氨基酸类饲料添加剂-L-半胱氨酸

３ 酶法合成 ． （） Ｄ １ 以 Ｌ一２一氨基 一噻 唑 啉 一４一羧 酸
（ Ｌ～Ａ Ｃ） Ｄ Ｔ 为前 体 生 产 Ｌ一半 胱 氨 酸 和 Ｌ一胱 氨 酸
１７ ９ ７年 ， ａｏ等 发 现 土壤 中 的一 些假 单 胞 Ｓｎ
菌能够 把 Ｄ Ｌ—Ａ Ｃ转化 为 Ｌ一半 胱 氨酸 ， 且 Ｔ 并
【 量标 准 】 照 ＡＩ２ 质 参 Ｊ （日本 味 之 素 ９ ９ ２版
布在 肝 、 、 中外 ， 脾 肾 还大 量积 聚在 人体 表 面包括
一
２ 一 ６
中 国饲 料 添 加 剂
２ １ 年 第 ５期 （ 第 １７期 ） ０１ 总 ０
皮肤 、 膜、 粘 消化器 官表 面等 ， 异物 包括经 口摄 在 取 的 、 大气 吸 人 的 、 从 与皮 肤接 触 侵 入 的异 物侵 入 时可强 化生 物体 自身 的防卫 能力 、 整生 物体 调 的防御机 构 。在生物 体 内具有抱 合作 用等 ， 对 故 范 围广泛 的毒 物 如 甲醛 、 醛 、 仿 、 乙 氯 四氯 化碳 、 铅、 、 镉 氯化 汞 、Ｃ 、 豚毒 、 精 等具 有有 效 的 Ｐ Ｂ河 酒
酸 生 产工艺
≤ １ ／ｋ ０ ｍｇ ｇ
≤ １ Ｉ ｋ Ｉ １ ｇ
其 它 氨 基 酸
符 合 规 定
≤０ ５ ． ％
≤ ０．１ ％
干 燥 失 重
灼 烧 残 渣 含 量
９８． ０％
～１ ． ０１ Ｏ％
Ｄ ｉｏ ｈｌ ｎ等从 土 壤 中分 离 到 球 形 芽 孢 杆 菌 Ｌ ｌ
少有 ６ Ｏ～８ ， 中绝大 多数为年 产 ３ ０家 其 ０吨 以下 的小 型企业 ， 其原料 多 为当地屠 宰场加工 生猪后
【 制 法】 目前 Ｌ一 半胱氨酸的合成主要有
毛 发水解 后 还原 法 、 学 合成 法 、 化 酶法 等 。我 国
对 Ｌ一半 胱 氨 酸 的生 产 主 要 依 靠 毛发 酸水 解 后 提取 Ｌ一胱 氨酸 ， 后将 Ｌ一胱 氨 酸经 化学 或 电 然
体合 成 。Ｄ Ｌ—Ａ Ｃ为前 体 酶法 转 化生 产 Ｌ一半 Ｔ 胱氨 酸的工 艺主要 由以下 ３个部分 组成 ： 细胞 的 培养 ； 体 的 转 化 ； 物 的 提 取 。 由 Ｄ 前 产 Ｌ—Ａ Ｃ Ｔ 转化生 产 Ｌ一半胱 氨酸 具有 工 艺 简单 、 期 短 、 周
它 不仅 扩大 了菌种 改 良的方 向和范 围 ， 而且 使微 生 物菌 种 的改 造 由未 知 的 突 变 和诱 变 发展 为有 目的定 点 突变 ， 主要 通 过 以下几 个途 径增 强 生产 菌 株 的生产 能力 ： １ 利 用 多 聚 酶链 反应 （ Ｃ （） Ｐ Ｒ）
技术 ， 改造 目 的基 因 ， 基 因 产 物 的 活 力 增 加 ； 使
氨 酸
解法 对角 蛋 白水 解后氨 基酸破 坏 比较严 重 ， 收率 较 低 ， 外 碱 水 解 还 会产 生 氨 基 酸 的 外 消旋 反 另 应， 因此 目前 一般采 用 酸水 解法进行 生产 。酸水
