解糖,在种子罐中32℃通气搅拌培养7~10h。可移种活冷却至10℃保存发酵原料的处理:淀粉-------水解(酸解或酶解)--------淀粉水解液发酵生产:A、生长阶段:流加尿素供给氮源,并调节PH至7.5~8.0,温度为30~32流加尿素℃;B、产酸阶段:流加尿素提供氨和维持PH7.2~7.4,37℃通气培养。周期大约需30h谷氨酸的提取纯化:等电点法等
、碰撞和短路,发现热安全性比磷酸铁锂好,钠离子电池拆开后,纳离子会迅速失活,迅速氧化,当然也会起火
碰撞和短路,发现热安全性比磷酸铁锂好,钠离子电池拆开后,纳离子会迅速失活,迅速氧化,当然也会起火
负极:锂电子电池最核心的是石墨,钠离子电池核心用硬碳,硬碳这个材料里面有一些微孔。正极:跟锂的电池类似,结构也是一样。钠离子电池有非常重要的氧化物,我们目前主要做三元,磷酸矾钠钠离子电池类似磷酸铁锂正极材料,性能非常好,容量大改120mA/g,法国科学院创业团队在做,磷酸铁钠不具备商业化价值。还有普鲁士蓝路线,非常便宜,不到1万一吨,原料廉价易得,但结晶水不容易去掉。隔膜:用主流的隔膜完全没有问题。电解液:将六氟磷酸锂换成六氟磷酸钠,六氟磷酸钠价格不会波动,规模化后会便宜稳定很多。溶剂:目前用的是碳酸酯,跟锂离子电池一模一样,跟锂离子电池充放电原理也一模一样。碳酸丙烯酯在锂离子电池中没有办法用,钠离子电池中可以用,低温性能非常好。总结而言,对隔膜影响最小,对电解液、正极、负极、钠盐跟锂离子电池相比有很大变化。4.能量密度120wh/kg是成组还是单体?(1)单体目前能做到120wh每公斤,工艺再成熟一点的话,做到130至140问题不大,成组打折大概80%-90%。5.钠离子电池主要市场?(1)目前发展钠离子电池不是为了替代锂离子电池,作为储能增量市场发展,基站电动自行车等对能量密度需求不高的领域是钠离子电池主要市场。(2)高端电动汽车市场上难以替换锂离子电池。6.单位体积能量密度跟磷酸铁锂相比怎样? 跟磷酸铁锂相近,目前还未生产,都在做样机,目前大概低20%-30%。7.钠离子电池产业链准备比较充分,为什么还没有看到钠离子电池的量产?(1)技术成熟有一个过程,其价格会比锂离子电池贵;(2)材料成本考虑,硬碳量比较小,还未规模化。8.将来钠电池大规模量产,正极技术路线看好哪个?(1)铜状氧化物的镍铁锰和铜铁锰体系,可能会有一些衍生物,成熟度比较高。(2)普鲁士蓝,非常有优势,但短板也巨大。9.钠离子电池和锂离子电池制造工艺上区别?(1)制造工艺上非常接近,几乎不用改任何设备和东西,只要在工艺上做一些微调。如果有一条锂离子电池生产线,可以同步直接生产钠离子电池是一点问题都没有的;(2)在技术上有一点配方区别;10.钠离子电池量产存在哪些问题?(1)产业成熟度不够,正极材料、负极材料、电解液需要规模化供货生产;宁德时代会推动钠离子电池的发展。11.按照目前产业化规模发展的水平,到哪些时间段,能够做到与锂离子电池成本相当?(1)目前磷酸铁锂大概在5毛钱-6毛钱一瓦时,不考虑研发投入、原材料的成本,按正常的采购的话,目前我们大概算起来在5毛多钱一瓦时,情况比较理想。(2)原材料、正极材料、负极材料和电解液配合配套上去,可能三年左右时间会真正应用到规模上去,而且比磷酸铁锂电池要便宜,能不能到2毛钱每瓦时,可能需要一些时间,按照宁德时代推的速度,大概2-3年。12.钠离子电池安全性怎么样?热失控上跟磷酸铁锂相比怎么样?(1)样机做出来前,我们认为钠离子活性更高,认为早期钠离子电池安全性不如锂离子电池。