支链氨基酸添加剂的研究进展论文

氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物，是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。至今发现的氨基酸品种有22种，分别是：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，谷氨酸，天门冬氨酸，脯氨酸，羟脯氨酸，瓜氨酸，鸟氨酸，这些氨基酸广泛的存在于自然界中。  这些氨基酸按照人体需要可分为必须氨基酸和非必须氨基酸。必须氨基酸有八种即：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。必须氨基酸是人体自身不能合成的，须由食物提供。其他属于非必须氨基酸，人体能够自身合成。氨基酸根据侧链基团极性可分为：极性氨基酸和非极性氨基酸。按化学结构可分为：脂肪蔟氨基酸，芳香蔟氨基酸，杂环氨基酸和杂环亚氨基酸。     氨基酸的应用也非常广泛。可用作食品和动物饲料的添加剂，医药制剂，化妆品，合成塑料和洗涤剂。还可在农业上用作除草剂，杀菌剂，生长调节剂和肥料。以及作表面活性剂，马达燃料添加剂，电化学生产等。如谷氨酸，赖氨酸，苏氨酸，用作食品增鲜剂，甜味剂，以及食品保鲜剂。甲硫氨酸（蛋氨酸）等必须氨基酸可用作动物饲料。谷氨酸碱盐，精氨酸碱盐等可用作农用保湿地膜以及作为洗涤剂，废水处理及工业产品。胱氨酸，半胱氨酸，精氨酸，谷氨酸等可用于医药制剂。现用于临床的有胱氨酸片可治疗脱发。精氨酸可用于治疗肝性脑病。复方氨基酸188A用于营养不良的患者。此外氨基酸的衍生物治疗癌症也出现了希望。氨基酸中的甘氨酸它可以增加植物叶绿素的含量，促进作物对二氧化碳的吸收利用。为光合作用增加动力，使光合作用更加旺盛。   最早发现氨基酸的是1806年法国化学家路易斯·尼古拉斯·沃克林（Louis nicolas vauguelin）和皮埃尔·简·罗伯奎特（Pierre jean robiquet）通过从芦笋中分离出一种化合物（后来称为天冬酰胺），发现了第一个氨基酸，而这一发现立即激起了科学界对整个生命构成要素的兴趣。并促使人们寻找其他氨基酸。在随后的几十年中化学家陆续在肾结石中发现了胱氨酸（1810年）和单体半胱氨酸（1844年）。又在1820年从肌肉组织中提取到了亮氨酸（最重要的氨基酸之一）与甘氨酸。由于在肌肉中的这一发现，因此亮氨酸与缬氨酸和异亮氨酸一起被认为是肌肉蛋白质合成所必须氨基酸。化学家又分别在1850年发现丙氨酸，1861年发现谷氨酸，1865年发现丝氨酸，又在1879年苯丙氨酸和缬氨酸。1886年发现精氨酸，1896年组氨酸，1901年色氨酸，1921年甲硫氨酸，1935年发现最后一种氨基酸苏氨酸。氨基酸正式命名是1900年化学家通过实验室水解不同蛋白，得到多种不同氨基酸。就是都有一个氨基一个羧基和一个侧链结构的物质。即把这些不同时期发现的氨基酸正式命名为氨基酸即至今22种。最早从事氨基酸工业化生产的是日本味之素公司的创造人菊地重雄，在20世纪40年代从海带中找到谷氨酸的一种钠盐，最后又以小麦粉加工淀粉后剩下的面筋为原料，然后加入纯碱中和即得到食品级的谷氨酸钠，谷氨酸是世界第一个工业化生产的氨基酸产品。此后科学家利用水解法将羽毛，人发，猪毛等为原料水解成氨基酸。这些氨基酸多为DL混合型氨基酸。在60年代确立的工业微生物发酵法使氨基酸工业开始起飞。  我国氨基酸工业化生产只有近50年的开展历程。从20世纪60年代开始逐步开展起来。1965年发酵法生产味精的成功，带动了氨基酸的研究开发。目前我国已能工业化生产的氨基酸品种有谷氨酸，亮氨酸，缬氨酸，脯氨酸，天冬氨酸，胱氨酸，半胱氨酸，精氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，丙氨酸，赖氨酸，苏氨酸等。我国氨基酸产品中谷氨酸，赖氨酸，苏氨酸等低值大宗氨基酸占主导地位。大宗氨基酸产品产量大，附加值低，节能减排压力大。分支链氨基酸色氨酸，精氨酸，组氨酸，谷氨酸，丝氨酸，半胱氨酸等高附加值小品种氨基酸产品开发加快。除了参与蛋白质组织成的氨基酸外，瓜氨酸，鸟氨酸，茶氨酸等非蛋白氨基酸和D型氨基酸，多聚氨基酸，短肽酸脱氨脱羧产物，氮化物等氨基酸衍生物需求旺盛。 我国经过近几十年的开展。氨基酸产业规模生产厂家已达近百家。年产值近500亿元。其中谷氨酸与赖氨酸产量居世界第一位。虽然产量已居世界前列，生产工艺，技术水品和节能环保都已比似成熟，有氨基酸“世界工厂”的称号。但主导产品种类并没有明显改变。我国拥有自主知识产权的新型氨基酸产品相对较少，新产品产业化能力较弱。由于技术水平的不足，对于纯度要求较高的医药类氨基酸还需要国外进口。   氨基酸虽然能广泛应用于医药，化妆品，保健品，饲料，肥料，化学品等领域，而氨基酸生产在我国尚未进行准确的行业定位。仅处于一般工业品或者化学品的产业归类中，极大限制了氨基酸企业的发展。氨基酸要进入食品，医药，保健品领域，在国内外获得高端市场的认可必须获得相应的资质和认可。但由于国内目前没有完善的行业标准对其进行规定，国内众多氨基酸生产企业不得将单一的氨基酸原料以饲料级出口到国外。在国外被加工成各种氨基酸产品。因此我国必须加大政策支持，建立行业标准，增加高端氨基酸产品的种类和产量。 虽然目前我国氨基酸行业的压力和问题并存，但整个行业的发展也面临着新的契机。针对我国氨基酸行业的发展现状，通过加大政策引导、完善技术体系，使菌种高产稳定、工艺高效清洁、装备节能环保、产品高端优质，从而降低生产过程中的能耗、水耗、物耗，减少废水排放量和降低废水中污染物含量，实现氨基酸清洁生产，开源节流，促进产业链可持续和谐发展。  相信在国家产业政策的指引下，在全行业建设者共同努力下。中国氨基酸产业发展的道路会越来越顺畅，前景越来越宽广。编辑：鸿雁 2022年5月18日于天门。