概述
蘇氨酸在生物化學中是一種生糖兼生酮氨基酸,是一種必需的氨基酸,蘇氨酸主要用于醫藥、化學試劑、食品強化劑、飼料添加劑等方面。特别是飼料添加劑方面的用量增長快速,它常添加到未成年仔豬和家禽的飼料中,是豬飼料的第二限制氨基酸和家禽飼料的第三限制氨基酸。
理化性質
白色斜方晶系或結晶性粉末。無臭,味微甜。253℃熔化并分解。
高溫下溶于水,25°C溶解度為20.5g/100ml。
等電點為pH6.16。
不溶于乙醇、乙醚和氯仿。
結 構 式: CH3CH(OH)CH(NH2)COOH
比旋光度 -26.7°C -29.6°C
重金屬 (Pb) 10PPM Max
PH 值 5.0-6.5
發現
蘇氨酸(L-蘇氨酸)是由W.C.Rose 1935年從纖維蛋白水解産物中分離和鑒定出來的。1936年,Meger對它的空間結構進行了研究,因結構與蘇糖相似,故将其命名為蘇氨酸。蘇氨酸有四種異構體,天然存在并卻對機體有生理作用的是L-蘇氨酸。
代謝途徑
蘇氨酸在機體内的代謝途徑和其他氨基酸不同,是唯一不經過脫氫酶作用和轉氨基作用,而是通過蘇氨酸脫水酶(TDH)和蘇氨酸脫酶(TDG)以及醛縮酶催化而轉變為其他物質的氨基酸。途徑主要有3條:通過醛縮酶代謝為甘氨酸和乙醛;通過TDG代謝為氨基丙酸、甘氨酸、乙酰COA;通過TDH代謝為丙酸和α-氨基丁酸。
主要用途
蘇氨酸是一種重要的營養強化劑,可以強化谷物、糕點、乳制品,和色氨酸一樣有恢複人體疲勞,促進生長發育的效果。醫藥上,由于蘇氨酸的結構中含有羟基,對人體皮膚具有持水作用,與寡糖鍊結合,對保護細胞膜起重要作用,在體内能促進磷脂合成和脂肪酸氧化。其制劑具有促進人體發育抗脂肪肝藥用效能,是複合氨基酸輸液中的一個成分。同時,蘇氨酸又是制造一類高效低過敏的抗生素——單酰胺菌素的原料。
随着人民生活水平的提高和養殖業的發展,蘇氨酸作為飼料用氨基酸,廣泛用于添加仔豬飼料、種豬飼料、肉雞飼料、對蝦飼料和鳗魚飼料等。具有下列特點:
可調整飼料中氨基酸平衡,促進生長;
可改善肉質;
可改善氨基酸消化率低的飼料原料的營養價值;
可生産低蛋白的飼料,有助于節約蛋白質資源;
可降低飼料原料成本;
可降低畜禽糞便和尿液中的含氮量,畜禽舍中氨氣濃度及釋放速度。
德國科學家在人體血液中發現了一種蘇氨酸,實驗發現,它可以阻止艾滋病病毒附着和侵入體細胞,通過幹擾艾滋病病毒的表面蛋白,使其不能發揮作用。這種氨基酸的發現為抗艾滋病藥物的研制提供了路徑。
安全信息
R36刺激眼睛。
R37刺激呼吸系統。
R38刺激皮膚。
S24避免皮膚接觸。
營養價值
用于平衡氨基酸
可消除因賴氨酸過量造成的體重下降,減輕色氨酸或蛋氨酸過量引起的生長抑制; 吸收進入體内後可轉變為其它氨基酸,特别是在飼料氨基酸不平衡時更為明顯。
提高采食量
蘇氨酸對采食量有一定的調節作用,采食量和日增重随蘇氨酸水平的升高而增加;當超過最大需要量時,随着蘇氨酸水平的升高,采食量和日增重下降,即蘇氨酸過多或過少都會降低采食量和日增重量。
免疫作用
蘇氨酸缺乏會抑制免疫球蛋白及T.B淋巴細胞的産生,進而影響免疫功能,在禽類免疫球蛋白分子中蘇氨酸是主要的限制性氨基酸,添加蘇氨酸可提高雛雞對新城疫病毒的抗體效價。
調節脂肪代謝
在動物日糧中添加蘇氨酸對機體脂肪代謝有明顯的影響,它能促進磷質合成和脂肪酸氧化。
降低仔豬腹瀉率
實驗證明蘇氨酸是小腸黏液蛋白的主要組分,在豬小腸表面糖蛋白的合成中是必需的,在維護豬特别是乳仔豬腸道健康和腸粘膜功能中有重要作用。通過在低蛋白日糧中添加合成氨基酸降低日糧粗蛋白含量,既經濟且對動物生産性能無不良影響。對于早期斷奶仔豬尤其重要,由于仔豬消化系統尚未發育完全,日糧中蛋白含量高時易誘發營養性下痢,利用添加合成氨基酸的低蛋白日糧可減少仔豬下痢發生率。
鑒别測定
酸度
取該品0.20g,加水20ml溶解後,依法測定,pH值應為5.0~6.5。
溶液的透光度
取該品1.0g,加水10ml溶解後,照分光光度法,在430nm的波長處測定透光率,不得低于98.0%。
