基本介紹
- 中文名：蘇氨酸
- 外文名：L-Threonine
- 別名：L-蘇氨酸
- 學名：β-羥基-α-氨基丁酸
- 簡寫：Thr
- 分子式：C4H9NO3
結構,性狀,安全術語,發現,代謝途徑,主要用途,套用於飼料的必要性,飼料中的添加劑量,L-蘇氨酸的生產及檢測方法,營養研究,質量標準,測定,市場情況,
結構
名 稱：L-蘇氨酸（L-Threonine）(β-羥基-α-氨基丁酸)
簡寫：Thr
單字母符號：T
法定編號：CAS 72-19-5
結 構 式： CH3CH(OH)CH(NH2)COOH
分 子 式： C4H9NO3分子量：119.12
蘇氨酸分子結構圖
蘇氨酸分子結構圖外 觀： 黃白結晶狀粉末
乾燥失重： 1.0%(max)
灼燒殘渣： 0.5%(max)
純度： 98.5%(min)
比旋光度： -26.0° -29.0°
重金屬(Pb)： 10PPM Max
砷 (AS)： 2PPM Max
pH 值：5.0-6.5
在生物化學中是一種生糖兼生酮胺基酸
性狀
L-蘇氨酸是一種必需的胺基酸，蘇氨酸主要用於醫藥、化學試劑、食品強化劑、飼料添加劑等方面。蘇氨酸為白色斜方晶系或結晶性粉末。無臭，味微甜。253℃熔化並分解。高溫下溶於水，25°C溶解度為20.5g/100ml。等電點5.6。不溶於乙醇、乙醚和氯仿。
安全術語
避免與皮膚和眼睛接觸。
發現
是由W.C.Rose1935年纖維蛋白水解物中分離和鑑定出來的。1936年，Meger對它的空間結構進行了研究，因結構與蘇糖相似，故將其命名為蘇氨酸。蘇氨酸有四種異構體，天然存在並且對機體有生理作用的是L-蘇氨酸。
代謝途徑
蘇氨酸在機體內的代謝途徑和其他胺基酸不同，是唯一不經過脫氫酶作用和轉氨基作用，而是通過蘇氨酸脫水酶（TDH）和蘇氨酸脫酶（TDG）以及醛縮酶催化而轉變為其他物質的胺基酸。途徑主要有3條：通過醛縮酶代謝為甘氨酸和乙醛；通過TDG代謝為氨基丙酸、甘氨酸、乙醯COA；通過TDH代謝為丙酸和α-氨基丁酸。
主要用途
蘇氨酸是一種重要的營養強化劑，可以強化穀物、糕點、乳製品，和色氨酸一樣有緩解人體疲勞，促進生長發育的效果。醫藥上，由於蘇氨酸的結構中含有羥基，對人體皮膚具有持水作用，與寡糖鏈結合，對保護細胞膜起重要作用，在體內能促進磷脂合成和脂肪酸氧化。其製劑具有促進人體發育抗脂肪肝藥用效能，是複合胺基酸輸液中的一個成分。同時，蘇氨酸又是製造一類高效低過敏的抗生素——單醯胺菌素的原料。
蘇氨酸用於醫藥、化學試劑、食品強化劑、飼料添加劑等方面。特別是飼料添加劑方面用量增長快速，它常添加到未成年仔豬和家禽的飼料中，是豬飼料的第二限制胺基酸和家禽飼料的第三限制胺基酸。
隨著人民生活水平的提高和養殖業的發展，蘇氨酸作為飼料用胺基酸，廣泛用於添加仔豬飼料、種豬飼料、肉雞飼料、對蝦飼料和鰻魚飼料等。具有下列特點：
——可調整飼料中胺基酸平衡，促進生長；
——可改善肉質；
——可改善胺基酸消化率低的飼料原料的營養價值；
——可生產低蛋白的飼料，有助於節約蛋白質資源；
——可降低飼料原料成本；
——可降低畜禽糞便和尿液中的含氮量，畜禽舍中氨氣濃度及釋放速度。
套用於飼料的必要性
目前國內飼料資源相對缺乏，特別是豆粕、魚粉等蛋白質飼料的匱乏，嚴重地制約著畜牧業的發展。蘇氨酸通常是豬飼料中的第二或第三限制性胺基酸，是家禽飼料的第三或第四限制性胺基酸，隨著賴氨酸、蛋氨酸合成品在配合飼料中的廣泛套用，它逐漸成為影響畜禽生產性能的主要限制性因素，尤其是在低蛋白日糧中添加賴氨酸後，蘇氨酸成為生長豬的第一限制性胺基酸。
如果飼料中不使用蘇氨酸，則對飼料中蘇氨酸的調節就只能依賴於蛋白質原料，而蛋白質原料中不僅含有蘇氨酸，還含有其他必需和非必需胺基酸，使用蛋白質原料而不使用蘇氨酸調節胺基酸平衡導致的結果是，飼料的胺基酸平衡無法得到儘可能多的改善，大量必需胺基酸的浪費就無法進一步減少，飼料的配方成本就無法進一步降低，可以說，蘇氨酸是改善胺基酸平衡必須邁過的一道檻兒，是所有配方師無法迴避的瓶頸性問題。