(2)电池做出来以后,我们做了很多测试,包括穿刺、碰撞和短路,发现热安全性比磷酸铁锂好,钠离子电池拆开后,钠离子会迅速失活,迅速氧化,当然也会起火,但相比锂离子电池要好一点。(3)至于后面的变化,我们仍在研究。但目前的数据显示安全性比锂离子电池好一点。13.钠离子电池是否会跟动力电池有分层?(1)做钠离子电池不是去替代锂离子电池,而是部分取代,因为钠离子电池能量密度一定追不上高镍三元,中高端电动车市场能量密度需求比较高。(2)我们国家锂资源70%都需要进口,国外对中国锂资源进口会影响锂离子电池生产,钠离子电池是对锂离子电池的支撑和保障。14.跟磷酸铁锂电池相比,单体能量密度的天花板大概是什么情况?(1)铁锂的天花板已经很接近了,能做到100~180wh/kg,目前铁锂靠近极限;(2)钠离子电池可以做到200wh/kg左右,能量密度天花板高于铁锂电池,目前技术还未成熟大概可以做到130wh/kg。15.钠离子电池容器问题,EC,DMC,DEC或者EMC应用相对用量会多一点?用每个公司的技术方案不一样,但是都会用,针对低温,针对高温,针对不同的循环寿命的配方都会有一点差异区别。16.钠离子电池对隔膜生产影响不大,对其他材料生产企业影响较大,这些企业怎样转型?从设备来讲难度不大的,技术难度有一些,得有技术的一个支撑。17. 现在循环大概是4000次左右,极限的状态还能再提升到多少?如果提升之后,是不是说所有的可能的场景都能够运用?(1)循环寿命是根据材料体系、制造工艺等成熟起来,它的寿命是一步一步得到提高的。10年宁德时代动力电视循环寿命只有500~800次,目前能做到8000-10000次。(2)早期我做出来大概500次循环,目前3000次-40000次,循环寿命没有一个天花板,只要成熟了以后,会逐步提高,后面做到5000-8000次问题不是很大,我们希望能到10000次。(3)产品应用都是没有问题的,只要应用需求端忍受能量密度,体积能量密度我相信都可以用。 $宁德时代(SZ300750)$ $赣锋锂业(SZ002460)$ $比亚迪(SZ002594)$ 全部评论用户头像浅水喧哗12021-11-27 23:14不喜欢用户头像小白和韭菜最配了回复@长缨在手敢缚苍龙: 我也是这么觉得的。那么国外厂难道没有实验室。最终选择了锂肯定是有原因的。至少目前钠比不上锂技术成熟,方便普及2021-09-18 09:52不喜欢用户头像随波逐流o3m钠电池区别2021-09-17 11:55不喜欢用户头像暴利收割机回复@yangfyz: 当初锂电池你也这么说[大笑][大笑][大笑]2021-07-04 15:17不喜欢用户头像国定路M2021-05-24 07:49不喜欢用户头像时代韭菜回复@长缨在手敢缚苍龙: 还有就是为了解禁股票不塌方,2021-05-23 23:33不喜欢用户头像yangfyz能说的只有一个,有那么容易国外早成功了,最终选择锂不是没有道理的,绝不是拍拍脑袋就决定的,难道人家都傻嘛?合理的解释只有一个,目前对应的锂材料价格太高了,觉得压缩了它的利润空间,所以搞个新花样出来,吸引市场眼球,目的是为了好讨价还价!!!鄙视!展开2021-05-23 23:093不喜欢用户头像杭州战神回复@骑蜗牛逛A股: 你还悟道呢,还不允许别人学习?2021-05-23 22:141不喜欢用户头像骑蜗牛逛A股都在写“学习”,个人感觉学习个毛线,这么爱学习,早上名牌大学当基金经理了!2021-05-23 21:201不喜欢用户头像长缨在手敢缚苍龙别想了,你当全世界科学家都是傻子吗,锂好钠好这是经过科学无数次验证的,宁德时代这次说钠信息扩大化明显就是空头狗们取锂电筹码的伎俩;那些踏空锂电的空头机构们就是急了2021-05-23 21:058不喜欢加载更多评论封面图片专刊雪球专刊 特别版雪球特别版——段永平投资问答录(投资逻辑篇)段永平:著名企业家,小霸王品牌缔造者, 步步高创始人,vivo和OPPO 联合创始人,网易丁磊生命中的贵人,拼多多黄峥的人生导师。