由2-酮戊二酸和乙酰輔酶A經(jīng)由α-氨基乙二酸途徑合成。五步反應(yīng)是由異檸檬酸合酶、烏頭酸合酶/順烏頭酸合酶、烏頭酸脫氫酶進(jìn)行催化，2-酮戊二酸和乙酰輔酶A生成α-氨基乙二酸。第二個(gè)反應(yīng)中，α-氨基乙二酸由α-氨基乙二酸還原酶、酵母氨酸還原酶和酵母氨酸脫氫酶催化生成賴氨酸。 [7]
人體需要量
不同人群（嬰幼兒、少年、成人）對(duì)賴氨酸的需要量不同。2005年，美國(guó)食品營(yíng)養(yǎng)委員會(huì)基于當(dāng)時(shí)研究結(jié)果，將成人賴氨酸需要量定為31 mg·kg-1·d-1。
2007年，WHO/FAO/UNU專家委員會(huì)根據(jù)相關(guān)人體試驗(yàn)的研究結(jié)果，確定賴氨酸需要量為30 mg·kg-1·d-1，該值目前被普遍認(rèn)可。WHO/FAO確定的嬰幼兒、少年的賴氨酸需要量為（mg·kg-1·d-1）：1月齡（119）、2月齡（87）、3月齡（75）、4月齡（68）、6月齡（65）、1-2歲（45）、3-10歲（35）、11-14歲（35）、15-18歲（33）。目前，我國(guó)尚未制定符合中國(guó)居民膳食習(xí)慣的人群膳食賴氨酸推薦攝入量標(biāo)準(zhǔn)。
消化率和利用率
D-型和L-型賴氨酸的吸收效率是不同的，D-賴氨酸幾乎不能被吸收利用，具有生物活性的主要是L-賴氨酸。賴氨酸的ε-氨基非?；顫?，容易與飼料中的活性羰基基團(tuán)結(jié)合而生成難以被吸收利用的復(fù)合物。 [3]
營(yíng)養(yǎng)生理功能
賴氨酸可以調(diào)節(jié)人體代謝平衡，賴氨酸為合成肉堿提供結(jié)構(gòu)組分，而肉堿會(huì)促使細(xì)胞中脂肪酸的合成。向食物中添加少量的賴氨酸，可以刺激胃蛋白酶與胃酸的分泌，提高胃液分泌功效，起到增進(jìn)食欲促進(jìn)幼兒生長(zhǎng)與發(fā)育的作用。賴氨酸還能提高鈣的吸收及其在體內(nèi)的積累，加速骨骼生長(zhǎng)。如缺乏賴氨酸，會(huì)造成胃液分泌不足而出現(xiàn)厭食、營(yíng)養(yǎng)性貧血，致使中樞神經(jīng)受阻、發(fā)育不良。賴氨酸在醫(yī)藥上還可作為利尿劑的輔助藥物，治療因血中氯化物減少而引起的鉛中毒現(xiàn)象，還可與酸性藥物（如水楊酸等）生成鹽來減輕不良反應(yīng)，與蛋氨酸合用則可抑制重癥高血壓病，還有研究表明，補(bǔ)充賴氨酸能加速皰疹感染的康復(fù)并抑制其復(fù)發(fā)。
lysine
參與機(jī)體蛋白質(zhì)的合成賴氨酸作為機(jī)體必需氨基酸，參與體內(nèi)骨骼肌、酶、血清蛋白、多肽激素等多種蛋白質(zhì)的合成。
參與能量代謝
賴氨酸在體內(nèi)參與肉堿的生物合成。肉堿在脂肪代謝中起著重要作用，是脂肪代謝的必需輔助因子。賴氨酸是合成肉堿的前體物質(zhì)之一，因此補(bǔ)充賴氨酸可以加快體內(nèi)的脂肪代謝。賴氨酸具有極強(qiáng)的通過血腦屏障的功能，可直接進(jìn)入腦組織，影響呼吸鏈，為神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)和進(jìn)行正常生理活動(dòng)提供必要的能量來源。
促進(jìn)礦物質(zhì)的吸收和骨骼生長(zhǎng)
賴氨酸可與鈣、鐵等礦物質(zhì)元素螯合形成可溶性的小分子單體，促進(jìn)這些礦物質(zhì)元素的吸收。
增強(qiáng)免疫功能
賴氨酸被認(rèn)為是一種非特異性的橋分子，它能將抗原與T細(xì)胞相連，使T細(xì)胞產(chǎn)生針對(duì)抗原的特異效應(yīng)。
治療單純皰疹病毒感染
研究還發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充賴氨酸能治療單純皰疹病毒感染。
發(fā)酵工藝
賴氨酸發(fā)酵法可分為二步發(fā)酵法（又稱前體添加法）和直接發(fā)酵法兩種。
二步發(fā)酵法
二步發(fā)酵法是20世紀(jì)50年代初開發(fā)的，二步發(fā)酵法以賴氨酸的前體二氨基庚二酸為原料，借助微生物生產(chǎn)的酶（二氨基庚二酸脫羧酶）脫羧后轉(zhuǎn)變?yōu)橘嚢彼?。由于二氨基庚二酸也是用發(fā)酵法生產(chǎn)的，所以稱二步發(fā)酵法。70年代后，日本采用固定化二氨基庚二酸脫羧酶或含此酶的菌體，使內(nèi)消旋2,6-二氨基庚二酸脫羧連續(xù)生產(chǎn)賴氨酸，改進(jìn)了這一工藝。盡管這樣，該工藝仍較復(fù)雜，現(xiàn)已被直接發(fā)酵法取代。
