第一节 氨基酸类药物的基本概念
一, 氨基酸类药物的基本知识
从各种生物体中发现的氨基酸已有 180多种, 但是
参与蛋白质组成的常见氨基酸或称基本氨基酸只有二
十种 。 1986年 发现第 21种 硒代胱氨酸 最近发现第 22种
遗传基因编码的氨基酸 吡咯赖氨酸 。
180多种天然氨基酸大多数是不参与蛋白质组成的,
这些氨基酸被称为 非蛋白质氨基酸 。
氨基酸是构成机体蛋白质的 基本单位, 且构成生
物体蛋白质的氨基酸都是 α-氨基酸, 除 甘氨酸 外, α-
碳原子 均为 不对称碳原子, 具有 立体异构现象, 均是
L-型氨基酸 。
1,分类：
（ 1） 根据氨基酸在 pH5.5溶液中带电状况分为 酸性,
中性及碱性 氨基酸三类 。
（ 2） 依 R基团 差异亦分为：
脂肪族 氨基酸, 芳香族 氨基酸及 杂环 氨基酸 三类
其中 L-组氨酸, L-色氨酸, L-脯氨酸及 L-羟脯氨
酸 为 杂环氨基酸,
L-酪氨酸及 L-苯丙氨酸 为 芳香族氨基酸,
其余均为 脂肪族氨基酸 。
2,性质：
（ 1） 物理通性：
天然氨基酸纯品均为 白色结晶性粉末, 熔点及分
解点 均在 200℃ 以上 。
在 有机溶剂 中溶解度一般较小 。
均为两性电解质, 各有一定 等电点 。 除甘氨酸外
都有 旋光性 。
氨基酸 能使水的介电常数增高,而一般的有机化合
物乙醇, 丙酮等却使水的 介电常数降低 。 是以 离子晶
格 组成, 而一般的有机化合物是由 分子晶格 组成的 。
（ 2） 化学通性：
α-氨基酸 共同的化学反应有 两性解离 及 林海定反应,
酰化, 烷基化, 酯化, 酰氯化, 酰胺化, 叠氮化, 脱
羧及脱氨反应, 肽键结合反应及与甲醛和亚硝酸的反
应 等 。
特殊基团反应,
酪氨酸的酚羟基 可产生 米伦反应 与 福林－达尼斯 反
应；
精氨酸的胍基 产生 坂口反应 ；
色氨酸 的 吲哚基 与 芳醛 产生 红色反应 ；
组氨酸的咪唑基 产生 Pauly反应 ；
苯丙氨酸硝化后于碱性条件下 产生 桔黄色反应 ；
胱氨酸及半胱氨酸 经酸或碱破坏后可与 醋酸铅 产
生 铅黑反应 ；
半胱氨酸 在碱性条件下与 亚硝基铁氰化钠 （ 硝普
盐 ） 反应生成 紫红色化合物 。
色氨酸, 苯丙氨酸及酪氨酸 均有特征 紫外吸收光
谱, 色氨酸 最大吸收波长为 279nrn,苯丙氨酸 为
259nm,酪氨酸 为 278nm。 但构成天然蛋白质的 20种
氨基酸在 可见光区均无吸收 。
氨基酸的上述理化性质是蛋白质与氨基酸 合成, 转
化, 分离纯化 及 定性定量检测的依据
二、氨基酸及其衍生物在医药中的应用
1,氨基酸是构成蛋白质的 基本组成单位,故生物体
中众多蛋白质的 生物功能,无不与构成蛋白质的氨基
酸 种类、数量、排列顺序 及由其形成的 空间构象有密
切的关系 。因此氨基酸对 维持机体蛋白质的动态平衡
有极其重要的意义。生命活动中人及动物通过消化道
吸收氨基酸 。
通过 体内转化 而维持其 动态平衡, 若其动态平衡失
调, 则机体 代谢紊乱, 甚至引起 病变 。
2、许多氨基酸尚有其特定的药理效应 。
（ － ） 氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系
氨基酸为构成天然蛋白质的基本单位, 故 蛋白质营
养价值 实际是 氨甚酸作用 的反映 。 健康人靠 膳食 中的
蛋白质获取各种氨基酸满足机体需求 。 缺乏蛋白质则
影响机体生长及正常生理功能, 抗病力减弱 引起 病变 。
消化道功能严重障碍者 及 手术后病人 常因禁食无法
获得足够蛋白质，自身蛋白质过量消耗，致使 营养不
良而导致病情恶化或预后不良 。
临床上常通过直接输入 氨基酸制剂 改善患者营养
状况, 增加治疗机会, 促进康复 。
赖氨酸, 色氨酸, 苯丙氨酸, 蛋氨酸, 苏氨酸,
亮氨酸, 异亮氨酸及缬氨酸等 8种氨基酸
必需氨基酸,人及哺乳动物自身不能合成, 需由
食物供应 。
半必需氨基酸：氨基酸 （ 胱氨酸及酪氨酸 ） 可分
别由其他 氨基酸 （ 蛋氨酸和苯丙氨酸 )产生, 若食物中
提供了足够的该 氨基酸 （ 氨酸及酪氨酸 ）, 可减少对
其他 氨基酸 （ 蛋氨酸及苯丙氨酸 ） 的需求量 。
氨基酸 （ 精氨酸及组氨酸 ） 合成速度较低, 通常
难以满足需求, 需由外界补充一部分 。
（ 二 ） 治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物
（ 三 ） 治疗肝病的氨基酸及其衍生物
（ 四 ） 治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物
（ 五 ） 用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物
（ 六 ） 其它氨基酸类药物的临床应用
第二节 氨基酸类药物的生产方法
1,目前 全世界天然氨基酸 的年总产量在 百万吨 左
右, 其中产量较大者有 谷氨酸, 蛋氨酸及赖氨酸, 其
次为 天门冬氨酸, 苯丙氨酸及胱氨酸 等 。 它们主要 用
于医药, 食品, 饲料及化工行业中 。
2,目前构成天然蛋白质的 20种氨基酸的生产方法
有 天然蛋白质水解法, 发酵法, 酶转化法及化学合成
法等四种 。
3,氨基酸及其 衍生物类药物 已有 百种 之多, 但主
要是 以 20种氨基酸为原料经酯化, 酰化, 取代及成盐
等化学方法或酶转化法生产 。
一, 水解法
（ 一 ） 基本原理与过程
以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料，通过 酸、
碱或酶水解 成多种氨基酸混合物，经分离纯化获得各
种药用氨基酸的方法称为 水解法 。
目前用水解法生产的氨基酸有 L-胱氨酸,L-精氨
酸,L-亮氨酸,L-异亮氨酸,L-组氨酸,L-脯氨酸
及 L-丝氨酸 等。
水解法生产氨基酸的主要过程为 水解、分离和结
晶精制 三个步骤。
1,蛋白质水解方法
目前蛋白质水解分为 酸水解法、碱水解法及酶水
解法三种。
（ 1） 酸水解法 蛋白质原料用 6～ 10mol／ L盐酸 或
8mol／ L硫酸 于 110～ 120℃ （ 回流煮沸 ） 水解 12～
24h,除酸后即得多种氨基酸混合物 。 此法优点是水
解 迅速 而 彻底, 产物全部为 L-型氨基酸, 无 消旋作用 。
缺点是 色氨酸 全部被破坏, 丝氨酸及酪氨酸 部分被破
坏, 且产生大量废酸污染环境 。
（ 2） 碱水解法 蛋白质原料经 6mol／ L氢氧化钠或
4mol／ L氢氧化钡 于 100℃ 水解 6h即得多种氨基酸混
合物 。 该法水解迅速而彻底, 且色氨酸不被破坏, 但
含 羟基或巯基 的氨基酸全部被破坏, 且产生消旋作用 。
工业上多不采用 。
（ 3） 酶水解法 蛋白质原料在一定 pH和温度条件下经
蛋白水解酶作用分解成 氨基酸和小肽 的过程称为酶水
解法 。
此法优点为反应条件温和, 无需特殊设备, 氨基
酸不破坏, 无消旋作用 。 缺点是 水解不彻底, 产物中
除氨基酸外, 尚含较多肽类 。 工业上很少用该法生产
氨基酸而主要用于生产 水解蛋白及蛋白胨 。
2,氨基酸分离方法
氨基酸分离方法较多, 通常有 溶解度法, 等电点
沉淀法, 特殊试剂沉淀法, 吸附法及离子交换法 等 。
（ 1） 溶解度法 是依据不同氨基酸在水中或其它溶剂
中的 溶解度差异 而进行分离的方法 。
胱氨酸和酪氨酸 均难溶于水, 但在 热水中酪氨酸
溶解度较大, 而 胱氨酸溶解度变化不大, 故可将混合
物中胱氨酸, 酪氨酸及其它氨基酸彼此分开 。
（ 2） 特殊试剂沉淀法 系采用某些 有机或无机试剂 与
相应氨基酸形成 不溶性衍生物 的分离方法 。
如 邻二甲苯 -4-磺酸能与亮氨酸 形成 不溶性盐沉淀,
后者与 氨水反应 又可获得 游离亮氨酸 ；
组氨酸可与 HgC12形成不溶性 汞盐沉淀, 后者经
处理后又可获得游离 组氨酸 ；
精氨酸可与苯甲醛 生成水不溶性 苯亚甲基精氨酸
沉淀, 后者用 盐酸 除去 苯甲醛 即可得精氨酸 。
（ 3） 吸附法 是利用吸附剂对不同氨基酸吸附力的差
异进行分离的方法 。 如 颗粒活性炭 对 苯丙氨酸, 酪氨
酸 及 色氨酸 的吸附力大于对其它 非芳香族 氨基酸的吸
附力, 故可从氨基酸混合液中将上述氨基酸分离出来 。
（ 4）离子交换法 是利用离子交换剂对不同氨基酸吸
附能力的差异进行分离的方法。氨基酸为 两性电解质,
在特定条件下，不同氨基酸的 带电性质及解离状态 不
同，故同一种离子交换剂对不同氨基酸的吸附力不同。
3,氨基酸的精制方法
分离出的特定氨基酸中常含有少量其它杂质, 需进
行精制, 常用的有 结晶和重结晶技术, 也可采用 溶解
度法或结晶与溶解度法相结合的技术 。
丙氨酸在 稀乙醇或甲醇 中溶解度较小, 且 pI为 6.0，
故丙氨酸可在 pH6.0时, 用 50％ 冷乙醇 结晶或重结晶
加以精制 。
溶解度与结晶技术相结合 的方法精制氨基酸 。 如在
沸水中 苯丙氨酸 溶解度大于酪氨酸 100倍, 若将含少
量酪氨酸的苯丙氨酸粗品溶于 15倍体积 （ w／ v） 的热
水中, 调 pH4.0左右, 经脱色过滤可除去大部分酪氨
酸；滤液浓缩至原体积的 1／ 3,加 2倍体积 （ v／ v）
的 95％ 乙醇, 4℃ 放置, 滤取结晶,
用 95%乙醇洗涤, 烘干即得苯丙氨酸精品 。
（ 二 ） 用水解法生产氨基酸的品种及工艺
绝大多数氨基酸均可采用 酸水解法 生产, 但目前由
于发酵方法及酶工程技术的迅速发展, 仅有几种氨基
酸仍采用酸水解法生产 。 现胱氨酸及亮氨酸生产为例 。
1,L-胱氨酸 （ L-Cystine,L-Cys2） 的制备
（ 1） L-胱氨酸的结构与性质 L-胱氨酸存在于所有蛋
白质分子中, 尤以 毛, 发及蹄甲等角蛋白 中含量最多 。
其分子由两分子半胱氨酸 脱氢氧化 而成, 结构为：
L-胱氨酸自稀酸中形成 六角形或六角柱形晶体, 分
解点 258~261℃, pI为 5.05,〔 α〕 25D 为 -232° 。 在
25℃ 水中溶解度为 0.011,在 75℃ 水中为 0.052。 溶于
无机酸及无机碱, 在 热碱液中可被分解 。 不溶于 乙醇,
乙醚及丙酮 。 可被 还原为 L-半胱氨酸 。
（ 2） 工艺路线
（ 3） 工艺过程
① 水解 110～ 117℃ 水解 7h（ 自 100℃ 时计 ） 后出料,玻
璃布过滤,收集滤液 。
② 中和 直至 pH4.8,静置 36h,涤纶布滤取沉淀, 离心
甩干得 L-胱氨酸粗品 。
③粗制 升温至 65～ 70℃,搅拌半小时，加活性炭 16kg，
于 80～ 90℃ 保温半小时，滤除活性炭。调滤液至
pH4.8，静置结晶，吸出上清液后，底部沉淀经离心
甩干得胱氨酸粗品（ Ⅱ ）。
④ 精制 中和 升温至 70℃, 加活性炭 1.5～ 2.5kg,85℃
搅拌半小时, 过滤, 加 1.5倍体积蒸馏水, 升温至
75～ 80℃, 搅拌下用 12％ 氨水 （ 化学纯 ） 中和至
pH3.5～ 4.0,析出结晶, 滤取胱氨酸结晶, 蒸馏水洗
至无氯离子, 真空干燥得 L-胱氨酸成品 。
（ 4） 检验 应为六角形或六角柱形白色结晶, 含量在
98.5％ 以上, 干燥失重小于 0.5％, 炽灼残渣小于 0.2
