氨基酸工業(yè)回顧與發(fā)展趨勢(shì)(上）

    氨基酸工業(yè)是自20世紀(jì)50年代以來興起的一個(gè)朝氣蓬勃的新工業(yè)體系。近幾年來，在氨基酸的研究開發(fā)和應(yīng)用等方面取得重大進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)的氨基酸的種類和數(shù)量已由上世紀(jì)60年代50種左右，發(fā)展到上世紀(jì)80年代的400種，目前已達(dá)1000多種。上世紀(jì)60年代初，世界氨基酸產(chǎn)量不過10萬噸，現(xiàn)在已達(dá)上百萬噸。20世紀(jì)60年代初，氨基酸主要用于鮮味調(diào)料。上世紀(jì)60年代后期開始用于飼料添加劑。上世紀(jì)70～80年代用于營(yíng)養(yǎng)制劑。上世紀(jì)90年代以后用于醫(yī)藥保健、食品添加劑、日用化工、農(nóng)藥等。隨著生物工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)逐步成為21世紀(jì)全球的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)之一，氨基酸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也日新月異。

　　一、氨基酸工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r

   （一） 生產(chǎn)方法
    從20世紀(jì)初期，氨基酸工業(yè)化生產(chǎn)以來，氨基酸生產(chǎn)大體有蛋白質(zhì)水解法、化學(xué)合成法、微生物發(fā)酵法和酶法四種生產(chǎn)方法。
　　●蛋白質(zhì)水解法
　　以豆粕為原料，采用酸水解大豆蛋白的方法來獲取氨基酸。如早期的味精生產(chǎn)方法。現(xiàn)在有用廢蛋白質(zhì)原料如動(dòng)物毛發(fā)等水解法轉(zhuǎn)為復(fù)合氨基酸。
　　●化學(xué)合成法
　　該方法是20世紀(jì)50年代隨著石油化工工業(yè)的發(fā)展而興起，是利用有機(jī)合成和化學(xué)工程相結(jié)合來生產(chǎn)氨基酸。目前DL－蛋氨酸、甘氨酸、DL－丙氨酸等就采用此方法生產(chǎn)。
　　●微生物發(fā)酵法
　　是借助微生物具有自身合成所需氨基酸的能力，通過對(duì)菌株的篩選、誘變處理及代謝過程的調(diào)節(jié)來達(dá)到合成某種氨基酸的目的。目前60％以上的氨基酸是采用生物發(fā)酵法進(jìn)行生產(chǎn)的，其中產(chǎn)量最大的是谷氨酸，其次是賴氨酸。
　　●酶法
　　利用微生物中特定的酶作為催化劑，由底物經(jīng)過酶催化生成所需的產(chǎn)品。目前應(yīng)用酶法生產(chǎn)的氨基酸有10多種，如L－丙氨酸、L－色氨酸、L－絲氨酸等。
　�。ǘ�）氨基酸產(chǎn)品的發(fā)展
　　在上世紀(jì)60年代確立的工業(yè)生物發(fā)酵法使氨基酸工業(yè)開始起飛，并使其產(chǎn)量大增，成本大幅下降。到上世紀(jì)90年代末，全球氨基酸總產(chǎn)量已達(dá)200萬噸。其中谷氨酸居首，其次是賴氨酸和蛋氨酸。
　　我國(guó)藥用氨基酸原料生產(chǎn)廠已發(fā)展到40多家，產(chǎn)量已由1994年的600多噸增長(zhǎng)到4000多噸，18種必需氨基酸中已有17種實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。氨基酸類藥物最大產(chǎn)量是氨基酸輸液，2000年約為1億瓶，2005年估計(jì)將達(dá)到3～5億瓶。
