苏氨酸(哺乳动物的必需氨基酸和生酮氨基酸)

苏氨酸哺乳动物的必需氨基酸和生酮氨基酸

苏氨酸学名2-氨基-3-羟基丁酸。一种含有一个醇式羟基的脂肪族α氨基酸。L-苏氨酸是组成蛋白质的20种氨基酸中的一种,有两个不对称碳原子,可以有4种异构体。是哺乳动物的必需氨基酸和生酮氨基酸。苏氨酸主要用于医药、化学试剂、食品强化剂、饲料添加剂等方面。

中文名

苏氨酸

别名

L-羟基丁氨酸; α-氨基-β-羟基丁酸; 2S,3R)-2-氨基-3-羟基丁酸;

化学式

C4H9NO3

熔点

255℃

外观

黄白结晶状粉末

英文名

Threonine

缩写

Thr

CAS号

72-19-5

摩尔质量

119.12

溶解度(水)

90 g/L (20°C)

3CH(OH)CH(NH2)COOH

比旋光度 -26.7°C -29.6°C

重金属 (Pb) 10PPM Max

PH 值 5.0-6.5

发现

苏氨酸(L-苏氨酸)是由W.C.Rose 1935年从纤维蛋白水解产物中分离和鉴定出来的。[2]1936年,Meger对它的空间结构进行了研究,因结构与苏糖相似,故将其命名为苏氨酸。苏氨酸有四种异构体,天然存在并却对机体有生理作用的是L-苏氨酸。

代谢途径

苏氨酸在机体内的代谢途径和其他氨基酸不同,是唯一不经过脱氢酶作用和转氨基作用,而是通过苏氨酸脱水酶(TDH)和苏氨酸脱酶(TDG)以及醛缩酶催化而转变为其他物质的氨基酸。途径主要有3条:通过醛缩酶代谢为甘氨酸和乙醛;通过TDG代谢为氨基丙酸、甘氨酸、乙酰COA;通过TDH代谢为丙酸和α-氨基丁酸。

主要用途

苏氨酸是一种重要的营养强化剂,可以强化谷物、糕点、乳制品,和色氨酸一样有恢复人体疲劳,促进生长发育的效果。医药上,由于苏氨酸的结构中含有羟基,对人体皮肤具有持水作用,与寡糖链结合,对保护细胞膜起重要作用,在体内能促进磷脂合成和脂肪酸氧化。其制剂具有促进人体发育抗脂肪肝药用效能,是复合氨基酸输液中的一个成分。同时,苏氨酸又是制造一类高效低过敏的抗生素——单酰胺菌素的原料。 

随着人民生活水平的提高和养殖业的发展,苏氨酸作为饲料用氨基酸,广泛用于添加仔猪饲料、种猪饲料、肉鸡饲料、对虾饲料和鳗鱼饲料等。具有下列特点: 

可调整饲料中氨基酸平衡,促进生长; 

可改善肉质; 

可改善氨基酸消化率低的饲料原料的营养价值; 

可生产低蛋白的饲料,有助于节约蛋白质资源; 

可降低饲料原料成本; 

可降低畜禽粪便和尿液中的含氮量,畜禽舍中氨气浓度及释放速度。 

德国科学家在人体血液中发现了一种苏氨酸,实验发现,它可以阻止艾滋病病毒附着和侵入体细胞,通过干扰艾滋病病毒的表面蛋白,使其不能发挥作用。这种氨基酸的发现为抗艾滋病药物的研制提供了路径。

安全信息

R36刺激眼睛。

R37刺激呼吸系统。

R38刺激皮肤。

S24避免皮肤接触。

营养价值

用于平衡氨基酸

可消除因赖氨酸过量造成的体重下降,减轻色氨酸或蛋氨酸过量引起的生长抑制; 吸收进入体内后可转变为其它氨基酸,特别是在饲料氨基酸不平衡时更为明显。 

提高采食量

苏氨酸对采食量有一定的调节作用,采食量和日增重随苏氨酸水平的升高而增加;当超过最大需要量时,随着苏氨酸水平的升高,采食量和日增重下降,即苏氨酸过多或过少都会降低采食量和日增重量。 

免疫作用

苏氨酸缺乏会抑制免疫球蛋白及T.B淋巴细胞的产生,进而影响免疫功能,在禽类免疫球蛋白分子中苏氨酸是主要的限制性氨基酸,添加苏氨酸可提高雏鸡对新城疫病毒的抗体效价。 

调节脂肪代谢

在动物日粮中添加苏氨酸对机体脂肪代谢有明显的影响,它能促进磷质合成和脂肪酸氧化。 

降低仔猪腹泻率

实验证明苏氨酸是小肠黏液蛋白的主要组分,在猪小肠表面糖蛋白的合成中是必需的,在维护猪特别是乳仔猪肠道健康和肠粘膜功能中有重要作用。通过在低蛋白日粮中添加合成氨基酸降低日粮粗蛋白含量,既经济且对动物生产性能无不良影响。对于早期断奶仔猪尤其重要,由于仔猪消化系统尚未发育完全,日粮中蛋白含量高时易诱发营养性下痢,利用添加合成氨基酸的低蛋白日粮可减少仔猪下痢发生率。

