氨基酸及其发酵工艺设计项目.docx
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氨基酸及其发酵工艺设计项目
氨基酸及其发酵工艺设计项目
——制作人：
贺丹、王春艳、周燕梅、顾婷玉
2009年3月28日
目前，随着氨基酸的用途向深度和广度发展，合成氨基酸已形成了一个与营养品市场、动物饲料市场明显区别开来的细分市场，且品种多样，特性和生产方式也各有不同。
在精细化工领域的药用中间体生产以及蛋白质类药物的研发、生产过程中，氨基酸是合成过程的一个重要组成部分，因此氨基酸一直扮演着不可或缺的角色，并随着工艺进步及应用范围的扩大，成为精细化工市场的重要分支之一。
据估计，从2004年到2009年，全球对药用中间体和高端原料药的需求将以年均6%～9%的速度增长。
据此前一份题为《蛋白质医药市场：
新兴市场的科学和商业》的市场研究报告称，由于受目前占全球蛋白质类药物市场销售总额80%以上的美国和欧洲市场强劲需求及销售的推动，2010年的蛋白质类药物市场的销售额可能会达到870亿美元。
显然，这为氨基酸市场提供了发展的契机。
再加上受近几年生物制药技术的研发力量逐渐壮大的带动，氨基酸的市场供求、产业实力也将随之跟上。
目前，全球氨基酸的市场规模已经超过了70亿美元。
全球范围来看，所生产的氨基酸大部分投向了农业和营养学领域。
然而，回报最大和增长速度最快的，还是应用于生物科技和制药领域的合成氨基酸，虽然其仅占氨基酸应用范畴的其中一小部分，但却是氨基酸市场成长最快的一个领域，如目前应用于药物研发平台和手性药物生产的氨基酸和肽类产品，其定制生产业务是增长速度最快的领域之一。
尽管应用于生物科技和制药领域的合成氨基酸在氨基酸中的使用比重刚刚超过50%。
但据统计，这两个领域使用合成氨基酸的年平均增长率达到了9.8%。
除此之外，应用于强效增甜剂的合成氨基酸预计将以年均3.8%的速度增长,到2009年可达到4.27亿美元，这一增长势头将主要出现在美国市场。
相信随着更多蛋白质类药物的研发和上市销售，合成氨基酸在制药和生物科技领域里的应用将更加锦上添花。
一、氨基酸发酵行业的现状与趋势
许多种氨基酸均可利用微生物发酵法进行生产，使氨基酸产量大增，其生产成本大为降低。
目前，全球氨基酸产品多达数十种，总产量已逾220万吨，其中应用于食品工业的氨基酸占总量的60％左右，主要用于增加食品营养、提高食品风味、防止食品变质以及消除食品异味等方面。
在氨基酸产品中，谷氨酸一钠（味精）、赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸等的产量较大，其中味精年产量已逾120万吨。
氨基酸的主要生产国家有日本、中国、美国、德国、法国、印尼、泰国及韩国等，其中日本在氨基酸的研究开发、生产技术、产品种类以及产量方面居世界领先地位，其味之素公司能够控制全球氨基酸市场60％的份额。
我国从1958年开始筛选谷氨酸产生菌，同时积极开展谷氨酸发酵基础性研究，1964年在上海投入工业化生产试验。
随后，在北京、上海、天津、广州等地的研究部门及高校相继选育出谷氨酸高产菌株，全国各地纷纷建厂采用发酵法生产谷氨酸。
至2004年，国内年产味精已逾90万吨，产量超越日本，居世界第一位，一部分厂家的谷氨酸发酵水平可达到世界领先水平。
近年来，我国赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸的发酵生产发展迅速，虽然起步较晚，但由于技术交流广泛，使这些氨基酸的生产规模与生产技术水平的起点都比较高。