直接發(fā)酵法
直接發(fā)酵法是一種廣泛采用的賴氨酸生產(chǎn)法。常用的原料為甘蔗或甜菜制糖后的廢糖蜜、淀粉水解液等廉價(jià)糖質(zhì)原料。此外，醋酸，乙醇等也是可供選用的原料。直接發(fā)酵法生產(chǎn)賴氨酸的主要微生物有谷氨酸棒狀桿菌、黃色短桿菌、乳糖發(fā)酵短桿菌的突變株。這種方法是在20世紀(jì)50年代后期開發(fā)的，70年代以來，由于育種技術(shù)的發(fā)展，選育出了一些具有多重遺傳標(biāo)記的突變株，使工藝日趨成熟，賴氨酸的產(chǎn)量也成倍增長(zhǎng)。工業(yè)生產(chǎn)中最高產(chǎn)酸率已提高到每升發(fā)酵100-120g，提取率達(dá)到80%-90%左右。
生產(chǎn)現(xiàn)狀
賴氨酸
L-賴氨酸最初是從蛋白質(zhì)水解物中分離得到的，蛋白質(zhì)水解法一般以動(dòng)物血粉為原料，此法特點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，但原料來源有限，僅適合小規(guī)模生產(chǎn)。后又出現(xiàn)了化學(xué)合成法、酶法，使用的合成法主要有荷蘭的DMS法和日本的東麗法，此法最大缺點(diǎn)是使用劇毒原料光氣，可能殘留催化劑，產(chǎn)品安全性差，存在嚴(yán)重的環(huán)保問題。1960年，日本首先采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)。微生物發(fā)酵生產(chǎn)氨基酸是人為地解除氨基酸生物合成的代謝控制機(jī)制，使其積累大量所需氨基酸。氨基酸的L型立體專一性決定了發(fā)酵法生產(chǎn)氨基酸較化學(xué)合成的工藝更簡(jiǎn)單、快捷。我國(guó)于20世紀(jì)60年代中期開始進(jìn)行賴氨酸菌株選育和發(fā)酵的研究，但因產(chǎn)量較低難以工業(yè)化。直到70年代末80年代初世界賴氨酸實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后我國(guó)研究才取得突破。目前，世界生產(chǎn)賴氨酸的企業(yè)大多采用發(fā)酵法，生產(chǎn)的為L(zhǎng)-型賴氨酸，生產(chǎn)工藝已基本成熟。 [8]用于工業(yè)上發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸的菌株主要是棒狀桿菌和短桿菌等細(xì)的變異株，棒狀桿菌具有極高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其中谷氨酸棒狀桿菌應(yīng)用最為廣泛。此外，賴氨酸生產(chǎn)還有應(yīng)用大腸桿菌、黃色短桿菌、釀酒酵母、乳酸發(fā)酵短桿菌、假絲酵母等的報(bào)道。 [8]
生產(chǎn)賴氨酸的微生物主要有四類：野生型、營(yíng)養(yǎng)突變型、調(diào)節(jié)突變型和營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)突變型。工業(yè)上通過優(yōu)化發(fā)酵菌種（誘變和基因工程手段）和改變發(fā)酵條件（攪拌速度、pH、溶氧、溫度和CO2）來提高賴氨酸產(chǎn)量。獲得高產(chǎn)微生物菌株的方法主要有傳統(tǒng)誘變方法（紫外線、x射線、氮芥和亞硝基酯等）、原生質(zhì)體融合和基因工程方法等。據(jù)報(bào)道，經(jīng)過誘變菌株產(chǎn)生的賴氨酸提高40%-50%。誘變菌株以價(jià)格低廉的碳源為發(fā)酵原料，如各種淀粉水解糖、蜜糖、醋酸和乙醇等，發(fā)酵生產(chǎn)賴氨酸，通過分離、濃縮、蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥生產(chǎn)工藝獲得飼料級(jí)賴氨酸、再精制可得到食品級(jí)、醫(yī)藥級(jí)產(chǎn)品。 [8]
雜質(zhì)、分離純化業(yè)務(wù)介紹
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