氨基酸在食品產業中的應用趨勢

       日本是氨基酸生產大國。1981年在華沙召開第一次氨基酸國際會議以后，日本看準了氨基酸產業，1987年日本為保持其氨基酸生產與出口大國地位，通產省成立了由產業、大學和政府有關專家組成的“氨基酸化學研究會”，著手研究建立以氨基酸為基礎的新型化學產業體系。這進一步促進了日本氨基酸工業的發展和技術進步。目前，日本的世界市場占有率為35%，銷售額占50%。日本除谷氨酸、賴氨酸和蛋氨酸外，小品種氨基酸占總產量的12%，大多數是氨基酸輸液原料，控制著世界氨基酸輸液原料的一大部分市場。

　　從世界看，最大的氨基酸市場是飼料添加劑，飼料市場的最新動向就是采用低蛋白、高氨基酸、高能量的飼料，用必需氨基酸(尤其是蛋氨酸和賴氨酸)作為補充飼料，為禽業和養豬業帶來巨大生產效益。在日本作為飼料添加劑得到認可的有蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸等。日本為了用于飼料添加劑，還開發生物高技術生產色氨酸，1989年批準用重組菌株生產L-色氨酸。日本廠商遇到的難題是國內畜產業規模小，飼料需求量小。據Frost和Sullivan公司報告，日本蛋氨酸和賴氨酸的年消耗量為6萬t和3.5萬t。而德國Degussa公司估計僅賴氨酸世界市場每年約20萬t。而且蛋氨酸和賴氨酸近十年來需求量逐年以約10%的比例增加。面對這一現狀，日本公司積極開拓國際市場，1974年味之素與法國Qrsan公司合資建立Eurolysine公司，1984年又建立Heatland lysinc工廠，通過發酵法年產約10萬t氨基酸(主要為賴氨酸)。另外，味之素公司還與Nutrosweet公司合資生產天苯甲酯。日本協和發酵工業公司在美的子公司年產2萬t賴氨酸，其墨西哥子公司也在國外建立氨基酸廠，在歐洲、北美占領很多市場。

　　歐美廠商一方面鞏固和維持自己的傳統市場，一方面積極研究開發新技術。法國Rhone-Poulene公司和德國Degussa公司控制著家畜補充飼料市場上占有最大份額的蛋氨酸市場，它們以化學合成法年產20萬t，近年開始從事發酵法生產氨基酸。Rhone-Poulene公司還在美國、東歐尋找伙伴生產蛋氨酸、賴氨酸和蘇氨酸、色氨酸。Degussa公司也在開辟東歐市場，它與斯洛伐克Biotikawgk合資建立Fermes公司，1995年其蘇氨酸產量達3000t、色氨酸200t、賴氨酸1000t。

　　韓國氨基酸生產發展也很快，味元公司年產L-苯丙氨酸1500t、L-精氨酸200t。日韓歐美等國都在積極開展重組菌株生產氨基酸技術，如賴氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、精氨酸等，但目前真正投入生產的不多。澳大利亞也建立了賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸的高產工程菌，但本國無氨基酸發酵工業，所需氨基酸從日本和韓國進口。從國內情況來看，我國的氨基酸產業發展很快，具有一定的規模，還形成了自己一些優勢產品，我國是有12億人口的大國，也是人口老年化發展進程非常迅速的國家，我國對藥用氨基酸及其衍生物的需求量和富含氨基酸飲品(口服液)需求量都十分巨大。據國內統計，我國每年從國外進口各類氨基酸計有10多個品種，500多噸，消耗外匯4000多萬美元。據國家醫藥部門估算，到2000年我國氨基酸輸液將達1億瓶以上，各種藥用氨基酸的消耗在5000t以上。味精作為調味品在我國具有持久、穩定而龐大市場，目前食用谷氨酸的生產主要以發酵法生產，現已有十多個萬噸級生產廠家，年產50多萬噸。如果我們根據人均消耗0.7kg谷氨酸鈉的國際標準推算，我國年耗谷氨酸84t，現有谷氨酸年產量還遠遠達不到要求。我國另一類產量較高的是胱氨酸及半胱氨酸系列產品，去年出口量達3000t以上，幾乎占領了世界市場。我國建立了幾個千噸級的L-賴氨酸廠，但因成本高而大多停產，現L-賴氨酸的年產量只不過近2000t。我國許多氨基酸研制僅停留在實驗室階段，有的品種只停留在公斤級，與生產能力相比，我國氨基酸產品的市場要素膳除營養類型外，還有許多特殊應用的要素膳，如嬰兒用、肝功能衰竭、腎功能衰竭用以及糖尿病用等多種。