同国外的先进水平相比，我国氨基酸工业仍然存在较大的差距，主要表现为：
产品品种少，精氨酸、组氨酸、丝氨酸、色氨酸等品种的生产依然是我国氨基酸产业的瓶颈；大部分生产厂家生产规模小，生产水平低，能耗、物耗偏高；对生产废液的综合利用和治理能力偏低，环境污染严重。
目前，氨基酸国际市场需求有比较显著的增大，世界各大公司如日本味之素公司、日本协和发酵公司、德国Deggusa公司以及美国ADM公司等，正在氨基酸的技术开发和经营规模上展开了激烈的竞争。
作为调味添加剂的L-谷氨酸一钠仍有增长的空间，世界各大公司努力对味精行业积极加大资金和技术的投入，进行技术、规模的改造。
随着世界人口的增长和生活水平的不断提高，世界各国对肉类食品的需求增长惊人，养殖业将有一个持续的发展，并带动饲料业的发展，而饲料添加剂所用的氨基酸如L-赖氨酸、L-苏氨酸、L-蛋氨酸、L-色氨酸等，将是未来氨基酸产业发展的一个热点。
20世纪90年代以前，氨基酸主要被作为营养性输液原料，占药用氨基酸的80％左右。
从20世纪90年代后期开始，氨基酸及其衍生物逐渐成为合成活性药物的重要原料，例如，1998年作为合成药物中间体的氨基酸原料用量首次超过营养性输液所用的氨基酸原料。
因此，近年来，世界药用氨基酸的年增长率在10％以上，发展药用氨基酸也是氨基酸工业的一个热点，且药用氨基酸中热点品种众多。
另外，氨基酸的应用领域正在向化工、化妆品方面拓展，例如，聚氨基酸是具有生物降解性的生物材料，在“绿色化学产品”中已崭露头角，应用于缝合线、人工皮肤、药物与基因治疗的载体等方面。
因此，聚氨基酸研究是生物化学、药用化学、高分子材料学等多个学科交叉的热点，其生产也将是21世纪氨基酸工业的发展趋势之一。
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。
随着生物工程技术产业逐渐成为21世纪全球的主要产业之一，氨基酸的需求量越来越大，品种变更越来越快，工艺改革越来越新。
目前全世界氨基酸每年的产量为100万t，耐需求总量是800万t，其中蛋氨酸25万t，赖氨酸50万t；中国氨基酸的需求总量为10～15万t（实际产量为3万t），其中蛋氨酸5万t，赖氨酸6.4万t。
从组成上看，中国自20世纪60年代起，食品工业的氨基酸用量占61%，饮料工业的氨基酸用量占30%，医药、日用化工、农业、冶金、环保、轻工、生物工程技术等方面占用的比例逐年增加。
二、氨基酸的应用
Ⅰ、食品工业中的应用
1、调味的作用
L-谷氨酸一钠俗称味精，其产量居氨基酸之首位，作为重要的鲜味剂，一般应用于家庭、饮食业的烹饪以及食品加工业的调味。
甘氨酸呈甜味，略带苦味和甘味，在食品加工业中常被称作甜味剂，如调制酒类、清凉饮料、速食食品、水产加工品等的加工。
L-天冬氨酸和苯丙氨酸缩合成天冬氨酸甲酯（简称甜味素，AMP），其甜度是蔗糖的150倍，几乎不增加热量，可作为糖尿病、肥胖症等疗效食品的甜味剂，也可作为防龋齿食品的甜味剂。
2、增香与除臭的作用
烘焙食物的香气来自氨基酸与糖反应生成的分解产物，主要涉及食品非酶褐变过程的美拉德反应和斯特勒克降解反应，添加氨基酸可强化这两个反应。
例如，烘烤面包时，添加脯氨酸可强化面包的香气，添加赖氨酸或丙氨酸使烘烤后具有蜂蜜般香味，添加缬氨酸使烘烤后具有芝麻般香味。
利用L-半胱氨酸的美拉德反应，可以调制出牛肉、猪肉般的“肉香”。
羊肉、鱼和大豆等因含有中级脂肪酸、挥发性胺或正己醛而具有特殊的异臭味或腥味，用以丙氨酸为主的矫味剂可除去。