解得 到的 Ｌ一胱 氨 酸需 进 一 步用 电解 还原 或 者
【 商品名】 半胱氨酸 ； Ｌ一 半胱氨酸 【 英文名】 Ｃｓ ｉ ；ｙ Ｌ— ｙ ｅ ｅＣ ｓ ｔｎ
解毒 作用 。 ３ 在食 品方 面 ． 半 胱氨 酸可作 为 面包发 酵助剂 、 奶粉 及果 汁 用 抗 氧剂 、 定剂 、 稳 保鲜 剂等 。 ４ 在 饲料 添加 剂方 面 ．
量 会稳步 提高 ， 争 与市场将进 一步 合理化 。 竞
据调研 ， 国胱氨 酸及半 胱氨酸 生产企业 至 我
氨酸
此 工业上 常利 用毛 发水 解来 制取 Ｌ一胱 氨酸 ， 然 后 经 电解 还原 得 到 Ｌ一半 胱 氨 酸 。角蛋 白 的水
解一 般采 用碱水 解 和酸水解 两种 方法 ， 由于碱 水
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锡粉还 原才能 得到 Ｌ一半胱 氨酸 。 ２ 化 学合成 法 ．
【 分子式】 ３ Ｓ ２ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ 【 结构式 】
合成 原理是 利 用 氯代 烷类 化 合 物经 过 氧 化 反应 、 成 反应 、 原反 应 、 加 还 取代 反应 ， 后 得 到 最
半胱 氨酸 ， 胱氨 酸的 提取 率是 ７ ５ 半 ． ％。化 学合
一 ２ — ５
１８ ９ ７年 ， ｉ Ｈｓ ｏ报 道 了 以 ０ 一乙 酰 丝 氨 酸 ａ
标 准 ） 美 国药典 ２ 或 ４版执 行 （ 表 １ 。 见 ）
表 １ Ｌ一半胱 氨酸 质量 标 准
检测项 目 比旋 光 度 溶 解 状 况 含氯量 规 格 （ Ｊ９ ） Ａ Ｉ２
＋８． ３。～ ＋９． ５。 ≥ ９ ０％ ５．
化成 胱氨 酸 ， 酸性 溶液 中较为稳 定 。水 中溶 解 在 度 ２ ０ｇ Ｌ（ ５Ｃ） 溶 于 醇 ， 溶 于 乙 醚 、 、 ８ ／ ２ ￣ ， 不 苯 丙 酮、 乙酸 乙酯 、 硫 化 碳 和 四 氯化 碳 。有 刺 激性 二
氨酸 ， 于 Ｌ一半胱 氨酸 中间体 的合 成 。 用
，．．—
—
２ ．— ４ ． ． ． —
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２１ ０ １年第 ５期 （ 第 １７期 ） 总 ０
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氨基酸类饲料添加剂 一 一 Ｌ 半胱氨酸
【 化学名 】 一 一 Ｌ ２ 氨基 一 巯基丙酸 ３一 【 别 名】 一 Ｌ 半膀胱氨基酸 ； — 巯基丙 Ｌ Ｂ一
【 工艺流 程 】
敏使 胆 磷酯 酶 等 的巯基 酶 降低 时 ， 给 Ｌ一半 胱 补 氨 酸可 维持 巯基 酶 的活性 ， 善炎 症 和过 敏 的皮 改
肤症 状 ； 有 溶 解 角 质 的作 用 ， 角质 肥 厚 的皮 具 对