他同时也是著名投资人,早期投资网易获100倍以上回报,目前重仓茅台、苹果等优质公司查看专刊大盘解析收评01-03【A股2023迎开门红,两市超4200股收涨;数字经济板块掀涨停潮,信创、数据要素、软件等轮番领涨;蒙脱石散概念发酵;锂电、光储等赛道股午后表现亮眼】 三大股指早盘小幅走低后持续走升,截至收盘,沪指涨0.88%,深成指涨0.92%,创业板指涨0.41%。两市全天成交7888亿,超4200股收涨,北向资金净卖出5亿元。午评01-03【沪指涨0.56%,收复3100点,两市超4000股上涨;数字经济板块持续飙涨,软件、信创、数据要素等集体走强;酒店、旅游板块大幅下挫,西安旅游跌停】 数字经济板块持续飙涨,软件、信创、数据要素等集体走强,新冠特效药板块再度活跃,蒙脱石散概念发酵,证券板块不振,酒店、旅游板块大幅下挫。 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优势就是钠离子电池的制作比锂电池更节省原料,而且费用也很低,而且钠离子电池比锂电池续航时间更久,所以说现在才开始发展钠离子电池的制作。
1.1 锂钠同族,物化性质有类似之处
锂、钠、钾同属于元素周期表ⅠA 族碱金属元素,在物理和化学性质方面有相似之处,理论上都可以作为二次电池的金属离子载体。
锂的离子半径更小、标准电势更高、比容量远远高于钠和钾,因此在二次电池方面得到了更早以及更广泛的应用。
但锂资源的全球储量有限,随着新能源 汽车 的发展对电池的需求大幅上升,资源端的瓶颈逐渐显现,由此带来的锂盐供需的周期性波动对电池企业和主机厂的经营造成负面影响,因此行业内部加快了对资源储备更加丰富、成本更低的电池体系的研究和量产进程,钠作为锂的替代品的角色出现,在电池领域得到越来越广泛的关注。
1.2 综合性能优于铅酸电池,能量密度是短板
钠离子电池与锂离子电池工作原理类似。与其他二次电池相似,钠离子电池也遵循脱嵌式的工作原理,在充电过程中,钠离子从正极脱出并嵌入负极,嵌入负极的钠离子越多,充电容量越高;放电时过程相反,回到正极的钠离子越多,放电容量越高。
能量密度弱于锂电,强于铅酸。
在能量密度方面,钠离子电池的电芯能量密度为100-160Wh/kg,这一水平远高于铅酸电池的30-50Wh/kg,与磷酸铁锂电池的120-200Wh/kg相比也有重叠的范围。
而当前量产的三元电池的电芯能量密度普遍在200Wh/kg以上,高镍体系甚至超过 250Wh/kg,对于钠电池的领先优势比较显著。
在循环寿命方面,钠电池在3000次以上,这一水平也同样远远超出铅酸电池的300次左右。
因此,仅从能量密度和循环寿命考虑,钠电池有望首先替代铅酸和磷酸铁锂电池主打的启停、低速电动车、储能等市场,但较难应用于电动 汽车 和消费电子等领域,在这两大领域锂电仍将是主流选择。
安全性高,高低温性能优异。
钠离子电池的内阻比锂电池高,在短路的情况下瞬时发热量少,温升较低,热失控温度高于锂电池,具备更高的安全性。因此针对过 充过 放、短路、针刺、挤压等测试,钠电池能够做到不起火、不爆炸。
另一方面,钠离子电池可以在-40 到80 的温度区间正常工作,-20 的环境下容量保持率接近90%,高低温性能优于其他二次电池。
