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1、中山职业技术学院毕业论文（设计）摘要氨基酸是蛋白质的基本组成单位，广泛用于食品、医药、添加剂及化妆品行业。随着生物工程技术产业的发展逐渐成为 21 世纪全球的主要产业之一，氨基酸的需求越来越大，品种变更越来越快，工艺改革越来越新。目前氨基酸每年的产量为 100 万吨,而每年需求总量为 800t。我国自 20 世纪 60 年代起，氨基酸的应用在食品工业占 61%，在饮料工业占 30%，医药、日用化工、农业、治金、环保、轻工、生物工程技术等方面占用的比例逐年增加。因此，氨基酸的分析研究也成为了工业 、农业和生命科学中的重要课题。本文主要对氨基酸的功能、应用及其测定方法进行了综述。 关键词：氨基酸、
2、蛋白质、产量、分析研究、测定氨基酸含量测定方法研究氨基酸含量测定方法研究前言氨基酸是蛋白质的基本组成单位，大约有 200 多种，但在动物的营养中起重要作用而且被人们广泛认识的只有 20 多种，称之为标准氨基酸。根据动物对氨基酸的营养需要通常分为必需氨基酸和非必需氨基酸两大类，必需氨基酸是指在标准氨基酸中，动物体不能自身合成，或者合成的速度或数量不能满足动物正常生长的需要，必须由饲料提供的一类氨基酸。 1非必需氨基酸并不是可要可不要的氨基酸，而是动物体可以自身合成或者需要量较少的一类氨基酸。必需氨基酸中需要在饲料中补充量最多的称为第一限制性氨基酸，补充量排在后面的称为第二限制氨基酸。氨基酸是动物
3、体合成蛋白质的原料来源，属食品 饲料的营养成分，在医学上具有防病治病的作用，也可作为营养型化妆品的有效成分及合成药物 、表面活性剂、 其他工业产品的化工原料 。因此，氨基酸分析是工业 、农业生产及生命科学研究中最重要的技术之一 。 21 氨基酸的种类及功能氨基酸是构建生物机体的众多生物活性大分子之一，是构建细胞、修复组织的基础材料。氨基酸被人体用于制造抗体蛋白以对抗细菌和病毒的侵染，制造血红蛋白以传送氧气，制造酶和激素以维持和调节新陈代谢；氨基酸是制造精卵细胞的主体物质，是合成神经介质的不可缺少的前提物质；氨基酸能够为机体和大脑活动提供能源，氨基酸是一切生命之元。 31.1 甘氨酸（GLY）降
4、低血液中的胆固醇浓度，防治高血压；降低血液中的血糖值，防治糖尿病；能防治血凝、血栓；提高肌肉活力，防止胃酸过多；甜味为砂糖的 0.8 倍，对人体有补益等营养作用。1.2 亮氨酸（LEU）降低血液中的血糖值，对治疗头晕有作用；促进皮肤、伤口及骨头有愈合作用；如果缺乏时，会停止生长，体重减轻。1.3 蛋氨酸 （MET）参与胆碱的合成，具有去脂的功能，防治动脉硬化高血脂症；有提高肌肉中山职业技术学院毕业论文（设计）活力的功能；促进皮肤蛋白质和胰岛素的合。1.4 酪氨酸 （TYR）造肾上腺激素、甲状腺激素和黑色素的必需氨基酸；可防治老年痴呆症；促进新陈代谢，增进食欲；对治疗胃溃疡等慢性疾病、神经性炎症
5、及发育不良等效果；与色素形成有关系，缺乏时会利白化症。1.5 组氨酸（HIS）参与血球蛋白合成，促进血液生成；产生组氨、促进血管扩张，增加血管壁的渗透性；医治胃病、十二指肠等有特效；促进腺体分泌，对过敏性疫病有效果；可治疗消化性溃疡、发育不良等症状；可治疗消化性溃疡、发育不良等症状；对治疗心功能不全、心绞痛、降低血压、哮喘及类风湿关节炎 有效果。1.6 苏氨酸（THR）人体必需，缺乏时会使人消瘦，甚至死亡。1.7 丙氨酸（ALA）能促进血液中酒精的代谢（分解）作用增强肝功能，有保肝护肝作用：甜味为砂糖的1.2倍。1.8 异亮氨酸 （ILE）能维持机体平衡，治疗精神障碍；有促进食欲的增加和抗贫血