使用蘇氨酸可以減少必需和非必需胺基酸的浪費，或者說可以降低飼料的粗蛋白質水平，它的道理和使用賴氨酸鹽酸鹽是一樣的，飼料的粗蛋白質水平可以通過使用晶體胺基酸得到合理的降低，動物的生產性能不但不會受到損害，反而有可能得到改善。
飼料中的添加劑量
蘇氨酸需要量應根據賴氨酸需要量確定，在生產實踐中當滿足賴氨酸和蛋氨酸需要後，應根據迴腸可消化蘇氨酸及其與賴氨酸適宜的比例配製日糧，以達到提高配合飼料的品質和動物生產水平的目的。下面是我們建議的蘇氨酸用量。
豬飼料 飼料中所占的比例（%）
教槽期 0.95-1.1
保育期 0.75-0.9
生長期 0.65-0.75
育肥期 0.45-0.55
懷孕期 0.42-0.50
泌乳期 0.55-0.65
雞飼料 飼料中所占的比例（%）
肉雞0～3周齡0.68～0.80
肉雞3～6周齡 0.63～0.75
肉雞6～9周齡 0.70～0.72
蛋雞0～6周齡 0.53～0.70
蛋雞6～14周齡 0.45～0.55
蛋雞14～20周齡 0.40～0.42
蛋雞20周齡 0.35
L-蘇氨酸的生產及檢測方法
蘇氨酸的生產方法主要有發酵法蛋白質水解法和化學合成法3種，微生物發酵法生產蘇氨酸，因其工藝簡單，成本低廉等優點已成為目前主流方法。發酵中間過程中蘇氨酸含量的測定方法有多種，主要有胺基酸分析儀法、茚三酮法、紙層析法、甲醛滴定法等。
營養研究
1、用於平衡胺基酸，促進蛋白質合成和沉積
2、提高採食量
蘇氨酸對採食量有一定的調節作用，採食量和日增重隨蘇氨酸水平的升高而增加；當超過最大需要量時，隨著蘇氨酸水平的升高，採食量和日增重下降，即蘇氨酸過多或過少都會降低採食量和日增重量。
3、免疫作用
蘇氨酸缺乏會抑制免疫球蛋白及T.B淋巴細胞的產生，進而影響免疫功能，在禽類免疫球蛋白分子中蘇氨酸是主要的限制性胺基酸，添加蘇氨酸可提高雛雞對新城疫病毒的抗體效價。
4、調節脂肪代謝
在動物日糧中添加蘇氨酸對機體脂肪代謝有明顯的影響，它能促進磷質合成和脂肪酸氧化。
5、降低仔豬腹瀉率
實驗證明蘇氨酸是小腸黏液蛋白的主要組分，在豬小腸表面糖蛋白的合成中是必需的，在維護豬特別是乳仔豬腸道健康和腸黏膜功能中有重要作用。通過在低蛋白日糧中添加合成胺基酸降低日糧粗蛋白含量，既經濟且對動物生產性能無不良影響。對於早期斷奶仔豬尤其重要，由於仔豬消化系統尚未發育完全，日糧中蛋白含量高時易誘發營養性下痢，利用添加合成胺基酸的低蛋白日糧可減少仔豬下痢發生率。
質量標準
質量標準-中國藥典 2010
Test Items項目 | Specification質量指標 |
Assay 含量 | ≥98.5% |
Characteristic性狀 | 白色結晶或結晶性粉末無臭，味微甜 |
Specific rotation[a]D比旋度 | -26.0°~ -29.0° |
Identification 鑑別 | AS PER CP2010 |
PH酸度 | 5.0～6.5 |
Transmittance溶液透光率 | ≥98.0% |
Chloride氯化物 | ≤0.02% |
Sulfate硫酸鹽 | ≤0.02% |
Ammonium銨鹽 | ≤0.02% |
Other amino acids其他胺基酸 | ≤0.5% |
Loss on drying乾燥失重 | ≤0.2% |
Residue on ignition熾灼殘渣 | ≤0.1% |
Iron鐵鹽 | ≤0.001% |
Heavy metals(as Pb)重金屬 | ≤10ppm |
Arsenic砷鹽 | ≤0.0001% |
Bacterial endotoxins細菌內毒素 | ≤12EU/g |
