L-苏氨酸是一种必需的氨基酸,苏氨酸主要用于医药、 化学试剂 、食品强化剂、饲料添加剂等方面。特别是饲料添加剂方面的用量增长快速,它常添加到未成年 仔猪 和家禽的饲料中,是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸。在配合饲料中加入L-苏氨酸,具有如下的特点:①可以调整饲料的氨基酸平衡,促进禽畜生长;②可改善肉质;③可改善氨基酸消化率低的饲料的营养价值;④可降低饲料原料成本;因此在 欧盟 国家(主要是 德国 、 比利时 、 丹麦 等)和美洲国家,已广泛地应用于饲料行业。
结构
名 称:L-苏氨酸(L-Threonine)(β- 羟基 α γ-氨基丁酸 )
简写:Thr
单字母符号:T
法定编号:CAS 72-19-5
结 构 式: CH3CH(OH)CH( NH2 )COOH
分 子 式: C4H9 NO3 分子量:119.12
外 观:黄白结晶状粉末
干燥 失重 : 1.0%(max)
灼烧残渣: 0.5%(max)
纯度: 98.5%(min)
比旋光度: -26.0° -29.0°
重金属(Pb): 10PPM Max
(AS): 2PPM Max
pH 值:5.0-6.5
在 生物化学 中是一种生糖兼生 氨基酸
性状
L-苏氨酸是一种必需的氨基酸,苏氨酸主要用于医药、 化学试剂 、食品强化剂、饲料添加剂等方面。苏氨酸为白色 正交晶系 或结晶性粉末。无臭,味微甜。253℃熔化并分解。高温下溶于水,25°C 溶解度 为20.5g/100ml。 等电点 5.6。不溶于 乙醇 、 乙醚 和 三氯甲烷 。
安全术语
避免与皮肤和眼睛接触。
发现
是由W.C.Rose1935年纤维蛋白水解物中分离和鉴定出来的。1936年,Meger对它的空间结构进行了研究,因结构与苏糖相似,故将其命名为苏氨酸。苏氨酸有四种异构体,天然存在并且对机体有生理作用的是L-苏氨酸。
代谢途径
苏氨酸在机体内的代谢途径和其他氨基酸不同,是唯一不经过 脱氢酶 作用和 转氨基作用 ,而是通过 苏氨酸脱水酶 (TDH)和苏氨酸脱酶(TDG)以及醛缩酶催化而转变为其他物质的氨基酸。途径主要有3条:通过 醛缩酶 代谢为 甘氨酸 和 乙醛 ;通过TDG代谢为 氨基 丙酸 、甘氨酸、 乙 COA ;通过TDH代谢为丙酸和α γ-氨基丁酸 。
主要用途
苏氨酸是一种重要的营养强化剂,可以强化谷物、 糕点 、 乳制品 ,和 色氨酸 一样有缓解人体疲劳,促进生长发育的效果。医药上,由于苏氨酸的结构中含有 羟基 ,对人体皮肤具有持水作用,与 低聚糖 链结合,对保护细胞膜起重要作用,在体内能促进 磷脂 合成和 脂肪酸 氧化。其制剂具有促进人体发育抗 脂肪性肝病 药用效能,是 复合氨基酸 输液中的一个成分。同时,苏氨酸又是制造一类高效低过敏的抗生素——单 酰 胺菌素的原料。
主要食物来源:发酵食品(谷物制品)、 鸡蛋 、 茼蒿 、奶、花生、米、 胡萝卜 、叶菜类、 番木瓜 、 苜 等
苏氨酸用于医药、 化学试剂 、食品强化剂、饲料添加剂等方面。特别是饲料添加剂方面用量增长快速,它常添加到未成年 仔猪 和 家禽 的饲料中,是猪饲料的第二限制氨基酸和家禽饲料的第三限制氨基酸。
随着人民生活水平的提高和养殖业的发展,苏氨酸作为饲料用氨基酸,广泛用于添加仔猪饲料、 种猪 饲料、 肉鸡 饲料、 对虾属 饲料和 鳗鱼 饲料等。具有下列特点:
——可调整饲料中氨基酸平衡,促进生长;
——可改善肉质;
——可改善氨基酸消化率低的饲料原料的营养价值;
——可生产低蛋白的饲料,有助于节约 蛋白质 资源;
——可降低饲料原料成本;
——可降低 畜禽粪便 和尿液中的含氮量,畜禽舍中氨气浓度及释放速度。
目前, 德国 科学家在人体血液中发现了一种苏氨酸,实验发现,它可以阻止 艾滋病 附着和侵入体细胞,通过干扰艾滋病病毒的表面蛋白,使其不能发挥作用。这种氨基酸的发现为抗 艾滋病 药物的研制提供了路径。
饲料的必要性
