我国丙氨酸的工艺路线及发展前景的可行性研究

第一节 丙氨酸的定义

丙氨酸是构成蛋白质的基本单位，是组成人体蛋白质的20种氨基酸之一。它的分子式是C3H7NO2，有α-丙氨酸和β-丙氨酸两种同分异构体。丙氨酸是组成人体蛋白质的非必需氨基酸之一，它参与体内氨基的循环、氨基酸与糖源的转换，具有重要的应用价值，也是构成食物美味的要素。（可行性研究）

第二节 丙氨酸的工艺路线

发酵液经超滤除去菌体以及大分子蛋白，接着调节一定的pH和流速通过732型强酸性阳离子交换树脂（H+型），L-丙氨酸被交换到树脂上，发酵清液中的大部分色素、可溶性蛋白、阴离子则随过流废水排走，随后用4%的氨水将树脂上的L-丙氨酸完全洗脱下来，通过减压驱氨、活性炭脱色、浓缩结晶、离心、干燥等步骤获得L-丙氨酸成品。离心分离的精制母液循环回用，可有效提高提取的收率。

L-丙氨酸提取工艺路线

第三节 丙氨酸在医药及保健品、日化、食品及食品添加剂行业的应用

丙氨酸在医药及保健品、日化、食品及食品添加剂等行业有着十分广泛的用途。

（1）医药及保健品领域

L-丙氨酸是合成维生素B6、丙谷二肽等的原料，作为营养强化剂或补充剂，可用于制备氨基酸注射液，同时也是抗菌药氧氟沙星、高血压治疗药依那普利以及新型丙肝治疗药索非布韦、新型多发性硬化症治疗药醋酸格拉替雷等的重要原料。

L-丙氨酸是天然、健康的护肝配方成分，能有效降低酒精中毒的程度，可用于配制护肝解酒和抗疲劳的保健品。研究表明，L-丙氨酸在药物缓释剂领域、糖尿病药物领域和原发性肝癌药物领域也具有巨大的潜在应用空间。

β-丙氨酸是肌肽少有的几个前体物质之一，补充β-丙氨酸有助于提升肌肉组织内肌肽的含量，从而消除肌肉疲劳，提升肌肉活动能力。

β-丙氨酸也是合成维生素B5（泛酸钙）的重要原料。

（2）日化领域

L-丙氨酸可用于合成绿色环保的温和氨基酸表面活性剂。相较于传统的表面活性剂，此类温和氨基酸表面活性剂在达到传统的有机化学表面活性剂的相同效果的同时，对环境友好，对人体健康，具有良好的去污、乳化、渗透能力，以及优良的爽肤、保湿能力，适用于敏感性皮肤及婴幼儿。

L-丙氨酸可用于生产新型螯合剂如MGDA。传统螯合剂主要种类之一是聚磷酸盐类螯合剂，包括三聚磷酸钠（STPP）、六偏磷酸钠、多聚磷酸钠和焦磷酸钠等，由于其含磷，进入湖泊和河流会导致水体富营养、藻类大量繁殖，从而破坏整个水体生态系统。而MGDA可在新型高性能环保洗涤剂中替代含磷螯合剂的成分，可以在水中自然降解，避免了传统磷酸盐对环境的负面影响，避免对人体和环境造成危害。因聚磷酸盐类螯合剂不利于消费者健康和生态环境，欧美发达国家正逐渐限制、禁止其使用。美国华盛顿州从2008年第一季度开始在所有洗涤剂中禁用磷酸盐，法国早在2009年已开始征收三聚磷酸钠（STPP）使用税，2010年美国已有16个州禁止销售磷酸盐含量超过0.5%的家用洗碗机洗涤剂，从2017年起欧盟成员国将磷酸盐在洗碗机和洗涤剂中使用量限制为不得超过0.3克每标准剂量的物质。在国内，2012年国土资源部已将三聚磷酸钠、六偏磷酸钠生产装置新建项目纳入《禁止用地项目目录（2012年本）》。这都有利于新型螯合剂MGDA的发展，从而推动丙氨酸的需求大幅增长。

（3）食品及食品添加剂领域

丙氨酸是天然、绿色的食品添加剂，可增强鲜味，调和咸味和酸味，缓和辣味、苦味和涩味等，起到柔和食品整体口感的作用，还具有引发出食品素材本身美味的效果，并且不含钠离子，更加安全健康。丙氨酸广泛添加至鱼露、酱油、咸味香精、清酒等产品，还可用于咸菜、海产品、香糟卤等的生产。

