蛋氨酸

蛋氨酸

構成人體的所需氨基酸
蛋氨酸是構成人體的必需氨基酸之一,參與蛋白質合成。因其不能在體内自身生成,所以必須由外部獲得。如果蛋氨酸缺乏就會導緻體内蛋白質合成受阻,造成機體損害。體内氧自由基造成的膜脂質過度氧化是導緻機體多種損害的原因。脂質過氧化物會損害初級和次級溶酶體膜,使溶酶體内含有的作為水解的酸性磷酸酶釋放出來,對細胞和線粒體膜等重要的細胞器造成損害,蛋氨酸通過多種途徑抗擊這些損害。
    中文名:蛋氨酸 外文名:DL-Methionine 别名:甲硫基丁氨酸、甲硫氨酸 英文名:Methionine 縮寫:Met,M 化學式:C5H11O2NS IUPAC名:2-氨基-4-甲硫基丁酸 CAS号:59-51-8 摩爾質量:149.21g·mol−1 外觀:白色片狀晶體或結晶性粉末 密度:1.340 熔點:280~281℃℃ 分子量:149.21 沸點:186.8°Cat760mmH 水溶性:溶于水、稀酸和稀堿,極微溶于95%的乙醇,不溶于乙醚 應用:用作飼料的營養強化劑,可以彌補氨基酸平衡

結構

蛋氨酸,分子式為C5H11NO2S,是構成蛋白質的基本單位之一,是必需氨基酸中唯一含有硫的氨基酸。分左旋體(L-蛋氨酸)和右旋體(D-蛋氨酸)。一般氨基酸右旋體是無效的,但蛋氨酸例外。在生物體内D-蛋氨酸能轉換成L-蛋氨酸。

研究曆史

氨基酸的制造始于1820年,蛋白質酸水解生産氨基酸,1850年化學合成氨基酸,1956年分離到谷氨酸棒狀杆菌,日本采用微生物發酵法工業化生産谷氨酸成功,1957年生産谷氨酸鈉(味精)商業化,從此推動了氨基酸生産的大發展。目前絕大多數應用發酵法或酶法生産,極少數為天然提取或化學合成法生産。主要菌種有谷氨酸棒杆菌、黃色短杆菌、乳糖發酵短杆菌、短芽孢杆菌、粘質賽式杆菌等,往往是生物素缺陷型,也有些是氨基酸缺陷型。還有采用基因工程菌進行生産的。氨基酸的世界市場中,谷氨酸鈉約占氨基酸總量的75%,其次為賴氨酸,占産量10%,其他約占15%。

性質

物理性質

有特殊氣味,味微甜。L型溶于水和溫稀乙醇,不溶于無水乙醇、乙醚、石油醚、苯、丙酮。D型溶于水、稀酸和稀堿溶液,易溶于95%乙醇,不溶于乙醚。

化學性質

10%水溶液的PH值5.6~6.1。有旋光性(有手性碳原子)。對熱及空氣穩定。對強酸不穩定,可導緻脫甲基作用。

功效

提高免疫功能

1)非特異性免疫:研究報道,臨界蛋氨酸缺乏會降低肉仔雞外周淋巴細胞吞噬功能試驗表明,肉仔雞血清球蛋白含量随飼糧液态蛋氨酸羟基類似(LMA)添加水平的提高呈線性增長,外周淋巴細胞吞噬活性和血清溶菌酶活性随LMA 添加水平的提高呈先上升後下降的趨勢,表明飼糧中添加LMA可提高肉仔雞飼料利用率和非特異性免疫功能。

2)特異性免疫

體液免疫大量研究表明,飼糧中蛋氨酸水平可影響動物的體液免疫。在粗蛋白質為21%的飼糧中添加6種不同水平的蛋氨酸飼喂0~21日齡肉仔雞,發現當蛋氨酸水平為0。60%時出現綿羊紅細胞抗體效價增加,但當蛋氨酸水平為0。70%時不影響接種後血清抗體效價。細胞免疫家禽日糧适量添加蛋氨酸可促進外周血、胸腺和脾髒T淋巴細胞的增殖轉化能力,蛋氨酸缺乏則降低T淋巴細胞的增殖轉化能力。

提高抗氧化能力

研究發現蛋氨酸是重要營養素之一,通過轉硫途徑可生成谷胱甘肽(GSH)、半胱氨酸和硫酸鹽等代謝物,這些含硫氨基酸和GSH都是抗氧化物質。GSH等抗氧化物質可清除體内的H2O2和脂質過氧自由基。n

