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1 概连
L一赖氨酸,别名L一已氨酸、L一橙氨酸、L一2,6
一 二氨基已酸,外观为白色或近白色自由流动的结晶
性粉末,无肉眼可见杂质,263—264℃熔化。由于游离
的L一赖氨酸极易潮解 困具有氨基酸而发黄变质,井
有刺激性腥味,难于长期保存,因此 一般商品都是L
一 赖氨酸盐酸盐。
鞍氨酸盐酸盐的化学名称L一2,6一二氨基已酸
盐酸盐,分子式c_.d-IHN202-HCI,结构式为(1ql-I2一CH2
一 口 一CH2一cH2一CH—COOH)-HC1,分子量(以无
NH2
水计)182.65。英文名L—Lysine Mono—hydgochlo-
fide。
赖氨酸盐酸盐通常较稳定,高温下易结块,稍着
色.相对湿度60%以下稳定,60%以上则生成二水合
物.与维生素C和维生素 并存则着色。碱性条件及
直接与还原糖存在下加热则分解,易溶于水,水溶液呈
中性至微酸性,与磷酸、盐酸、氢氧化钠、离子交换树脂
等一起加热,能起到外消旋作用。
2 生产
2.1 微生物发酵法
微生物发酵法是利用微生物具有的能够台成其自
身所需的各种氨基酸的能力,通过菌株的溶变等处理.
选育出各种营养缺陷型及抗性的变异菌种.以解除代
谢调节中的反馈与阻遇,达到过量合成某种氨基酸的
一 种生产方法。
发酵法生产鞍氨酸通常以淀粉、甘蔗或甜菜制糖
后的废搪蜜为原料,其简单的工艺过程为:淀粉中的酸
或酶经水解成淀粉糖,加人营养盐词pn值后.进^发
酵罐进行灭菌处理,然后接人种子培养物使其发酵,经
过微生物发酵后的浓缩液冷冻结晶、离心分离、烘干提
纯后即得产品。
该方法自50年代后期开发成功后,70年代以后生
T
产工艺日趋成熟,鞍氨酸的产量也随之迅速增加,目前
世界上80%左右的赖氨酸都是采用该法生产的。
2.2 化学一酶法
该方法是借助于有机合成及生物化学
相结合
的生产技术.可以已内酰胺或二氢呋喃为起始原料 及
以糖醛为原料制取的两种方法。
制造尼龙原料已内酰胺时有大量的环已烯生成,
用环已烯易于合成DL一氨基已丙酰胺(DL—ACL),
以此为原料采用水解酶法生产鞍氨酸,分为两步反应
进行。先用L—ACL水解酵不对称水解 L—ACL的环
状酰胺链生成L一鞍氨酸 再用ACL消旋酶使残存的
D—ACL消旋化反应。具体工艺中采用罗伦氏隐环酵
母等进行水解反应.用奥巴无色杆菌进行消旋反应。
100g/L的DL—ACL几乎可以全部转化为L一鞍氨
酸。日本东丽公司采用该方法生产糨氨酸,年产量达1
万吨。
2.3 其他方式
生产鞍氨酸的方法除上述两种方法外.还有由血
粉、酪蛋白、脱脂大豆水解后,用离子交换树膪分离而
生产的蛋白质水解法,以及用化学合成法制得廉价中
问体.借助酶的生物催化作用来生产糨氨酸的化学合
成法.但这些方法应用较少。
3 产品
3.1 质量标准
鞍氨酸产品有食品级、医药级和饲料级三种规格.
一 般以饲料级产品生产的鞍氨酸.经过进一步精制提
纯.就可以得到食品级和医药级的糨氨酸产品。国家
标准GB10794—89和GB8245—87分别
了作食品
{器加剂及饲料添加剂的糨氨酸产品的质量标准(表1)。
3.2 毒性
其毒性试验为:LDs0,10.75g,,'kg,大鼠、径口。目
前糨氨酸已被美国食品药物管理局、日本和欧洲共同
体的相应政府机构批准为食品添加剂和饲料幂加剂,
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我国也制定了国家标准认可,可以安全用于食品中。
但赖氨酸用量不能过置超标,否则是有危害的。如日
本厚生省《食品暴加物公定书注解》中指出,以舍4%的
赖氨酸饲料喂鸡,可引起衰弱和脱毛现象。在受精卵
中加人1%的赖氨酸可致畸形。
表l 赖氨酸质量标准
食品嚣加剂 饲料掭加剂 规格爱国家标准
GB1 94—89 GB8245—8
含 量 % ≥ 98 0 蛆 5
比旋光度[ ] +19.0。一+2l 5。 +l8 0。一+21 5‘
干燥失重,% ≤ 1 0 1.0
灰分(灼烧残渣) 《 O 2 O.3
重盘属(以Pb计),%《 O.00l 0.∞3
砷(AS).% ≤ O 0001 0 0cn2
3 3 价格及包装
国内赖氨酸产品的价格一般在 2.2~2 6万元/
吨,从国外进口的味之素、世元、ADM、南韩的j鲎氨酸产