肤病 有 效 ； 有 防止 生 物 体衰 老 的 功 能 ； 要 分 具 主
解还 原割备 得 到 Ｌ一半 胱氨 酸 ， 国外 有酶 法合成
和化学 合成 两种 方法 。 １ 毛发水 解后 还原 法 ． 毛发 （ 发 、 毛 、 头 猪 羽毛梗 ）的主要成分 是 角 蛋 白 ， 中 Ｌ一半 胱 氨 酸含 量 为 １ ％ ～１ ％ ， 其 ２ ４ 因
产率 高 、 消耗低 等特点 ， 不仅 已实现 工业化生 产 ，
分解 ， 因此 适 于酶 法生 产 Ｌ一半 胱 氨 酸 。该 工 艺
【 功 用 】 Ｌ一半胱氨酸是一种具有生理功
能 的氨 基 酸 ， 组成 蛋 白质 的 ２ 是 ０多 种 氨基 酸 中
唯一具 有 还原 性 基 团巯 基 （一Ｓ 的 氨 基 酸 ， Ｈ） 目
Fra Baidu bibliotek
生 产 Ｌ一半 胱氨 酸 的产 物浓 度 可 以达 到 ７ ｇ Ｌ ３ ０ ／ ，
想 的 自然美 白化 妆 品 。它 可 以 除去 皮 肤 本 身 的
黑 色 素 ， 变皮 肤 本 身 的性 质 ， 皮肤 变 得 自然 改 使
美 白。 ２ 在 医药方 面 ．
（） ２ 使用 强 启 动 子 或 独 立 启 动 子 增 强 目 的基 因 的转 录数 ； ３ 把 目的基 因 克隆 到 更 容 易 获得 产 （）
用 于 生产烫 发 精 、 晒 霜 、 水 、 发 精 等 ， 防 香 养
利 用恶 臭假 单 胞 菌 Ｃ Ｈ１—１将 Ｄ 型 ３一氯 一丙 氨 酸转 化 为 Ｄ一 胱 氨酸 。 半
４ 工程 菌基 因工程 技术 ． 该 技术 已经广 泛应 用 于微 生物 的菌 种 改 良，
这 种 以半胱 氨 酸取 代巯 基 乙酸 的高级 烫 发精 、 冷
摩 尔 转 化率 接 近 １０ ， ０ ％ 由此 推 测 出 Ｄ Ｌ—Ａ Ｃ Ｔ 转 化为 Ｌ一半胱 氨 酸 的途 径 。Ｄ Ｌ—Ａ Ｃ是 化 学 Ｔ
合成 Ｌ一 胱氨 酸的 中间体 ， 半 以丙烯 酸 甲酯为 前
气 味 ，０ ； ＝ ． ［【 』 ８ ８。（ ］９ Ｃ＝８０ ，ｍｏ ＬＨＣ） ．０ １ ｌ Ｉ 。 ／
氨 盐
≤ ０． ０２％ ≤ ０． ０％ ０３ ≤１ ０ｍ ｇ ／ｋｇ
硫 酸根
铁 盐 重 金 属 砷 盐
在最适 的底物 流 加条 件下 ， 克 鼠伤 寒沙 门 每 氏菌 干细胞 每 小 时 可 转 化 ０一乙酰 丝 氨 酸 生 成
３６ ． ｇＬ一半 胱氨 酸 ， 半胱 氨 酸 的终 浓 度 可 以达 到 ８ ｇ Ｌ ０一乙酰丝 氨酸 的摩 尔转 化 率达 到 ９ ％ 。 ３／ ， ４ （ ） ３一氯 一Ｌ一丙 氨 酸 为 前 体 的 半 胱 氨 ３以
一
前 已在生 物 化 学 、 医药 、 品 、 料 、 妆 品等 行 食 饲 化 业 得 到广 泛应 用 。 １ 在化 妆 品方 面 ．
氯 一Ｌ一 氨 酸 的转 化 率可 达 ８ ％ ～ ０ ， 丙 ０ ９ ％ 它
的缺点 是 只能 利用 Ｌ型 ３一氯 一丙 氨 酸 ， 能 有 不