％, 氯化物小于 0.15％, 铁盐小于 0.001％, 重金属小
于 20ppm。
含量测定,
（ 5） 作用与用途 L-胱氨酸具有增强造血机能, 升高
白细胞, 促进皮肤损伤的修复及抗辐射作用 。 临床上
用于治疗辐射损伤, 重金属中毒, 慢性肝炎, 牛皮癣
及病后或产后继发性脱发 。
2,L-亮氨酸 （ L-Leucine,L-leu） 的制备
（ 1） L-亮氨酸的结构与性质 L-亮氨酸存在于所有蛋
白质中，以 玉米麸质及血粉 中含量最丰富，其次在 角
甲、棉籽饼和鸡毛 中含量也较多。 L-亮氨酸为人体必
需氨基酸之一,化学名称为 2-氨基 -4-甲基戊酸或 2-氨
基异己酸，分子式,C6H13NO2,分子量,131.17,结构
式：
L-Leu自 水及乙醇 中得白色 片状结晶, pI为 5.98，
熔点为 293℃, 在 25℃ 水 中溶解度为 2.19,乙醇中为
0.017;在 75℃ 水 中为 3.82,在醋酸中为 10.9,不溶于乙
醚 。
（ 2） 工艺路线：
（ 3） 工艺过程：
① 水解, 赶酸 取 6mol／ L HC1 500L于 1吨水解罐中,
投入 100kg动物血粉, 110～ 120℃ 回流水解 24h后, 于
70～ 80℃ 减压浓缩至糊状 。 加 50L水稀释后, 再浓缩
至糊状, 如此 赶酸 三次, 冷却至室温滤除残渣 。
② 吸附, 脱色 上述滤液稀释 1倍后, 以每分钟 0.5L的
流速流进颗粒活性炭柱 （ 30× 180cm） 至流出液出现
苯丙氨酸 为止, 用去离子水以同样流速洗至流出液
pH4.0为止, 穿柱液与洗涤液合并 。
③ 浓缩, 沉淀与解析 上述流出液 减压浓缩 至进柱液体
积的 1／ 3,搅拌下加入 1／ 10体积 （ v／ v） 的 邻二甲
苯 -4-磺酸, 产生亮氨酸磺酸盐沉淀 。 滤取沉淀并用 2
倍体积 （ w／ v） 去离子水搅拌洗涤两次, 抽滤压干得
亮氨酸磺酸盐 。 滤饼加 2倍体积 （ w／ v） 去离子水搅
匀, 用 6mol/L 氨水中和至 pH6～ 8,70～ 80℃ 保温搅
拌 1h,冷却过滤 。 沉淀用 2倍体积 （ w／ v） 去离子水
搅拌洗涤两次, 过滤得亮氨酸粗品 。
④精制 L-亮氨酸粗品用 40倍体积（ w／ v）去离子水
加热溶解,加 0.5％活性炭于 70℃ 搅拌脱色 1h，过滤，
滤液浓缩至原体积的 1／ 4，冷却后即析出白色片状亮
氨酸结晶。过滤收集结晶，用少量水洗涤、抽干，
70～ 80℃ 烘干得 L-亮氨酸成品。
（ 4） 检验 应为白色片状结晶, 含量 98.5％ ～ 101.5%，
干燥失重不超过 0.2％, 炽灼残渣不超过 0.4％, 氯化
物不超过 0.05％, 铁盐不超过 0.003%,重金属不超过
0.0015％, 砷盐不超过 1.5ppm。
含量测定
（ 5） 作用与用途 L-亮氨酸为人体必需氨基酸之一,
是各种氨基酸输液的原料之一 。
二, 发酵法
（ － ） 基本原理与过程
1,发酵的基本原理
生物化学中称酵母 无氧呼吸 过程为 发酵, 反应过程
中电子供体与受体皆为有机物, 有时电子受体为电子
供体的分解产物, 氧化作用不完全, 最终形成还原性
产物 。
工业上, 发酵 实质上是利用微生物细胞中酶的作用,
将培养基中有机物转化为细胞或其它有机物的过程 。
★ 初生氨基酸,微生物通过 固氮作用, 硝酸还原 及
自外界吸收氨使 酮酸氨基化 成相应的氨基酸, 或微生
物通过 转氨酶 作用, 将一种氨基酸的氨基转移到另一
种 酮酸 上, 生成的新氨基酸也称为 初生氨基酸 。
★ 次生氨基酸,在微生物作用下, 以 初生氨基酸为
前体转化成的其它氨基酸 。
大多数氨基酸均可通过以初生氨基酸为原料的 微生
物转化 作用而产生 。
2,发酵法的基本过程
⑴ 发酵法生产氨基酸的基本过程包括 培养基配制 与
灭菌处理, 菌种诱变与选育, 菌种培养, 灭菌 及 接种
发酵,产品提取及分离纯化等步骤。
现代生物工程采用 细胞融合 技术及 基因重组 技术
改造微生物细胞，已获得多种 高产氨基酸 杂种菌株及
基因工程菌 。
如用北京棒状杆菌和钝齿棒状杆菌 原生质体融合
形成的杂种，其中 70％杂种细胞 产生两亲菌株所产生
的 氨基酸 。
⑵ 氨基酸 发酵方式 主要是液体通风深层培养法, 其
过程是由菌种试管培养逐级放大直至数吨至数百吨发
酵罐 。 发酵结束, 除去菌体, 清液用于 提取, 分离纯
化和精制 有关氨基酸, 其分离纯化, 精制方法及过程
与水解法相同 。
（ 二 ） 发酵法生产的氨基酸品种及工艺
构成动物, 植物及微生物体所有蛋白质的氨基酸种
类与构型 均无任何差异, 但植物体内所有氨基酸皆由
CO2,氨和水合成, 动物体除 8种必需氨基酸需从外
界摄取外, 其余非必需氨基酸均可通过体内氨基酸之
间的转化或碳水化合物中间代谢物而合成, 而 微生物
利用碳源, 氮源及盐类几乎可合成所有氨基酸 。
目前 绝大部分氨基酸 皆可通过发酵法生产, 其缺点
是产物浓度低, 设备投资大, 工艺管理要求严格, 生
产周期长, 成本高 。 本文仅以 L-异亮氨酸及 L-赖氨酸
直接发酵法为例, 说明发酵法的基本过程 。
1,L-异亮氨酸 （ L-Isoleucine,L-Ile） 的制备
（ 1） L-异亮氨酸的结构与性质, L-Ile存在子所有蛋
白质中, 为人体 必需氨基酸之一, 分子式为 C6H13NO2，
分子量为 131.17,结构式为：
L-Ile在乙醇中形成菱形叶片状或片状晶体, 分解
点为 285～ 286℃, L-Ile溶于热醋酸, 在 20℃ 乙醇中溶
解度为 0.072,在 25℃ 水中为 4.12,在 75℃ 水中为 6.08，
不 溶于乙醚 。
（ 2） 工艺路线
（ 3） 工艺过程
① 菌种培养
种子培养基组成（ %）为：
葡萄糖 2 尿素 0.3 玉米浆 2.5
豆饼水解液 0.1（以干豆饼计） pH6.5。
二级种子培养基另加菜籽油 0.4，其余同一级种子
培养基。
一级种子培养,1000ml三解瓶中培养基装量为
200ml,接种一环牛肉膏斜面 AS1.998菌种, 摇床
30℃ 培养 （ 冲程 7cm,频率 105次／ min） 16h。
二级种子培养：接种量 3.5％, 培养 8h,如此逐级
放大培养得足够量菌种 。
灭菌、发酵
发酵培养液组成（ %）为,
硫酸铵 4.5 豆饼水解液 0.4，玉米浆 2.0
碳酸钙 4.5 pH7.2，淀粉水解还原糖初糖浓
度 11.5。
在 5m3发酵罐中添加 3吨发酵培养液，加热至 118～
120℃,维持在 1.1× 105Pa压力，灭菌 30min，立即通
冰盐水冷却至 25℃ 。接入 1％菌种 （ v／ v），维持 180
转／ min的搅拌速度，升温至 30～ 31℃,
以 0.2L／（ min·L）通气量发酵 60h，在 24～ 50h之间
不断补加尿素至 0.6，氨水至 0.27。
③ 除菌体, 酸化
发酵结束后, 发酵液加热至 100℃ 并维持 10min,冷
却过滤, 滤液加工业硫酸和草酸至 pH3.5,过滤除沉
淀 。
④ 离子交换, 吸附分离
上述滤液每分钟以树脂量 1.5％ 的流速进 H十 -型 732
离子交换柱 （ Φ40× 100cm）, 以 100L去离子水洗柱,
再以 60℃, 0.5mol／ L氨水按 3L/min的流速进行洗脱,
分部收集洗脱液 。
⑤ 浓缩赶氨
合并 pH3～ 12的洗脱液, 70～ 80℃ 减压蒸馏, 浓缩至
粘稠状, 加去离子水至原体积的 1／ 4,再浓缩至粘稠
状 。 如此重复三次 。
⑥ 脱色, 浓缩, 中和
上述浓缩物加去离子水至原体积的 1／ 4,搅拌均匀,
加 2mol／ L盐酸调 pH3.5,加上 1％ （ w／ v） 活性炭,
70℃ 搅拌脱色 1h。 滤除活性炭, 滤液减压浓缩至适当
体积, 用 2mol／ L氨水调 pH6.0,5℃ 沉淀过夜,过滤抽
千, 105℃ 烘干得,L-异亮氨酸半成品 。
⑦ 精制, 烘干
每 10kg L-异亮氨酸半成品加 8L浓盐酸和 20L去离子水,
加热至 80℃, 搅拌溶解, 加 10kg氯化钠至饱和, 加工
业液碱调 pH10.5,过滤, 滤液用碱调 pH 1.5,5℃ 放
置过夜 。 滤取沉淀, 用 80L,去离子水加热至 80℃ 搅
拌溶解, 加适量 氯化钠 和 1%（ w／ v） 活性炭, 70℃
搅拌脱色 lh过滤, 滤液减压浓缩至适当浓度, 用氨水
调 pH6.0,5℃ 放置结晶过夜 。 次日过滤收集结晶, 抽
干, 于 105℃ 烘房中烘干得 L-异亮氨酸成品 。
（ 4） 检验
应为菱形叶片状或片状晶体, 含量应为 98.5％ ～ 101.5
％, 干燥失重不超过 0.3％, 炽灼残渣不大于含量测
定与 L-亮氨酸的规定相同 。
0.3%,氯化物不超过 0.05％, 硫酸盐不超过 0.03％,
铁盐不超过 0.003％,重金属不超过 0.0015％, 砷盐不超
过 1.5ppm。
（ 5） 作用与用途 L-Ile为必需氨基酸, 是复方氨基酸
输液的重要成份之一 。
2,L-赖氨酸 （ L-Lysine,L-Lys） 的制备
（ 1） L-赖氨酸的结构和性质 L-赖氨酸存在于所有蛋
白质中, 为 人体必需氨基酸之一 。 分子量为 146.20，
结构为：
L-Lys自乙醇水溶液中得 针状结晶, 其 盐酸盐为单斜
晶系白色粉末, 无臭, 味苦, 熔点 263～ 264℃, 易溶
于水, 几乎不溶于乙醇和乙醚 。 PI为 10.56，
（ 2） 工艺路线
（ 3） 工艺过程
① 菌种培养
菌种为 北京棒状杆菌 （ corymebacterium perkinense）
AS l.563。 斜面培养基成分 （ ％ ） 为,
葡萄糖 0.5，牛肉膏 1.0，蛋白胨 0.5，琼脂 2.0,pH7.0。
种子培养基成分（ %）为,
葡萄糖 2.0，磷酸氢二钾 0.1，硫酸镁 0.05，硫酸铵 0.4，
玉米浆 2.0，毛发水解废液 1.0,pH6.8～ 7.0,CaCO3
0.5。
1000ml三角瓶中种子培养基装量 200ml,接种一
环斜面培养菌种, 30℃ 振摇 （ 冲程 7.6cm,频率 108次
／ min）, 培养 16h。
二级种子培养接种量 2.5％, 培养 48h。 如此逐级扩大
培养 。
② 灭菌, 发酵 发酵培养液成分 （ ％ ） 为
淀粉水解糖 13.5，磷酸二氢钾 0.1，硫酸镁 0.05，硫
酸铵 1.2，尿素 0.4，玉米浆 1.0，毛发水解废液 1.0，甘
蔗糖蜜 2.0,pH6.7，灭菌前加甘油聚醚 lL（指 5m3发酵
罐）。在 5m3发酵罐中投入培养液 3吨，在 1.01× 105Pa
压力下，加热至 118～ 120℃ 灭菌 30min，立即通入冰
盐水冷却至 30℃,按 10％（ v／ v）比例接种，以 1:0.6
（ v／ v）通气量于 30℃ 发酵 42～ 51h，搅拌速度为 180
转／ min。
③ 发酵液处理：离心除菌体； 80℃ 加热；
④离子交换：铵型 732树脂 ;PH=5.0为饱和 (串联 )
⑤ 浓缩结晶：收集 PH=8.0～ 14.0洗脱液（氨水洗脱）
三, 酶转化法
（ 一 ） 基本原理及过程
