L-苯丙氨酸是一种 必需氨基酸 ,常用作营养增补剂。它在体内经过 苯丙氨酸羟化酶 的 催化 作用,氧化成 酪氨酸 ,并与酪氨酸一起合成神经递质和激素,参与机体的 糖代谢 和脂肪代谢。L-苯丙氨酸也是一种 有机化合物 , 分子式 为C9H11 二氧化氮 ,主要用于生化研究、配制 培养基 和 营养学 研究。
物理化学性质
熔点 :270-275℃
沸点 :329.5 °C at 760 mmHg
闪点:153.1 °C
密度:1.29
水溶性:1-5 g/100 mL at 25℃
一般性状
无色至白色片状 晶体 或白色结晶性粉末。略有特殊气味和苦味。在受热、光照、空气中稳定。
主要用途
营养增补剂。 必需氨基酸 之一。在大多数食品的 蛋白质 中几乎非限制氨基酸。可添加于焙烤食品,除强化苯丙氨酸外,与 糖类 起 氨基 基反应,可改善食品的香味。
功用:L-苯丙氨酸是重要的 食品添加剂 甜味剂 阿斯巴甜 ( 甜味肽 )的主原料,人体必需氨基酸之一,在医药行业主要用于氨基酸输液和氨基酸类药物。L-苯丙氨酸是人体不能合成的一种必需氨基酸。食品工业上主要用作食品甜味剂阿斯巴甜的合成原料;也可作为营养增补剂。
L-苯丙氨酸是必需的氨基酸之一。用作营养强化剂、氨基酸输液和 复合氨基酸 制剂的成分。该品是多种抗癌药物及 二肽 甜味的原料。
氨基酸类药。用于氨基酸输液、综合氨基酸制剂及营养强化剂,大量用于合成新型甜味剂 天门冬 甜素(L- 天门冬氨酸 、L- 苯丙氨酸结合的二肽甲 )
是合成 阿斯巴甜 的主要原料。
注意事项
可影响 甲状腺素 和毛发、皮肤的 黑色素 。最低需求量(mg/ 千克 d):成年男子31,幼儿169.
推荐用量
1.占食品中总蛋白量的5.8%。
2.FEMA(mg/kg):焙烤食品110;冷冻乳品60.0;肉制品10.0;软糖268;明胶、 布丁 60.0; 乳制品 66.0; 调味品 10.0;糖果和 糖霜 268;甜 沙司 220。
鉴定试验
(1)取本品的 水溶液 (1→1,000)5mL,加重 铬酸钾 溶液(1→1,000)1mL煮沸,产生特有的臭气②。
(2)取本品水溶液(1→1,000)5mL,加 茚三酮 试液1mL,加热3min,呈现 红紫 ~蓝紫色。
(3)取本品10mg,加 硝酸钾 0.5g及 硫酸 2mL,水浴加热20min后,加盐酸 羟 胺溶液(1→10)5mL,在冰水中放置10min冷却后,立即加40% 氢氧化钠 8mL,放置,呈现红紫色③。
纯度试验
(1)溶解性 将本品0.2g溶于20mL水中,无色,其 浊度 应在透明以下。
(2)酸碱性 本品 水溶液 (1→100)的pH值用 玻璃电极 法测定必须是5.4~6.0④。
(3)比旋光度 本品在105℃干燥3h后,精确称量约1g,溶在水中至50mL,测定此液旋光度必须是 =-33~-35℃。
(4) 氯化物 取本品0.5g,进行氯化物的常规试验,其量在0.01mol/L 盐酸 0.3mL对应量以下⑤。
(5) 铵盐 按“L- 天门冬 氨酸钠”的纯度试验(5)进行,但氨 标准溶液 用2mL⑥。
(6) 取本品0.5g,加2mol/L盐酸10mL,作为检液进行砷的常规试验,应符合要求⑦。
(7)重金属 取本品1g,加稀 食用醋酸 2mL及水40mL溶解,作为检液进行重金属的常规试验,其量必须在0.002%以下⑧。
(8)其它氨基酸 按“L-天门冬氨酸钠”的纯度试验(8)进行⑨。
4.干燥 失重
本品在105℃干燥3h,失重应在0.3%以下。
5.强热残留物
本品的强热残留物应在0.1%以下。
6.定量法
本品在105℃干燥3h后,精确称量约0.3g,以下按“DL- β-氨基酸 ”的定量法进行。
0.1mol/L高氯酸溶液1mL=16.52mg C9H11 二氧化氮
注 解
①本品对水的 溶解度 (g/dL)如上:
②苯丙氨酸用重 酪酸 钾氧化,引起脱氨、脱 碳酸 生成 苯乙醛 。此物有 风信子 样的香气,故可用于鉴别苯丙氨酸。
③将苯丙氨酸硝基化在碱性条件下与 羟胺 作用使其发色。可用作定量法(→定量)。