提高繁殖性能

蛋氨酸可以提高種蛋受精率和受精卵孵化率,且出雛後雛雞健壯、整齊。研究表明,蛋氨酸參與精子形成過程,低蛋氨酸水平飼糧會顯著降低精子密度和有效精子數量。n

解毒功能

蛋氨酸是動物的必需氨基酸,可利用其所帶的甲基對有毒的物質或藥物進行甲基化而起到解毒作用。研究發現,蛋氨酸能和飼糧中的黴菌毒素結合使其毒性大大降低,因而對動物具有防病保健功能。

氨基酸類藥,是體内膽堿生物合成的甲基供體,能放出活性甲基,促進磷酯酰膽堿合成,磷酯酰膽堿與積存在肝内的脂肪作用,變為易于吸收的卵磷脂,故可防治肝脂肪蓄積;具有保肝、解毒的作用。

對動物的作用

肉雞

肉雞的飼養期通常隻有8至9周,由育雛期至肥育期對氨基酸的需要量均十分高,為讓肉雞能獲取足夠的能量去滿足高速生長,我們應使用高效率的飼料飼養肉雞。而在肉雞飼料中加入蛋氨酸,能增加飼料的高能量蛋白,使雞隻快速增重,從而達到目的。

養豬的目的是為了産肉,産肉分成兩部份,(一)主要形成肌肉組織的生長期,(二)形成脂肪組織的肥育期。生長期是通過蛋白質合成肌肉組織,而肥育期是沉積脂肪以改善肉味。使用适當的飼料來喂飼豬隻,能提高産肉率,但蛋白質飼料一般都較貴,因此,在豬飼料中加入适量的蛋氨酸能降低使用高價蛋白質飼料,提高飼料轉化率,從而增加效益。

來源

幹酸奶:1461.00

奶疙瘩:1461.00

奶酷幹:1461.00

海米:1361.00

蝦米:1361.00

幹貝:1133.00

淡菜(幹):1119.00

西瓜子(炒):974.00

紫菜:647.00

黑芝麻:556.00

腐竹:546.00

花粉:541.00

葵花子(炒):476.00

用途

食品工業

強化食品(賴氨酸,蘇氨酸,色氨酸于小麥中)。增鮮劑,谷氨酸單鈉和天冬氨酸。苯丙氨酸與天冬氨酸可用于制造低熱量二肽甜味劑(α-天冬酰苯丙氨酸甲酯),此産品1981年獲FDA批準,現在每年産量已達數萬噸。由于蛋氨酸是人體必需氨基酸之一,因而它可用作營養增補劑,用于食品和保鮮品加工;由于蛋氨酸有特殊氣味,主要用于魚糕類制品。

飼料工業

蛋氨酸是一種重要的氨基酸品種,是動物飼料裡一種必不可少的添加劑,加有蛋氨酸的動物飼料可以在短時間内幫助動物快速成長,使其節省大約40%的飼料。在配合飼料特别是禽類飼料中,蛋氨酸是第一限制氨基酸。畜禽缺乏蛋氨酸,會引起發育不良,體重減輕,肝腎機能減弱,肌肉萎縮,皮毛變質等。飼料中添加1kg蛋氨酸,相當于50kg魚粉的營養價值(添加量為0.05%~0.2%)。飼料中蛋氨酸的構型有DL-蛋氨酸、羟基蛋氨酸、羟基蛋氨酸鈣鹽、N-羟甲基蛋氨酸。在飼料工業中,蛋氨酸的需求量很大,尤其是氨基酸營養飼料添加劑的品種中,蛋氨酸占60%,賴氨酸占30%,其他氨基酸約占10%。在蛋氨酸的消費結構中,飼料添加劑是最大的消費市場。

醫藥工業

在醫藥工業中,蛋氨酸是氨基酸輸液和複合氨基酸的主要成分之一。蛋氨酸可用于合成藥用維生素,利用蛋氨酸具有的抗脂肪肝作用,又可制作保肝制劑。蛋氨酸是含硫必需氨基酸,與生物體内各種含硫化合物的代謝密切相關。當缺乏蛋氨酸時,會引起食欲減退、生長減緩或不增加體重、腎髒腫大和肝髒鐵堆積等現象,最後導緻肝壞死或纖維化。蛋氨酸還可利用其所帶的甲基,對有毒物或藥物進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、肝硬化等肝髒疾病,也可用于緩解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物質的毒性反應。