6、的作用；如果缺乏时，会出现体力衰竭，昏迷等症状。1.9 色氨酸（TRY）促进血红蛋白的合成；防治癞皮病；促进生长，增加食欲；甜味为砂糖的35倍，配制生产的低塘食物等对糖尿病、肥胖病人食用较好。1.10 胱氨酸 （CYS）有治疗脂肪肝和解毒效果；治疗皮肤的损伤，对病后、产后脱发有疗效。1.11.赖氨酸（LYB）参与结缔组织、微血管上皮细胞间质的形成，并保持正常的渗 透性；可增加食欲，促进胃蛋白酶的分泌，增强免疫能力，改善发育 迟缓，防止蛀牙，促进儿童生长；提高钙的吸收，促进骨骼生长；如果缺乏，会降低人的敏感性，妇女会停经，出现贫血、头晕、头昏和恶心等病状。1.12 天门冬氨酸（ASP）氨基酸含量
7、测定方法研究降代血氨，对肝有保护作用；对肌肉有保护作用，可治疗心绞痛，对心肌梗塞等有防治效用；增加鲜味，促进食欲。1.13 缬氨酸（VAL）促使神经系统功能正常；如果缺乏时，会造成触觉敏感度特别提高，肌肉的共济运动失调；可作为肝昏迷的治疗药物。1.14 苯丙氨酸（PHE）在机体内转变为酪氨酸，促进甲状腺素和肾和肾上腺素的合成。1.15 脯氨酸 （PRO）对高血压有疗效作用。1.16 丝氨酸 （SER）降低血液中的胆固醇浓度，防治高血压；是脑等组织中的丝氨酸磷脂的组成部分；结核细菌病有效果，可治疗肺病。1.17 谷氨酸 （GLU）降低血氨，有解氨毒的作用；参与脑的蛋白和塘代谢，促进氧化，改善中枢
8、神经活动，有维持和促进脑细胞功能的作用，促进智力的增加；对严重肝功能不全，肝昏迷，酸中毒，癫痫精神分裂症、神经 衰弱等有治疗效果；对治疗胃溃疡、胃液缺乏、消化不良、食欲不振有效果；保护皮肤湿润，防治干裂，如配制的洗涤剂、化妆品，对皮肤、粘膜元刺激，适于幼儿及皮肤病患者使用。1.18 精氨酸（ARG）降低血氨，促进体中尿素生成，治疗肝昏迷等；增加肌肉活力，保持性功能，对治疗精子减少症有作用。2.氨基酸的应用2.1 在食品行业的应用 谷氨酸钠是人类应用的第一个氨基酸，也是世界上应用范围最广、产销量最大的一种氨基酸。后业人们已陆续发现甘氨酸、丙氨酸、脯氨酸、天冬酸也具有调味作用，并将之应用于食品行业
9、。赖氨基酸酸是人体必需氨基酸之一，具有增强胃液分泌和造血机能。人体缺乏赖氨酸，就会以生蛋白质代谢障碍。我国已把赖氨酸列入食品营养强化剂使用卫生标准，并开发出多种赖氨酸食品、中山职业技术学院毕业论文（设计）饮料等。天门冬氨酸与苯丙氨酸、甘氨酸与赖氨酸合成的甜味二肽（俗称蛋白糖） ，甜度为蔗糖的150倍左右，故多用于汽水、咖啡、乳制品等的生产。甘氨酸可用作食品添加剂、调味剂、氨其酸营养强化剂及保鲜剂；甘氨酸与纯碱中和产出的甘氨酸钠，可用用营养添加剂；甘氨酸溶液与碱式碳酸钠的反应产物可用于治疗缺乏症等。此外，氨其酸在食品行业的功能还有：赖氨酸可作食品除臭剂；甘氨酸可用抗菌剂；赖氨酸聚合物可作食品防腐
10、剂；甘氨酸、L-谷氨酸等可作食品香料；赖氨酸、精氨酸可作食品发色剂；甘氨酸可作膨化食品添加剂等。 42.2 在医药工业的应用 氨基酸是合成人体蛋白质、激素、酶及抗体的原料、在人体内参与正常的代谢和生理活动。用氨基酸及其衍生物可治疗各种疾病，可作为营养剂、代谢改良剂，具有抗溃疡、防辐射、抗菌、治癌、崔眠、镇痛及为特殊病人配制特殊膳食的功效。如氨基酸的混合液可供病人注射用，氨基酸的混合粉可作宇航员、飞行员的补品。又如，精氨酸药物用于治疗由氨中毒造成的脑昏迷；丝氨酸药物用作疲劳恢复剂；蛋氨酸、半胱氨酸用于治疗脂肪肝；甘氨酸、谷氨酸用于调节胃液；L-谷氨酸与L-谷氨酰氨用于治疗脑出血后记忆力障碍等。2
11、.3 在饲料添加剂行业的应用 在饮料添加剂行业用的氨基酸主要有蛋氨酸和赖氨酸，其功效主要是：促进动物生长发育；改善肉质，提高畜产的生产能力，增加产量；提高饲料利用率，节省蛋白质饲料；降低成本。如蛋氨酸主要用于鸡饲料，亦可用于猪、牛的混合饲料。又如，赖氨酸具有增强畜食欲、搞同抗病能力，促进外伤治愈的作用。 52.4 在化妆品中行业的应用 氨基酸及其衍生物易被皮肤吸收，使老化和硬化的表皮恢复弹性，延缓皮肤衰老。如氨基酸和高级脂肪酸制成的表面活性剂、抗菌剂，已成为最高效的添加剂而被广泛应用；精氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸的碳酸盐、聚天门冬氨酸等制成的护发剂、染发剂，发展成为时兴商品供应市场。2.5