酶转化法 亦称为 酶工程技术, 实际上是在 特定酶
的作用下使 某些化合物转化 成 相应氨基酸 的技术 。
酶工程法 与直接发酵法生产氨基酸之反应 本质相
同,皆属酶转化反应，但前者为 单酶或多酶的高密度
转化,而后者为 多酶低密度 转化。
酶工程技术 工艺简单,产物浓度高, 转化率及生
产效率 较高，副产物少。
固定化酶或细胞 可进行连续操作，节省能源和劳
务，并可长期反复使用。
（ 二 ） 酶转化法生产的氨基酸品种及工艺
目前医药工业中, 用酶工程法生产的氨基酸已有 十
多种 。
DL-蛋氨酸,DL-缬氨酸,DL-苯丙氨酸,DL-色氨
酸,DL-丙氨酸及 DL-苏氨酸等分别经 氨基酰化酶拆
分 获得了相应的 L-氨基酸，并已投入了工业化生产。
1,L-天冬氨酸及 L-丙氨酸的制备
（ 1） L-天冬氨酸及 L-丙氨酸的结构与性质
① L－天冬氨酸 （ L-Aspartic acid,Asp） 的结构与
性质 L-Asp存在于所有蛋白质分子中, 含 两个羧基 和
一个氨基, 为 酸性 氨基酸, 分子式为 C4H7NO4,分子
量为 133.10,结构式为：
L-Asp的化学名称为 α-氨基丁二酸或氨基琥珀酸，
纯品为白色 菱形叶片状结晶, 等电点为 2.77，熔点
为 269～ 271℃ 。 溶于水及盐酸, 不溶于乙醇及乙醚,
在 25℃ 水中溶解度为 0.8，在 75℃ 水中为 2.88，在乙
醇中为 0.00016。在碱性溶液中为 左旋性,在酸性溶
液中为 右旋性 。 〔 α〕 25D 为 +5.05° （ C＝ 0.5～ 2.0，
在水中）,〔 α〕 25D为 +25.4° （ C＝ 0.5～ 2.0，在
5mol／ L HCl中）。
② L-丙氨酸（ L-Alanine，简称 L-Ala）的结构与性质
L-Ala存在于所有蛋白质分子中,为 中性氨基酸 。分子
式为 C3H7NO2，分子量为 89.09，结构式为：
L-Ala自水和乙醇中形成菱形结晶, 等电点为 6.0，
分解点为 297℃, 在 25℃ 水中溶解度为 16.65,在 75℃
水中为 28.5,在 20℃ 乙醇中为 0.16,不溶于丙酮及乙
醚 。 〔 α〕 25D 为 +18° （ C＝ 0.5～ 2.0,在水中 ）, 〔 α〕
25D为 -14.6° （ C＝ 0.5～ 2.0,在 5mol／ L HCl中 ） 。
（ 2） L-Asp和 L-Ala的酶转化反应
（ 3） 工艺路线
固定化酶
凡限制在一定的空间范围内并能连续反复的使用
的酶都称为 固定化酶 。
通常采用的固定化方法可大体概括为四种类型：
吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法。
吸附法 这是通过载体表面和酶分子表面间的 次级
键相互作用 而达到固定目的的方法, 又可分,物理吸
附和离子交换吸附 。
物理吸附 是通过 氢键, 疏水键和 π－电子亲和力 等
物理作用力将酶固定于 不溶性载体 的方法 。
常用的 载体 有：皂土、硅胶、氧化铝、磷酸钙胶和
微孔玻璃等无机吸附剂，纤维素、胶原,赛珞玢 以及
火棉胶等 有机吸附剂 。
最常用的交换剂有 CM（ 羧甲基 ） －纤维素,
DEAE（ 二乙基氨基乙基 ） －纤维素, DEAE－葡聚
糖凝胶 等 。 离子交换剂的吸附容量一般大于物理吸附
剂, 约 50～ 150mg蛋白／ g载体 。
共价偶联法
这是借助 共价键 将酶的活性 非必需侧链基团 和载
体的 功能基团 进行偶联以制备固定化酶的方法 。
常用的 载体 有：纤维素, 葡聚糖凝胶, 琼脂糖, 聚
丙烯酰胺, 多聚氨基酸, 乙烯与顺丁烯二酸酐共聚物,
聚苯乙烯, 尼龙等；还有无机载体如多孔玻璃等 。
交联法
利用 双功能或多功能试剂 在 酶分子间或酶分子与
惰性蛋白间、或酶分子与载体间进行交联反应以共价
键 制备固定化酶。
包埋法
将 聚合物 的 单体 和酶溶液混合后, 再借助 聚合促进
剂 （ 包括交联剂 ） 的作用进行聚合, 将酶包埋于聚合
物中以达到固定化的目的 。
（ 1） 胶格包埋 最常用的包埋剂是 聚丙烯酰胺凝胶,
它以 丙烯酰胺 为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交
联剂 聚合而成。
（ 2） 微囊型包埋 是用直径几十到几百微米, 厚约
25nm的 半透膜 将酶分子进行包埋固定化的方法 。
（ 3） 脂质体包埋 脂质体是指具有 脂双层结构 和一定
包裹空间的 微球体 。
辅酶及偶联酶 的固定化
辅酶物质的固定化一般采用 载体共价偶联法 。
（ 4） 工艺过程
① 菌种培养
大肠杆菌 （ Esscherichia coli） AS1.881的培养 斜面培
养基为普通肉汁培养基 ；
摇瓶培养基成分 （ ％ ） 为玉米浆 7.5,反丁烯二酸
2.0,MgSO4·7H2O0.02,氨水调 pH6.0,煮沸后过滤,
500ml三角烧瓶中培养基装量 50～ 100m1。
从新鲜斜面上或液体中培养种子, 接种于摇瓶培养
基中, 37℃ 振摇培养 24h,逐级扩大培养至 1000～
2000L规模 。 培养结束后用 1mol／ L HCl调 pH5.0,升
温至 45℃ 并保温 1h,冷却至室温, 转筒式高速离心机
收集菌体 （ 含天冬氨酸酶 ）, 备用 。
德阿昆哈假单胞菌（ Pseudomonas dacunhae） 68变异
株的培养
斜面培养基组成（％）为
蛋白胨 0.25，牛肉膏 0.52，酵母膏 0.25,NaC1 0.5，
pH7.0，琼脂 2.0。
种子培养基 与斜面培养基相同，唯不加琼脂，
250ml三角烧瓶中培养基装量为 40m1。
摇瓶培养基组成 （％）为 L-谷氨酸 3.0，蛋白胨 0.9，
酪蛋白水解液 0.5，磷酸二氯钾 0.05,MgSO4·7H2O
0.01，用氨水调 pH 7.2,500ml三角瓶中培养基装量为
80ml。
将培养 24h的新鲜斜面菌种接种于种子培养基中,
30℃ 振摇培养 8h,再接种子摇瓶培养基中, 30℃ 振荡
培养 24h,如此逐级扩大至 1000～ 2000L的培养罐培养 。
培养结束后用 1mol／ LHCl调 pH至 4.75,于 30℃ 保温
1h,用转筒式高速离心机离心收集菌体 （ 含 L-天冬氨
酸 -β-脱羧酶 ）, 备用 。
② 细胞固定 E·coli的细胞固定 取湿菌体 20kg悬浮于
80L,生理盐水 （ 或离心后的培养清液 ） 中, 保温至
40℃, 再加入 90L保温至 40℃ 的 12％ 明胶 溶液及
10L1.0％ 戊二醛 溶液, 充分搅拌均匀, 放置冷却凝固,
再 漫于 0.25％ 戊二醛溶液 中 。 于 5℃ 过夜后, 切成 3～
5mm的立方小块, 浸于 0.25％ 戊二醛 溶液中 5℃ 过夜,
蒸馏水充分洗涤, 滤干得含天冬氨酸酶的固定化
E.coli,备用 。
假单胞菌体固定
取湿菌体 20kg,加生理盐水搅匀并稀释至 40L，
另取溶于生理盐水的 5％ 角叉菜胶 溶液 85L,两液均保
温至 45℃ 后混合, 冷却至 5℃ 成胶 。 浸于 600L2%KCl
和 0.2mol／ L己二胺的 0.5mol／ L pH7.0的磷酸缓冲液
中, 5℃ 下搅拌 10分钟, 加 戊二醛至 0.6mol／ L浓度,
5℃ 搅拌 30分钟, 取出切成 3～ 5mm的立方小块, 用
2% KCl溶液充分洗涤后, 滤去洗涤液, 即得 含 L-天冬
氨酸 -β-脱羧酶的固定化细胞, 备用 。
④ 转化反应
将 保温至 37℃ 的 lmol／ L延胡索酸铵 （ 含 1mmol／ L
MgC12,pH8.5） 底物溶液按一定空间速度 （ Sv） 连
续流过生物 反应堆 I,控制达到 最大转化率 （ ＞ 95％ ）
为限度, 收集转化液 制备 L-Asp或用于生物 反应堆 Ⅱ
的再转化 。
当需要生产 L-丙氨酸时, 向上述转化液中加 磷酸
吡哆醛 至 0.1mmol／ L浓度, 调 pH6.0,保温至 37℃,
按一定空间速度流入 1.515× 105Pa压力下的生物反应
堆 Ⅱ, 控制达到 最大转化率 （ ＞ 95％ ） 为限, 收集转
化液, 用于制取 L-丙氨酸 。
产品纯化与精制 生物反应堆 Ⅰ 转化液经过滤澄清,
搅拌下用 1mol／ L HCl调 pH2.8,5℃ 结晶 过夜, 滤取
结晶, 用少量冷水洗涤抽干, 105℃ 干燥 得 L-Asp粗
品 。 粗品用 稀氨水溶解 （ pH5） 成 15％ 溶液, 加 1%
（ w／ v） 活性炭, 70℃ 搅拌脱色 1h过滤,滤液于 5℃
结晶过夜, 滤取结晶, 85℃ 真空干燥得 药用 L-Asp。
生物反应堆 Ⅱ 转化液过滤澄清, 于 60～ 70℃ 下减
压浓缩至原体积的 50％, 冷却后加等体积 甲醇, 5℃
结晶过夜, 滤取结晶并用少量冷甲醇洗涤抽干, 80℃
真空干燥得 L-Ala粗品 。 粗品用 3倍体积 （ w／ v） 去
离子水于 80℃ 搅拌溶解, 加 0.5%（ w／ v） 药用活性
炭 于 70℃ 搅拌脱色 1h,过滤, 滤液冷后加等体积甲
醇, 5℃ 结晶过夜, 滤取结晶, 于 80℃ 真空干燥得药
用 L－ Ala。
（ 5）检验
（ 6）作用与用途 L-Asp有助于鸟氨酸循环，促进氨
和 CO2生成尿素，降低血中氨和 CO2,增强肝功能，消
除疲劳，用于治疗慢性肝炎、肝硬化及高血氨症。同
时 L-Asp和 L-Ala都是复合氨基酸输液的原料。
2,酶拆分法制备 L-苯丙氨酸
（ 1） L-苯丙氨酸 （ L-phenylalanine,L-phe） 的结
构与性质 L-phe,存在于所有蛋白质中, 为 人体必需
氨基酸之一, 其分子式为 C9H11NO2,分子量为 165.19，
结构为：
L-Phe自水中结晶成白色 叶片状晶体, 无臭, 微
苦, pI为 5.48； 分解点为 283～ 284℃ 。 在 25℃ 水中溶
解度为 2.96,在 75℃ 水中为 6.62,微溶于甲醇及乙醇,
不溶于乙醚 。 1%水溶液 pH为 5.4～ 6.0。 〔 α〕 25D为 -
4.47° （ C＝ 0.5～ 2.0,在 5mol／ L HCl中 ）, 〔 α〕 25D
为 -34.5° （ C＝ 0.5~2.0,在水中 ） 。
（ 2） 酶拆分 DL-Phe的原理,DL-Phe与 醋酸酐反应
生成 乙酰 -DL-Phe（ Ac-DL-Phe）, 氨基酰化酶可专
一性水解 Ac-L-Phe的酰胺键生成 L-Phe,而 不水解
Ac-D-Phe酰胺键, 再 利用 L-Phe与 Ac-D-Phe在水中溶
解度的差异进行分离 。
Ac-D-Phe又可经消旋生成 Ac-DL-Phe,再行水解
和分离, 如此反复进行, 可将 DL-Phe全部转化为 L-
Phe。 DL-Phe拆分的基本反应过程如下：
（ 3）工艺路线
（ 4） 工艺过程
① 固定化氨基酰化酶的制备 取 DEAE-Sephadex A-
50于去离子水中充分浸泡后, 依次用 10倍量 0.5mol／
L HCl和 0.5mol／ L NaOH溶液搅拌处理 30min,再用
去离子水洗至中性, 然后依次用 0.1mol／ L及 0.01mol
／ L的 pH7.0磷酸缓冲液处理 1～ 2h,滤干备用 。