化學工業

谷氨基鈉作洗滌劑,丙氨酸制造丙氨酸纖維。

生産方法

直接發酵法

野生菌株發酵、營養缺陷型突變發酵、抗氨基酸結構類似物突變株發酵、抗氨基酸結構類似物突變株的營養缺陷型菌株發酵和營養缺陷型回複突變株發酵。

酶法

利用微生物細胞或微生物産生的酶來制造氨基酸。

提取法

蛋白質水解,從水解液中提取。胱氨酸、半胱氨酸和酪氨酸。

合成法

DL-蛋氨酸、丙氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸。傳統的提取法、酶法和化學合成法由于前體物的成本高,工藝複雜,難以達到工業化生産的目的。

市場前景

蛋氨酸又稱甲硫氨酸,是一種重要的氨基酸品種。近年來,國内外市場對蛋氨酸的需求逐年強勁增長。特别是國内市場,多年來國産飼料用蛋氨酸遠遠不能滿足市場需求,每年都要從國外大量進口,現已成為我國化學原料藥進口的大宗産品,連續數年進口量高達數萬噸,進口額過億美元。預計今後國内外市場對蛋氨酸的需求量還将以較大的比率增長,短期内國内市場供需矛盾仍無法解決,還需要大量進口。因此,開發蛋氨酸的市場前景十分看好。

目前蛋氨酸生産多為化學合成法,生産工藝是以甘油與丙烯醛、甲硫醇加成,生成3-甲硫基丙醛,再與碳酸氫铵、氰化鈉環合生成甲硫乙基乙内酰脲,後經水解、酸化而成。長期以來,全球市場對蛋氨酸的需求持續快速增長,是需求增長最快的氨基酸品種之一。需求的旺盛拉動了生産,1993年,全世界蛋氨酸産量為26萬噸,1996年增至30萬噸,1999年達45萬噸,2002年為55萬噸,目前為60萬噸,比10年前增加了2倍多。

全世界主要的蛋氨酸生産企業為德國德固賽公司、法國Rhone-poulenc公司、美國Novns公司、日本住友化學制藥株式會社等。這幾大公司的産量約占世界蛋氨酸産量的90%左右。其中,德國德固賽公司是世界上惟一能夠同時生産三大氨基酸産品(蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸)的企業,其化學法蛋氨酸生産能力居世界之首,年産能約為22萬噸。近年來,市場旺盛的需求以及穩中趨升的價格使各生産廠都在着手擴大蛋氨酸産能。日本住友化學制藥株式會社計劃在2005年增加5萬噸蛋氨酸産能,使其總産能達到9萬噸/年。德國德固賽公司也打算在比利時建蛋氨酸生産線。

需求的增長也使蛋氨酸市場價格長期以來呈現穩中趨升的态勢。2004年5~8月,我國市場上飼料用蛋氨酸售價為每公斤22~23元人民币,到9月份,價格上升至24元人民币。

多年來,國内飼料用蛋氨酸基本依賴進口。2003年進口量超過5.5萬噸,進口金額達1.55億美元,占全國化學原料藥進口金額的16%。2004年一季度,蛋氨酸仍列我國化學原料藥進口品種的第一位。

我國于1959年由天津市河北制藥廠率先生産蛋氨酸,目前全國有蛋氨酸原料藥生産批文的企業10餘家,重點生産企業3~4家。所生産的蛋氨酸主要用于醫藥方面,絕大部分用于氨基酸大輸液産品的生産。20世紀末,我國蛋氨酸年産量為200多噸,近年來我國企業不斷擴大産能,現全國蛋氨酸生産能力已達1000多噸,年産量約為700餘噸。産品除供應國内市場,還出口國外。

2004年1~8月,我國蛋氨酸出口量為283噸,出口金額為211萬美元,出口均價每公斤7.46美元,2004年8月,出口單價每公斤突破8美元。

蛋氨酸最大的消費市場是飼料添加劑。近年來,我國養殖業發展加速,豬肉、禽蛋、畜産品産量已居世界第一位,禽肉産量居世界第二位。養殖業的快速發展帶動了飼料工業的大躍進,現今我國已成為全球第二大飼料生産國,飼料年産量僅次于美國,達1億噸/年,且還以較大的比率不斷增長,飼料添加劑的市場需求因此大幅上升。