利用L-赖氨酸6-位氨基的活泼性，也可消除食品加工中产生的异臭味。
3、保质与保鲜的作用
氨基酸可以作为抗氧化剂，有效地延长食品的保质期。
例如，胱氨酸、亮氨酸、色氨酸等适用于油脂储存过程中抗氧化；脯氨酸、蛋氨酸与维生素E制成的复合抗氧化剂可防止虾、蟹的腿色和变黑；半胱氨酸盐酸盐可以作为天然果汁的抗氧化剂。
用氨基酸作为防腐剂，既可起防腐作用，又具有营养、风味等作用。
例如，甘氨酸能抑制枯草杆菌、大肠杆菌的生长，添加到食品中起到防腐保鲜的作用；赖氨酸可以用于水果及其罐头制品的保鲜与保色。
4、营养的作用
氨基酸是构成天然蛋白质的基本单元，人类从膳食中的蛋白质获取各种氨基酸以满足机体的需求。
赖氨酸、苏氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸等8种氨基酸属于必需氨基酸，人、哺乳动物自身不能合成，必须由食物供给。
动物性蛋白质中8种必需氨基酸的比例与人体所需要的比例基本一致，而大多数植物蛋白质往往缺乏部分必需氨基酸或者其比例与人体所需要的比例不同，因此，可以在植物食品中添加一些氨基酸进行强化，使其营养价值接近动物性蛋白的水平。
例如，采用赖氨酸强化谷物，是联合国粮农组织和世界卫生组织所确认并推荐的一种做法，能够有效地解决蛋白质短缺的问题。
对婴幼儿而言，赖氨酸能够促进钙的吸收，加速骨骼生长，对婴幼儿的生长发育十分有益。
Ⅱ、在医药工业中的应用
1、作为营养性输液
生物体中，蛋白质的合成与分解是处于一种动态平衡状态，为了维持体内氮的平衡，需由外界供给蛋白质过氨基酸。
病患者在不能由口腔摄取食物时，可以通过输入氨基酸制剂改善患者的营养状况，促进康复。
目前，氨基酸输液除了包含8种必需氨基酸，还包含多种非必需氨基酸。
2、治疗的作用
氨基酸及其衍生物可以作为药物使用。
精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸对高氨血症、肝机能障碍等疾病具有显著疗效。
天冬氨酸可用于治疗心脏病、肝病、糖尿病等疾病。
谷氨酸及其衍生物可改进和维持脑机能，用于治疗运动障碍、脑炎、蒙古症、肝昏迷等症。
胱氨酸可作为治疗皮肤及皮肤损伤的药物。
组氨酸可扩张血管、降低血压，常用于心绞痛、心功能不全等疾病的治疗。
蛋氨酸可用于治疗肝炎、肝硬化等疾病，也可缓解砷、四氯化碳、苯、吡啶等有害物质的毒性。
支链氨基酸可用于肝功能衰竭等疾病的治疗，也可治疗神经障碍以及贫血等。
赖氨酸、脯氨酸可作为利尿剂和抗高血压药物。
苯丙氨酸具有抗肿瘤的作用。
环丝氨酸可用于治疗结核病。
3、起载体与粘接作用
聚合氨基酸是同一氨基酸单体化学法或微生物法合成的一类高分子聚合物，具有抗腐蚀性、耐热性、组织的相容性与消化吸收性，可作为药物的缓释、靶向载体和外用药物的载体，也适用于外科及手术用的粘胶剂、止血剂及密封剂。
例如，CellTherapeutics公司利用生物可降解的聚谷氨酸作为紫杉醇的载体，开发了抗肿瘤药物——聚谷氨酸紫杉醇（PG-TXL）；将氨甲嘌呤（治疗肿瘤、白血病的药物）与ε-聚赖氨酸聚合，能提高药物的疗效。
Ⅲ、在饲料工业中的应用
在氨基酸饲料学中，根据必需氨基酸的缺乏程度，可将必需氨基酸分为第一、第二或第三限制氨基酸。
饲料中的蛋白质大部分是植物蛋白质，与动物蛋白质的氨基酸组成不一致，若只增加饲料蛋白质的数量，氨基酸的比例不协调，将不能全部被动物所利用。
只有根据饲料所缺乏的限制性氨基酸进行补充，才能提高饲料中蛋白质的利用率。
对于不同品种的动物，所用的饲料不同，限制性氨基酸的含义也不同。