另取培养 40～ 50h的 米曲扩大曲 用 6倍量去离子水分
两次抽提, 滤去残渣 。 滤液用 2mol／ L NaOH溶液调
pH6.7~7.0, 按 100L酶液加 1kg已处理的湿 DEAE-
SephadexA-50的 比例混合, 于 0～ 4℃ 搅拌吸附 4～ 5h，
滤取 DEAE-Sephadex A-50,依次用去离子水, 0.1mol
／ L醋酸钠, 0.01mol／ L的 pH7.0磷酸缓冲液洗涤 3～ 4
次, 滤干得 固定化氨基酰化酶, 加 1％ 甲苯 后于冷库
中贮存, 备用 。
② Ac-DL-Phe的制备 将 DL-Phe,冰醋酸及醋酸酐 按
1∶ 7∶ 1（ w／ V／ v）的比例加入反应釜中,90℃ 反
应 4～ 5h，回收醋酸，浓缩液加一定量去离子水，再
浓缩至一定体积,冷却结晶,滤取结晶于 60℃ 真空干
燥得 Ac－ DL－ Phe。
③ 酶水解
在 1000L反应罐中加 700L 0.1mol／ L Ac-DL-Phe钠
盐溶液, 搅拌下滴加 6mol／ L HCl至 pH6.7～ 7.0,加
15～ 20kg固定化氨基酰化酶, 50℃ 反应 4～ 5h,过滤,
滤液待分离 L－ Phe,固定化酶再用于转化 。
④ 分离纯化 上述滤液用 6mol／ L HCl调至 pH4.8～
5.1,减压 浓缩 至 35L左右, 浓缩液于 0℃ 结晶 过夜,
滤取结晶并用 10L冷乙醇洗涤三次, 抽干,于 80℃ 烘
3~4h,得 L－ Phe粗品 。 滤液和洗涤液合并后减压浓
缩至 20L左右, 得 Ac-D-Phe溶液, 待消旋和再转化 。
⑤ 精制 取 50L去离子水于 100L反应罐中, 加热至
95~100℃, 投入 5kg L－ Phe粗品, 搅拌 溶解, 加药
用 活性炭 0.25kg,搅拌脱色 3min。 趁热过滤, 滤液转
移至 200L结晶罐中, 冷却至 40℃, 加 50 L 40℃ 95
％ 乙醇, 用 6mol／ L HCl调 pH5.5,于 0℃ 结晶 过夜,
滤取结晶, 用 10L冷乙醇洗涤 3～ 4次, 抽干, 于 80℃
干燥 3～ 4h。 母液浓缩回收 L-Phe结晶, 所得结晶如
上法重结晶一次, 得药用 L－ Phe。 结晶母液及洗涤
液合并,减压浓缩后转入粗品母液, 待消旋 。
Ac－ D－ Phe的消旋 上述 粗品及精品 L-Phe母液 及
洗涤液合并后浓缩至 60L,于 100L反应罐中在搅拌下
缓缓加入 醋酸酐 18.5L,在 25～ 45℃ 搅拌反应 30min，
冷却至室温, 放置 6h,用浓盐酸 调 PH l.5～ 2.0,5℃
结晶过夜, 滤取结晶, 用去离子水洗涤 3～ 5次, 每
次 20L,抽干, 于 40℃ 真空干燥得 Ac－ DL－ Phe。
（ 5） 检验 应为白色叶片状结晶, 其含量应在 98.5
％ ～ 101.5％ 之间, 〔 α〕 25D为 -32.3° ～ +34.3°, 1％
水溶液 pH为 5.4～ 6.0,干燥失重应不超过 0.3％, 炽灼
残渣应不超过 0.4％, 氯化物, 硫酸盐及重金属均与异
亮氨酸规定相同, 砷盐应不超过 1.5ppm,铁盐应不超
过 0.003%。
含量测定,
（ 6）作用与用途 L-苯丙氨酸为 复合氨基注射液 的重
要原料之一，也是合成苯丙氨酸 氮芥及对氟苯丙氨酸
等抗癌药的原料。
四、化学合成法
（ 一 ） 基本原理与过程
以 α-卤代羧酸, 醛类, 甘氨酸衍生物, 异氰酸盐,
乙酰氨基丙二酸二乙酯, 卤代烃, α-酮酸及某些氨基
酸 为原料, 经 氨解, 水解, 缩合, 取代及氢化还原
等化学反应合成 α-氨基酸的方法称为 化学合成法 。
一般合成法 和 不对称合成法 两大类 。
一般合成法 包括卤代酸水解法, 氰胺水解法, 乙
酰氨基丙二酸二乙酯法, 异氰酸酯 （ 盐 ） 合成法及醛
缩合法等；产物皆为 DL-型氨基酸混合物 。
不对称合成法 包括直接合成, α-酮酸反应及 不对称
催化加氢等方法 。 产物为 L-型氨基酸 。
（ 二 ） 化学合成法生产的氨基酸品种及工艺
理论上 所有氨基酸皆可由化学合成法制造, 但在目
前, 只有当采用其它方法生产很不 经济 时才采用化学
合成法生产, 如甘氨酸, DL-蛋氨酸及 DL-丙氨酸等
现仅介绍 L-脯氨酸及 L-苏氨酸 的化学合成及其分
离纯化工艺 。
1,L-脯氨酸 （ L-Proline,L-Pro） 的制备
（ 1） L-脯氨酸的结构与性质 L-脯氨酸存在于所有
蛋白质中, 鸡毛中含量较丰富 。 其化学名称为吡咯
啶 -α-甲酸或吡啶烷环 -2-羧酸, 分子式为 C5H9NO2，
分子量为 115.13。
L-Pro自乙醇 -乙醚中得白色粉末状结晶,pI为 6.3，
熔点 220～ 222℃ 。 极易溶于水，不溶于乙醇及乙醚。
有旋光。
（ 2） 合成路线, L-Pro可采用化学合成法, 发酵法及
蛋白质原料水解分离法生产, 合成法也有不同的原
料和工艺 。 以浓硫酸为脱水剂, 使 L-谷氨酸与乙醇
缩合成 L-谷氨酸 -γ-乙酯, 后者经硼氢化钾还原即成
L-Pro。
反应过程
（ 3）工艺路线
五氯酚乙醇溶液得复盐沉淀。
3%氨水解析 乙醚去杂质 。
含量测定,
2,L-苏氨酸 （ L-Threonine,L-Thr） 的制备
（ 1） L-苏氨酸的结构与性质 L-苏氨酸存在于所有
蛋白质中, 为 人体必需氨基酸之一 。 其分子式为
C4H9NO3,分子量为 119.12，
L-Thr纯品为白色结晶或结晶性粉末, 无臭, 微甜,
等电点为 6.16,熔点为 255～ 257℃, 溶于水, 不溶于
乙醇, 乙醚及氯仿 。 在碱液中不稳定, 受热易分解
为甘氨酸和乙醛 。
L-Thr分子中有两个不对称碳原子, 故有 L－ D－
Thr和 L－ D别苏氨酸 四种异构体, 唯 L-Thr具有生理
活性 。
（ 2） 合成路线, L-Thr的合成原料为甘氨酸和乙醛 。
甘氨酸先与碱式硫酸铜反应生成甘氨酸铜, 后者在
碱性条件下与乙醛缩合成 DL-Thr铜, 并以播种结晶
法 （ 优先结晶法 ） 拆分得 L-Thr和 D-Thr。 反应过程
为：
（ 3）工艺路线
拆分 取 72L去离子水, 20kg DL-Thr精品及 2.25kg
D-THr于 200L反应罐中, 搅拌下迅速升温到 95℃ 至全
溶, 再迅速降温至 40℃, 投入 225g D-Thr结晶, 缓缓
降温至 29～ 30℃, 迅速过滤, 滤饼于 80℃, 烘干得 D-
Thr粗品 。 滤液再投入与已分出的 D-Thr等量的 DL-Thr，
余操作与拆分 D-Thr相同, 投入 225g L-Thr结晶, 最后
得 L-苏氨酸粗品 。 母液再投入适量 D-Thr,DL-Thr及水,
令三者比例为 1:0.9∶ 3.2。
第三节 氨基酸输液
多种结晶 L-氨基酸依特定比例混合制成的 静脉内输
注液 谓之 氨基酸输液 。 氨基酸输液可直接注入进食不
足者的血液中, 促进蛋白质, 酶及肽类激素的合成,
提高血浆蛋白浓度与组织蛋白含量, 维持 氮平衡, 调
节肌体正常代谢 。
现已有含氨基酸数目为 11,14,18及 20种等多种输
液类型, 氨基酸浓度分别有 3％, 5％, 9％, 10％ 及
12％ 等多种规格 。
有些氨基酸输液还加入 山梨醇, 木糖, 维生素,
Na＋, K＋, Ca2+或 Mg2+等成分, 以补充能量, 提高 氨
基酸 的利用率及其 营养价值, 也有些 氨基酸输液与右
旋糖酐配伍 制成较理想的 代血浆 。
一, 氨基酸输液的组成与要求
输入人体的氨基酸 种类, 数量及比例 需符合机体
要求, 否则 利用度将下降, 还会引起 代谢失调, 拮抗
及中毒 等代谢并发症 。
（ 一 ） 组方原理
体内蛋白质处于连续 分解与合成的动态平衡状态,
故氨基酸输液以被患者的 有效利用为度 。 目前国内外
生产氨基酸输液组方多采用 人乳, 全蛋白, FAO、
FA○ -WHO或血浆游离氨基酸模式 。 组方中必须含八
种必需氨基酸和两种半必需氨基酸, 所有氨基酸均为
L-型 。 另外, 组方中尚需含 5％ 山梨醇或木糖醇, 以
补充能量, 促进氨基酸的吸收和利用, 同时加半胱氨
酸作为稳定剂, 由此方能构成优良的氨基酸输液 。
（ 二 ） 处方中氨基酸的组成与比例
1,氨基酸的构型
最理想的情况是全部使用 L-氨基酸配制输液 。
2,必需氨基酸与非必需氨基酸的比例
非必需氨基酸可由必需氨基酸或碳水化合物转化而
来，补充非必需氨基酸可减少体内必需氨基酸的消耗。
输液中 必需氨基酸（ E）与非必需氨基酸（ N）之 比
（ E／ N） 依具体情况而定 。一般在 1,1～ 1,3之间；
必需氨基酸（ E）占总氨基酸的 50％～ 75％；必需氨
基酸（ E）与总氮量（ T）之比以 3为宜。
国内 氨基酸输液的 总含氮量为 0.6％～ 0.8％。
二, 氨基酸输液的配方
氨基酸输液可参考 FAO-WHO氨基酸代谢模式, 人
血浆白蛋白, 全蛋蛋白质或人乳的氨基酸组成模式制
订配方 。
三, 氨基酸输液配制
复方氨基酸配方种类较多, 配制方法亦不尽相同 。
但其过程均需 活性炭脱色, 且需维持 一定 pH范围 。
活性炭对芳香族氨基酸吸附力强, 引起损失, 使其含
量下降, 故配料时需将芳香族氨基酸用量 增加 20%以
弥补损失, 或将活性炭先用 1％ 苯丙氨酸 吸附饱和后
再应用 。 输液的 pH值一般在 4.0～ 6.0为适宜, pH5.5
最佳, 酸度过大或接近中性皆影响色泽和产品质量 。
复方氨基酸输液配制工艺如下,
（ 1） 稳定及难溶氨基酸的溶解 取新鲜注射用水 （ 约
全量的 2／ 3） 于容器中, 加温至 90℃, 将亮氨酸, 异
亮氨酸, 蛋氨酸, 苯丙氨酸, 缬氨酸, 天冬氨酸及谷
氨酸依次投入, 充分搅拌溶解, 停止加热, 加入色氨
酸搅拌溶解 。
（ 2） 加易溶氨基酸及稳定剂 投入其它易溶氨基酸及
稳定剂 （ 亚硫酸氢钠及半胱氨酸 各加至全量浓度为
0.05％ ）, 搅拌溶解, 迅速降至室温, 加注射用水至
近全量, 用 10％ 氢氧化钠液调 pH4.5~5.5,加注射用水
至全量 。
（ 3） 脱色与灌封 上述溶液加 0.1％ ～ 0.2％ （ w／ v） 的
活性炭, 搅拌 30min,滤除活性炭, 再用分子量截留值
为 1万～ 2万的超滤膜滤器 过滤, 滤液分装于 250ml或
500ml输液瓶中, 按常规操作压盖后, 于 105℃ 流动蒸
气灭菌 30min即得成品 。
四, 质量标准
复方氨基酸注射液种类较多, 各自标准不同 。 现介
绍, 11种氨基酸注射液, 的质量标准 。
本品为无色或淡黄色的澄明液体, 每种氨基酸含量均
应为 标示量的 80.0％ 土 120.0％ 。 其处方中每升溶液里
各氨基酸的量分别为 （ g）, L-Leu 10.0,L-Ile 6.6,L-
Phe9.9,L-Thr 7.0,L-Va1 6.4,L-Met 6.8,L-Trp 3.0，
L-Lys 15.4,L-Arg 9.0,L-His 3.5及 Gly 6,0。
本品 pH值为 5.5～ 7.0,与茚三酮呈紫色反应, 与硫酸
锌及溴试剂呈淡红色反应 。 色氨酸采用分光光度法
测定, 其余氨基酸采用氨基酸自动分析仪或高效液
相色谱仪分离测定 。 其它如安全试验, 热原及降压物