品价格最高时达3.4万元/吨,一般价格为2 8万元/
吨
j鲎氨酸内包装为双层塑料袋,外包装为圆软木板
桶,或不用外包装。包装规格为每袋净重 500g、25kg
两种.允许公差为±2%。产品应贮存于阴凉、干燥、通
风的仓库中,在运输过程中应防雨、防潮、防晒
4、主要用途
4.1 食品添加剂
赖氨酸是合成脑神经、生殖细胞等细胞棱蛋白及
血红蛋白的必要成分。但不能在人体内合成,必颈以
蛋白质或氨基酸的形式从体外供给,是人体内必需的8
种氨基酸之一,如缺乏则引起蛋白质代谢障碍及功能
障碍,导致生长障碍。
一 般情况下动物性蛋白质中的必需氨基酸比例与
人体需要的比例基本一致,而植物性蛋白质中的必需
氨基酸比例不当,其中j鲎氨酸量为最低,称之为第一限
制性氨基酸,这样影响了蛋白质的利用。若能在各类
食物中添加适量的赖氨酸,可大幅度提高其蛋白质的
效价,使之营养价值接近于动物性蛋白质,此过程称为
强化。如在小麦淀粉中暴加0.2%的j鲎氨酸,则可使其
蛋白质的营养价值由原来的 %提高到 71.1%。因
此,赖氨酸的营养强化作用已受到人们极大的重视,目
前,世界上氨基酸工业生产中,除答氨酸外,产量最大
的就是赖氨酸。
通常 lg j鲎氨酸相当于1.25g赖氨酸盐酸盐,若以
赣氨酸计,成人每日的最小需要量,男性约0.8g、女性
约0.4g、青年 l2~S2mg/kg、儿童180mg/kgo儿童对
· 36 ·
赖氨酸的需要量是成年人的l0~20倍,在少年儿童饮
食中添加适量赖氨酸可促进生长发育,提高免疫能力,
增强体质和提高智商。
在食品中的暴加用量,以较氨酸计,速煮面50mg/
1oog、面包和饼干 199mg/100g、小麦粉 和通心粉
1SOmg/loog。
4.2 饲料添加剂
畜禽缺乏赣氨酸时,幼禽幼畜生长缓慢,氮平衡失
调,皮下脂肪减少,骨钙化失常。在饲料工业中,赖氨
酸作为配合饲料的暴加剂,改善了饲料中氨基酸的平
衡性,提高饲料质量 用以饲喂畜禽,不仅降低了饲肉
比,提高了饲料的利用率,降偶成本,而且还能促进畜
禽生长发育,缩短饲养期,提高瘦肉率和产卵率、增强
畜禽的免疫力。一般赖氨酸在饲料中的添加量为
o.1% 一o.3%
4.3 医药中闻体
在医药工业中,赖氨酸是复方氨基酸输液的组成
之一,氨基酸输液是营养剂和代谢改善荆,用以治疗营
养不良症。对外伤、烙伤、手术病人的恢复健康具有显
著效果。赖氨酸还可制造赖氨酸泛酸盐,用于治疗白
细胞减少症。赖氨酸添加于阿斯匹林中,可提高阿斯
匹林的溶解度,增加疗效,降低副作用。赖氨酸还可用
作牙科口腔保护剂,以及用于多肽合成化学、生化研究
及赖氨酸其他桶生物的制备,同时也是制造多种营养
药品的原料。
5.生产现状
赣氮酸在国际上的开发研究始于6o年代,工业化
生产始于70年代,目前年产量约 25万吨。国外赖氨
酸生产厂家除韩国的Miwon公司采用自己的菌种和
技术外,其余均为日本味之素集团和 和发酵集团所
垄断。日本味之素集团在美国、法国、意大利、泰国均
建有生产基地,其赖氨酸的销售额约占世界市场的
40%左右。美国ADM公司的赖氨酸年产量达 l2万
吨,主要供应北美地区赖氨酸的需求,其余产品用于外
销,在国际市场上与日本赖氨酸产品竞争激烈。
我国在6o年代就完成了赖氨酸发酵法生产工艺
研究,70年代末,就建设了一批生产厂,产量也有较大
的增长。其中由广西化工生物技术研究所开发成功的
j鲎氨酸生产技术,利用甘蔗废糖蜜作原料,于1987年
建成了周内当耐最大的年产lO00吨赖氨酸生产装置。
近 lO年来,国内j鲎氨酸生产发展较快。工业化生
产已初其规模,生产厂家已有近20家。其中广西赖氨
酸厂最近已改制组成国有大型企业广西桂元赖氨酸有
限责任公司,理已拥有年产 1万吨赖氨酸生产装置。
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目前该公司的年产赖氨酸1—3万吨技改扩建工程已
列人国家“双加”工程,
在 1999年前建成投产。福
建泉州赖氨酸厂与泰国正太集团合资成立了大泉赖氨
酸有限公司,将年产 1000吨的生产规模扩建到年产
3000吨装置。
此外,国内还有一些规模较小的赖氨酸生产厂家,
如大连制药厂、陕西西北第二制药厂、苏州吴江天厨味
精厂、江苏镇江制药厂、天津食品公司第二生化药厂、
山东悔阳氨基酸厂、广西上思赖氨酸厂、上海嘉定新岗