例如，用玉米和大豆柏饲养幼猪时，赖氨酸是第一限制性氨基酸，色氨基酸是第二限制性氨基酸；使用无鱼粉日粮饲养鸡时，蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸和色氨酸分别是第一、第二、第三和第四限制性氨基酸。
实验证明，以氨基酸作为饲料添加剂，可促进动物生长发育，改善肉质，提高产奶、产蛋，使饲料得到充分利用，节省饲料用量，降低成本。
例如，在猪的饲料中添加0.04％～0.22％（质量分数）的L-赖氨酸，猪可增重20％～35％；在饲料中添加0.1％（质量分数）左右的蛋氨酸，可使饲料中蛋白质利用率提高3％左右，可有效地提高禽类的产蛋率或猪的瘦肉率。
Ⅳ、在农药中的应用
作为无害农药，近年来氨基酸农药得到极大的发展。
利用氨基酸及其金属盐类、聚合物、衍生物可作为杀虫剂，如用甘氨酸乙酯的二硫代磷酸盐杀灭蚜虫或螨虫，效果可提30～40倍。
甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、苏氨酸、高精氨酸等均有抑菌作用，其铜盐络合剂的效果更佳。
为了提高杀虫效果，氨基酸可作为引诱剂起作用，如谷氨酸是地中海蝇的性引诱剂，赖氨酸是蚊子的性引诱剂，达到“聚而歼之”的效果，提高杀虫率5～12倍。
我国农田草害已超过病虫害，由草害引起的损失占农作物总产量的10％左右，因此，除去农田杂草具有重要意义。
由于化学除草剂的毒性大、残留期长，故氨基酸及其衍生物作为新型除草剂日益受到人们的重视，如N-3,4-二氮丙氨酸乙酯是除野燕麦的优良除草剂，硫代氨基酸酯是广谱性除草剂。
氨基酸及其衍生物可作为植物生长的促进剂，对植物生长具有一定促进用。
例如，谷氨酸钠可促进大豆增产，半胱氨酸刺激玉米的生长发育，蛋氨酸盐是黄瓜、菜豆、苹果、橙树的生长刺激剂。
Ⅴ、在化学工业中的应用
随着化妆品工业的发展，氨基酸与化妆品的关系日益密切。
例如，甘氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、丝氨酸等可组成皮肤的保湿因子，添加到化妆品中调节皮肤的机能；半胱氨酸及其衍生物可作为冷烫发中的还原剂，同时也是去头屑洗发液的重要成分；在化妆品中添加天冬氨酸及其衍生物，可防止皮肤的老化。
氨基酸带有氨基和羟基两种不同性质的官能团，若将亲油性基团导入氨基上，则可得具有阴离子表面活性作用的化合物；若将亲油性基团导入羟基，则可得具有阳离子表面活性作用的化合物。
酰基谷氨酸钠是优良的阴离子表面活性剂，具有极好的洗净力、起跑力及乳化力，可直接用于制造固体洗涤剂，也可以作为洗发剂、洗涤剂、化妆品等的原料。
月桂酰-L-精氨酸乙酸·盐酸是一种具有极强抗菌性且毒性很低的阳离子表面活性剂，可作为优良食品或化妆品的防腐剂。
聚合氨基酸具有抗腐蚀性、耐热性、抗逆性，可作为固体皮膜以及微孔性材料，水蒸气透过性能良好。
利用聚合氨基酸的生物可降解性可制造“绿色塑料”,广泛应用于食品包装、一次性餐具等。
利用聚谷氨酸极强的保湿性，可制取对肌肤具有极佳滋润效果的化妆液。
聚合氨基酸衍生物具有明显的压电效应，可作为带电防止剂添加到高分子材料中，降低制品的易带电性质。
氨基酸工业的发展趋势
⒈传统的氨基酸生产方法
世界氨基酸工业从1908年开始，先后开发了蛋白质水解抽提法、化学合成法、微生物发酵法和酶法等氨基酸生产方法。
其中蛋白质水解法是最传统的氨基酸生产方法，从1910年日本味之素公司采用酸水解大豆蛋白提取谷氨酸钠开始，到1957年发酵法生产谷氨酸成功前，全部氨基酸产品都是采用抽提法制备的。
