蛋氨酸是氨基酸输液和复合氨基酸的主要成分之一。蛋氨酸可用于合成药用维生素，【蛋氨酸的作用和功效是什么】并可利用蛋氨酸的抗脂肪肝作用制备保肝制剂。因此，蛋氨酸可用于预防和治疗肝病，如慢性或急性肝炎和肝硬化，还可用于减轻有害物质如砷、氯仿、四氯化碳、苯、吡啶和喹啉的毒性反应。

下面，让我们为大家详细介绍蛋氨酸：

[背景和概述] [1][2]

蛋氨酸的分子式为C5H11NO2S，分子量为149。21 .学名甲硫基丁酸。l型是天然的，是蛋白质的一个组成部分。

【蛋氨酸的作用和功效是什么】白色片状晶体或结晶性粉末。左旋体的熔点为280 ~ 281(分解)，溶于水，不溶于无水乙醇、乙醚、苯、石油醚和丙酮。外消旋体的熔点为281(分解)，溶于水、酸和碱的稀溶液，易溶于95%乙醇，【蛋氨酸的作用和功效是什么】不溶于乙醚。l型或D型蛋氨酸具有相同的生物活性。甲硫氨酸是蛋白质合成中将信息核糖核酸“翻译”成蛋白质过程的第一步。没有蛋氨酸，蛋白质生物合成就无法开始。

【蛋氨酸的作用和功效是什么】适用于预防和治疗肝病和砷中毒，也可用作食品添加剂。蛋氨酸广泛应用于医药、食品、饲料、化妆品等领域，是用量最大的饲料添加剂。

蛋氨酸作为家禽的第一限制性必需氨基酸，是动物饲料中的必需添加剂。添加蛋氨酸的动物饲料可以帮助动物在短时间内快速生长，增加瘦肉，缩短饲养周期，节约饲料约40%。蛋氨酸是医药行业氨基酸输液和复合氨基酸的主要成分之一。

蛋氨酸不仅参与动物体内甲基转移、磷代谢以及肾上腺素、胆碱和肌酸的合成，而且还是蛋白质和胱氨酸合成的原料。随着世界人口和生活水平的提高，全球市场对蛋氨酸的需求长期以来一直在快速增长。

目前市场上销售的蛋氨酸有四种，【蛋氨酸的作用和功效是什么】分别是固体蛋氨酸、液体羟基蛋氨酸、液体蛋氨酸钠和固体羟基蛋氨酸钙盐。近年来，全球对蛋氨酸的需求以每年4% ~ 5%的速度增长。2010年，全球蛋氨酸产能超过100万吨，产量约为90万吨。

[生理功能] [3]

1.提高免疫功能

1)非特异性免疫：据报道，严重的蛋氨酸缺乏会降低肉鸡的吞噬功能。结果表明，肉鸡血清球蛋白含量随饲粮液体蛋氨酸羟基类似物(LMA)的增加呈线性增加，而外周血淋巴细胞吞噬活性和血清溶菌酶活性随LMA水平的增加先增加后降低，表明LMA能提高肉鸡的饲料利用率和非特异性免疫功能。

2)特异性免疫

大量体液免疫研究表明，日粮中蛋氨酸水平会影响动物的体液免疫。在含21%粗蛋白的日粮中添加六种不同水平的蛋氨酸，【蛋氨酸的作用和功效是什么】饲喂0-21日龄的肉鸡。绵羊红细胞抗体效价提高了60%，但当蛋氨酸水平为0。接种后70%不影响血清抗体效价。蛋氨酸可促进外周血、胸腺和脾脏中T淋巴细胞的增殖和转化能力，而蛋氨酸缺乏可降低T淋巴细胞的增殖和转化能力。

2.提高抗氧化能力

研究发现，蛋氨酸是一种重要的营养物质，通过硫转移可以产生谷胱甘肽、半胱氨酸和硫酸盐等代谢产物。这些含硫氨基酸和谷胱甘肽是抗氧化物质。抗氧化剂如谷胱甘肽可以清除体内的过氧化氢和过氧化脂质自由基。

3.提高繁殖性能

蛋氨酸能提高受精卵的受精率和孵化率，孵化后雏鸡健壮整齐。研究表明，蛋氨酸参与精子形成，低蛋氨酸水平的饮食可显著降低精子密度和有效精子数。

4.解毒功能

蛋氨酸是动物必需的氨基酸，可以用来甲基化有毒物质或解毒药物。发现蛋氨酸能与饲料中的霉菌毒素结合，大大降低其毒性，对动物有防病保健作用。

[应用] [1]

