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饲料用氨基酸添加剂
国际分类法一般将氨基酸添加剂归入第五类（国际编码 IFN5.00.000 ）蛋白质补充料中。在 10 多种必需氨基酸中，目前可作为饲料添加剂的商品化产品约有六七种，主要包括赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、甘氨酸、精氨酸和谷氨酸等。有些新产品由于成本高，目前仅用于试验研究。
（一）赖氨酸添加剂
1.赖氨酸的理化性质 赖氨酸的化学名为 2 ， 6- 二氨基酸或 α ， ε- 二氨基已酸，是由 2 个氨基酸和 1 个羧基组成的碱性氨基酸。分子式 C 6 H 14 N 2 O 2 , 相对分子质量为 146.19 。只有 L 型才具有活性。 L- 赖氨酸是白色结晶或结晶性粉末，有旋光性， 210℃ 变黑，精密仪熔点为 224.5℃ 。易溶于水，难溶于乙醇，不溶于乙醚，易吸收 CO 2 。
2. 合成方法 第一种方法是发酵法。该法是以淀粉、糖质、硫酸铵等为原料，利用谷氨酸棒状杆菌和变异菌株，在发酵池内进行需氧发酵约两天，经多级接种、发酵而得 L- 赖氨酸初级产品，再用离子交换法并加入氨水进行提取、脱氨、浓缩，再加入盐酸进行中和、结晶、分离、干燥、精制等工序形成品 L- 赖氨酸盐酸盐。
第二种方法是化学合成 - 酶法，采用环已烯为原料与亚硝酰氯进行二聚反应，用液氨进行肟化，再与硫酸作用得到 DL-α- 氨基已内酰胺，用水解酶和消旋酶进行酶反应后加盐酸，即得 L- 赖氨酸盐酸盐初级产品，经精制后得成品。
3. 常用赖氨酸添加剂产品形式与规格 由于 L- 赖氨酸化学性质不稳定，所以产商品用赖氨酸多为 L- 赖氨酸盐酸盐。分子式 C 6 H 14 N 2 O 2 .HCI ，相对分子质量 182.65 ；呈白色或浅褐色结晶粉末，无臭或稍有异味，易溶于水，难溶于乙醇；有旋光性，熔点 263-264℃ 。
产品规格含 C 6 H 14 N 2 O 2 .HCI≥98.5% 。 L- 赖氨酸盐酸盐含 L- 赖氨酸 79.24% ，盐酸 19.76% 。 L- 赖氨酸中 ε 位的氨基，受热或长期贮存时易与还原糖类的醛基结合，发生美拉得反应（ Maillard 反应），生成氨基糖复合物，使其失支活性。
（二）蛋氨酸添加剂
1. 蛋氨酸的理化特性 蛋氨酸又称甲硫氨基酸，化学名甲硫基丁氨酸，或 2- 氨基 -4- 甲硫基 - 丁酸，是必需氨基酸中惟一含硫的氨基酸。蛋氨酸是具有旋光性的化合物，分为 L 型和型，分子式 C 5 H 11 NO 2 S 。 L- 蛋氨酸呈白色片状或粉状结晶，有硫化物的特殊气味；熔点 280-282℃ 。可溶于水及温热的乙醇中，但不溶于乙醇、乙醚、苯等有机溶剂中。
2. 常用的蛋氨酸添加剂
（ 1 ） DL- 蛋氨酸 为白色或浅黄色结晶，熔点 281℃ ，可溶于稀酸、稀碱，微溶于 95% 的乙醇中，不溶于乙醚。
蛋氨酸的合成方法有很多种，按合成的原料不同大致分为三类：以丙二酸酯为原料的合成方法；以氨基内酯为原料的合成方法和以丙烯酸为原料的合成方法。工业化生产一般采用第三种方法，以丙烯酸为原料，加甲硫醇进行加成反应，生成甲硫基丙醛，再与氰化钠或氰氢酸、碳酸氢铵、二氧化碳反应，合成 β- 甲硫基已内酯脲。然后用氢氧化钠水解，生成蛋氨酸钠盐，再用硫酸进行中和，结晶析出、浓缩、分离、干燥，生产出 DL- 蛋氨酸。动物对 L 型蛋氨酸的吸收和利用效率比 D 型高， D 型高， D 型要经异构酶转化为 L 型蛋氨酸后，才能参与体蛋白质的合成。用化学方法合成的产物是 D 型和 L 型的外消旋化合物。
（ 2 ） DL- 蛋氨酸羟基类似物 又称羟基蛋氨酸、液态羟基蛋氨酸；化学名为 2- 羟基 -4- 甲硫基丁酸；分子式 C 5 H 10 O 3 S ，相对分子质量 150.19 。
羟基蛋氨酸是 L- 蛋氨酸的前体，褐色或棕色液体，有含硫基因的特殊气味，易溶于水。虽分子结构中不含氨基，但所特有的碳链可在动物内酶的作用下合成蛋氨酸，所以具有蛋氨酸的生物活性。
羟基蛋氨酸的合成是用丙烯酸和甲硫醇在崔化剂的作用下，进行加成反应生成甲硫基丙醛，甲硫基丙醛再与氰氢酸经催化剂作用合成 2- 羟基 -4- 甲硫基丁腈，再用过量的硫酸与之反应生成 2- 羟基 -4- 甲硫丁基酸，经精制后即得成品。其生产过程原料用量少，生产线路短，副产物少，整个反应都是在液态环境中进行，便于物料的输送，这样既节省了能源、设备投资少，又对环境污染小，产品成本低。