化学合成法是20世纪50年代发展起来的方法，目前蛋氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、色氨酸等主要采用此法生产。
化学合成法生产的氨基酸品种占总量的20%，酶法生产氨基酸始于20世纪70年代。
日本1973年用固定经菌体成功进行了天冬氨酸的生产，开创了应用酶法生产氨基酸的先例。
酶法生产的氨基酸品种占总量的10%。
发酵法是1957年由日本首先成功开创的，当时由于成本问题，该项技术没用于工业化生产。
近年来，随着遗传生化学和生物工程技术的发展，发酵法已成为目前生产氨基酸的主要方法。
其生产的品种占总量的60%左右。
目前，世界上氨基酸的主要生产国家有日本、美国、德国、法国、印尼、泰国、韩国、中国等，日本在氨基酸方面的研究、开发、生产技术、品种及产量上均居世界领先地位。
⒉运用基因工程手段生产氨基酸
传统的生产氨基酸的提取法、酶法和化学合成法，同于前体物的成本高，工艺复杂，难以达到工业化生产的目的，而国内目前大多采用的诱变筛选获得的菌株发酵法生产氨基酸，也有较大的局限性，所以国内虽然有不少生产氨基酸的厂家，但由于生产工艺技术滞后，产品质量及其成本都难以参与国际竞争。
20世纪70年代兴起的基因工程为发酵工程，使发酵工业呈现欣欣向荣的景象。
通过基因突变和重组选育的大批优良菌株，不仅提高了传统产品的产量，而且开发了新产品。
应用DNA重组，基因定向诱变，可进行生产菌的定向育种，并能打破种种界限，集中不同菌株的优点，从而先育出高产、优质、易于自动化生产的基因工程菌。
目前国内用于氨基酸生产的基因工程菌的研究刚刚起步，构建的菌株还不能用于生产，但为满足氨酸市场的需求，对基团工程菌的研究势在必行，科研人员在广泛而深入地研究大肠杆菌载体一受体系统的基础上，对棒状杆菌载体一受体系统的研究取得了可喜的成绩；针对代谢过程还建立起一系列的研究手段，如营养缺陷型互补法等；在调控研究中，运用定点突变，插入失活及计算机分子空间构象模拟等手段，揭开了许多关键酶如何受反馈抑制的谜底，为代谢工程注入了新的活力，为获得高产、优质且易于自动化生产的菌株打下了基础。
可以推测，运用基因工程手段生产氨基酸将成为未来的趋势。
⒊大力发展药用中间体
⑴氨基酸及其衍生物逐渐成为药用中间体。
20世纪90年代以前，氨基酸通常被作为营养性输液原料（占药用氨基酸的80%），20世纪90年代后期起，氨基酸及其衍生物逐渐成为合成活性药物的重要原料。
据国外统计数字表明，1998年全球500种畅销药物中约有18%（90种）使用氨基酸及其衍生物作为基本中间体或关键体；1998年作为合成药物中间体的氨基酸原料销售额首次超过营养性（输液用）氨基酸原料的确切销售额。
这是氨基酸工业发展史上的一个里程碑。
目前作为活性药物合成中使用频率最高的几种氨基酸是L-脯氨酸、D-苯甘氨酸、D-羟基苯甘氨酸、L-缬氨酸及苯丙氨酸。
⑵非天然氨基酸是合成活性药物的重要原料。
目前，药用氨基酸中间体原料除用传统方法生产的天然氨基酸外，许多新药（如蛋白酶抑制剂类抗区滋病药）均使用人工合成的“非天然氨基酸”。
德国药公司与DSM公司是少数几个既能生产天然氨基酸，又能生产非天然氨基酸的大公司。
现在至少合成出30多种非天然氨基酸，可作为合成活性药物的重要原料。
⑶日本大公司的动向，日本味之素公司与协和发酵株式会社是世界主要氨基酸生产厂家，这两家公司近几年都在大力发展芭用氨基酸中间体原料的生产，以便为新药合成提供坚实的基础。
可见，发展氨基酸工业的新潮流。
⑷应生产高附加值非天然氨基酸。
