L-赖氨酸的性能与用途

简述

L-赖氨酸（L-Lysine）是一种化学物质，其分子式为C₆H₁₄N₂O₂，分子量为146.19，白色或近白色自由流动的结晶性粉末，几乎无臭，易溶于水和甲酸，难溶于乙醇和乙醚。关于L-赖氨酸生产方法，包括提取法，化学合成法，酶法，微生物发酵法。其生物合成途径具有两个完全不同的路线：二氨基庚二酸途径和a-氨基己二酸途径[1]。

L-赖氨酸是人类和动物所必需的但自身不能合成的氨基酸之一，它对平衡氨基酸组成、调节体内代谢平衡、提高体内对谷类蛋白质的吸收、改善动物营养、促进生长发育均有重要作用。L-赖氨酸的发酵不同于L-谷氨酸的发酵，每形成1 mol的L-赖氨酸需要消耗4 mol的NADPH，而每生产1 mol的L-谷氨酸只需消耗1 mol的NADPH，因此在L-赖氨酸发酵过程中，提高代谢途径中的NADPH量是增加L-赖氨酸产量的关键因素之一[2]。

性能与用途

1. 用于食品工业。L-赖氨酸是蛋白质的重要组分之一，是人体不能自身合成但又十分需要的八种氨基酸之一，是一种优良的食品强化剂。因食物中缺乏赖氨酸，所以又称“第一必需氨基酸”。将赖氨酸添加到饮品、大米、面粉、罐头等食品中可以提高蛋白质的利用率，从而大大强化食品的营养，起到促进生长发育、增加食欲、减少疾病、增强体质的作用，用于罐头中有除臭保鲜的作用[3]。

2. 用于医药工业。L-赖氨酸可用于配制复合氨基酸输液，它比水解蛋白输液效果好，副作用少。L-赖氨酸可与各种维生素、葡萄糖制成营养补剂，口服后易被胃肠吸收。此外，它还可改善某些药物的 性能，提高药效。

3. 生物研究。L-赖氨酸经过氨解反应合成一种改性聚天冬氨酸衍生物(Lys-PASP)，用FTIR红外谱图证明了Lys-PASP分子中同时含有羧基和酰胺基等基团。扫描电子显微镜(SEM)的分析结果可知：Lys-PASP的加入使溶液中CaCO₃和CaSO₄的钙垢晶体的生长过程和形态发生变化，使得钙垢疏松，细小，抑制了它们长成致密结构的钙垢，从而达到很好的阻垢效果。Lys-PASP的加入使钙垢晶型变化，减缓了试片表面点蚀的发生。另外通过化学和物理的吸附作用在试片表面形成一层吸附膜而达到较好的缓蚀效果。实验探讨了Lys-PASP接枝聚合物对CaCO₃和CaSO₄垢的阻垢能力与Lys-PASP的投加量，Ca(2+)的浓度和测试体系的温度之间的密切联系。当Lys-PASP的投加量为10 mg·L(-1)时，对CaCO₃的阻垢率为98.7%，对CaSO₄阻垢率接近于100%，而在温度达到80℃，Ca(2+)分别达到500 mg·L(-1)和7000 mg·L(-1)的浓度时，Lys-PASP也表现出很好的阻垢效果。另外，用失重法研究了当Lys-PASP和PASP均为150 mg·L(-1)时，Lys-PASP的缓蚀率比PASP高13%；用摇床实验法证明了Lys-PASP属于易生物降解的物质[4]。

4. 电化学领域。L-赖氨酸单分子层修饰玻碳电极不仅能改善多巴胺和抗坏血酸的电化学行为，而且能将多巴胺和抗坏血酸二者在裸电极上的完全重叠的单氧化峰分开成为两个完全独立的氧化峰，循环伏安(CV)图上峰间距为507mV，差分脉冲伏安(DPV)图上峰间距为460mV，由此可实现在AA的共存下对样品中的DA进行选择性测定[5]。

参考文献

[1]徐建中,等.微生物发酵法生产L-赖氨酸的研究进展[C]//全国氨基酸研究开发暨综合应用新技术新设备交流研讨会.0.

[2]张伟国,徐建中.L-赖氨酸合成代谢中NADPH代谢的研究进展[J].食品与生物技术学报, 2012(10):9.DOI:10.3969/j.issn.1673-1689.2012.10.001.

[3]雷爱祖.营养珍品L-赖氨酸[M].轻工业出版社,1984.

[4]柳鑫华,周坤,韩婕,等.L-赖氨酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能与生物降解性[J].化工学报, 2018, 69(5):10.DOI:10.11949/j.issn.0438-1157.20171199.

[5]黄燕生,陈静,许兵,等.在抗坏血酸存在下用L-赖氨酸修饰玻碳电极测定多巴胺[J].化学通报, 2006.DOI:JournalArticle/5ae9f688c095d713d89ce8de.