质等均应符合中国药典 1990年版的有关规定 。
五, 作用与用途
对代谢旺盛的病人及严重消耗性病人的蛋白质合
成有促进作用。用于治疗肝性昏迷、消化道吸收功能
障碍引起的低蛋白血症、大面积烧伤、严重创伤及感
染等疾患。
一, 氨基酸类药物的基本知识
从各种生物体中发现的氨基酸已有 180多种, 但是
参与蛋白质组成的常见氨基酸或称基本氨基酸只有二
十种 。 1986年 发现第 21种 硒代胱氨酸 最近发现第 22种
遗传基因编码的氨基酸 吡咯赖氨酸 。
180多种天然氨基酸大多数是不参与蛋白质组成的,
这些氨基酸被称为 非蛋白质氨基酸 。
氨基酸是构成机体蛋白质的 基本单位, 且构成生
物体蛋白质的氨基酸都是 α-氨基酸, 除 甘氨酸 外, α-
碳原子 均为 不对称碳原子, 具有 立体异构现象, 均是
L-型氨基酸 。
1,分类：
（ 1） 根据氨基酸在 pH5.5溶液中带电状况分为 酸性,
中性及碱性 氨基酸三类 。
（ 2） 依 R基团 差异亦分为：
脂肪族 氨基酸, 芳香族 氨基酸及 杂环 氨基酸 三类
其中 L-组氨酸, L-色氨酸, L-脯氨酸及 L-羟脯氨
酸 为 杂环氨基酸,
L-酪氨酸及 L-苯丙氨酸 为 芳香族氨基酸,
其余均为 脂肪族氨基酸 。
2,性质：
（ 1） 物理通性：
天然氨基酸纯品均为 白色结晶性粉末, 熔点及分
解点 均在 200℃ 以上 。
在 有机溶剂 中溶解度一般较小 。
均为两性电解质, 各有一定 等电点 。 除甘氨酸外
都有 旋光性 。
氨基酸 能使水的介电常数增高,而一般的有机化合
物乙醇, 丙酮等却使水的 介电常数降低 。 是以 离子晶
格 组成, 而一般的有机化合物是由 分子晶格 组成的 。
（ 2） 化学通性：
α-氨基酸 共同的化学反应有 两性解离 及 林海定反应,
酰化, 烷基化, 酯化, 酰氯化, 酰胺化, 叠氮化, 脱
羧及脱氨反应, 肽键结合反应及与甲醛和亚硝酸的反
应 等 。
特殊基团反应,
酪氨酸的酚羟基 可产生 米伦反应 与 福林－达尼斯 反
应；
精氨酸的胍基 产生 坂口反应 ；
色氨酸 的 吲哚基 与 芳醛 产生 红色反应 ；
组氨酸的咪唑基 产生 Pauly反应 ；
苯丙氨酸硝化后于碱性条件下 产生 桔黄色反应 ；
胱氨酸及半胱氨酸 经酸或碱破坏后可与 醋酸铅 产
生 铅黑反应 ；
半胱氨酸 在碱性条件下与 亚硝基铁氰化钠 （ 硝普
盐 ） 反应生成 紫红色化合物 。
色氨酸, 苯丙氨酸及酪氨酸 均有特征 紫外吸收光
谱, 色氨酸 最大吸收波长为 279nrn,苯丙氨酸 为
259nm,酪氨酸 为 278nm。 但构成天然蛋白质的 20种
氨基酸在 可见光区均无吸收 。
氨基酸的上述理化性质是蛋白质与氨基酸 合成, 转
化, 分离纯化 及 定性定量检测的依据
二、氨基酸及其衍生物在医药中的应用
1,氨基酸是构成蛋白质的 基本组成单位,故生物体
中众多蛋白质的 生物功能,无不与构成蛋白质的氨基
酸 种类、数量、排列顺序 及由其形成的 空间构象有密
切的关系 。因此氨基酸对 维持机体蛋白质的动态平衡
有极其重要的意义。生命活动中人及动物通过消化道
吸收氨基酸 。
通过 体内转化 而维持其 动态平衡, 若其动态平衡失
调, 则机体 代谢紊乱, 甚至引起 病变 。
2、许多氨基酸尚有其特定的药理效应 。
（ － ） 氨基酸的营养价值及其与疾病治疗的关系
氨基酸为构成天然蛋白质的基本单位, 故 蛋白质营
养价值 实际是 氨甚酸作用 的反映 。 健康人靠 膳食 中的
蛋白质获取各种氨基酸满足机体需求 。 缺乏蛋白质则
影响机体生长及正常生理功能, 抗病力减弱 引起 病变 。
消化道功能严重障碍者 及 手术后病人 常因禁食无法
获得足够蛋白质，自身蛋白质过量消耗，致使 营养不
良而导致病情恶化或预后不良 。
临床上常通过直接输入 氨基酸制剂 改善患者营养
状况, 增加治疗机会, 促进康复 。
赖氨酸, 色氨酸, 苯丙氨酸, 蛋氨酸, 苏氨酸,
亮氨酸, 异亮氨酸及缬氨酸等 8种氨基酸
必需氨基酸,人及哺乳动物自身不能合成, 需由
食物供应 。
半必需氨基酸：氨基酸 （ 胱氨酸及酪氨酸 ） 可分
别由其他 氨基酸 （ 蛋氨酸和苯丙氨酸 )产生, 若食物中
提供了足够的该 氨基酸 （ 氨酸及酪氨酸 ）, 可减少对
其他 氨基酸 （ 蛋氨酸及苯丙氨酸 ） 的需求量 。
氨基酸 （ 精氨酸及组氨酸 ） 合成速度较低, 通常
难以满足需求, 需由外界补充一部分 。
（ 二 ） 治疗消化道疾病的氨基酸及其衍生物
（ 三 ） 治疗肝病的氨基酸及其衍生物
（ 四 ） 治疗脑及神经系统疾病的氨基酸及其衍生物
（ 五 ） 用于肿瘤治疗的氨基酸及其衍生物
（ 六 ） 其它氨基酸类药物的临床应用
第二节 氨基酸类药物的生产方法
1,目前 全世界天然氨基酸 的年总产量在 百万吨 左
右, 其中产量较大者有 谷氨酸, 蛋氨酸及赖氨酸, 其
次为 天门冬氨酸, 苯丙氨酸及胱氨酸 等 。 它们主要 用
于医药, 食品, 饲料及化工行业中 。
2,目前构成天然蛋白质的 20种氨基酸的生产方法
有 天然蛋白质水解法, 发酵法, 酶转化法及化学合成
法等四种 。
3,氨基酸及其 衍生物类药物 已有 百种 之多, 但主
要是 以 20种氨基酸为原料经酯化, 酰化, 取代及成盐
等化学方法或酶转化法生产 。
一, 水解法
（ 一 ） 基本原理与过程
以毛发、血粉及废蚕丝等蛋白质为原料，通过 酸、
碱或酶水解 成多种氨基酸混合物，经分离纯化获得各
种药用氨基酸的方法称为 水解法 。
目前用水解法生产的氨基酸有 L-胱氨酸,L-精氨
酸,L-亮氨酸,L-异亮氨酸,L-组氨酸,L-脯氨酸
及 L-丝氨酸 等。
水解法生产氨基酸的主要过程为 水解、分离和结
晶精制 三个步骤。
1,蛋白质水解方法
目前蛋白质水解分为 酸水解法、碱水解法及酶水
解法三种。
（ 1） 酸水解法 蛋白质原料用 6～ 10mol／ L盐酸 或
8mol／ L硫酸 于 110～ 120℃ （ 回流煮沸 ） 水解 12～
24h,除酸后即得多种氨基酸混合物 。 此法优点是水
解 迅速 而 彻底, 产物全部为 L-型氨基酸, 无 消旋作用 。
缺点是 色氨酸 全部被破坏, 丝氨酸及酪氨酸 部分被破
坏, 且产生大量废酸污染环境 。
（ 2） 碱水解法 蛋白质原料经 6mol／ L氢氧化钠或
4mol／ L氢氧化钡 于 100℃ 水解 6h即得多种氨基酸混
合物 。 该法水解迅速而彻底, 且色氨酸不被破坏, 但
含 羟基或巯基 的氨基酸全部被破坏, 且产生消旋作用 。
工业上多不采用 。
（ 3） 酶水解法 蛋白质原料在一定 pH和温度条件下经
蛋白水解酶作用分解成 氨基酸和小肽 的过程称为酶水
解法 。
此法优点为反应条件温和, 无需特殊设备, 氨基
酸不破坏, 无消旋作用 。 缺点是 水解不彻底, 产物中
除氨基酸外, 尚含较多肽类 。 工业上很少用该法生产
氨基酸而主要用于生产 水解蛋白及蛋白胨 。
2,氨基酸分离方法
氨基酸分离方法较多, 通常有 溶解度法, 等电点
沉淀法, 特殊试剂沉淀法, 吸附法及离子交换法 等 。
（ 1） 溶解度法 是依据不同氨基酸在水中或其它溶剂
中的 溶解度差异 而进行分离的方法 。
胱氨酸和酪氨酸 均难溶于水, 但在 热水中酪氨酸
溶解度较大, 而 胱氨酸溶解度变化不大, 故可将混合
物中胱氨酸, 酪氨酸及其它氨基酸彼此分开 。
（ 2） 特殊试剂沉淀法 系采用某些 有机或无机试剂 与
相应氨基酸形成 不溶性衍生物 的分离方法 。
如 邻二甲苯 -4-磺酸能与亮氨酸 形成 不溶性盐沉淀,
后者与 氨水反应 又可获得 游离亮氨酸 ；
组氨酸可与 HgC12形成不溶性 汞盐沉淀, 后者经
处理后又可获得游离 组氨酸 ；
精氨酸可与苯甲醛 生成水不溶性 苯亚甲基精氨酸
沉淀, 后者用 盐酸 除去 苯甲醛 即可得精氨酸 。
（ 3） 吸附法 是利用吸附剂对不同氨基酸吸附力的差
异进行分离的方法 。 如 颗粒活性炭 对 苯丙氨酸, 酪氨
酸 及 色氨酸 的吸附力大于对其它 非芳香族 氨基酸的吸
附力, 故可从氨基酸混合液中将上述氨基酸分离出来 。
（ 4）离子交换法 是利用离子交换剂对不同氨基酸吸
附能力的差异进行分离的方法。氨基酸为 两性电解质,
在特定条件下，不同氨基酸的 带电性质及解离状态 不
同，故同一种离子交换剂对不同氨基酸的吸附力不同。
3,氨基酸的精制方法
分离出的特定氨基酸中常含有少量其它杂质, 需进
行精制, 常用的有 结晶和重结晶技术, 也可采用 溶解
度法或结晶与溶解度法相结合的技术 。
丙氨酸在 稀乙醇或甲醇 中溶解度较小, 且 pI为 6.0，
故丙氨酸可在 pH6.0时, 用 50％ 冷乙醇 结晶或重结晶
加以精制 。
溶解度与结晶技术相结合 的方法精制氨基酸 。 如在
沸水中 苯丙氨酸 溶解度大于酪氨酸 100倍, 若将含少
量酪氨酸的苯丙氨酸粗品溶于 15倍体积 （ w／ v） 的热
水中, 调 pH4.0左右, 经脱色过滤可除去大部分酪氨
酸；滤液浓缩至原体积的 1／ 3,加 2倍体积 （ v／ v）
的 95％ 乙醇, 4℃ 放置, 滤取结晶,
用 95%乙醇洗涤, 烘干即得苯丙氨酸精品 。
（ 二 ） 用水解法生产氨基酸的品种及工艺
绝大多数氨基酸均可采用 酸水解法 生产, 但目前由
于发酵方法及酶工程技术的迅速发展, 仅有几种氨基
酸仍采用酸水解法生产 。 现胱氨酸及亮氨酸生产为例 。
1,L-胱氨酸 （ L-Cystine,L-Cys2） 的制备
（ 1） L-胱氨酸的结构与性质 L-胱氨酸存在于所有蛋
白质分子中, 尤以 毛, 发及蹄甲等角蛋白 中含量最多 。
其分子由两分子半胱氨酸 脱氢氧化 而成, 结构为：
L-胱氨酸自稀酸中形成 六角形或六角柱形晶体, 分
解点 258~261℃, pI为 5.05,〔 α〕 25D 为 -232° 。 在
25℃ 水中溶解度为 0.011,在 75℃ 水中为 0.052。 溶于
无机酸及无机碱, 在 热碱液中可被分解 。 不溶于 乙醇,
乙醚及丙酮 。 可被 还原为 L-半胱氨酸 。
（ 2） 工艺路线
（ 3） 工艺过程
① 水解 110～ 117℃ 水解 7h（ 自 100℃ 时计 ） 后出料,玻
璃布过滤,收集滤液 。
② 中和 直至 pH4.8,静置 36h,涤纶布滤取沉淀, 离心
甩干得 L-胱氨酸粗品 。
③粗制 升温至 65～ 70℃,搅拌半小时，加活性炭 16kg，
于 80～ 90℃ 保温半小时，滤除活性炭。调滤液至
pH4.8，静置结晶，吸出上清液后，底部沉淀经离心
甩干得胱氨酸粗品（ Ⅱ ）。
④ 精制 中和 升温至 70℃, 加活性炭 1.5～ 2.5kg,85℃
搅拌半小时, 过滤, 加 1.5倍体积蒸馏水, 升温至
75～ 80℃, 搅拌下用 12％ 氨水 （ 化学纯 ） 中和至
pH3.5～ 4.0,析出结晶, 滤取胱氨酸结晶, 蒸馏水洗
至无氯离子, 真空干燥得 L-胱氨酸成品 。
（ 4） 检验 应为六角形或六角柱形白色结晶, 含量在
98.5％ 以上, 干燥失重小于 0.5％, 炽灼残渣小于 0.2
％, 氯化物小于 0.15％, 铁盐小于 0.001％, 重金属小
于 20ppm。
含量测定,
（ 5） 作用与用途 L-胱氨酸具有增强造血机能, 升高