目前国内饲料资源相对缺乏,特别是 豆粕 、 鱼粉 等蛋白质饲料的匮乏,严重地制约着畜牧业的发展。苏氨酸通常是猪饲料中的第二或第三 限制性氨基酸 ,是 家禽 饲料的第三或第四限制性氨基酸,随着 赖氨酸 、 甲硫氨酸 合成品在配合饲料中的广泛应用,它逐渐成为影响畜禽生产性能的主要限制性因素,尤其是在低蛋白日粮中添加赖氨酸后,苏氨酸成为生长猪的第一限制性氨基酸。
如果饲料中不使用苏氨酸,则对饲料中苏氨酸的调节就只能依赖于 蛋白质 原料,而蛋白质原料中不仅含有苏氨酸,还含有其他必需和非 必需氨基酸 ,使用蛋白质原料而不使用苏氨酸调节氨基酸平衡导致的结果是,饲料的氨基酸平衡无法得到尽可能多的改善,大量必需氨基酸的浪费就无法进一步减少,饲料的配方成本就无法进一步降低,可以说,苏氨酸是改善氨基酸平衡必须迈过的一道槛儿,是所有配方师无法回避的瓶颈性问题。
使用苏氨酸可以减少必需和非必需氨基酸的浪费,或者说可以降低饲料的粗蛋白质水平,它的道理和使用 赖氨酸 盐酸盐是一样的,饲料的粗蛋白质水平可以通过使用 晶体 氨基酸得到合理的降低,动物的生产性能不但不会受到损害,反而有可能得到改善。
饲料的添加剂量
苏氨酸需要量应根据 赖氨酸 需要量确定,在生产实践中当满足赖氨酸和 甲硫氨酸 需要后,应根据回肠可消化苏氨酸及其与赖氨酸适宜的比例配制日粮,以达到提高配合饲料的品质和动物生产水平的目的。下面是我们建议的苏氨酸用量。
猪饲料 饲料中所占的比例(%)
教槽期 0.95-1.1
保育期 0.75-0.9
生长期 0.65-0.75
育肥期 0.45-0.55
怀孕期 0.42-0.50
泌乳期 0.55-0.65
鸡饲料 饲料中所占的比例(%)
肉鸡 0~3周龄0.68~0.80
肉鸡3~6周龄 0.63~0.75
肉鸡6~9周龄 0.70~0.72
蛋鸡0~6周龄 0.53~0.70
蛋鸡6~14周龄 0.45~0.55
蛋鸡14~20周龄 0.40~0.42
蛋鸡20周龄 0.35
生产及检测方法
苏氨酸的生产方法主要有发酵法 蛋白质 水解法和 化学 合成法3种,微生物发酵法生产苏氨酸,因其工艺简单,成本低廉等优点已成为目前主流方法。发酵中间过程中苏氨酸含量的测定方法有多种,主要有氨基酸分析仪法、 三酮法、纸层析法、甲醛 滴定法 等 。
营养研究
1、用于平衡氨基酸,促进蛋白质合成和沉积
可消除因 赖氨酸 过量造成的体重下降,减轻 色氨酸 或 甲硫氨酸 过量引起的生长抑制;吸收进入体内后可转变为其它氨基酸,特别是在饲料氨基酸不平衡时更为明显。
2、提高采食量
苏氨酸对采食量有一定的调节作用,采食量和日增重随苏氨酸水平的升高而增加;当超过最大需要量时,随着苏氨酸水平的升高,采食量和日增重下降,即苏氨酸过多或过少都会降低采食量和日增重量。
3、免疫作用
苏氨酸缺乏会抑制 免疫球蛋白 及T.B 淋巴细胞 的产生,进而影响免疫功能,在 鸟纲 免疫球蛋白分子中苏氨酸是主要的 限制性氨基酸 ,添加苏氨酸可提高 雏鸡 对 新城疫病毒 的抗体效价。
4、调节脂肪代谢
在动物日粮中添加苏氨酸对机体脂肪代谢有明显的影响,它能促进磷质合成和 脂肪酸 氧化。
实验证明苏氨酸是 小肠 黏液蛋白的主要组分,在猪小肠表面糖蛋白的合成中是必需的,在维护猪特别是乳仔猪肠道健康和肠粘膜功能中有重要作用。通过在低蛋白日粮中添加合成氨基酸降低日粮粗蛋白含量,既经济且对动物生产性能无不良影响。对于早期 保育猪 尤其重要,由于仔猪 消化系统 尚未发育完全,日粮中蛋白含量高时易诱发营养性下痢,利用添加合成氨基酸的低蛋白日粮可减少仔猪下痢发生率。
质量标准
质量标准-中国药典 2010
Storage:Preserve in well-closed containers密封保存
测定
方法名称:苏氨酸原料药—苏氨酸的测定— 电位滴定法
应用范围:本方法采用 滴定法 测定苏氨酸原料药中苏氨酸的含量。
本方法适用于苏氨酸原料药。
方法原理:供试品加 碘化钠 甲酸 和 乙酸 溶解后,照电位滴定法用 高氯酸 滴定液滴定,并将滴定的结果用空白试验校正,根据滴定液使用量,计算苏氨酸的含量。