L-丙氨酸是蛋白质中含量最高的氨基酸之一，具有特殊的甜味和香味，能与其他呈香味的物质混合，使之显出更高级的香味。与其他增味剂相比，L-丙氨酸独特之处在于其参与体内氨基的循环、氨基酸与糖元的转换，具有重要的应用价值，也是构成食物美味的要素。

DL-丙氨酸常与L-谷氨酸钠、甘氨酸一起作为美味调味料使用，DL-丙氨酸还有缓冲酸碱、螯合重金属以及防止其他氨基酸褐变的作用，已在日本、韩国等国家普遍用作营养强化剂和调味剂。

（4）其他领域

L-丙氨酸作为一种机体需要的氨基酸，在动物体内氨基酸代谢方面具有非常重要的意义。在动物饲粮中添加一定量的L-丙氨酸，可以促进动物生长，缓解应激以及预防疾病；L-丙氨酸可用于制备新型环保的除草剂及其他农药产品；L-丙氨酸还可作为单体化合物用于制备可降解生物材料。在上述各领域中，L-丙氨酸已在欧盟被认可并广泛使用。

第四节 L-丙氨酸的发展前景

L-丙氨酸是一种具有特殊香味和甜味的氨基酸，可作为食品增味剂广泛应用于饮料、奶制品、糕点及各种调味料中。L-丙氨酸在国内外已被普遍用于食品中。L-丙氨酸较其他增味剂具有明显的优势。

L-丙氨酸增味剂有明显的呈味性。其呈味主要是呈鲜味和甜味，甜感较强一些。但在实际用于食品时，与增加食品甜味的作用相比，赋予食物鲜味的同时调和食品味道，更多的激发食材本身的味道。

L-丙氨酸可增加食品的鲜味。目前L-丙氨酸已广泛用于腌制食品、粥、酱油、味曾等食品中，赋予这些食物鲜味和浓郁的香味。L-丙氨酸单独使用时能呈现出很好的鲜味，但要产生独特的美味，就要通过与其他物质相互作用来增强鲜味。

在腌制物等咸制食品中添加了L-丙氨酸后，咸味会减少。在酸味食品中，添加L-丙氨酸后，可缓和酸味。L-丙氨酸对于食醋、柠檬酸等酸味，在不较大改变pH值的情况下，有中和酸因子、调和食品酸味的特点。L-丙氨酸不仅可以调整咸味或酸味食品的咸味或酸味，还能使食物更加鲜美。

L-丙氨酸是甜味很强的氨基酸，甜度为蔗糖的1.2倍。因此，在甜味食品中添加L-丙氨酸后，L-丙氨酸与甜味物质之间相互反应，让食品更加浓甜。丙氨酸还可以增强化学调味料的调味效果，缓和人工甜味剂的不良后味，同时起到提鲜的作用。

另外，L-丙氨酸还可以淡化食物中不愉快的味道，并提高食品味道的持久性。比如，豆乳有豆腥味，蔬菜汁有苦味、涩味等不好的味道，但是其在添加0.2%~1%的丙氨酸，能明显降低不愉快的味道，使口感更好。L-丙氨酸还可以防止发泡酒老化、减少酵母的臭味，使发泡、发酵酒的风味更加醇和。L-丙氨酸能有效缓和壳聚糖、丹宁、等的涩味和收敛味，以及碳酸水素钠、贝壳钙等碱性特有的刺激性味道。还能减少葡萄柚汁等柑橘系饮料的苦味及 L-缬氨酸、L-异亮氨酸等分歧氨基酸的苦味。

丙氨酸还具有螯合作用(封锁金属作用)。它能使海带、果子酱等食物适度的软化，通过这个作用，使原本很硬的海带容易食用，使果子酱类的食品长期保存也不会变硬，面包也能简单的伸缩。在毛豆中加入丙氨酸的水溶液，不仅能提高鲜味，还能在保存时保持毛豆新鲜的绿色。

随着人们对食品安全和营养的关注，食品增味剂的发展趋势也朝着安全、营养、天然、保健、多样化的方向发展。L-丙氨酸作为一种具有独特风味的可强化营养的保健型增味剂，在国内外已有广泛的应用，目前市场的需求日益增长，发展潜力巨大。随着人们生活质量的不断提高，L-丙氨酸增味剂将越来越受市场的欢迎。

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