白细胞, 促进皮肤损伤的修复及抗辐射作用 。 临床上
用于治疗辐射损伤, 重金属中毒, 慢性肝炎, 牛皮癣
及病后或产后继发性脱发 。
2,L-亮氨酸 （ L-Leucine,L-leu） 的制备
（ 1） L-亮氨酸的结构与性质 L-亮氨酸存在于所有蛋
白质中，以 玉米麸质及血粉 中含量最丰富，其次在 角
甲、棉籽饼和鸡毛 中含量也较多。 L-亮氨酸为人体必
需氨基酸之一,化学名称为 2-氨基 -4-甲基戊酸或 2-氨
基异己酸，分子式,C6H13NO2,分子量,131.17,结构
式：
L-Leu自 水及乙醇 中得白色 片状结晶, pI为 5.98，
熔点为 293℃, 在 25℃ 水 中溶解度为 2.19,乙醇中为
0.017;在 75℃ 水 中为 3.82,在醋酸中为 10.9,不溶于乙
醚 。
（ 2） 工艺路线：
（ 3） 工艺过程：
① 水解, 赶酸 取 6mol／ L HC1 500L于 1吨水解罐中,
投入 100kg动物血粉, 110～ 120℃ 回流水解 24h后, 于
70～ 80℃ 减压浓缩至糊状 。 加 50L水稀释后, 再浓缩
至糊状, 如此 赶酸 三次, 冷却至室温滤除残渣 。
② 吸附, 脱色 上述滤液稀释 1倍后, 以每分钟 0.5L的
流速流进颗粒活性炭柱 （ 30× 180cm） 至流出液出现
苯丙氨酸 为止, 用去离子水以同样流速洗至流出液
pH4.0为止, 穿柱液与洗涤液合并 。
③ 浓缩, 沉淀与解析 上述流出液 减压浓缩 至进柱液体
积的 1／ 3,搅拌下加入 1／ 10体积 （ v／ v） 的 邻二甲
苯 -4-磺酸, 产生亮氨酸磺酸盐沉淀 。 滤取沉淀并用 2
倍体积 （ w／ v） 去离子水搅拌洗涤两次, 抽滤压干得
亮氨酸磺酸盐 。 滤饼加 2倍体积 （ w／ v） 去离子水搅
匀, 用 6mol/L 氨水中和至 pH6～ 8,70～ 80℃ 保温搅
拌 1h,冷却过滤 。 沉淀用 2倍体积 （ w／ v） 去离子水
搅拌洗涤两次, 过滤得亮氨酸粗品 。
④精制 L-亮氨酸粗品用 40倍体积（ w／ v）去离子水
加热溶解,加 0.5％活性炭于 70℃ 搅拌脱色 1h，过滤，
滤液浓缩至原体积的 1／ 4，冷却后即析出白色片状亮
氨酸结晶。过滤收集结晶，用少量水洗涤、抽干，
70～ 80℃ 烘干得 L-亮氨酸成品。
（ 4） 检验 应为白色片状结晶, 含量 98.5％ ～ 101.5%，
干燥失重不超过 0.2％, 炽灼残渣不超过 0.4％, 氯化
物不超过 0.05％, 铁盐不超过 0.003%,重金属不超过
0.0015％, 砷盐不超过 1.5ppm。
含量测定
（ 5） 作用与用途 L-亮氨酸为人体必需氨基酸之一,
是各种氨基酸输液的原料之一 。
二, 发酵法
（ － ） 基本原理与过程
1,发酵的基本原理
生物化学中称酵母 无氧呼吸 过程为 发酵, 反应过程
中电子供体与受体皆为有机物, 有时电子受体为电子
供体的分解产物, 氧化作用不完全, 最终形成还原性
产物 。
工业上, 发酵 实质上是利用微生物细胞中酶的作用,
将培养基中有机物转化为细胞或其它有机物的过程 。
★ 初生氨基酸,微生物通过 固氮作用, 硝酸还原 及
自外界吸收氨使 酮酸氨基化 成相应的氨基酸, 或微生
物通过 转氨酶 作用, 将一种氨基酸的氨基转移到另一
种 酮酸 上, 生成的新氨基酸也称为 初生氨基酸 。
★ 次生氨基酸,在微生物作用下, 以 初生氨基酸为
前体转化成的其它氨基酸 。
大多数氨基酸均可通过以初生氨基酸为原料的 微生
物转化 作用而产生 。
2,发酵法的基本过程
⑴ 发酵法生产氨基酸的基本过程包括 培养基配制 与
灭菌处理, 菌种诱变与选育, 菌种培养, 灭菌 及 接种
发酵,产品提取及分离纯化等步骤。
现代生物工程采用 细胞融合 技术及 基因重组 技术
改造微生物细胞，已获得多种 高产氨基酸 杂种菌株及
基因工程菌 。
如用北京棒状杆菌和钝齿棒状杆菌 原生质体融合
形成的杂种，其中 70％杂种细胞 产生两亲菌株所产生
的 氨基酸 。
⑵ 氨基酸 发酵方式 主要是液体通风深层培养法, 其
过程是由菌种试管培养逐级放大直至数吨至数百吨发
酵罐 。 发酵结束, 除去菌体, 清液用于 提取, 分离纯
化和精制 有关氨基酸, 其分离纯化, 精制方法及过程
与水解法相同 。
（ 二 ） 发酵法生产的氨基酸品种及工艺
构成动物, 植物及微生物体所有蛋白质的氨基酸种
类与构型 均无任何差异, 但植物体内所有氨基酸皆由
CO2,氨和水合成, 动物体除 8种必需氨基酸需从外
界摄取外, 其余非必需氨基酸均可通过体内氨基酸之
间的转化或碳水化合物中间代谢物而合成, 而 微生物
利用碳源, 氮源及盐类几乎可合成所有氨基酸 。
目前 绝大部分氨基酸 皆可通过发酵法生产, 其缺点
是产物浓度低, 设备投资大, 工艺管理要求严格, 生
产周期长, 成本高 。 本文仅以 L-异亮氨酸及 L-赖氨酸
直接发酵法为例, 说明发酵法的基本过程 。
1,L-异亮氨酸 （ L-Isoleucine,L-Ile） 的制备
（ 1） L-异亮氨酸的结构与性质, L-Ile存在子所有蛋
白质中, 为人体 必需氨基酸之一, 分子式为 C6H13NO2，
分子量为 131.17,结构式为：
L-Ile在乙醇中形成菱形叶片状或片状晶体, 分解
点为 285～ 286℃, L-Ile溶于热醋酸, 在 20℃ 乙醇中溶
解度为 0.072,在 25℃ 水中为 4.12,在 75℃ 水中为 6.08，
不 溶于乙醚 。
（ 2） 工艺路线
（ 3） 工艺过程
① 菌种培养
种子培养基组成（ %）为：
葡萄糖 2 尿素 0.3 玉米浆 2.5
豆饼水解液 0.1（以干豆饼计） pH6.5。
二级种子培养基另加菜籽油 0.4，其余同一级种子
培养基。
一级种子培养,1000ml三解瓶中培养基装量为
200ml,接种一环牛肉膏斜面 AS1.998菌种, 摇床
30℃ 培养 （ 冲程 7cm,频率 105次／ min） 16h。
二级种子培养：接种量 3.5％, 培养 8h,如此逐级
放大培养得足够量菌种 。
灭菌、发酵
发酵培养液组成（ %）为,
硫酸铵 4.5 豆饼水解液 0.4，玉米浆 2.0
碳酸钙 4.5 pH7.2，淀粉水解还原糖初糖浓
度 11.5。
在 5m3发酵罐中添加 3吨发酵培养液，加热至 118～
120℃,维持在 1.1× 105Pa压力，灭菌 30min，立即通
冰盐水冷却至 25℃ 。接入 1％菌种 （ v／ v），维持 180
转／ min的搅拌速度，升温至 30～ 31℃,
以 0.2L／（ min·L）通气量发酵 60h，在 24～ 50h之间
不断补加尿素至 0.6，氨水至 0.27。
③ 除菌体, 酸化
发酵结束后, 发酵液加热至 100℃ 并维持 10min,冷
却过滤, 滤液加工业硫酸和草酸至 pH3.5,过滤除沉
淀 。
④ 离子交换, 吸附分离
上述滤液每分钟以树脂量 1.5％ 的流速进 H十 -型 732
离子交换柱 （ Φ40× 100cm）, 以 100L去离子水洗柱,
再以 60℃, 0.5mol／ L氨水按 3L/min的流速进行洗脱,
分部收集洗脱液 。
⑤ 浓缩赶氨
合并 pH3～ 12的洗脱液, 70～ 80℃ 减压蒸馏, 浓缩至
粘稠状, 加去离子水至原体积的 1／ 4,再浓缩至粘稠
状 。 如此重复三次 。
⑥ 脱色, 浓缩, 中和
上述浓缩物加去离子水至原体积的 1／ 4,搅拌均匀,
加 2mol／ L盐酸调 pH3.5,加上 1％ （ w／ v） 活性炭,
70℃ 搅拌脱色 1h。 滤除活性炭, 滤液减压浓缩至适当
体积, 用 2mol／ L氨水调 pH6.0,5℃ 沉淀过夜,过滤抽
千, 105℃ 烘干得,L-异亮氨酸半成品 。
⑦ 精制, 烘干
每 10kg L-异亮氨酸半成品加 8L浓盐酸和 20L去离子水,
加热至 80℃, 搅拌溶解, 加 10kg氯化钠至饱和, 加工
业液碱调 pH10.5,过滤, 滤液用碱调 pH 1.5,5℃ 放
置过夜 。 滤取沉淀, 用 80L,去离子水加热至 80℃ 搅
拌溶解, 加适量 氯化钠 和 1%（ w／ v） 活性炭, 70℃
搅拌脱色 lh过滤, 滤液减压浓缩至适当浓度, 用氨水
调 pH6.0,5℃ 放置结晶过夜 。 次日过滤收集结晶, 抽
干, 于 105℃ 烘房中烘干得 L-异亮氨酸成品 。
（ 4） 检验
应为菱形叶片状或片状晶体, 含量应为 98.5％ ～ 101.5
％, 干燥失重不超过 0.3％, 炽灼残渣不大于含量测
定与 L-亮氨酸的规定相同 。
0.3%,氯化物不超过 0.05％, 硫酸盐不超过 0.03％,
铁盐不超过 0.003％,重金属不超过 0.0015％, 砷盐不超
过 1.5ppm。
（ 5） 作用与用途 L-Ile为必需氨基酸, 是复方氨基酸
输液的重要成份之一 。
2,L-赖氨酸 （ L-Lysine,L-Lys） 的制备
（ 1） L-赖氨酸的结构和性质 L-赖氨酸存在于所有蛋
白质中, 为 人体必需氨基酸之一 。 分子量为 146.20，
结构为：
L-Lys自乙醇水溶液中得 针状结晶, 其 盐酸盐为单斜
晶系白色粉末, 无臭, 味苦, 熔点 263～ 264℃, 易溶
于水, 几乎不溶于乙醇和乙醚 。 PI为 10.56，
（ 2） 工艺路线
（ 3） 工艺过程
① 菌种培养
菌种为 北京棒状杆菌 （ corymebacterium perkinense）
AS l.563。 斜面培养基成分 （ ％ ） 为,
葡萄糖 0.5，牛肉膏 1.0，蛋白胨 0.5，琼脂 2.0,pH7.0。
种子培养基成分（ %）为,
葡萄糖 2.0，磷酸氢二钾 0.1，硫酸镁 0.05，硫酸铵 0.4，
玉米浆 2.0，毛发水解废液 1.0,pH6.8～ 7.0,CaCO3
0.5。
1000ml三角瓶中种子培养基装量 200ml,接种一
环斜面培养菌种, 30℃ 振摇 （ 冲程 7.6cm,频率 108次
／ min）, 培养 16h。
二级种子培养接种量 2.5％, 培养 48h。 如此逐级扩大
培养 。
② 灭菌, 发酵 发酵培养液成分 （ ％ ） 为
淀粉水解糖 13.5，磷酸二氢钾 0.1，硫酸镁 0.05，硫
酸铵 1.2，尿素 0.4，玉米浆 1.0，毛发水解废液 1.0，甘
蔗糖蜜 2.0,pH6.7，灭菌前加甘油聚醚 lL（指 5m3发酵
罐）。在 5m3发酵罐中投入培养液 3吨，在 1.01× 105Pa
压力下，加热至 118～ 120℃ 灭菌 30min，立即通入冰
盐水冷却至 30℃,按 10％（ v／ v）比例接种，以 1:0.6
（ v／ v）通气量于 30℃ 发酵 42～ 51h，搅拌速度为 180
转／ min。
③ 发酵液处理：离心除菌体； 80℃ 加热；
④离子交换：铵型 732树脂 ;PH=5.0为饱和 (串联 )
⑤ 浓缩结晶：收集 PH=8.0～ 14.0洗脱液（氨水洗脱）
三, 酶转化法
（ 一 ） 基本原理及过程
酶转化法 亦称为 酶工程技术, 实际上是在 特定酶
的作用下使 某些化合物转化 成 相应氨基酸 的技术 。
酶工程法 与直接发酵法生产氨基酸之反应 本质相
同,皆属酶转化反应，但前者为 单酶或多酶的高密度