飼料添加劑中用量最大的氨基酸品種為賴氨酸和蛋氨酸,這兩種氨基酸占飼料添加劑用氨基酸的90%多。現在我國賴氨酸年生産能力已達35萬噸,年産量30萬噸左右,但還不能滿足國内市場需求,仍需大量進口。長期以來,我國飼料用蛋氨酸的生産量很少,近幾年仍無起色,距市場需求相距甚遠,以至于多年來國内飼料用蛋氨酸基本依賴進口。2001年和2002年我國進口蛋氨酸均達到5萬噸,2003年進口又有較大增長,進口量超過5.5萬噸,為我國化學原料藥進口額最大的品種,進口金額達1.55億美元,同比增長61.7%,占全國化學原料藥進口金額的16%。2004年一季度,蛋氨酸仍列我國化學原料藥進口品種的第一位。

多年來,我國企業也在積極開發飼料用蛋氨酸,一些企業還和國外公司合作共同投資建蛋氨酸生産線。20世紀90年代初,我國引進法國技術,在天津市建設萬噸蛋氨酸生産工廠,但因種種原因,一直未能開工生産。2003年底,中外合資廣西南甯安力泰有限公司在南甯市武鳴縣動工興建總投資為1350萬美元的蛋氨酸生産線,将形成年産400噸的生産規模,但生産的蛋氨酸主要為醫藥品。

預計今後國内外市場對蛋氨酸的需求仍将以較大比例上升。特别是飼料用蛋氨酸,到2010年,全世界蛋氨酸市場需求将達到90萬噸,我國蛋氨酸需求量也将達到10多萬噸。

山東天易科技公司目前正準備在山東東阿科技工業園按年産300噸規模建設蛋氨酸中試裝置,計劃2005年3月試車。本溪化工集團、辛集化工等公司的蛋氨酸項目已進入準備階段。

蛋氨酸巨大的市場需求,廣闊的發展前景以及誘人的利潤空間引起我國科研單位、生産企業以及地方政府極大的興趣。雖然目前我國在工藝技術、原料、設備、成本等方面還存在一些有待解決的問題,但火爆的市場已令人坐不住了。很多地方正開始着手自主進行蛋氨酸規模生産的研發、設計和規劃。

山東天易科技公司不久前成功地進行了蛋氨酸生産小試,結果顯示,産品收率達到93%以上,折純後成本控制在每公斤12元以下。目前該公司正準備在山東東阿科技工業園按年産300噸規模建設中試裝置,計劃2005年3月試車。生産工藝選擇相對簡單的液體蛋氨酸生産方法,原材料通過采購來解決,公司的目标是建年産3萬噸工業化裝置。

本溪化工集團精細化工公司近來準備建設上下遊一體化的蛋氨酸生産裝置。自行生産原材料丙烯醛和甲硫醇,并已基本解決了甲硫醇生産中存在的環保、安全等問題,其目标産能為年産3萬噸。河北辛集市政府和辛集化工集團對蛋氨酸生産決心很大,他們謀求蛋氨酸發展已有近10年。現在年産3萬噸蛋氨酸項目已上報中國化工集團公司,中期準備投資10億元,而且早已開始考慮自行生産甲硫醇。此外,我國浙江、廣東、山東、湖北、上海等省市的一些企業也對蛋氨酸生産以及為其配套供應原料表示了極大興趣。

2004年11月30日,北京召開了“中國蛋氨酸發展研讨會”,對蛋氨酸工藝技術、生産、投資等方面進行了深入探讨。會上一緻認為,國内蛋氨酸市場将越來越大,我國建設經濟規模的蛋氨酸生産裝置已具備基本條件,當前正是發展蛋氨酸産業的良好時機。今後3~5年内,我國将自主建成具有一定規模的蛋氨酸裝置。目前要繼續做好研究開發工作,企業間應考慮彼此聯合,形成一體化的蛋氨酸産業鍊。

但也有專家表示,現今我國發展蛋氨酸還不能盲目樂觀,目前企業尚未取得中試生産成功,而且原材料能否穩定供應還不能确定,投資發展蛋氨酸産業還存在一些風險。但無論如何,相信在我國科研單位、企業、政府等各方面的大力推動下,蛋氨酸産業今後的發展前景是十分光明的。

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