倍率性能好,快充具备优势。
依赖于开放式3D结构,钠离子电池具有较好的倍率性能,能够适应响应型储能和规模供电,是钠电在储能领域应用的又一大优势。
在快充能力方面,钠离子电池的充电时间只需要10分钟左右,相比较而言,目前量产的三元锂电池即使是在直流快充的加持下,将电量从20%充至80%通常需要30分钟的时间,磷酸铁锂需要45分钟左右。
2.1 资源端:克服锂电瓶颈
锂电池面临资源瓶颈,钠资源相对丰富。锂的地壳资源丰度仅为0.0065%。
根据美国地质调查局的报告,随着锂矿资源勘探力度增加,2020年全球锂矿储量提高到 2100万吨锂金属当量(折合碳酸锂1.12亿吨),同比增长23.5%;若按照每辆电动车使用50kg碳酸锂测算且不考虑碳酸锂的其他下游市场,当前锂储量仅能够满足20亿辆车的需求,因此存在资源端的瓶颈。
分区域看,全球主要锂矿资源国锂储量均有不同程度的提高,澳大利亚和中国增加较多,其中澳大利亚锂储量由2019年的280万吨提高到470万吨锂金属当量,而2020年中国锂储量则大幅提升50%至150万吨锂金属当量。
总体来看,智利和澳大利亚仍为全球前两大锂资源拥有国,2020年分别约占全球锂资源储量的43.8%和22.4%。
与之相比,钠资源的地壳丰度为2.74%,是锂资源的440倍,同时分布广泛,提炼简单,钠离子电池在资源端具有较强的优势。
锂价上涨带来企业成本端的扰动。
从短期来看,由于2021年开始锂的需求增长,而上游锂矿供给有所收缩以及去库存,锂矿以及锂盐价格在2020年见底,2021年上半年价格回升幅度较大;从长期来看,锂资源存在产能瓶颈引发市场对于锂价中枢上移的预期。
对于企业来说,长期稳定的原材料价格对于自身的正常经营意义重大,锂价的持续上涨可能加速企业寻找性价比更高的替代品的进程。
中国锂资源对外依存度较高。
中国锂矿主要分布在青海、西藏、新疆、四川、江西、湖南等省区,形态包括锂辉石、锂云母和盐湖卤水。
受制于提锂技术、地理环境、交通条件等客观因素,长期以来中国锂资源开发较慢,主要依赖进口;近年来随着下游需求增长以及技术进步,中国锂资源开发进度有所加速。
在不考虑库存下,2020年中国锂行业对外资源依赖度超70%,维持较高水平。
发展钠离子电池具备战略意义。
中国大力发展新能源 汽车 的目的除了降低碳排放、解决环境问题之外,减少对传统化石燃料的进口依赖也是重要原因之一。
因此,若不能有效解决资源瓶颈问题,发展电动车的意义就会打一定折扣。
除了锂资源外,锂电池其他环节如钴和镍也面临进口依赖以及价格大幅波动的难题,因此发展钠离子电池具备国家层面的战略意义。
2020年,美国能源部明确将钠离子电池作为储能电池的发展体系;欧盟储能计划“电池 2030”项目将钠离子电池列在非锂离子电池体系的首位,欧盟“地平线2020研究和创新计划”更是将钠离子材料作为制造用于非 汽车 应用耐久电池的核心组件重点发展项目;国内两部委《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出坚持储能技术多元化,加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范。
钠离子电池已经受到越来越多国家的关注和支持。
2.2 材料端:凸显成本优势
正极材料
正极材料使用钠离子活性材料,选择呈现多样化。
正极材料是决定钠离子电池能量密度的关键因素,目前研究和有量产潜力的材料包括过渡金属氧化物体系、聚阴离子(磷酸盐或硫酸盐)体系、普鲁士蓝(铁氰化物)体系三大类。