制药厂、江苏凯亨生物实业集团公司等,其赖氨酸产品
主要是食品级和医药级的,年产量约千余吨。
为了满足国内迅速增长的赖氨酸市场的需求,目
前广西、广东、湖北、云南、四川、重庆等省市都在积极
计划扩建或新建赖氨酸生产装置。如四川川化集团有
限责任公司与日本味之紊集团合资,成立了川化味之
索有限公司,1994年 l0月 19日破土动工兴建年产
60OO吨赖氨酸生产装置.1996年6月建成投产后,扩
建工程也同时开始建设,目前整个工程已竣工投产,形
成年产1万吨赖氨酸的生产能力,大大缓解了四川这
个养猪大省赖氨酸供应紧缺的局面。重庆万县市飞亚
集团也正在筹建年产5000吨赖氨酸生产装置。
在引进国外先进赖氨酸生产技术的同时,国内也
十分重视自行研究开发符合我国国情的赖氨酸生产技
术。目前国内有关单位已成功地开发出发酵法生产赖
氨酸的新工艺。该工艺刺用玉米、甘薯、大米等淀粉质
原料,葡萄糖母液,甘蔗糖蜜,甜菜糖蜜等废料,用高产
菌种和发酵工艺生产赖氨酸,提取率达80%一85%,糖
转化率达4o%一42%,产品收率 90%以上,生产菌株
的产酸能力,发酵和提取技术在总体上已达到国际先
进水平。
6.市场供需状况
目前,国际市场上赖氨酸的需求强劲,在最近一年
里,世界范围内赖氨酸由于供求紧缺,导致价格大幅上
扬,已从2.5美元/k8持续上涨到5.03美元/l:g。仅美
国出口到欧洲的赖氨酸就从1995年的3800万美元猛
增至7'2O0美元。国际市场目前赖氨酸的年需求量约
为25—30万吨,并以每年 10%左右的速度增长,市场
锖售总额每年达 6.5亿美元。国外的厂商,如美国
ADM公司、日本味之紊集团等正在纷纷扩大生产,在
美国、巴西、南非等地新建年产 l万吨赖氨酸生产装
置。
国内目前赖氨酸的现有生产能力约年产2.5万吨
左右,但每年的年产量不足万吨。据不完全统计,1994
年和 1995年国内赖氨酸的年产量分别为 5665吨和
6500吨,1996年也仅为7812吨,远远不能满足国内市
场日益增加的需求.尚需从美国、韩国等国进口来弥补
国内供需缺口。据海关统计,近年来国内赖氨酸的进
出口情况见表 2。
表2 近年来国内赣氨酸的进出口情况
年 份 进口量,吨 出口量,吨
l992 967l 75 23 4
l993 9254 l3 ·l0竹 l
l9舛 2㈣ 53 82l 5
l995 242l9 88 62 3
l996 l34l7 98 313 l3
1997.1—8 6389 55 462.54
虽然在目前赖氨酸的消费结构中,用于饲料添加
剂的约占总量的 90%左右,食品工业中的消费仅占
5%,但是规模庞大的国内食品市场是不窖忽视的。
1995年全国工业普查结果显示,食品工业总产值在国
民经济各部门中的比例已由过去仅次于机电和纺织的
第三位跃居第一位。据有关部门预测,1997年我国食
品工业总产值将超过5000亿元,2000年将达到7000
亿元,“九五”期间,食品工业的年增长速度为 ll%左
右,这无疑为食品工业的发展提供了良好的契机。
随着国民经济的迅速发展,人民生活水平也不断
提高,对于食品消费的要求也越来越高,并正在以温饱
型向小康型转变.一般的食品也不再能完垒满足消费
者的要求,人们开始追求品质优良的食品,保持健康的
意识日渐强烈。而赖氨酸作为一种氨基酸,能优化蛋
白质使食品营养价值大大提高,将更多地应用于食品
工业中生产各种营养强化食品,成为尽快改善我国膳
食结构的捷径。据有关专家预测,今后几年,赖氨酸在
食品工业中的需求量将呈大幅增长的趋势。
我国是农业大国,畜牧业在国民经济中占据相当
比重。据统计,我国每年养猪3亿头、羊 15亿只、牛
6600万头、鸡l5亿只。而我国目前饲料添加剂的实际
产量和消费量都比较少。近年来,国内饲料工业发展
很快。据统计,1996年全国混配饲料产量达5523万
吨,若按其总量的0.1%添加赖氨酸,就需赖氨酸5.5
万吨左右。另据全国饲料工业发展规划,到20o0年,
全国混配饲料产量将达到8OOO万吨,赖氨酸的需求量
将达8万吨以上。
此外,在医药工业中,赖氨酸的需求量也将逐年增
加。预计目前国内赖氨酸的年需求量为8万吨,2000
年将选到lO万吨。因此,当前国内赖氨酸工业正面柱
着良好的发展机遇,赖氨酸产品市场前景十分广阔。
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