天然氨基酸产品中以谷氨酸、蛋氨酸和赖氨酸等的产量最大，但附加值较低，而新型D氨基酸虽然生产数量较少，但附加值较高。
因此氨基酸行业提高企业效益的发展新方向，是生产新型合成药所需的高附加值非天然氨基酸。
三、氨基酸的作用
氨基酸是构建生物机体的众多生物活性大分子之一，是构建细胞、修复组织的基础材料。
氨基酸被人体用于制造抗体蛋白以对抗细菌和病毒的侵染，制造血红蛋白以传送氧气，制造酶和激素以维持和调节新陈代谢；氨基酸是制造精卵细胞的主体物质，是合成神经介质的不可缺少的前提物质；氨基酸能够为机体和大脑活动提供能源，氨基酸是一切生命之元。
已知基本氨基酸有二十个品种，其中赖氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸8种氨基酸，人体不能自己制造，我们称之为必须氨基酸，需要由食物提供。
此外，人体合成精氨酸、组氨酸的力不足于满足自身的需要，需要从食物中摄取一部分，我们称之为半必须氨基酸。
其余的十种氨基酸人体能够自己制造，我们称之为非必须氨基酸。
氨基酸的平衡和适量的供应是人体健康的基本前提，任何一种氨基酸供应缺乏，都会影响免疫系统和其他正常功能的发挥，使人处于亚健康状态，变得比较容易遭受疾病的侵袭。
8种人体必需的氨基酸的作用
亮氨酸
功能：
·促进睡眠
·减低对疼痛的敏感
·缓解偏头痛·缓和焦躁及紧张情绪
·减轻因酒精而引起人体中化学反应失调的症状，并有助于控制酒精中毒
参考食物：
牛奶、鱼类、香蕉、花生及所有含丰富蛋白质的食物
赖氨酸
功能:
·可减低或防止单纯性疱疹感染（热病疱疹和口唇疱疹）的发生
·能使注意力高度集中
·使制造能量的脂肪酸可被正常利用
·有助于消除某些不孕症
参考食物：
鱼肉、豆类制品、脱脂牛奶、杏仁、花生、南瓜子和芝麻
苯丙氨酸
功能:
·降低饥饿感
·提高性欲
·改善记忆力及提高思维的敏捷度
·消除抑郁情绪
参考食物：
面包、豆类制品、脱脂牛奶、杏仁、花生、南瓜子和芝麻
异亮氨酸、缬氨酸
功能:
·血红蛋白形成必需
·调节糖和能量的水平，帮助提高体能
·帮助修复肌肉组织
·加快创伤愈合
·治疗肝功能衰竭
·提高血糖水平，增加生长激素的产生
参考食物：
鸡蛋、大豆、黑麦、全麦、糙米、鱼类与奶制品
苏氨酸
功能:
·是协助蛋白质被人体吸收、利用所不可缺少的氨基酸
·防止肝脏中脂肪的累积
·促进抗体的产生，增强免疫系统
参考食物：
肉类等
蛋氨酸
功能:
·帮助分解脂肪，能预防脂肪肝、心血管疾病和肾脏疾病的发生
·将有害物质如铅等重金属除去
·防止肌肉软弱无力
·治疗风湿热和怀孕时的毒血症
·一种有利的抗氧化剂
参考食物：
大豆、其它豆类、鱼类、大蒜、肉类、洋葱和酸奶
色氨酸
功能:
·有助于减轻焦躁不安感
·促进睡眠
·可控制酒精中毒
参考食物：
糙米、肉类、花生米、大豆蛋白
四、分类
氨基酸（氨基酸食品）是蛋白质（蛋白质食品）的基本成分。
蜂王浆中含有20多种氨基酸。
除蛋白氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、苯丙氨酸等人体本身不能合成、又必需的氨基酸外，还含有丰富的丙氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸、胱氨酸、脯氨酸、酷氨酸、丝氨酸等。
科学家分析了蜂王浆（蜂王浆食品）中29种游离氨基酸及其衍生物，脯氨酸含量最高，占总氨基酸含量的58%。
据分析，氨基酸中的谷氨酸，不仅是人体一种重要的营养成分，而且是治疗肝病、神经系统疾病和精神病的常用药物，对肝病、精神分裂症、神经衰弱均有疗效。
氨基酸（氨基酸食品）的生理功能