1.在制药工业中的应用

蛋氨酸是一种必需氨基酸，对人体具有重要的营养价值。蛋氨酸能维持机体的生长和氮平衡，对动物代谢过程中肾上腺素合成胆碱和肝脂肪有一定的影响。蛋氨酸能促进肝脏脂肪的代谢，临床上用于预防和治疗慢性肝炎、肝硬化和脂肪肝。也可用于磺胺类、砷或苯等引起的中毒的辅助治疗。还可用作利胆剂，调节尿液的酸碱度，减少脂肪堆积。蛋氨酸是医用氨基酸输液的重要成分，是11、14、17、18和20种氨基酸输液的主要成分之一。

2.在饲料工业中的应用

蛋氨酸是畜禽合成动物蛋白所必需的最重要的氨基酸之一。它是蛋白质饲料的强化剂和补充氨基酸平衡的营养添加剂。因为蛋氨酸不能在动物体内合成，所以需要从食物中摄取。因此，在饲料中添加蛋氨酸可以促进畜禽生长，增加瘦肉，缩短饲养周期，有效提高蛋白质利用率。当畜禽缺乏蛋氨酸时，它们会出现发育不良、体重减轻、肝肾功能受损、肌肉萎缩和毛发退化。

【蛋氨酸的作用和功效是什么】但是，在动物饲料中添加1公斤蛋氨酸相当于50公斤鱼粉的营养价值，一般添加量为0。05 %~0 .2 %.家禽配合饲料中蛋氨酸的添加量为0。5~2 .5公斤/吨，0在猪的配合饲料中。5 ~1 .0 kg  /t，如果为0。075 %~0 .25%蛋氨酸可使肉仔鸡增重11。

【蛋氨酸的作用和功效是什么】8 %~15 .在反刍动物日粮中同时添加蛋氨酸和蛋氨酸，可使绵羊产毛量提高25%，产奶量提高42%以上，产肉量提高12%，节约饲料10%。DL-甲硫氨酸、羟基甲硫氨酸、羟基甲硫氨酸钙盐和N-羟甲基甲硫氨酸作为饲料添加剂，可以通过化学方法合成。此外，蛋氨酸金属盐可以提高动物体内锌、铬、锰、铁等金属离子的生物利用度。

3.其他应用

在医疗美容方面，日本最先开发出氨基酸美容食品——氨基酸化妆品。研究证明，美容效果主要来自九种必需氨基酸，谷氨酸、脯氨酸和精氨酸。有些促进蛋白质的合成，有些促进构成皮肤的胶原蛋白、角蛋白和其他蛋白质的合成，有些促进生长激素的分泌，这有助于皮肤健康，有些改善睡眠质量和人体免疫功能，并改善营养、体质、睡眠和人的整体应激能力，所有这些都有助于健康皮肤的形成。

此外，甲硫氨酸是一种很好的抗氧化剂，因为甲硫氨酸分子中含有的硫可以清除自由基。人体细胞合成核酸胶原蛋白需要蛋氨酸，服用避孕药的女性服用蛋氨酸也是有益的。此外，蛋氨酸还广泛应用于食品、生化研究、摄影技术、化妆品等领域。

[准备] [4]

1.蛋氨酸的化学生产

蛋氨酸的生产方法分为两类：化学法和生物法。化学方法分为丙烯醛法、氨基内酯法、丙二酸酯法、酪蛋白水解法、固液相转移催化法等。目前，世界上主要的蛋氨酸生产公司都开发了自己的基于丙烯醛法的蛋氨酸生产工艺，其他化学方法在工艺路线和产品收率方面都远远落后于丙烯醛法，目前基本被放弃。

1.丙烯醛法：丙烯醛法是20世纪60年代发展起来的蛋氨酸生产工艺，分为海因法和氰醇法。

1)乙内酰脲法：丙烯醛和甲硫醇在催化剂的作用下发生加成反应，生成甲硫基丙醛；甲硫基丙醛与NaCN或HCN和NH4HCO3反应生成甲硫基乙基乙内酰脲(乙内酰脲)。然后甲硫基乙基海因在氢氧化钠或碳酸钾的作用下水解生成甲硫氨酸钠/钾；用硫酸、盐酸或二氧化碳进一步酸化得到DL-蛋氨酸，最后浓缩、结晶、分离得到蛋氨酸成品，反应方程式如图2所示。