转化,而后者为 多酶低密度 转化。
酶工程技术 工艺简单,产物浓度高, 转化率及生
产效率 较高，副产物少。
固定化酶或细胞 可进行连续操作，节省能源和劳
务，并可长期反复使用。
（ 二 ） 酶转化法生产的氨基酸品种及工艺
目前医药工业中, 用酶工程法生产的氨基酸已有 十
多种 。
DL-蛋氨酸,DL-缬氨酸,DL-苯丙氨酸,DL-色氨
酸,DL-丙氨酸及 DL-苏氨酸等分别经 氨基酰化酶拆
分 获得了相应的 L-氨基酸，并已投入了工业化生产。
1,L-天冬氨酸及 L-丙氨酸的制备
（ 1） L-天冬氨酸及 L-丙氨酸的结构与性质
① L－天冬氨酸 （ L-Aspartic acid,Asp） 的结构与
性质 L-Asp存在于所有蛋白质分子中, 含 两个羧基 和
一个氨基, 为 酸性 氨基酸, 分子式为 C4H7NO4,分子
量为 133.10,结构式为：
L-Asp的化学名称为 α-氨基丁二酸或氨基琥珀酸，
纯品为白色 菱形叶片状结晶, 等电点为 2.77，熔点
为 269～ 271℃ 。 溶于水及盐酸, 不溶于乙醇及乙醚,
在 25℃ 水中溶解度为 0.8，在 75℃ 水中为 2.88，在乙
醇中为 0.00016。在碱性溶液中为 左旋性,在酸性溶
液中为 右旋性 。 〔 α〕 25D 为 +5.05° （ C＝ 0.5～ 2.0，
在水中）,〔 α〕 25D为 +25.4° （ C＝ 0.5～ 2.0，在
5mol／ L HCl中）。
② L-丙氨酸（ L-Alanine，简称 L-Ala）的结构与性质
L-Ala存在于所有蛋白质分子中,为 中性氨基酸 。分子
式为 C3H7NO2，分子量为 89.09，结构式为：
L-Ala自水和乙醇中形成菱形结晶, 等电点为 6.0，
分解点为 297℃, 在 25℃ 水中溶解度为 16.65,在 75℃
水中为 28.5,在 20℃ 乙醇中为 0.16,不溶于丙酮及乙
醚 。 〔 α〕 25D 为 +18° （ C＝ 0.5～ 2.0,在水中 ）, 〔 α〕
25D为 -14.6° （ C＝ 0.5～ 2.0,在 5mol／ L HCl中 ） 。
（ 2） L-Asp和 L-Ala的酶转化反应
（ 3） 工艺路线
固定化酶
凡限制在一定的空间范围内并能连续反复的使用
的酶都称为 固定化酶 。
通常采用的固定化方法可大体概括为四种类型：
吸附法、共价偶联法、交联法和包埋法。
吸附法 这是通过载体表面和酶分子表面间的 次级
键相互作用 而达到固定目的的方法, 又可分,物理吸
附和离子交换吸附 。
物理吸附 是通过 氢键, 疏水键和 π－电子亲和力 等
物理作用力将酶固定于 不溶性载体 的方法 。
常用的 载体 有：皂土、硅胶、氧化铝、磷酸钙胶和
微孔玻璃等无机吸附剂，纤维素、胶原,赛珞玢 以及
火棉胶等 有机吸附剂 。
最常用的交换剂有 CM（ 羧甲基 ） －纤维素,
DEAE（ 二乙基氨基乙基 ） －纤维素, DEAE－葡聚
糖凝胶 等 。 离子交换剂的吸附容量一般大于物理吸附
剂, 约 50～ 150mg蛋白／ g载体 。
共价偶联法
这是借助 共价键 将酶的活性 非必需侧链基团 和载
体的 功能基团 进行偶联以制备固定化酶的方法 。
常用的 载体 有：纤维素, 葡聚糖凝胶, 琼脂糖, 聚
丙烯酰胺, 多聚氨基酸, 乙烯与顺丁烯二酸酐共聚物,
聚苯乙烯, 尼龙等；还有无机载体如多孔玻璃等 。
交联法
利用 双功能或多功能试剂 在 酶分子间或酶分子与
惰性蛋白间、或酶分子与载体间进行交联反应以共价
键 制备固定化酶。
包埋法
将 聚合物 的 单体 和酶溶液混合后, 再借助 聚合促进
剂 （ 包括交联剂 ） 的作用进行聚合, 将酶包埋于聚合
物中以达到固定化的目的 。
（ 1） 胶格包埋 最常用的包埋剂是 聚丙烯酰胺凝胶,
它以 丙烯酰胺 为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交
联剂 聚合而成。
（ 2） 微囊型包埋 是用直径几十到几百微米, 厚约
25nm的 半透膜 将酶分子进行包埋固定化的方法 。
（ 3） 脂质体包埋 脂质体是指具有 脂双层结构 和一定
包裹空间的 微球体 。
辅酶及偶联酶 的固定化
辅酶物质的固定化一般采用 载体共价偶联法 。
（ 4） 工艺过程
① 菌种培养
大肠杆菌 （ Esscherichia coli） AS1.881的培养 斜面培
养基为普通肉汁培养基 ；
摇瓶培养基成分 （ ％ ） 为玉米浆 7.5,反丁烯二酸
2.0,MgSO4·7H2O0.02,氨水调 pH6.0,煮沸后过滤,
500ml三角烧瓶中培养基装量 50～ 100m1。
从新鲜斜面上或液体中培养种子, 接种于摇瓶培养
基中, 37℃ 振摇培养 24h,逐级扩大培养至 1000～
2000L规模 。 培养结束后用 1mol／ L HCl调 pH5.0,升
温至 45℃ 并保温 1h,冷却至室温, 转筒式高速离心机
收集菌体 （ 含天冬氨酸酶 ）, 备用 。
德阿昆哈假单胞菌（ Pseudomonas dacunhae） 68变异
株的培养
斜面培养基组成（％）为
蛋白胨 0.25，牛肉膏 0.52，酵母膏 0.25,NaC1 0.5，
pH7.0，琼脂 2.0。
种子培养基 与斜面培养基相同，唯不加琼脂，
250ml三角烧瓶中培养基装量为 40m1。
摇瓶培养基组成 （％）为 L-谷氨酸 3.0，蛋白胨 0.9，
酪蛋白水解液 0.5，磷酸二氯钾 0.05,MgSO4·7H2O
0.01，用氨水调 pH 7.2,500ml三角瓶中培养基装量为
80ml。
将培养 24h的新鲜斜面菌种接种于种子培养基中,
30℃ 振摇培养 8h,再接种子摇瓶培养基中, 30℃ 振荡
培养 24h,如此逐级扩大至 1000～ 2000L的培养罐培养 。
培养结束后用 1mol／ LHCl调 pH至 4.75,于 30℃ 保温
1h,用转筒式高速离心机离心收集菌体 （ 含 L-天冬氨
酸 -β-脱羧酶 ）, 备用 。
② 细胞固定 E·coli的细胞固定 取湿菌体 20kg悬浮于
80L,生理盐水 （ 或离心后的培养清液 ） 中, 保温至
40℃, 再加入 90L保温至 40℃ 的 12％ 明胶 溶液及
10L1.0％ 戊二醛 溶液, 充分搅拌均匀, 放置冷却凝固,
再 漫于 0.25％ 戊二醛溶液 中 。 于 5℃ 过夜后, 切成 3～
5mm的立方小块, 浸于 0.25％ 戊二醛 溶液中 5℃ 过夜,
蒸馏水充分洗涤, 滤干得含天冬氨酸酶的固定化
E.coli,备用 。
假单胞菌体固定
取湿菌体 20kg,加生理盐水搅匀并稀释至 40L，
另取溶于生理盐水的 5％ 角叉菜胶 溶液 85L,两液均保
温至 45℃ 后混合, 冷却至 5℃ 成胶 。 浸于 600L2%KCl
和 0.2mol／ L己二胺的 0.5mol／ L pH7.0的磷酸缓冲液
中, 5℃ 下搅拌 10分钟, 加 戊二醛至 0.6mol／ L浓度,
5℃ 搅拌 30分钟, 取出切成 3～ 5mm的立方小块, 用
2% KCl溶液充分洗涤后, 滤去洗涤液, 即得 含 L-天冬
氨酸 -β-脱羧酶的固定化细胞, 备用 。
④ 转化反应
将 保温至 37℃ 的 lmol／ L延胡索酸铵 （ 含 1mmol／ L
MgC12,pH8.5） 底物溶液按一定空间速度 （ Sv） 连
续流过生物 反应堆 I,控制达到 最大转化率 （ ＞ 95％ ）
为限度, 收集转化液 制备 L-Asp或用于生物 反应堆 Ⅱ
的再转化 。
当需要生产 L-丙氨酸时, 向上述转化液中加 磷酸
吡哆醛 至 0.1mmol／ L浓度, 调 pH6.0,保温至 37℃,
按一定空间速度流入 1.515× 105Pa压力下的生物反应
堆 Ⅱ, 控制达到 最大转化率 （ ＞ 95％ ） 为限, 收集转
化液, 用于制取 L-丙氨酸 。
产品纯化与精制 生物反应堆 Ⅰ 转化液经过滤澄清,
搅拌下用 1mol／ L HCl调 pH2.8,5℃ 结晶 过夜, 滤取
结晶, 用少量冷水洗涤抽干, 105℃ 干燥 得 L-Asp粗
品 。 粗品用 稀氨水溶解 （ pH5） 成 15％ 溶液, 加 1%
（ w／ v） 活性炭, 70℃ 搅拌脱色 1h过滤,滤液于 5℃
结晶过夜, 滤取结晶, 85℃ 真空干燥得 药用 L-Asp。
生物反应堆 Ⅱ 转化液过滤澄清, 于 60～ 70℃ 下减
压浓缩至原体积的 50％, 冷却后加等体积 甲醇, 5℃
结晶过夜, 滤取结晶并用少量冷甲醇洗涤抽干, 80℃
真空干燥得 L-Ala粗品 。 粗品用 3倍体积 （ w／ v） 去
离子水于 80℃ 搅拌溶解, 加 0.5%（ w／ v） 药用活性
炭 于 70℃ 搅拌脱色 1h,过滤, 滤液冷后加等体积甲
醇, 5℃ 结晶过夜, 滤取结晶, 于 80℃ 真空干燥得药
用 L－ Ala。
（ 5）检验
（ 6）作用与用途 L-Asp有助于鸟氨酸循环，促进氨
和 CO2生成尿素，降低血中氨和 CO2,增强肝功能，消
除疲劳，用于治疗慢性肝炎、肝硬化及高血氨症。同
时 L-Asp和 L-Ala都是复合氨基酸输液的原料。
2,酶拆分法制备 L-苯丙氨酸
（ 1） L-苯丙氨酸 （ L-phenylalanine,L-phe） 的结
构与性质 L-phe,存在于所有蛋白质中, 为 人体必需
氨基酸之一, 其分子式为 C9H11NO2,分子量为 165.19，
结构为：
L-Phe自水中结晶成白色 叶片状晶体, 无臭, 微
苦, pI为 5.48； 分解点为 283～ 284℃ 。 在 25℃ 水中溶
解度为 2.96,在 75℃ 水中为 6.62,微溶于甲醇及乙醇,
不溶于乙醚 。 1%水溶液 pH为 5.4～ 6.0。 〔 α〕 25D为 -
4.47° （ C＝ 0.5～ 2.0,在 5mol／ L HCl中 ）, 〔 α〕 25D
为 -34.5° （ C＝ 0.5~2.0,在水中 ） 。
（ 2） 酶拆分 DL-Phe的原理,DL-Phe与 醋酸酐反应
生成 乙酰 -DL-Phe（ Ac-DL-Phe）, 氨基酰化酶可专
一性水解 Ac-L-Phe的酰胺键生成 L-Phe,而 不水解
Ac-D-Phe酰胺键, 再 利用 L-Phe与 Ac-D-Phe在水中溶
解度的差异进行分离 。
Ac-D-Phe又可经消旋生成 Ac-DL-Phe,再行水解
和分离, 如此反复进行, 可将 DL-Phe全部转化为 L-
Phe。 DL-Phe拆分的基本反应过程如下：
（ 3）工艺路线
（ 4） 工艺过程
① 固定化氨基酰化酶的制备 取 DEAE-Sephadex A-
50于去离子水中充分浸泡后, 依次用 10倍量 0.5mol／
L HCl和 0.5mol／ L NaOH溶液搅拌处理 30min,再用
去离子水洗至中性, 然后依次用 0.1mol／ L及 0.01mol
／ L的 pH7.0磷酸缓冲液处理 1～ 2h,滤干备用 。
另取培养 40～ 50h的 米曲扩大曲 用 6倍量去离子水分
两次抽提, 滤去残渣 。 滤液用 2mol／ L NaOH溶液调
pH6.7~7.0, 按 100L酶液加 1kg已处理的湿 DEAE-
SephadexA-50的 比例混合, 于 0～ 4℃ 搅拌吸附 4～ 5h，