氨基酸通过肽键连接起来成为肽与蛋白质。
氨基酸、肽与蛋白质（蛋白质食品）均是有机生命体组织细胞的基本组成成分，对生命活动发挥着举足轻重的作用。
某些氨基酸除可形成蛋白质外，还参与一些特殊的代谢反应，表现出某些重要特性。
（1）赖氨酸
赖氨酸为碱性必需氨基酸。
由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制性氨基酸。
赖氨酸可以调节人体代谢平衡。
赖氨酸为合成肉碱提供结构组分，而肉碱会促使细胞中脂肪酸的合成。
往食物中添加少量的赖氨酸，可以刺激胃蛋白酶与胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增进食欲、促进幼儿（幼儿食品）生长与发育的作用。
赖氨酸还能提高钙（钙食品）的吸收及其在体内的积累，加速骨骼生长。
如缺乏赖氨酸，会造成胃液分沁不足而出现厌食、营养性贫血，致使中枢神经受阻、发育不良。
赖氨酸在医药上还可作为利尿剂的辅助药物，治疗因血中氯化物减少而引起的铅中毒现象，还可与酸性药物（如水杨酸等）生成盐来减轻不良反应，与蛋氨酸合用则可抑制重症高血压（血压食品）病。
单纯性疱疹病毒是引起唇疱疹、热病性疱疹与生殖器疱疹的原因，而其近属带状疱疹病毒是水痘、带状疱疹和传染性单核细胞增生症的致病者。
印第安波波利斯Lilly研究室在1979年发表的研究表明，补充赖氨酸能加速疱疹感染的康复并抑制其复发。
长期服用赖氨酸可拮抗另一个氨基酸――精氨酸，而精氨酸能促进疱疹病毒的生长。
（2）蛋氨酸
蛋氨酸是含硫必需氨基酸，与生物体内各种含硫化合物的代谢密切相关。
当缺乏蛋氨酸时，会引起食欲减退、生长减缓或不增加体重、肾脏肿大和肝脏铁（铁食品）堆积等现象，最后导致肝坏死或纤维化。
蛋氨酸还可利用其所带的甲基，对有毒物或药物进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、肝硬化等肝脏疾病，也可用于缓解砷、三氯甲烷、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉等有害物质的毒性反应。
（3）色氨酸
色氨酸可转化生成人体大脑中的一种重要神经传递物质――5–羟色胺，而5–羟色胺有中和肾上腺素与去甲肾上腺素的作用，并可改善睡眠（睡眠食品）的持续时间。
当动物大脑中的5–羟色胺含量降低时，表现出异常的行为，出现神经错乱的幻觉以及失眠等。
此外，5–羟色胺有很强的血管收缩作用，可存在于许多组织，包括血小板和肠粘膜细胞中，受伤后的机体会通过释放5–羟色胺来止血。
医药上常将色氨酸用作抗闷剂、抗痉挛剂、胃分泌调节剂、胃粘膜保护剂和强抗昏迷剂等。
（4）缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和苏氨酸
缬氨酸、亮氨酸与异亮氨酸均属支链氨基酸，同时都是必需氨基酸。
当缬氨酸不足时，大鼠中枢神经系统功能会发生紊乱，共济失调而出现四肢震颤。
通过解剖切片脑组织，发现有红核细胞变性现象，晚期肝硬化病人因肝功能损害，易形成高胰岛素血症，致使血中支链氨基酸减少，支链氨基酸和芳香族氨基酸的比值由正常人的3.0~3.5降至1.0~1.5，故常用缬氨酸等支链氨基酸的注射液治疗肝功能衰竭等疾病。
此外，它也可作为加快创伤愈合的治疗剂。
亮氨酸可用于诊断和治疗小儿的突发性高血糖（血糖食品）症，也可用作头晕治疗
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