氯化物
取該品0.30g,依法檢查,與标準氯化鈉溶液6.0ml制成的對照液比較,不得更濃(0.02%)。
硫酸鹽
取該品1.0g,依法檢查,與标準硫酸鉀溶液2.0ml制成的對照液比較,不得更濃(0.02%)。铵鹽 取本品0.10g,依法檢查(附錄Ⅷ K),與标準氯化铵溶液2.0ml制成的對照液比較,不得更深(0.02%)。其他氨基酸 取本品,精密稱定,加水制成每1ml中含2mg的溶液,照薄層色譜法試驗,吸取上述溶液5μl,點于矽膠G薄層闆上,以正丁醇-丁酮-濃氨溶液-水(5:3:1:1)為展開劑,展開後,晾幹,噴以茚三酮的丙酮溶液(1→50),在90℃幹燥10分鐘,立即檢視,應隻顯一個紫色斑點。幹燥失重 取本品,在105℃幹燥3小時,減失重量不得過0.2%。
熾灼殘渣
取該品1.0g,依法檢查,遺留殘渣不得過0.1%。鐵鹽 取本品1.0g,依法檢查(附錄Ⅷ G),與标準鐵溶液1.0ml制成的對照液比較,不得更深(0.001%)。
重金屬
取熾灼殘渣項下遺留的殘渣,依法檢查,含重金屬不得過百萬分之二十。
砷鹽
取該品2.0g,加水23ml溶解後,加鹽酸5ml,依法檢查(附錄Ⅷ J第一法),應符合規定(0.0001%)。
熱原
取該品加氯化鈉注射液制成每1ml中含40mg的溶液,依法檢查,劑量按家兔體重每1kg注射10ml,應符合規定(供注射用)。
含量測定
取該品約0.1g,精密稱定,加無水甲酸3ml與冰醋酸50ml使溶解,照電位滴定法,用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定,并将滴定的結果用空白試驗校正。每1ml高氯酸滴定液(0.1mol/L)相當于11.91mg的C4H9NO3。
市場情況
蘇氨酸的生産方法主要有發酵法,蛋白質水解法和化學合成法三種,微生物發酵法是生産蘇氨酸的主流方法。長期以來,國際市場對蘇氨酸的需求持續穩定增長,是需求增長最快的氨基酸品種之一,特别是在化學及生化、食品添加劑、飼料添加劑等方面的用量增長快速,大有取代色氨酸而成為除賴氨酸、蛋氨酸以外的發展最迅速的第三大氨基酸。
美國、法國、德國、日本等國家對蘇氨酸的合成、分離、應用等方面進行了一系列的研究,特别是日本在發酵法生産蘇氨酸方面有一定的優勢,味之素公司是世界上最大的蘇氨酸生産企業,該公司生産的蘇氨酸占據全球市場60%以上的份額,味之素歐洲公司蘇氨酸生産能力為3.5萬噸,味之素Heetleand公司生産能力1萬噸,該公司為擴大市場占有率,計劃将其蘇氨酸産能提高到5萬噸。
德國德固賽公司也是蘇氨酸生産大戶,并且是世界唯一能夠同時生産三大氨基酸産品(蛋、賴、蘇)的企業。
日本協和發酵工業公司和美國ADM公司分别擁有1萬噸和5000噸的蘇氨酸生産規模,此外韓國希傑公司,Cheil三星印尼公司等也生産蘇氨酸。到2005年為止,國外的四大氨基酸發酵企業Ajinomoto、Degussa 、ADM 、Kyowa Hakko ,這四家企業年産蘇氨酸總計已接近6萬噸。
中國蘇氨酸産業發展較晚,在上世紀90年代以前國内基本沒有生産,在90年代以後才開始生産。經過十年的發展,到20世紀末産量也未能突破200噸,産品的主要市場也是醫藥行業,主要用于種氨基酸輸液(氨基酸輸液常用于手術前後的身體恢複,營養不良及慢性消耗性疾病等的輔助治療,是臨床用量很大的品種。特别是我國的人口結構趨于老齡化,并且醫療保健意識不斷提高,使得氨基酸輸液産量達一億五千萬瓶,增長率超過15%)。
全球的蘇氨酸生産量的70%左右消往歐洲,這是因為歐洲大部分飼養戶是以蘇氨酸含量較少的小麥為飼料,最近幾年,随着亞洲、北美等地區對蘇氨酸需求的快速增長,使蘇氨酸生産跨入了一個嶄新的階段,目前全球蘇氨酸以每年20%多的增長率高速增長。在1993年,全世界蘇氨酸産量不足 4000噸,1996年為5000噸,1999年猛增至2.5萬噸,2002年4萬噸,到2005年産量已接近7萬噸,比10年前增長了15倍多。