过渡金属氧化物为当前正极材料主流选择。
层状结构过渡金属氧化物2(M 为过渡金属元素)具有较高比容量以及其与锂电池的正极材料在合成以及电池制造方面的许多相似性,是钠离子电池正极材料有潜力得到商业化生产的主流材料之一。
然而,层状结构过渡金属氧化物在充放电过程中易发生结构相变,在长循环和大电流充放电中容量衰减严重,使其具有较低的可逆容量及较差的循环寿命。
常见的改善手段主要有体相掺杂、正极材料表面包覆等。
中科海钠采用了P2型铜基层状氧化物(P2-Na0.9Cu0.22Fe0.3Mn0.48O2),显著提升正极材料的容量水平,并且电池能量密度达到145Wh/kg;
钠创新能源采用的O3型铁酸钠基三元氧化物(O3-NaFe0.33Ni0.33Mn0.33O2)具有较高的克容量(超过130mAh/g)和良好的循环稳定性;
英国Faradion公司采用镍基层状氧化物材料,电池能量密度超过140Wh/kg。
磷酸钒钠是研究的主流方向之一。
聚阴离子型化合物 , Na[() ] (M 为可变价态的金属离子如Fe、V等,X为P、S等元素),具有较高电压、较高理论比容量、结构稳定等优点,但电子电导率低,限制了电池的比容量和倍率性能。
目前业界研究最多材料的主要包括磷酸铁钠、磷酸钒钠、硫酸铁钠等,并通过碳包覆以及参入氟元素提升导电性以及容量。
钠创新能源将磷酸钒钠作为重点研发的钠电池正极材料之一,中科院大连物化所已实现三氟磷酸钒钠的高效合成和应用。
普鲁士蓝材料具有更高的理论容量。
普鲁士蓝类材料,Na[()6] (为 Fe、Mn、Ni 等元素)具有开框架结构 , 有利于钠离子的快速迁移;理论上能够实现两电子反应,因此具有高的理论容量。
但在制备过程中存在结构水含量难以控制等问题,并且容易发生相变以及与电解质产生副反应导致循环性能变差。
辽宁星空钠电致力于 Na1.92FeFe(CN)6的产业化研究,理论容量高达170mAh/g; 宁德时代采用普鲁士白(Nan[Fe()6])材料,创新性地对材料体相结构进行电荷重排,解决了普鲁士白在循环过程中容量快速衰减这一核心难题。
钠离子电池在材料端拥有显著的成本优势。
由于碳酸钠价格远低于碳酸锂,并且钠离子电池正极材料通常使用铜、铁等大宗金属材料,因此正极材料成本低于锂电池。
根据中科海钠官网数据,使用NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的正极材料成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池正极材料成本的40%,而电池总的材料成本较后者降低 30%-40%。
负极材料
钠离子电池负极材料主要包括碳基材料(硬碳、软碳)、合金类(Sn、Sb等)、过渡金属氧化物(钛基材料)和磷酸盐材料等。
钠离子半径大于锂离子,难以嵌入石墨类材料,因此锂电池传统的石墨负极并不适用于钠电池。
合金类普遍体积变化较大,循环性能较差,而金属氧化物和磷酸盐材料容量普遍较低。 无定形碳为钠电池主流材料。
在已报道的钠离子电池负极材料中,无定型碳材料以其相对较低的储钠电位,较高的储钠容量和良好的循环稳定性等优点而成为最具应用前景的钠离子电池负极材料。
无定型碳材料的前驱体可分为软碳和硬碳前驱体,前者价格低廉,在高温下可以完全石墨化,导电性能优良;后者价格较高(10-20万元/吨),在高温下不能完全石墨化,但其碳化后得到的碳材料储钠比容量和首周效率相对较高。