12、 在农业上的应用 一些氨基酸在体外并无杀菌功能，但它们能干扰植物与病原菌之间的生化氨基酸含量测定方法研究关系，使植物的代谢及抗病能力发生变化，从而达到杀菌的目的。例如苯丙氨酸和丙氨酸制成了除草剂，这类农药易被微生物分解，不易造成环境污染。2.6 在其它行业中的应用 在生物工程方面，半胱氨酸等正开发成新的保护剂；亮氨酸、胱氨酸等正作为发酵工业中多中氨基酸生产菌的添加剂而被应用。在轻工业方面，聚谷氨酸和聚丙酸用于具有良好保温性和透气性的人造皮革和高级人造纤维的生产，在重金属提取和电镀工业方面，天门冬氨酸、组氨酸有重要的应用；谷氨酸等可用于电镀工业的电解溶液，半胱氨酸可用于铜矿探测，氨基酸烷基酯可用
13、于海上流油回收等等。3 测定氨基酸的方法3.1 分光光度法原理：分光光度法是基于物质对光的选择性吸收而建立起来的分析方法， 大部分氨基酸在紫外区无吸收，只有小部分在紫外区有吸收，而且吸收光谱严重重叠，所以，对大部分氨基酸不经分离而用紫外分光光度法同时测定，需要采用一定的数学方法3。目前常用的数学分光光度法有偏最小二乘法分光光度法卡尔曼滤波分光光度、目标因子分析分光光度法和多元线性回归分析分光光度法等方法。对紫外区有吸收的氨基酸的测定，有人也采用了其他方法，如双波长紫外吸收法三波长分光光度法和等吸光度法。 6特点：操作简单时间短，但是误差大计算繁琐。3.2 化学法1. 1 甲醛滴定法原理：是在中
14、性或弱碱性水溶液中，氨基酸与甲醛反应生成亚甲基亚氨基衍生物,亚甲基亚氨基衍生物用碱滴定，从而得到样品中总氨基酸的含量 1。特点：此法简单易行 快速方便，但准确度差，终点较难掌握。3.3 凯氏定氮法原理：通过测定样品中总氮的含量，然后根据蛋白质和氨基酸中的氮含量，得知含氮的氨基酸、蛋白质的总量常见的方法有常量法、微量法、自动定氮法、半微量法及改良凯氏法等多种 7。特点：该方法准确度高，但操作步骤复杂 试剂耗量多 测定周期长。中山职业技术学院毕业论文（设计）3.4 色谱法3.4.1 纸色谱法和薄层色谱法纸色谱法原理：以纸为载体，纸所吸附的水为固定相，展开剂为流动相，由于样品成分在两相溶剂中的分配系
15、数不同而实现分离，按操作方法分为垂直型和水平型两类。运用纸色谱法采用不同的层析液和检测用显色剂，可以对三十多种氨基酸及其衍生物进行分析。 纸色谱的特点是操作简单、分离效能较高、所需仪器设备廉价，因而应用广泛。纸色谱电泳相结合可以对氨基酸进行进一步的分离。薄层色谱法原理：根据各种氨基酸在吸附剂表面的吸附能力不同而进行分离或提纯的一种方法，常用的薄层板有硅胶、聚酰胺纤维素，采用相应的展开剂对氨基酸进行分离，然后分别采用紫外光荧光或可见光进行检测。特点：具有展开快、分离效能高、灵敏度高、耐腐蚀等特点，比纸色谱的应用更广泛。3.4.2 气相色谱法原理：将氨基酸衍生化成为易于气化的物质，将其衍生物在一定
16、温度下转化为气体，利用试样中各组分在气相和固定液液相间的分配系数不同进行检测分析。应用较广的反应有两种，即生成三氟乙酰(N-TFA)氨基酸正丁酯和生成七氟丁酰基(N-HFA)氨基酸丁基酯。 气相色谱具有高效能、选择性好、灵敏度高、操作简单的特点，还便于与质谱联用，确定氨基酸的结构，从而有可能发现新的氨基酸或测定非蛋白质氨基酸 近年来，已在生化 医药 食品等方面得到了广泛的应用 缺点：气谱法必须衍生，而衍生中又要恪守严格的条件，不能用一根色谱柱实现全氨基酸测定，样品要经过脱盐处理，操作繁琐且易带来污染。3.4.3 液相色谱法原理：由于样品溶液中的各组分在流动相和固定相中具有不同的分配系数, 在两相中做相对运动时,经过反复多次的吸附解吸的分配过程进行分离检测。由于大多数氨基酸无紫外吸收和荧光发射特征，为提高分析检测灵敏度和分离选择特性，通常将氨基酸进行衍生化。目前,氨基酸的液相色谱分析方法主要有柱后衍生法和柱前衍生法。 8柱后衍生法：先将氨基酸混合物用阳离子梯度淋洗