由于试验条件和试验动物的不同，蛋氨酸羟基类似物的生物学活性为 L- 蛋氨酸的 40%-100% 。羟基蛋氨酸是液态的，在使用时需专门的喷雾式操作系统。
（ 3 ） DL- 羟基蛋氨酸类似物钙盐 是羟基蛋氨酸的钙盐，又称蛋氨酸羟基钙（ MHA-Ca ） ; 呈浅褐色粉末或颗粒，带有硫化物和特殊气味，溶于水；分子式（ C 5 H 9 O 3 S ） 2 Ca ，相对分子质量 338.4 。
羟基蛋氨酸钙盐的生产是以液态氨基酸为原料与氢氧化钙或氧化钙进行中和，经干燥、粉碎筛分制成。
（ 4 ） N- 羟甲基蛋氨酸钙 又称保护性蛋氨酸。分子式（ C 5 H 12 NO 3 S ） 2 Ca, 相对分子质量 396.53 。
为自由流动的白色粉末， N- 羟甲基蛋氨酸钙的生产是以 DL- 蛋氨酸为原料制成的，商品名称麦普伦。这种产品在反刍动物的瘤胃中不易降解，所以有益于反刍动物对蛋氨酸的利用， N- 羟甲基蛋氨酸钙以蛋氨酸计，含量 >67.6% 。
（三）色氨酸添加剂
1. 色氨酸的理化特性 色氨酸化学名 α- 氨基 -β- 吲哚基丙酸。分子式 C 11 H 12 N 2 O 2 ，相对分子质量 204.22 。
2. 常用的添加剂形式 为 L- 色氨酸， L- 色氨酸呈白色或类白色粉末，略有异味；熔点 289℃ ；难溶于水，不同温度不的溶解度为： 0℃ ， 0.23g/L ； 25℃ ， 11.4g/L ； 75℃ ， 27.9g/L;100℃ ， 49.9g/L ；可溶于热乙醇中， DL- 色氨酸熔点在 285-289℃ ， 25℃ 的溶解度为 2.5g/L 。
L- 色氨酸的合成方法有三种。一是发酵法。以葡萄糖为原料，利用基因工程重组技术提高色氨酸发酵用酶的活力。二是天然蛋白质水解法。三是化学合成 - 酶法。用吲哚或邻硝基乙苯为化学合成的起始原料，合成生到的是 DL- 色氨酸，然后经消旋酶消旋后制得 L- 色氨酸。
合成的色氨酸有 L- 色氨酸和 DL- 色氨酸两个品种， DL- 色氨酸对猪的相对活性是 L- 色氨酸的 80% ，对鸡是 50%-60% 。
（四）苏氨酸添加剂
1. 苏氨酸的理化特性 L- 苏氨酸的化学名 L-2- 氨基 -3- 羟基丁酸，分子式 C 4 H 9 CO 3 ，相对分子质量 119.12 。
L- 功氨酸是无色至黄色结晶体，熔点为 255-257℃ ，易溶于水，不溶于乙醇、乙醚和氯仿。
2. 苏氨酸的合成方法
（ 1 ）蛋白水解法 用酸、碱或酶直接水解苏氨酸含量多的蛋白质，然后用离子交换树脂分离、精制便可提取出苏氨酸。如燕麦蛋白和酪蛋白中的苏氨酸相对较多，所以可直接通过水解法从这两种蛋白中获取苏氨酸。
（ 2 ）微生物发酵法 以葡萄糖、氨、高丝氨酸为原料，用黄色短杆菌为主要发酵种发酵后精制而成。
（ 3 ）化学合成 - 酶法 此法有三种化学合成工艺，起始合成原料分别为巴豆酸、乙酰乙酸和甘氨酸铜合成生产，然后用消旋酶将合成出的 DL- 苏氨酸进行消旋后制得 L- 苏氨酸。
L- 苏氨酸纯度为 95% 以上。
（五）甘氨酸添加剂
1. 甘氨酸理化特性 甘氨酸的化学名为氨革乙酸，是化学结构最简单的氨基酸，没有旋光异构体，是雏鸡的必需氨基酸。分子式 C 2 H 5 NO ，相对分子质量 75.07 。为白色结晶或结晶性粉末，有甜味；熔点 232-236℃ ；溶于水，不溶于乙醇和乙醚。
2. 甘氨酸的合成 多采用化学合成法，近年来多用碳酸氢铵加氰化钠的工艺制备，也可用丝氨酸催化裂解而得。
（六）精氨酸添加剂
1.L- 精氨酸 又名 2- 氨基 -5- 胍基戊酸。分子式 C 6 H 14 N 4 O 2 ，
2.L- 精氨酸的合成 水解蛋白质可得到具有生理活性的 L- 型精氨酸。工业化生产是从明胶的水解产物磺酸盐沉淀而制取的。 L- 精氨酸也可在 Ba(OH) 2 存在的条件下，由 L- 鸟氨酸和氨基氰的水溶液制取。
（七）谷氨酸添加剂
谷氨酸又名 2- 氨基戊二酸，分子式 C 5 H 9 NO 4 ，相对分子质量 147.13 。
谷氨酸是一种一氨基和二羟基的酸性氨基酸，无色或白色结晶性粉末。虽然谷氨酸对猪、禽不是必需氨基酸，但在雏鸡、高产蛋鸡以及仔猪日粮中添加谷氨酸，可在动物体内转化为必需氨基酸。将谷氨酸钠按 0.1% 的量添加于动物日粮中，可以提高食欲和促进生长。在养蚕业，将谷氨酸钠添加于人工蚕饲料中，可提高结茧率和茧层重量。 |
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