氨基酸工业回顾与发展趋势(上）

　　氨基酸工业是自20世纪50年代以来兴起的一个朝气蓬勃的新工业体系。近几年来，在氨基酸的研究开发和应用等方面取得重大进展，发现的氨基酸的种类和数量已由上世纪60年代50种左右，发展到上世纪80年代的400种，目前已达1000多种。上世纪60年代初，世界氨基酸产量不过10万吨，现在已达上百万吨。20世纪60年代初，氨基酸主要用于鲜味调料。上世纪60年代后期开始用于饲料添加剂。上世纪70～80年代用于营养制剂。上世纪90年代以后用于医药保健、食品添加剂、日用化工、农药等。随着生物工程技术产业逐步成为21世纪全球的主导产业之一，氨基酸产业的发展也日新月异。
　　一、氨基酸工业发展状况
　　（一）生产方法
　　从20世纪初期，氨基酸工业化生产以来，氨基酸生产大体有蛋白质水解法、化学合成法、微生物发酵法和酶法四种生产方法。
　　●蛋白质水解法
　　以豆粕为原料，采用酸水解大豆蛋白的方法来获取氨基酸。如早期的味精生产方法。现在有用废蛋白质原料如动物毛发等水解法转为复合氨基酸。
　　●化学合成法
　　该方法是20世纪50年代随着石油化工工业的发展而兴起，是利用有机合成和化学工程相结合来生产氨基酸。目前DL－蛋氨酸、甘氨酸、DL－丙氨酸等就采用此方法生产。
　　●微生物发酵法
　　是借助微生物具有自身合成所需氨基酸的能力，通过对菌株的筛选、诱变处理及代谢过程的调节来达到合成某种氨基酸的目的。目前60％以上的氨基酸是采用生物发酵法进行生产的，其中产量最大的是谷氨酸，其次是赖氨酸。
　　●酶法
　　利用微生物中特定的酶作为催化剂，由底物经过酶催化生成所需的产品。目前应用酶法生产的氨基酸有10多种，如L－丙氨酸、L－色氨酸、L－丝氨酸等。
　　（二）氨基酸产品的发展
　　在上世纪60年代确立的工业生物发酵法使氨基酸工业开始起飞，并使其产量大增，成本大幅下降。到上世纪90年代末，全球氨基酸总产量已达200万吨。其中谷氨酸居首，其次是赖氨酸和蛋氨酸。
　　我国药用氨基酸原料生产厂已发展到40多家，产量已由1994年的600多吨增长到4000多吨，18种必需氨基酸中已有17种实现了国产化。氨基酸类药物最大产量是氨基酸输液，2000年约为1亿瓶，2005年估计将达到3～5亿瓶。
　　上海味之素氨基酸有限公司2000年3月2日在沪建成投产，投产后一期工程生产丙氨酸、精氨酸、组氨酸、苏氨酸等10个医药用氨基酸品种，产量为830吨，今后将增加到17个品种，并逐步扩大生产规模，部分产品还出口美国、欧洲等地，并返销日本。该公司将成为国内主要的药用氨基酸原料的供应基地。而且上海已与世界最大药用氨基酸生产公司———日本协和发酵公司达成协议，拟引进日本全套先进发酵技术，生产精氨酸、组氨酸、环丝氨酸等国内氨基酸工业的缺门产品。我国氨基酸工业中的“瓶颈”现象将不复存在，届时上海将成为中国最大的药用氨基酸工业基地。
　　（三）氨基酸产品的应用
　　几十年来随着氨基酸生产技术的不断革新，成本下降，进一步促进了氨基酸的应用向多元化发展，部分应用领域已发展成熟，如在医药、食品及饲料方面的应用。
　　氨基酸在传统医药领域上用于氨基酸营养输液、代血浆用输液、止血用氨基酸输液、婴幼儿用氨基酸输液、治疗用氨基酸输液和氨基酸口服液，主要是18种必需氨基酸。目前还用于治疗药物、短肽药物和医药合成原料。作为治疗药物主要是氨基酸衍生物有数百种，广泛用于治疗肝性疾病、心血管疾病、溃疡、消炎及神经系统疾病。
　　●食品
　　氨基酸具有营养、调味、添色、增香、矫味、除臭、保鲜、保色、抗氧化等多种功能，在食品工业中的应用极其广泛，其量约占氨基酸总量的60％。在食品的调味、防止食物变质、消除异臭、提高食品风味及增加营养价值等方面发挥很大作用。目前有8种氨基酸被用于食品调味剂，主要是鲜味剂和甜味剂：有甘氨酸、色氨酸、组氨酸、胱氨酸、亮氨酸等用于防止食品变质等方面；有天门冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸，用于饮料业口感和口味的改善上。目前日本企业推出了氨基酸运动饮料、氨基酸大众饮料、氨基酸柠檬水、氨基酸减肥饮料等。
　　●饲料
　　在世界范围，最大的氨基酸市场是饲料添加剂，主要有四个方面的功效：促进动物生长发育，改善肉质；提高产奶、产蛋量；节省蛋白饲料，使饲料得到充分利用；降低成本，提高饲料利用率。目前用于饲料添加剂的有蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸7种氨基酸。其中以蛋氨酸和赖氨酸为主，其次是苏氨酸和色氨酸。
　　西方研究人员在上世纪90年代发现，在猪饲料中添加少量L－色氨酸可提高猪的瘦肉率，减少脂肪层体积并使味道更鲜美。其将成为继蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸之后的第四大饲料用氨基酸，其市场前景十分广泛。
　　●农业
　　农药对环境的污染已构成严重的社会问题，人们一致希望能有不会构成公害的农药问世。氨基酸农药即是无公害农药，其易被微生物分解，而且无毒性、不污染环境，可增强植物抗病菌能力。主要品种有杀虫剂、杀菌剂、除草剂、农药稳定剂、植物生长促进剂、脱叶剂等。　（四）氨基酸主要生产情况
　　●日本味之素公司创业于1909年的日本味之素公司，其氨基酸产业历史是最长的，也是目前实力最强的国际大公司。味精产量居世界之首。赖氨酸方面计划在2004年末，将饲料赖氨酸加工能力提高35％，达到27万吨／年。拟将泰国加工厂加工能力提高2万吨。将美国和意大利的加工厂加工能力分别提高1万吨。而在巴西方面改造工程分两步走，第一步在今年夏天增加1．8万吨，第二步到2004年末再增加1．2吨，合计3万吨。在其他药用氨基酸方面也是品种最多、产量最大的公司之一。在中国有上海味之素氨基酸公司、莲花味之素公司、莲花味之素氨基酸公司、川化味之素公司。
　　●日本协和发酵公司在药用氨基酸生产技术的研究开发方面，日本协和发酵是比较著名的。近年来，协和发酵先后与我国的上海冠生园、天厨味精厂合资，共同开拓中国市场。日本协和发酵公司注重新技术的应用。最近成功研究出一种有利于工业化生产的氨基酸生产方法，荒木等人发现利用棒状谷氨酸生产菌，并以L－天冬氨酸为氮源，可以提高氨基酸的生产效率。且发现将L－天冬氨酸或其盐为发酵基质加入发酵培养基之中，效果更加显著。此外，协和的赖氨酸是世界上主要生产公司之一，苏氨酸和色氨酸也有相当的规模。
　　●德国Deggusa公司
　　德国Deggusa公司是生产氨基酸实力比较强的公司之一，化学法生产的蛋氨酸居世界首位。发酵法生产的赖氨酸具有相当的规模，苏氨酸基本上被Deggusa和味之素所控制。Deg