试剂: 1.冰醋酸
2.无水甲酸
3. 高氯酸 滴定 液(0.1mol/L)
4.基准 邻苯二甲酸氢钾
仪器设备:
试样制备: 1.高氯酸滴定液(0.1mol/L)
配制:取无水冰醋酸(按含水量计算,每1g水加 乙酸酐 5.22mL)750mL,加入高氯酸(70~72%)8.5mL,摇匀,放冷,加无水冰醋酸适量使成1000mL,摇匀,放置24小时。若所测供试品易 乙酰化 ,则须用水分测定法测定本液的含水量,再用 水和 醋酐调节至本液的含水量为0.01%~0. 2% 。
标定:取在105℃干燥至恒重的基准 邻苯二甲酸氢钾 约0.16g,精密称定,加 碘化钠 乙酸 20mL使溶解,加 甲基紫 指示液1滴,用本液缓缓 滴定 至蓝色,并将滴定结果用空白试验 校正 。每1mL 高氯酸 滴定液(0.1mol/L)相当于20.42mg的 邻苯二甲酸氢钾 。根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本液的浓度。
操作步骤:精密称取供试品约0.1g,加无水 甲酸 3mL与冰醋酸50mL使溶解,照 电位滴定法 用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定,并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL高氯酸滴定液(0.1mol/L)相当于11.91mg的C4H9 NO3 。
注:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一。“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积 移液管 的精度要求。
参考文献:中华人民共和国药典, 国家药典委员会 编, 化学工业出版社 ,2005年版,二部,p.237。
市场情况
苏氨酸的生产方法主要有发酵法, 蛋白质 水解法和 化学 合成法三种,目前微生物发酵法已经成为生产苏氨酸的主流方法。长期以来,国际市场对苏氨酸的需求持续稳定增长,是需求增长最快的氨基酸品种之一,特别是在化学及生化、 食品添加剂 、饲料添加剂等方面的用量增长快速,大有取代 色氨酸 而成为除 赖氨酸 、 甲硫氨酸 以外的发展最迅速的第三大氨基酸。
国外苏氨酸产业发展较早, 美国 、 法国 、 德国 、 日本 等国家对苏氨酸的合成、分离、应用等方面进行了一系列的研究,特别是日本在发酵法生产苏氨酸方面有一定的优势, 味之素 公司是世界上最大的苏氨酸生产企业,该公司生产的苏氨酸占据全球市场60%以上的份额,味之素 欧洲公司 苏氨酸生产能力为3.5万吨,味之素Heetleand公司生产能力1万吨,该公司为扩大市场占有率,计划将其苏氨酸产能提高到5万吨。
德国 德固赛 公司也是苏氨酸生产大户,并且是世界唯一能够同时生产三大氨基酸产品(蛋、赖、苏)的企业,目前其在 斯洛伐克 的工厂苏氨酸产能在1万吨,并计划在未来几年内将苏氨酸产能提升至2~3万吨。
日本协和发酵工业公司和美国 ADM公司 分别拥有1万吨和5000吨的苏氨酸生产规模,此外 CJ集团 公司,Cheil三星印尼公司等也生产苏氨酸。到2005年为止,国外的四大氨基酸发酵企业 Ajinomoto 、Degussa 、ADM 、 Kyowa Hakko ,这四家企业年产苏氨酸总计已接近6万吨。
我国苏氨酸产业发展较晚,在上世纪90年代以前国内基本没有生产,在90年代以后才开始生产。经过十年的发展,到20世纪末产量也未能突破200吨,产品的主要市场也是医药行业,主要用于种氨基酸输液(氨基酸输液常用于手术前后的身体恢复, 营养不良 及慢性消耗性疾病等的辅助治疗,是临床用量很大的品种。特别是我国的人口结构趋于老龄化,并且医疗保健意识不断提高,使得氨基酸输液产量达一亿五千万瓶,增长率超过15%)。
伴随着国际市场苏氨酸的广泛应用,国内的一些知名饲料企业也开始大量在饲料中应用苏氨酸,以期提高饲料的品质,进一步满足饲料业的需要。