效 利用 从化 学 合成 法得 到 的 Ｄ Ｌ型底 物 ， 可 以 但
而且对 毛发水 解 生 产 Ｌ一胱 氨 酸 和 Ｌ一半 胱 氨 酸工艺构 成 了极 大 的竞 争 。在各 种 微 生物 酶 法 生 产工艺 中 ， Ｄ 以 Ｌ—Ａ Ｃ的转 化工 艺研究较 早 ， Ｔ
并 已实现 工业 化 生 产 ， 物 浓 度 为 １ 时 ， 尔 底 ％ 摩 转化 率可 以达到 １０ 。 ０％ （ ） Ｏ一乙酰丝氨 酸为前体 生产 Ｌ一半胱 ２以
≤ ０． ０４％
（ Ａ ）为 前 体 的 Ｌ一半 胱 氨 酸 生 产 工 艺 ， 是 Ｏ Ｓ 它
利 用 鼠伤寒 沙 门 氏菌 Ｌ ２产 生 的乙 酰丝 氨 酸硫 Ｔ 化 氢解 酶 （ Ａ Ｓ Ｏ Ｓ ）把 ０一乙酰 丝氨 酸转 化 为 Ｌ一 半 胱 氨酸 。
Ｎｚ Ｈ Ｈ ｚ
ＣＨ Ｃ ３ ００Ｃ Ｃ Ｉ ＨＣＯ Ｈ Ｉ ＨＣ０ ＋ ＣＨ Ｏ ０一十 Ｈ２ Ｏ Ｓ ＨＳ ２ Ｓ—ＡＳ ＣＨ Ｃ ３ ＯＯ ＋ Ｈ Ｃ ＋ ２
烫精 ， 具有 烫发 容 易 、 型 易保 持 、 而不 乱 等优 发 柔
点 ， 可 以配 制 防 晒霜 和生 发 香水 ； 还 在皮 肤 蛋 白
的角蛋 白生 成 中维 持重 要 的巯基 酶 的活性 ， 且 并 补 充 巯基 ， 以维 持皮 肤 的正 常代 十 调节 表 皮 最 ， 下 层 的色 素细胞 生 成 的底层 黑 色素 ， 是种 非 常理
Ｈ
ＨＳ
成半胱 氨酸 需多步反 应 ， 生 Ｄ 产 Ｌ一型外 消旋体 ， 只有经 过化 学拆 分 才 能得 到所 需要 的 Ｌ一半 胱
【 分子量】２ ．６ １ １１ 【Ａ Ｃ Ｓ号 】２— ０— ５ ９ ４ 【Ｄ Ｍ Ｌ号 】 Ｃ ００４ ０ ＭＦ Ｄ ０ ６３６ 【 性 状】 Ｌ一半胱氨酸为 白色结 晶或结 晶 性 粉末 ， 在 中性或 微碱性 水溶 液 中能被空气 氧 其
等 医药 品 。半 胱 氨 酸及 其 衍 生 物 可 用 于 肝 脏 解
毒 、 热 镇 痛 、 疡治 疗 、 劳 恢 复 等 ， 别 用 于 解 溃 疲 特 祛 痰 、 疗 支气 管 炎 和 化 痰作 用 效 果 明显 ； 有 治 可
效地 预 防和 治 疗 放射 性 伤 害 ； 当 出现 炎症 、 每 过
一
酸 碱 度 有 机 挥 发 物 和 有 机 杂 质
４． ～５． ５ ５
１ ８ 并从 中提取 到 ０ 一乙酰 丝 氨 酸 硫 化 氢解 １，
一
酶 ， 以催 化 ３一氯 一 可 Ｌ一丙 氨酸 和 Ｎ Ｈ ａ Ｓ合 成半 胱氨酸 ， 而且 不会使 ３一氯 一Ｌ一丙 氨 酸 和 Ｎ ＨＳ ａ
半 胱氨 酸 主要 用 于 肝 脏 药 、 毒 药 、 解 祛痰 药
物 的标 准菌 株 或 其 它菌 株 中 ， 如 ， 目的基 因 例 把
转 入对 底物 的耐 受性 增 强 或 者对 产 物 的反 馈 抑 制 具有抗 性 的菌 株 ；４ 克 隆有 利 于 目的基 因转 （）
录 的激 活基 因或 缺失 抑制 基 因 。