氨基酸的应用与发展简介

氨基酸是含有碱性氨基和酸性羧基的有机化合物,是构成动物营养用蛋白质的基本物质。到目前为止,已经发现了22种氨基酸,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、天冬氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸、瓜氨酸和鸟氨酸。这些氨基酸广泛存在于自然界中。?这些氨基酸可以根据人体需要分为必需氨基酸和非必需氨基酸。有八种必需氨基酸: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。必需氨基酸不能由人体自身合成,必须由食物提供。还有一些是非必需氨基酸,人体可以合成。根据侧链基团的极性,氨基酸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氨基酸、芳香族氨基酸、杂环氨基酸和杂环亚氨基酸。

氨基酸的应用也很广泛。它可用作食品和动物饲料、药物制剂、化妆品、合成塑料和洗涤剂的添加剂。在农业上还可用作除草剂、杀菌剂、生长调节剂和肥料。以及作为表面活性剂、发动机燃料添加剂、电化学生产等。如谷氨酸、赖氨酸和苏氨酸,被用作食品清新剂、甜味剂和食品防腐剂。蛋氨酸等必需氨基酸可用作动物饲料。谷氨酸碱金属盐和精氨酸碱金属盐可用作农用保湿塑料膜、洗涤剂、废水处理和工业产品。胱氨酸、半胱氨酸、精氨酸和谷氨酸可用于药物制剂。目前临床上使用的胱氨酸片可以治疗脱发。精氨酸可用于治疗肝性脑病。复合氨基酸188A用于营养不良患者。此外,氨基酸的衍生物还有望治疗癌症。氨基酸中的甘氨酸可以增加植物中叶绿素的含量,促进作物对二氧化碳的吸收和利用。增加光合作用的动力,使光合作用更加旺盛。

?最早发现氨基酸是在1806年,当时法国化学家路易·尼古拉·沃盖林和皮埃尔·让·罗比奎特从芦笋中分离出一种化合物(后来称为天冬酰胺),并发现了第一种氨基酸,这立即引起了科学界对生命全部元素的兴趣。并鼓励人们寻找其他氨基酸。在随后的几十年里,化学家在肾结石中发现了胱氨酸(1810年)和单体半胱氨酸(1844年)。亮氨酸(最重要的氨基酸之一)和甘氨酸是在1820从肌肉组织中提取的。由于在肌肉中的这一发现,亮氨酸与缬氨酸和异亮氨酸一起被认为是肌肉中蛋白质合成的必需氨基酸。化学家在1850发现了丙氨酸,在1861发现了谷氨酸,在1865发现了丝氨酸,在1879分别发现了苯丙氨酸和缬氨酸。精氨酸发现于1886年,组氨酸发现于1896年,色氨酸发现于1901年,蛋氨酸发现于1921年,最后一种氨基酸苏氨酸发现于1935年。氨基酸的正式名称是1900。化学家在实验室水解不同的蛋白质,得到各种不同的氨基酸。它是一种具有氨基、羧基和侧链结构的物质。也就是说,这些在不同时期发现的氨基酸被正式命名为氨基酸,也就是说,迄今为止已经发现了22种。

最早从事氨基酸工业生产的人是日本筋骨草株式会社的创始人。20世纪40年代,他从海带中发现了谷氨酸钠盐。最后,他以小麦粉加工淀粉后剩下的面筋为原料,再加入纯碱中和,得到食品级谷氨酸钠。谷氨酸是世界上第一个工业化的氨基酸产品。此后,科学家用水解法将羽毛、人发、猪毛等原料水解成氨基酸。这些氨基酸大多是DL混合氨基酸。20世纪60年代建立的工业微生物发酵使氨基酸工业腾飞。

我国工业化生产氨基酸只有近50年的发展历史。从20世纪60年代开始逐渐发展起来。1965发酵法生产味精的成功,促进了氨基酸的研发。目前国内可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。谷氨酸、赖氨酸、苏氨酸等低值大宗氨基酸在我国氨基酸产品中占主导地位。大宗氨基酸产品产量大,附加值低,节能减排压力大。色氨酸、精氨酸、组氨酸、谷氨酸、丝氨酸和半胱氨酸等支链氨基酸的开发速度加快。除了参与蛋白质组织的氨基酸之外,对瓜氨酸、鸟氨酸和茶氨酸等非蛋白质氨基酸和D型氨基酸、多胺、短肽酸和氮化物的脱氨和脱羧产物等氨基酸衍生物的需求也很大。

经过中国几十年的发展。氨基酸行业规模已达近百家。年产值近500亿元。其中谷氨酸和赖氨酸产量居世界第一。虽然产量已居世界前列,但生产工艺、技术产品、节能环保更为成熟,有氨基酸“世界工厂”的称号。但是,主导产品的类型并没有明显变化。我国具有自主知识产权的氨基酸新产品相对较少,新产品产业化能力较弱。由于技术水平不足,纯度要求高的药用氨基酸需要从国外进口。

?虽然氨基酸可以广泛应用于医药、化妆品、保健品、饲料、化肥、化工等领域,但氨基酸的生产在我国一直没有准确定位。只是在一般工业品或化学品的工业分类上,大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,必须获得相应的资质和认可,才能获得国内外高端市场的认可。但由于目前国内没有完善的行业标准,国内很多氨基酸生产企业不允许将单一氨基酸原料作为饲料级出口到国外。在国外被加工成各种氨基酸产品。因此,中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品种和产量。

虽然目前中国氨基酸行业压力和问题并存,但整个行业的发展也面临着新的机遇。针对我国氨基酸产业发展现状,通过加大政策引导、完善技术体系,实现菌种高产稳定、工艺高效清洁、设备节能环保、产品高端化,以降低生产过程中的能耗、水耗、物耗,减少废水排放,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,在全行业建设者的共同努力下。我国氨基酸行业的发展会越来越顺利,前景会越来越广阔。

编辑:红岩

2022年5月18日在天门。