2)氰醇法：氰醇法的产品主要是液体DL-甲硫氨酸羟基类似物或固体DL-甲硫氨酸羟基类似物钙盐。丙烯醛和甲硫醇在催化剂的作用下发生加成反应生成甲硫基丙醛；甲硫基丙醛与氰化钠或HCN反应生成2-羟基-4-甲硫基丁腈；甲硫氨酸羟基类似物(MHA)是通过用浓硫酸水解2-羟基-4-甲硫基丁腈获得的。蛋氨酸羟基类似物(MHA钙)可以通过2-羟基-4-甲硫基丁酸与氢氧化钙或氧化钙进一步反应来制备。反应方程式如图所示

2.氨基内酯法

氨基内酯法，又称-丁内酯法，主要是以-丁内酯为原料合成蛋氨酸。

3.丙二酸酯法

以2-甲硫基乙烷氯化物和邻苯二甲酰亚胺乙基丙二酸钠盐、乙酰氨基氰乙酸乙酯、乙酰氨基丙二酸二乙酯和乙酰乙酸乙酯中的一种为原料，采用丙二酸法制备蛋氨酸，产率分别为58%、48%、60.5%和70%。然后用氢氧化钠水解得到蛋氨酸亚砜，用硫酸钙还原蛋氨酸亚砜得到DL-蛋氨酸，产率达到70%。反应方程式如图所示。

4.固液相转移催化

将催化剂三乙胺滴加到甘氨酸乙酯盐酸盐、苯甲醛、无水硫酸镁和二氯甲烷的混合溶液中，制备苯基亚氨基乙酸乙酯。以氢氧化钾和无水碳酸钾为原料，经皂化反应合成苯亚氨基乙酸乙酯和2-氯乙基甲基硫醚，最后用浓盐酸水解得到蛋氨酸，产率为59%。反应方程式如图所示：

二、蛋氨酸的生物生产

近年来，生物法在药物和精细化学品的生产中发展迅速，许多企业都在努力用生物法生产蛋氨酸。生物法生产蛋氨酸的主要方法有酶解法、发酵法和化学酶法。

1.酶法拆分制备l-蛋氨酸

L-蛋氨酸不经酶转化直接被动物吸收利用，主要用于制药工业，如制备复合氨基酸输液和营养补充剂；肺炎、肝硬化、脂肪肝、胃溃疡等的辅助治疗。酶促拆分是通过光学拆分将化学合成的DL-蛋氨酸拆分成L-蛋氨酸。将DL-甲硫氨酸乙酰化为N-乙酰-DL-甲硫氨酸，用氨基酸酰化酶分解N-乙酰-DL-甲硫氨酸，最后经脱色、浓缩、结晶制得L-甲硫氨酸。反应方程式如图所示。

2.发酵生产蛋氨酸

发酵产生的蛋氨酸是左旋的，主要依靠微生物合成各种氨基酸的能力。通过对菌株的诱变处理，筛选出各种营养缺陷型和抗性突变体，缓解代谢调控中的反馈和抑制，达到过量合成氨基酸的目的。蛋氨酸生物合成的代谢调控机制复杂，生产代谢途径受到反馈的严格抑制。在甲硫氨酸生物合成途径中，不仅关键酶天冬氨酸激酶被赖氨酸和苏氨酸的协同反馈抑制，而且高丝氨酸脱氢酶也被苏氨酸抑制，苏氨酸被甲硫氨酸抑制。此外，腺苷甲硫氨酸在甲硫氨酸合成过程中对高丝氨酸氧转乙酰酶有很强的反馈抑制作用。甲硫氨酸产生菌通过以下方式调节新陈代谢：

3.化学酶法生产蛋氨酸

化学法是用化学方法合成乙内酰脲、氰醇或氨基氰，然后用化学水解法制备固体蛋氨酸或液体蛋氨酸羟基类似物。化学酶法是以化学法合成的氰醇或氰酰胺为底物，通过水解制备蛋氨酸。采用化学法和酶法制备蛋氨酸，减少了反应步骤，提高了效率，减少了副产物，减少了三废，降低了成本。

[主要参考资料]

谭、邵友元、李伟。引用该论文王志平，王志平，王志平.湖北工业大学学报，2006，21(6): 66-71。

[2]中学教师实用化学词典

杨志，杨海明，王志岳，等。蛋氨酸的生理功能及其在家禽生产中的研究与应用[J]。中国饲料，2014 (12): 21-24。

[1]党万里，金立群，郑玉国，等.蛋氨酸生产技术的研究进展[J].食品和发酵工业，2012，38(4): 152-158。