以亚烟煤、烟煤、无烟煤为代表的煤基材料具有资源丰富、廉价易得、产碳率高的特点,采用煤基前驱体制备出的钠离子电池负极材料,储钠容量约220mAh/g,首周效率可达80%,是目前最具性价比的钠离子电池碳基负极材料;但该类材料存在微粉多、振实密度低、形状不规则等特性,在电芯生产过程中不利于加工。
中科海钠以亚烟煤、褐煤、烟煤、无烟煤等煤基材料为主体,沥青、石油焦、针状焦等软碳前驱体为辅材,提出一种能够改善煤基钠离子电池负极材料的加工性能和电化学性能的方法,制备工艺简单、成本低廉,能够得到微粉含量低、振实密度高的电池负极材料。
宁德时代开发了具有独特孔隙结构的硬碳材料,其具有易脱嵌、优循环的特性;比容量高达350mAh/g,与动力类石墨水平相当。
电极集流体皆为铝箔,成本更低。
在石墨基锂离子电池中,锂可以与铝反应形成合金,因此铝不能用作负极的集流体,只能用铜替代。
钠离子电池的正负极集流体都为铝箔,价格更低;根据中科海钠官网数据,使用 NaCuFeMnO/软碳体系的钠电池的集流体(铝-铝)成本仅为磷酸铁锂/石墨体系的锂电池集流体(铝-铜)成本的20%-30%。
集流体是除正极外,材料成本与锂电池差异最大的环节。
电解液
和锂离子电池相似,钠离子电池电解质主要分为液体电解质、固液复合电解质和固体电解质三大类。
一般情况下 , 液体电解质的离子电导率高于固体电解质。
在溶剂层面,酯类和醚类电解液是最常用的两种有机电解液,其中酯类电解液是锂离子电池体系的主要选择,因为其可以有效地在石墨负极表面进行钝化且高电压稳定性优于醚类电解液。
对于钠离子电池:
首先,目前主流的研发机构依然沿用了酯类溶剂,如PC、EC、DMC、EMC等,针对不 同的正负极和功能配方有所不同,且 PC 的用量占比高于锂电池;
其次,由于在醚类电解液中钠离子和醚类溶剂分子可以高度可逆地发生共插层反应,且有效地在负极材料表面构建稳定的电极/电解液界面,所以受到越来越广泛的关注和研究;
最后,水系电解液也是新的研究领域之一,以水为电解液溶剂替代传统有机溶剂,更加环保安全且成本低。
在电解质层面,锂盐将换成钠盐,如高氯酸钠(NaClO4)、六氟磷酸钠(NaPF6)等。
在添加剂层面,传统通用添加剂体系没有发生明显变化,如FEC在钠离子电池中依然被广泛应用。
其他
隔膜方面,钠离子电池和锂电池技术类似,对孔隙率的要求或有一定差异。
外形封装方面,钠离子电池也包括圆柱、软包和方形三种路线。
根据各家官网显示,中科海钠主要为圆柱和软包路线,钠创新能源则三种技术路线都有。
设备工艺方面,与锂电池区别不大,有利于钠电池沿用现成设备和工艺快速投入商业化生产。
规模化生产后成本有望低于0.3元/Wh。
当前由于产业链缺乏配套、缺乏规模效应,钠离子电池的实际生产成本在1元/以上;政策的支持和龙头企业大力推广有望加速产业化进程,若达到当前锂电池的市场体量,成本有望降至0.2-0.3元/Wh,与锂电池相比具备优势。
3.1 钠离子电池重回舞台,研究热度升温
钠离子电池的研究始于1970年左右,最初与锂离子电池都是电池领域科学家研究的重点方向。
20世纪80年代,锂离子的正极材料研究首先取得突破,以钴酸锂为代表,和由石墨构成的负极材料组合,让锂电池获得了极佳的性能;让两者真正分野的是索尼在1991年成功将锂电池商用化并首先应用于消费电子领域。
锂电池商用化的顺利进行反向抑制了钠离子电池技术路线的发展,当时商用的锂离子电池循环寿命能达到钠离子电池的10倍左右,两种电池的产品性能表现相去甚远,锂离子电池获取了科学家和资本、产业的绝对关注。
2010年之后,由于大规模储能市场的场景逐渐清晰以及产业界对未来锂资源可能面临供给瓶颈的担忧,钠离子电池重新进入人们的视野。