　　上海味之素氨基酸有限公司2000年3月2日在滬建成投產(chǎn)，投產(chǎn)后一期工程生產(chǎn)丙氨酸、精氨酸、組氨酸、蘇氨酸等10個(gè)醫(yī)藥用氨基酸品種，產(chǎn)量為830噸，今后將增加到17個(gè)品種，并逐步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，部分產(chǎn)品還出口美國(guó)、歐洲等地，并返銷日本。該公司將成為國(guó)內(nèi)主要的藥用氨基酸原料的供應(yīng)基地。而且上海已與世界最大藥用氨基酸生產(chǎn)公司———日本協(xié)和發(fā)酵公司達(dá)成協(xié)議，擬引進(jìn)日本全套先進(jìn)發(fā)酵技術(shù)，生產(chǎn)精氨酸、組氨酸、環(huán)絲氨酸等國(guó)內(nèi)氨基酸工業(yè)的缺門產(chǎn)品。我國(guó)氨基酸工業(yè)中的“瓶頸”現(xiàn)象將不復(fù)存在，屆時(shí)上海將成為中國(guó)最大的藥用氨基酸工業(yè)基地。
　　（三）氨基酸產(chǎn)品的應(yīng)用
　　幾十年來隨著氨基酸生產(chǎn)技術(shù)的不斷革新，成本下降，進(jìn)一步促進(jìn)了氨基酸的應(yīng)用向多元化發(fā)展，部分應(yīng)用領(lǐng)域已發(fā)展成熟，如在醫(yī)藥、食品及飼料方面的應(yīng)用。
　　氨基酸在傳統(tǒng)醫(yī)藥領(lǐng)域上用于氨基酸營(yíng)養(yǎng)輸液、代血漿用輸液、止血用氨基酸輸液、嬰幼兒用氨基酸輸液、治療用氨基酸輸液和氨基酸口服液，主要是18種必需氨基酸。目前還用于治療藥物、短肽藥物和醫(yī)藥合成原料。作為治療藥物主要是氨基酸衍生物有數(shù)百種，廣泛用于治療肝性疾病、心血管疾病、潰瘍、消炎及神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
　　●食品
　　氨基酸具有營(yíng)養(yǎng)、調(diào)味、添色、增香、矯味、除臭、保鮮、保色、抗氧化等多種功能，在食品工業(yè)中的應(yīng)用極其廣泛，其量約占氨基酸總量的60％。在食品的調(diào)味、防止食物變質(zhì)、消除異臭、提高食品風(fēng)味及增加營(yíng)養(yǎng)價(jià)值等方面發(fā)揮很大作用。目前有8種氨基酸被用于食品調(diào)味劑，主要是鮮味劑和甜味劑：有甘氨酸、色氨酸、組氨酸、胱氨酸、亮氨酸等用于防止食品變質(zhì)等方面；有天門冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸，用于飲料業(yè)口感和口味的改善上。目前日本企業(yè)推出了氨基酸運(yùn)動(dòng)飲料、氨基酸大眾飲料、氨基酸檸檬水、氨基酸減肥飲料等。
　　●飼料
　　在世界范圍，最大的氨基酸市場(chǎng)是飼料添加劑，主要有四個(gè)方面的功效：促進(jìn)動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育，改善肉質(zhì)；提高產(chǎn)奶、產(chǎn)蛋量；節(jié)省蛋白飼料，使飼料得到充分利用；降低成本，提高飼料利用率。目前用于飼料添加劑的有蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸7種氨基酸。其中以蛋氨酸和賴氨酸為主，其次是蘇氨酸和色氨酸。
　　西方研究人員在上世紀(jì)90年代發(fā)現(xiàn)，在豬飼料中添加少量L－色氨酸可提高豬的瘦肉率，減少脂肪層體積并使味道更鮮美。其將成為繼蛋氨酸、賴氨酸、蘇氨酸之后的第四大飼料用氨基酸，其市場(chǎng)前景十分廣泛。
　　●農(nóng)業(yè)
　　農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染已構(gòu)成嚴(yán)重的社會(huì)問題，人們一致希望能有不會(huì)構(gòu)成公害的農(nóng)藥問世。氨基酸農(nóng)藥即是無公害農(nóng)藥，其易被微生物分解，而且無毒性、不污染環(huán)境，可增強(qiáng)植物抗病菌能力。主要品種有殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、農(nóng)藥穩(wěn)定劑、植物生長(zhǎng)促進(jìn)劑、脫葉劑等�！。ㄋ模┌被�酸主要生產(chǎn)情況