　　氨基酸的深層次加工及新產品開發

　　現在國內外氨基酸產業技術發展趨勢除了在生產技術和手段方面突飛猛進外，氨基酸深層次加工及新產品開發是另一趨向。氨基酸產品的涵義已從傳統的蛋白質氨基酸發展到包括非蛋白質氨基酸、氨基酸衍生物及短肽類在內的一大類對人類生活和生產起著愈來愈重要作用的產品類群，這為氨基酸生產的進一步發展提供了更大市場，為氨基酸及相關產業注入新的活力。

　　在醫藥方面，氨基酸衍生物作為治療藥用于臨床目前相當活躍，無論在治療肝性疾病、心血管疾病，還是潰瘍病、神經系統疾病、消炎等方面都已廣泛使用，用于治療的氨基酸衍生物不下數百種。如4-羥基脯氨酸在治療慢性肝炎、防止肝硬化方面都很有效。N-乙酰-L-谷酰胺鋁、二羥基鋁-L-組氨酸、組氨酸-維生素u-蛋氨酸、N-乙酰色氨酸的鋁、鈦、鉍均為抗潰瘍病有效藥物。N-二甲基氨基-乙基-N-乙酰谷氨酸能恢復疲勞、治療郁抑癥和腦血管障礙引起的運動失調。L-a-甲基-β酪氨酸與胼基苯丙氨酸脫羥酶的合劑，D-3-巰基-2-甲基丙酰基-L脯氨酸和利尿藥合劑，都是很好的抗高血壓藥。精氨酸阿司匹林、賴氨酸阿司匹林，既保持了阿司匹林鎮痛作用，又能降低副作用。N-乙酰半胱氨酸甲酯鹽酸對支氣管炎有很好療效。

　　氨基酸聚合物現正成為一種新的外科材料被用于臨床試驗。如以亮氨酸和酯化的谷氨酸或天門冬氨酸共聚而成的仿天然皮膚的層狀傷口裹敷物，包扎傷口后可以不必再解開而成為皮膚一部分。
多肽類藥物也是氨基酸類藥物應用的一個重要方面，如谷胱甘肽是一種用于治療肝病、藥物中毒、過敏性疾病及預防白內障的有效藥物。由9個氨基酸綜合的加壓素，對細動脈、毛細血管的血壓有促進上升作用，還有抗利尿作用。

　　氨基酸衍生物還可作為抗生素和抗菌增效劑。如用長鏈脂肪酸酰化而成的N-酰化氨基酸、有高級醇經酯化而成的氨基酸酯、用低級醇把N-酰化氨基酸酯化成的N-酰基氨基酸酯，對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性菌有廣譜的抗菌活性，對霉菌也有作用，廣泛用作活性劑和防腐劑。再如青霉素G和溶菌酶中加入氨基酸衍生物，特別是加入氨基酸酯，則青霉素G和溶菌酶表現出強烈的抗菌力和溶菌力。

　　氨基酸衍生物已廣泛用作抗腫瘤藥物，其作用方式有：(1)以氨基酸作為載體的抗腫瘤藥物，如苯丙氨酸芥子氣，L-纈氨酸、L-谷氨酸、L-賴氨酸與苯二胺氮芥共結合物。(2)利用氨基酸衍生物作為腫瘤細胞所需氨基酸的結構類似物達到抗腫瘤的目的，如S-氨甲酰-L-半胱氨酸。(3)氨基酸衍生物作為酶抑制劑的抗腫瘤藥物。如N-磷酸乙酰-L-天門冬氨酸是一個天門冬氨酸轉氨甲酚基酶的過渡狀況抑制劑，利用這個抑制劑可中斷嘧啶核苷酸的合成途徑達到抗腫瘤目的。(4)氨基酸衍生物作為中間產物的腫瘤抑制劑。(5)使癌細胞逆轉的氨基酸衍生物。

　　在食品工業方面，氨基酸衍生物已廣泛用作食品調味劑、添加劑和抗氧防腐劑，如6-氮色氨酸的甜度比蔗糖高1300倍，低熱量的二肽甜味劑(L-天門冬氨酰-L-苯丙氨酸甲酯)比蔗糖甜150倍。我國研制的L-天門冬氨酰氨基丙二酸甲葑酯的甜度超過蔗糖2～3萬倍。補鈣食品—氨基酸蟄合鈣和天門冬氨酸鈣已商品化。

　　氨基酸生產狀況及市場前景　據1993年公布的資料統計，全世界氨基酸產量達100萬t，據估計現在已不低于120萬噸。其中作為調味品及食品添加劑的約占50%，飼料添加劑約30%，藥用和保健、化妝品及其他用途的氨基酸約為20%，但世界市場總需求量至少為200萬t。由于氨基酸需求量大，價格貴，世界各大氨基酸生產國的廠商積極發展氨基酸生產技術，搶占世界市場，競爭十分激烈。