之后十年时间,全球顶尖的国家实验室和大学先后大力开展钠离子电池的研发,部分企业也开始跟进。
包括国际代表Faradion公司、国内代表机构中科海钠和钠创新能源以及锂电池代表企业宁德时代等。
Faradion英国牛津大学主导的Faradion公司成立于2011年,是全球首家从事钠离子电池研究的公司,15年开发出电池系统,材料为层状金属氧化物和硬碳体系。
之后多个国家也成立了相关机构和公司,例如法国科学院从15年开始开发磷酸钒钠电池,夏普北美研究院几乎同时开发长循环寿命的钠电池。
中科海钠
中科海钠成立于2017年,是国内首家专注于钠离子电池研发的公司,公司团队主要来自于中科院物理化学研究所。
2017年底,中科海钠研制出48V/10Ah钠离子电池组应用于电动自行车;2018年9月,公司推出首辆钠离子电池低速电动车;
2019年3月,公司自主研发的30kW/100kWh钠离子电池储能电站在江苏省溧阳市成功示范运行;2020年9月,公司钠离子电池产品实现量产,产能可达30万只/月;
2021年3月,公司完成亿元级 A 轮融资,用于搭建年产能2000吨的钠离子电池正、负极材料生产线;2021年6月,公司全球首套1MWh钠离子电池储能系统在山西太原正式投入运营。
在材料体系方面,正负极材料分别选用成本低廉的钠铜铁锰氧化物和无烟煤基软碳,电芯能量密度已接近 150 Wh/kg, 循环寿命达4000次以上,产品主要包括钠电池以及负极、电解液等配套材料。
钠创新能源
钠创新能源诞生于2018年,由上海电化学能源器件工程技术研究中心、上海紫剑化工 科技 有限公司和浙江医药股份有限公司共同发起成立,技术团队主要来自于上海交通大学。
2019年4月,正极材料中试线建成并满负荷运行;2020年10月,公司二期生产规划基地建设;2021年7月,公司与爱玛电动车联合发布电动两轮车用钠离子电池系统。
在材料体系方面,公司在铁酸钠基三元氧化物方面研究较为深入,产品主要包括钠电池以及铁基三元前驱体、三元材料、钠电电解液等。
宁德时代
宁德时代从2015年开始研发钠离子电池,研发队伍迅速扩大;2020年6月,公司宣布成立21C创新实验室,中短期主要方向为锂金属电池、固态锂电池和钠离子电池;
2021年7月,公司推出第一代钠离子电池,采用普鲁士白/硬碳体系,单体能量密度高达 160Wh/kg;常温下充电15分钟,电量可达80%以上;
在-20 C低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率;系统集成效率可达80%以上,热稳定性远超国家强标的安全要求;
公司表示下一代钠离子电池能量密度研发目标是200Wh/kg以上。
在系统创新方面,公司开发了 AB 电池系统解决方案,即钠离子电池与锂离子电池两种电池按一定比例进行混搭,集成到同一个电池系统里,通过BMS精准算法进行不同电池体系的均衡控制。
AB电池系统解决方案既弥补了钠离子电池在现阶段的能量密度短板,也发挥出了它高功率、低温性能好的优势;以此系统结构创新为基础,可为锂钠电池系统拓展更多应用场景。公司已启动相应的产业化布局,计划2023年形成基本产业链。
3.2 剑指储能和低速车市场,潜在市场空间大
预计2025年钠离子电池潜在市场空间超200GWh。
根据上文分析,钠离子电池有望率先在对能量密度要求不高、成本敏感性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用。