滤取 DEAE-Sephadex A-50,依次用去离子水, 0.1mol
／ L醋酸钠, 0.01mol／ L的 pH7.0磷酸缓冲液洗涤 3～ 4
次, 滤干得 固定化氨基酰化酶, 加 1％ 甲苯 后于冷库
中贮存, 备用 。
② Ac-DL-Phe的制备 将 DL-Phe,冰醋酸及醋酸酐 按
1∶ 7∶ 1（ w／ V／ v）的比例加入反应釜中,90℃ 反
应 4～ 5h，回收醋酸，浓缩液加一定量去离子水，再
浓缩至一定体积,冷却结晶,滤取结晶于 60℃ 真空干
燥得 Ac－ DL－ Phe。
③ 酶水解
在 1000L反应罐中加 700L 0.1mol／ L Ac-DL-Phe钠
盐溶液, 搅拌下滴加 6mol／ L HCl至 pH6.7～ 7.0,加
15～ 20kg固定化氨基酰化酶, 50℃ 反应 4～ 5h,过滤,
滤液待分离 L－ Phe,固定化酶再用于转化 。
④ 分离纯化 上述滤液用 6mol／ L HCl调至 pH4.8～
5.1,减压 浓缩 至 35L左右, 浓缩液于 0℃ 结晶 过夜,
滤取结晶并用 10L冷乙醇洗涤三次, 抽干,于 80℃ 烘
3~4h,得 L－ Phe粗品 。 滤液和洗涤液合并后减压浓
缩至 20L左右, 得 Ac-D-Phe溶液, 待消旋和再转化 。
⑤ 精制 取 50L去离子水于 100L反应罐中, 加热至
95~100℃, 投入 5kg L－ Phe粗品, 搅拌 溶解, 加药
用 活性炭 0.25kg,搅拌脱色 3min。 趁热过滤, 滤液转
移至 200L结晶罐中, 冷却至 40℃, 加 50 L 40℃ 95
％ 乙醇, 用 6mol／ L HCl调 pH5.5,于 0℃ 结晶 过夜,
滤取结晶, 用 10L冷乙醇洗涤 3～ 4次, 抽干, 于 80℃
干燥 3～ 4h。 母液浓缩回收 L-Phe结晶, 所得结晶如
上法重结晶一次, 得药用 L－ Phe。 结晶母液及洗涤
液合并,减压浓缩后转入粗品母液, 待消旋 。
Ac－ D－ Phe的消旋 上述 粗品及精品 L-Phe母液 及
洗涤液合并后浓缩至 60L,于 100L反应罐中在搅拌下
缓缓加入 醋酸酐 18.5L,在 25～ 45℃ 搅拌反应 30min，
冷却至室温, 放置 6h,用浓盐酸 调 PH l.5～ 2.0,5℃
结晶过夜, 滤取结晶, 用去离子水洗涤 3～ 5次, 每
次 20L,抽干, 于 40℃ 真空干燥得 Ac－ DL－ Phe。
（ 5） 检验 应为白色叶片状结晶, 其含量应在 98.5
％ ～ 101.5％ 之间, 〔 α〕 25D为 -32.3° ～ +34.3°, 1％
水溶液 pH为 5.4～ 6.0,干燥失重应不超过 0.3％, 炽灼
残渣应不超过 0.4％, 氯化物, 硫酸盐及重金属均与异
亮氨酸规定相同, 砷盐应不超过 1.5ppm,铁盐应不超
过 0.003%。
含量测定,
（ 6）作用与用途 L-苯丙氨酸为 复合氨基注射液 的重
要原料之一，也是合成苯丙氨酸 氮芥及对氟苯丙氨酸
等抗癌药的原料。
四、化学合成法
（ 一 ） 基本原理与过程
以 α-卤代羧酸, 醛类, 甘氨酸衍生物, 异氰酸盐,
乙酰氨基丙二酸二乙酯, 卤代烃, α-酮酸及某些氨基
酸 为原料, 经 氨解, 水解, 缩合, 取代及氢化还原
等化学反应合成 α-氨基酸的方法称为 化学合成法 。
一般合成法 和 不对称合成法 两大类 。
一般合成法 包括卤代酸水解法, 氰胺水解法, 乙
酰氨基丙二酸二乙酯法, 异氰酸酯 （ 盐 ） 合成法及醛
缩合法等；产物皆为 DL-型氨基酸混合物 。
不对称合成法 包括直接合成, α-酮酸反应及 不对称
催化加氢等方法 。 产物为 L-型氨基酸 。
（ 二 ） 化学合成法生产的氨基酸品种及工艺
理论上 所有氨基酸皆可由化学合成法制造, 但在目
前, 只有当采用其它方法生产很不 经济 时才采用化学
合成法生产, 如甘氨酸, DL-蛋氨酸及 DL-丙氨酸等
现仅介绍 L-脯氨酸及 L-苏氨酸 的化学合成及其分
离纯化工艺 。
1,L-脯氨酸 （ L-Proline,L-Pro） 的制备
（ 1） L-脯氨酸的结构与性质 L-脯氨酸存在于所有
蛋白质中, 鸡毛中含量较丰富 。 其化学名称为吡咯
啶 -α-甲酸或吡啶烷环 -2-羧酸, 分子式为 C5H9NO2，
分子量为 115.13。
L-Pro自乙醇 -乙醚中得白色粉末状结晶,pI为 6.3，
熔点 220～ 222℃ 。 极易溶于水，不溶于乙醇及乙醚。
有旋光。
（ 2） 合成路线, L-Pro可采用化学合成法, 发酵法及
蛋白质原料水解分离法生产, 合成法也有不同的原
料和工艺 。 以浓硫酸为脱水剂, 使 L-谷氨酸与乙醇
缩合成 L-谷氨酸 -γ-乙酯, 后者经硼氢化钾还原即成
L-Pro。
反应过程
（ 3）工艺路线
五氯酚乙醇溶液得复盐沉淀。
3%氨水解析 乙醚去杂质 。
含量测定,
2,L-苏氨酸 （ L-Threonine,L-Thr） 的制备
（ 1） L-苏氨酸的结构与性质 L-苏氨酸存在于所有
蛋白质中, 为 人体必需氨基酸之一 。 其分子式为
C4H9NO3,分子量为 119.12，
L-Thr纯品为白色结晶或结晶性粉末, 无臭, 微甜,
等电点为 6.16,熔点为 255～ 257℃, 溶于水, 不溶于
乙醇, 乙醚及氯仿 。 在碱液中不稳定, 受热易分解
为甘氨酸和乙醛 。
L-Thr分子中有两个不对称碳原子, 故有 L－ D－
Thr和 L－ D别苏氨酸 四种异构体, 唯 L-Thr具有生理
活性 。
（ 2） 合成路线, L-Thr的合成原料为甘氨酸和乙醛 。
甘氨酸先与碱式硫酸铜反应生成甘氨酸铜, 后者在
碱性条件下与乙醛缩合成 DL-Thr铜, 并以播种结晶
法 （ 优先结晶法 ） 拆分得 L-Thr和 D-Thr。 反应过程
为：
（ 3）工艺路线
拆分 取 72L去离子水, 20kg DL-Thr精品及 2.25kg
D-THr于 200L反应罐中, 搅拌下迅速升温到 95℃ 至全
溶, 再迅速降温至 40℃, 投入 225g D-Thr结晶, 缓缓
降温至 29～ 30℃, 迅速过滤, 滤饼于 80℃, 烘干得 D-
Thr粗品 。 滤液再投入与已分出的 D-Thr等量的 DL-Thr，
余操作与拆分 D-Thr相同, 投入 225g L-Thr结晶, 最后
得 L-苏氨酸粗品 。 母液再投入适量 D-Thr,DL-Thr及水,
令三者比例为 1:0.9∶ 3.2。
第三节 氨基酸输液
多种结晶 L-氨基酸依特定比例混合制成的 静脉内输
注液 谓之 氨基酸输液 。 氨基酸输液可直接注入进食不
足者的血液中, 促进蛋白质, 酶及肽类激素的合成,
提高血浆蛋白浓度与组织蛋白含量, 维持 氮平衡, 调
节肌体正常代谢 。
现已有含氨基酸数目为 11,14,18及 20种等多种输
液类型, 氨基酸浓度分别有 3％, 5％, 9％, 10％ 及
12％ 等多种规格 。
有些氨基酸输液还加入 山梨醇, 木糖, 维生素,
Na＋, K＋, Ca2+或 Mg2+等成分, 以补充能量, 提高 氨
基酸 的利用率及其 营养价值, 也有些 氨基酸输液与右
旋糖酐配伍 制成较理想的 代血浆 。
一, 氨基酸输液的组成与要求
输入人体的氨基酸 种类, 数量及比例 需符合机体
要求, 否则 利用度将下降, 还会引起 代谢失调, 拮抗
及中毒 等代谢并发症 。
（ 一 ） 组方原理
体内蛋白质处于连续 分解与合成的动态平衡状态,
故氨基酸输液以被患者的 有效利用为度 。 目前国内外
生产氨基酸输液组方多采用 人乳, 全蛋白, FAO、
FA○ -WHO或血浆游离氨基酸模式 。 组方中必须含八
种必需氨基酸和两种半必需氨基酸, 所有氨基酸均为
L-型 。 另外, 组方中尚需含 5％ 山梨醇或木糖醇, 以
补充能量, 促进氨基酸的吸收和利用, 同时加半胱氨
酸作为稳定剂, 由此方能构成优良的氨基酸输液 。
（ 二 ） 处方中氨基酸的组成与比例
1,氨基酸的构型
最理想的情况是全部使用 L-氨基酸配制输液 。
2,必需氨基酸与非必需氨基酸的比例
非必需氨基酸可由必需氨基酸或碳水化合物转化而
来，补充非必需氨基酸可减少体内必需氨基酸的消耗。
输液中 必需氨基酸（ E）与非必需氨基酸（ N）之 比
（ E／ N） 依具体情况而定 。一般在 1,1～ 1,3之间；
必需氨基酸（ E）占总氨基酸的 50％～ 75％；必需氨
基酸（ E）与总氮量（ T）之比以 3为宜。
国内 氨基酸输液的 总含氮量为 0.6％～ 0.8％。
二, 氨基酸输液的配方
氨基酸输液可参考 FAO-WHO氨基酸代谢模式, 人
血浆白蛋白, 全蛋蛋白质或人乳的氨基酸组成模式制
订配方 。
三, 氨基酸输液配制
复方氨基酸配方种类较多, 配制方法亦不尽相同 。
但其过程均需 活性炭脱色, 且需维持 一定 pH范围 。
活性炭对芳香族氨基酸吸附力强, 引起损失, 使其含
量下降, 故配料时需将芳香族氨基酸用量 增加 20%以
弥补损失, 或将活性炭先用 1％ 苯丙氨酸 吸附饱和后
再应用 。 输液的 pH值一般在 4.0～ 6.0为适宜, pH5.5
最佳, 酸度过大或接近中性皆影响色泽和产品质量 。
复方氨基酸输液配制工艺如下,
（ 1） 稳定及难溶氨基酸的溶解 取新鲜注射用水 （ 约
全量的 2／ 3） 于容器中, 加温至 90℃, 将亮氨酸, 异
亮氨酸, 蛋氨酸, 苯丙氨酸, 缬氨酸, 天冬氨酸及谷
氨酸依次投入, 充分搅拌溶解, 停止加热, 加入色氨
酸搅拌溶解 。
（ 2） 加易溶氨基酸及稳定剂 投入其它易溶氨基酸及
稳定剂 （ 亚硫酸氢钠及半胱氨酸 各加至全量浓度为
0.05％ ）, 搅拌溶解, 迅速降至室温, 加注射用水至
近全量, 用 10％ 氢氧化钠液调 pH4.5~5.5,加注射用水
至全量 。
（ 3） 脱色与灌封 上述溶液加 0.1％ ～ 0.2％ （ w／ v） 的
活性炭, 搅拌 30min,滤除活性炭, 再用分子量截留值
为 1万～ 2万的超滤膜滤器 过滤, 滤液分装于 250ml或
500ml输液瓶中, 按常规操作压盖后, 于 105℃ 流动蒸
气灭菌 30min即得成品 。
四, 质量标准
复方氨基酸注射液种类较多, 各自标准不同 。 现介
绍, 11种氨基酸注射液, 的质量标准 。
本品为无色或淡黄色的澄明液体, 每种氨基酸含量均
应为 标示量的 80.0％ 土 120.0％ 。 其处方中每升溶液里
各氨基酸的量分别为 （ g）, L-Leu 10.0,L-Ile 6.6,L-
Phe9.9,L-Thr 7.0,L-Va1 6.4,L-Met 6.8,L-Trp 3.0，
L-Lys 15.4,L-Arg 9.0,L-His 3.5及 Gly 6,0。
本品 pH值为 5.5～ 7.0,与茚三酮呈紫色反应, 与硫酸
锌及溴试剂呈淡红色反应 。 色氨酸采用分光光度法
测定, 其余氨基酸采用氨基酸自动分析仪或高效液
相色谱仪分离测定 。 其它如安全试验, 热原及降压物
质等均应符合中国药典 1990年版的有关规定 。
五, 作用与用途
对代谢旺盛的病人及严重消耗性病人的蛋白质合
成有促进作用。用于治疗肝性昏迷、消化道吸收功能
障碍引起的低蛋白血症、大面积烧伤、严重创伤及感
染等疾患。