Storage：Preserve in well-closed containers密封保存
測定
方法名稱： 蘇氨酸原料藥—蘇氨酸的測定—電位滴定法
套用範圍： 本方法採用滴定法測定蘇氨酸原料藥中蘇氨酸的含量。
本方法適用於蘇氨酸原料藥。
試劑： 1.冰醋酸
2.無水甲酸
3. 高氯酸滴定液（0.1mol/L）
4.基準鄰苯二甲酸氫鉀
儀器設備：
配製：取無水冰醋酸（按含水量計算，每1g水加醋酐5.22mL）750mL，加入高氯酸（70~72%）8.5mL，搖勻，放冷，加無水冰醋酸適量使成1000mL，搖勻，放置24小時。若所測供試品易乙醯化，則須用水分測定法測定本液的含水量，再用水和醋酐調節至本液的含水量為0.01%~0.2%。
標定：取在105℃乾燥至恆重的基準鄰苯二甲酸氫鉀約0.16g，精密稱定，加無水冰醋酸20mL使溶解，加結晶紫指示液1滴，用本液緩緩滴定至藍色，並將滴定結果用空白試驗校正。每1mL高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當於20.42mg的鄰苯二甲酸氫鉀。根據本液的消耗量與鄰苯二甲酸氫鉀的取用量，算出本液的濃度。
操作步驟： 精密稱取供試品約0.1g，加無水甲酸3mL與冰醋酸50mL使溶解，照電位滴定法用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定，並將滴定的結果用空白試驗校正。每1mL高氯酸滴定液（0.1mol/L）相當於11.91mg的C4H9NO3。
註：“精密稱取”系指稱取重量應準確至所稱取重量的千分之一。“精密量取”系指量取體積的準確度應符合國家標準中對該體積移液管的精度要求。
參考文獻： 中華人民共和國藥典，國家藥典委員會編，化學工業出版社，2005年版，二部，p.237。
市場情況
蘇氨酸的生產方法主要有發酵法，蛋白質水解法和化學合成法三種，目前微生物發酵法已經成為生產蘇氨酸的主流方法。長期以來，國際市場對蘇氨酸的需求持續穩定增長，是需求增長最快的胺基酸品種之一，特別是在化學及生化、食品添加劑、飼料添加劑等方面的用量增長快速，大有取代色氨酸而成為除賴氨酸、蛋氨酸以外的發展最迅速的第三大胺基酸。
國外蘇氨酸產業發展較早，美國、法國、德國、日本等國家對蘇氨酸的合成、分離、套用等方面進行了一系列的研究，特別是日本在發酵法生產蘇氨酸方面有一定的優勢，味之素公司是世界上最大的蘇氨酸生產企業，該公司生產的蘇氨酸占據全球市場60%以上的份額，味之素歐洲公司蘇氨酸生產能力為3.5萬噸，味之素Heetleand公司生產能力1萬噸，該公司為擴大市場占有率，計畫將其蘇氨酸產能提高到5萬噸。
德國德固賽公司也是蘇氨酸生產大戶，並且是世界唯一能夠同時生產三大胺基酸產品（蛋、賴、蘇）的企業，目前其在斯洛伐克的工廠蘇氨酸產能在1萬噸，並計畫在未來幾年內將蘇氨酸產能提升至2～3萬噸。
日本協和發酵工業公司和美國ADM公司分別擁有1萬噸和5000噸的蘇氨酸生產規模，此外韓國希傑公司，Cheil三星印尼公司等也生產蘇氨酸。到2005年為止，國外的四大胺基酸發酵企業Ajinomoto、Degussa 、ADM 、Kyowa Hakko ,這四家企業年產蘇氨酸總計已接近6萬噸。
我國蘇氨酸產業發展較晚，在上世紀90年代以前國內基本沒有生產，在90年代以後才開始生產。經過十年的發展，到20世紀末產量也未能突破200噸，產品的主要市場也是醫藥行業，主要用於種胺基酸輸液（胺基酸輸液常用於手術前後的身體恢復，營養不良及慢性消耗性疾病等的輔助治療，是臨床用量很大的品種。特別是我國的人口結構趨於老齡化，並且醫療保健意識不斷提高，使得胺基酸輸液產量達一億五千萬瓶，增長率超過15%）。
伴隨著國際市場蘇氨酸的廣泛套用，國內的一些知名飼料企業也開始大量在飼料中套用蘇氨酸，以期提高飼料的品質，進一步滿足飼料業的需要。