暂不考虑电池系统层面的改进(如锂钠混搭)对应用场景的拓展,2020年全球储能、两轮车和A00车型装机量分别为14/28/4.6GWh,预计到2025年三种场景下的电池装机量分别为180/39/31GWh,对应2025年钠离子电池潜在市场空间为250GWh。
钠离子电池作为二次电池重要的技术路线之一,在当前对上游资源紧缺度和制造成本的关注度逐步升温的情况下,凭借资源端和成本端的优势重新得到市场的广泛关注。
但由于钠离子电池本身能量密度较低且提升空间有限,因此在行业内更多地扮演新能源细分领域替代者的角色,有望率先在对能量密度要求不高、成本敏感性较强的储能、低速交通工具以及部分低续航乘用车领域实现替代和应用,对中高端乘用车市场影响十分有限。
在龙头企业的推动下,钠离子电池的产业化进程有望加速。
行业公司:
1)布局钠离子电池相关技术的传统电池和电池材料企业。
尽管技术路线有差异,但传统的锂电龙头企业在资金和研发方面优势明显,对各种技术路线具有较高的敏感性,对钠离子电池相关技术也多有布局。
宁德时代、鹏辉能源,公司在钠电领域皆保持长期的研发投入,后者预计21年年底电池量产;杉杉股份、璞泰来、新宙邦,关注欣旺达、容百 科技 、翔丰华,上述公司在钠电池或材料领域皆有专利或研发布局。
2)投资钠离子电池企业的公司。
华阳股份,公司间接持有中科海钠1.66%的股权;浙江医药,公司持有钠创新能源40%的股权。
3)产业链重塑带来的机会。
钠离子电池的起量将带动正负极、电解液锂盐技术路线的变更,新的优秀供应商将脱颖而出。
华阳股份,公司与中科海钠既有股权关系,又有业务合作,生产的无烟煤是海钠煤基负极的重要原料之一,并且与后者合资建设正负极材料项目;中盐化工、南风化工,公司具备上游钠盐储备。
1)钠离子电池技术进步或成本下降不及预期的风险:
钠离子电池的产业化还处于初期阶段,若技术进步或者成本改善的节奏慢于预期,将影响产业化进程,导致其失去竞争优势。
2)企业推广力度不及预期的风险:
当前由于规模较小、产业链缺乏配套,钠电池生产成本较高,其规模化生产离不开龙头企业的大力推广;若未来企业的态度软化,将影响钠电池产业化进程。
3)储能、低速车市场发展不及预期的风险:
钠离子电池主要应用于储能和低速车等领域,若下游市场发展速度低于预期,将影响钠电池的潜在市场空间。
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作者:平安证券 朱栋 皮秀 陈建文 王霖 王子越
报告原名:《电力设备行业深度报告:巨头入场摇旗“钠”喊,技术路线面临分化 》
钠电池的缺点和不足有寿命短、放电快。
钠离子电池是一种二次电池(充电电池),主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作,与锂离子电池工作原理相似。2018年12月,南京理工大学夏晖教授与中外团队合作,首创结构设计和调控方法,在锰基正极材料研究方面取得重要进展。
钠离子电池研究最早开始于上世纪八十年代前后,早期被设计开发出来的电极材料如MoS2、TiS2以及NaxMO2电化学性能不理想,发展非常缓慢。寻找合适的钠离子电极材料是钠离子储能电池实现实际应用的关键之一。
2010年以来,根据钠离子电池特点设计开发了一系列正负极材料,在容量和循环寿命方面有很大提升,如作为负极的硬碳材料、过渡金属及其合金类化合物,作为正极的聚阴离子类、普鲁士蓝类、氧化物类材料。
特别是层状结构的NaxMO2(M= Fe、Mn、Co、V、Ti)及其二元、三元材料展现了很好的充放电比容量和循环稳定性。