鉴别测定

酸度

取该品0.20g,加水20ml溶解后,依法测定,pH值应为5.0~6.5。

溶液的透光度

取该品1.0g,加水10ml溶解后,照分光光度法,在430nm的波长处测定透光率,不得低于98.0%。

氯化物

取该品0.30g,依法检查,与标准氯化钠溶液6.0ml制成的对照液比较,不得更浓(0.02%)。

硫酸盐

取该品1.0g,依法检查,与标准硫酸钾溶液2.0ml制成的对照液比较,不得更浓(0.02%)。铵盐 取本品0.10g,依法检查(附录Ⅷ K),与标准氯化铵溶液2.0ml制成的对照液比较,不得更深(0.02%)。其他氨基酸 取本品,精密称定,加水制成每1ml中含2mg的溶液,照薄层色谱法试验,吸取上述溶液5μl,点于硅胶G薄层板上,以正丁醇-丁酮-浓氨溶液-水(5:3:1:1)为展开剂,展开后,晾干,喷以茚三酮的丙酮溶液(1→50),在90℃干燥10分钟,立即检视,应只显一个紫色斑点。干燥失重 取本品,在105℃干燥3小时,减失重量不得过0.2%。

炽灼残渣

取该品1.0g,依法检查,遗留残渣不得过0.1%。铁盐 取本品1.0g,依法检查(附录Ⅷ G),与标准铁溶液1.0ml制成的对照液比较,不得更深(0.001%)。

重金属

取炽灼残渣项下遗留的残渣,依法检查,含重金属不得过百万分之二十。

砷盐

取该品2.0g,加水23ml溶解后,加盐酸5ml,依法检查(附录Ⅷ J第一法),应符合规定(0.0001%)。

热原

取该品加氯化钠注射液制成每1ml中含40mg的溶液,依法检查,剂量按家兔体重每1kg注射10ml,应符合规定(供注射用)。

含量测定

取该品约0.1g,精密称定,加无水甲酸3ml与冰醋酸50ml使溶解,照电位滴定法,用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定,并将滴定的结果用空白试验校正。每1ml高氯酸滴定液(0.1mol/L)相当于11.91mg的C4H9NO3。

市场情况

苏氨酸的生产方法主要有发酵法,蛋白质水解法和化学合成法三种,微生物发酵法是生产苏氨酸的主流方法。长期以来,国际市场对苏氨酸的需求持续稳定增长,是需求增长最快的氨基酸品种之一,特别是在化学及生化、食品添加剂、饲料添加剂等方面的用量增长快速,大有取代色氨酸而成为除赖氨酸、蛋氨酸以外的发展最迅速的第三大氨基酸。

美国、法国、德国、日本等国家对苏氨酸的合成、分离、应用等方面进行了一系列的研究,特别是日本在发酵法生产苏氨酸方面有一定的优势,味之素公司是世界上最大的苏氨酸生产企业,该公司生产的苏氨酸占据全球市场60%以上的份额,味之素欧洲公司苏氨酸生产能力为3.5万吨,味之素Heetleand公司生产能力1万吨,该公司为扩大市场占有率,计划将其苏氨酸产能提高到5万吨。

德国德固赛公司也是苏氨酸生产大户,并且是世界唯一能够同时生产三大氨基酸产品(蛋、赖、苏)的企业。

日本协和发酵工业公司和美国ADM公司分别拥有1万吨和5000吨的苏氨酸生产规模,此外韩国希杰公司,Cheil三星印尼公司等也生产苏氨酸。到2005年为止,国外的四大氨基酸发酵企业Ajinomoto、Degussa 、ADM 、Kyowa Hakko ,这四家企业年产苏氨酸总计已接近6万吨。

中国苏氨酸产业发展较晚,在上世纪90年代以前国内基本没有生产,在90年代以后才开始生产。经过十年的发展,到20世纪末产量也未能突破200吨,产品的主要市场也是医药行业,主要用于种氨基酸输液(氨基酸输液常用于手术前后的身体恢复,营养不良及慢性消耗性疾病等的辅助治疗,是临床用量很大的品种。特别是我国的人口结构趋于老龄化,并且医疗保健意识不断提高,使得氨基酸输液产量达一亿五千万瓶,增长率超过15%)。

全球的苏氨酸生产量的70%左右消往欧洲,这是因为欧洲大部分饲养户是以苏氨酸含量较少的小麦为饲料,最近几年,随着亚洲、北美等地区对苏氨酸需求的快速增长,使苏氨酸生产跨入了一个崭新的阶段,目前全球苏氨酸以每年20%多的增长率高速增长。在1993年,全世界苏氨酸产量不足 4000吨,1996年为5000吨,1999年猛增至2.5万吨,2002年4万吨,到2005年产量已接近7万吨,比10年前增长了15倍多。

参考资料

1.L-苏氨酸的用途和特点介绍·元素商城

2.L-苏氨酸的主要用途·布克

标签: 苏氨酸