　　●日本味之素公司創(chuàng)業(yè)于1909年的日本味之素公司，其氨基酸產(chǎn)業(yè)歷史是最長(zhǎng)的，也是目前實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)際大公司。味精產(chǎn)量居世界之首。賴氨酸方面計(jì)劃在2004年末，將飼料賴氨酸加工能力提高35％，達(dá)到27萬噸／年。擬將泰國(guó)加工廠加工能力提高2萬噸。將美國(guó)和意大利的加工廠加工能力分別提高1萬噸。而在巴西方面改造工程分兩步走，第一步在今年夏天增加1．8萬噸，第二步到2004年末再增加1．2噸，合計(jì)3萬噸。在其他藥用氨基酸方面也是品種最多、產(chǎn)量最大的公司之一。在中國(guó)有上海味之素氨基酸公司、蓮花味之素公司、蓮花味之素氨基酸公司、川化味之素公司。
　　●日本協(xié)和發(fā)酵公司在藥用氨基酸生產(chǎn)技術(shù)的研究開發(fā)方面，日本協(xié)和發(fā)酵是比較著名的。近年來，協(xié)和發(fā)酵先后與我國(guó)的上海冠生園、天廚味精廠合資，共同開拓中國(guó)市場(chǎng)。日本協(xié)和發(fā)酵公司注重新技術(shù)的應(yīng)用。最近成功研究出一種有利于工業(yè)化生產(chǎn)的氨基酸生產(chǎn)方法，荒木等人發(fā)現(xiàn)利用棒狀谷氨酸生產(chǎn)菌，并以L－天冬氨酸為氮源，可以提高氨基酸的生產(chǎn)效率。且發(fā)現(xiàn)將L－天冬氨酸或其鹽為發(fā)酵基質(zhì)加入發(fā)酵培養(yǎng)基之中，效果更加顯著。此外，協(xié)和的賴氨酸是世界上主要生產(chǎn)公司之一，蘇氨酸和色氨酸也有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。
　　●德國(guó)Deggusa公司
　　德國(guó)Deggusa公司是生產(chǎn)氨基酸實(shí)力比較強(qiáng)的公司之一，化學(xué)法生產(chǎn)的蛋氨酸居世界首位。發(fā)酵法生產(chǎn)的賴氨酸具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，蘇氨酸基本上被Deggusa和味之素所控制。Deg?gusa視中國(guó)為亞洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要推動(dòng)力，并將通過三個(gè)發(fā)展戰(zhàn)略大力拓展在中國(guó)的業(yè)務(wù)。這三個(gè)發(fā)展是人才的發(fā)展、技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)的發(fā)展。在2002年10月9日把德固薩中國(guó)有限公司（香港）改名為德固賽香港有限公司，并隨后在中國(guó)北京成立了德固賽（中國(guó)）投資有限公司。在2003年初，該公司宣布重組中國(guó)投資公司并追加8000萬美元投資。
　　●美國(guó)ADM公司
　　是擁有糧食加工、儲(chǔ)運(yùn)和全球貿(mào)易的大型國(guó)際公司，作為ADM十三個(gè)部門之一的生化部近年將工業(yè)發(fā)酵產(chǎn)品作為重要領(lǐng)域之一，取得長(zhǎng)足的發(fā)展。生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品有乳酸、檸檬酸、黃原膠、蘇氨酸、色氨酸和賴氨酸。飼料級(jí)賴氨酸的年產(chǎn)量為全球單一生產(chǎn)工廠之冠，并且是世界主要公司之一。采取基因重組技術(shù)生產(chǎn)蘇氨酸正在被中國(guó)市場(chǎng)廣泛接受。
　　ADM公司1995年在中國(guó)大連建立了獨(dú)資艾地盟動(dòng)物保健及營(yíng)養(yǎng)有限公司，其設(shè)施規(guī)模和生產(chǎn)能力居中國(guó)大型預(yù)混料的前列。
　　●韓國(guó)希杰公司希杰公司創(chuàng)建于1953年，當(dāng)時(shí)是一家專業(yè)制糖企業(yè)，同時(shí)也是韓國(guó)三星集團(tuán)中第一個(gè)生產(chǎn)型企業(yè)，1993年正式脫離三星集團(tuán)，目前發(fā)酵制品有核苷酸、賴氨酸、味精及醫(yī)藥產(chǎn)品。近年來該公司致力于國(guó)際市場(chǎng)的開拓，并利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在中國(guó)、印度尼西亞、東南亞各地建立了生產(chǎn)基地。