④本品的 解离常数 pKCOOH=1.83 pKNH3+=9.13,pI=5.48。
⑤Cl的限量是0.021%。
⑥ NH4 的限量是0.02%。
⑦As2O3的限量是2ppm。
⑧Pb的限量是20ppm。
⑨在本条件下苯丙氨酸的Rf值约0.61。其它的氨基酸的检测界限,在酸性、 中性氨基酸 中大约是0.05~0.1μg。
生产方法
L-苯丙氨酸的制备方法很多,有 蛋白质 水解 提取法,直接发酵法, 化学 合成等。 化学 合成法有 苯甲醛 法和 苯乙醛 法。
苯甲醛法
以苯甲醛和乙 甘氨酸 作用生成 乙酰氨基 桂皮酸 ,然后 催化 加氢还原,得 乙酰 DL-苯丙氨酸(Ac-DL-phe), 最后经氨基酰化 酶水解 ,可拆分生成L-苯丙氨酸。
利用 氨基 酰化酶的专一性,只水解Ac-L-phe的 酰胺 键,生成L-phe, 而不能水解Ac-D-phe的 酰胺 。然后根据L-phe和Ac-D-phe在水中的 溶解度 不同进行分离。而分离出的Ac-D-phe又可经消旋 化生 成Ac-DL-phe。再一次重复 水解 、分离。依次类推,可将Ac-DL-phe全部转化为L-phe。
固定化 氨基 酰化酶的制备 将DEAE-sephadexa-50放入去离子水中充分浸泡后,再依次用10倍量的0.5mol/L HCl和0.5mol/L 氢氧化钠 溶液充分搅拌处理30min。然后用去离子水洗至中性,最后分别用0.1mol/L及0.01mol/L的pH=7.0的磷酸缓冲液处理1-2h, 滤干,备用。取经培养40-50h 的米曲扩大曲,用其6倍量的支离子水分2次提取,提取液用2mol/L的NaOH溶液调pH至6.7-7.0。然后按100L酶液和1kg湿DEAE-sephadex A-50 的比例混合,于0-4℃搅拌 吸附 4-5h后,过滤取DEAE-sephadexA-50, 并分别用 纯水 0.1mol/L NaAc溶液、0.01mol/L 的pH=7.0的磷酸缓冲液洗涤3-4次。过滤得固定化 氨基 酰化酶,加1% 甲苯 放入冷库中贮存备用。
酶 水解 在1000L水解罐中,加入700L 0.1mol/L Ac-DL-phe 钠盐 溶液,再逐步加入6mol/L的HCl调溶液pH至6.7-7.0,再加入15-20kg固定化 氨基 酰化酶,维持50℃约4h进行酶选择性水解反应后,过滤取滤液,得酶水解液(含L-phe和Ac-D-phe混合液)。
分离 将酶水解液用6mol/L的HCl调pH至4.8-5.1, 减压浓缩至35L左右,并将其放置于0℃结晶过夜,过滤取结晶,用10L冷 乙醇 洗涤,于80℃ 烘干 3-4h, 得L-phe粗品,滤液和洗涤液合并,减压浓缩至20L左右,得Ac-D-phe溶液,待外消旋化后再重复进行酶水解、分离。
Ac-D-phe的外消旋化 将Ac-D-phe溶液60L,加入100L反应罐中,加入 乙酸酐 18.5L, 在25-45℃,搅拌30min, 冷却放置6h。再用浓HCl调pH值至1.5-2.0, 5℃结晶过夜,过滤取结晶,水洗,滤干40℃真空干燥,得Ac-DL-phe。
精制 在100L反应罐中,加入5kg L-phe粗品,加50L 纯水 ,加热至100℃,搅拌使其全溶,再加入药用 活性炭 0.25kg, 搅拌脱色半小时后,趁热过滤,滤液移入200L 结晶罐 中,冷却至40℃,加入50L, 40℃的95% 乙醇 ,用6mol/L的HCl调pH至5.48,于0℃结晶过夜,过滤取结晶,用95%乙醇洗涤,抽干, 80℃干燥3-4h, 得L-phe成品。母液再回收。
苯乙醛法
适用Bucherer反应,生成苯 甲基 乙内酰 ,然后碱性解得DL-苯丙氨酸(DL-phe)。
将DL-phe与 乙酸酐 作用生成Ac-DL-phe后,按上述方法进行拆分,可得L-phe。
蛋白质水解提取法
合成法制备苯丙氨酸的 收率 低,通常从 天然产物 中提取。将脱脂大豆用 盐酸 水解后,除去 酸性氨基酸 ,用 活性炭 或脱色树脂 吸附 苯丙氨酸和 酪氨酸 。然后,用 溶剂 将苯丙氨酸溶出、分离。也可采用先把水解液中的苯丙氨酸转变为2,5-二溴 苯磺酸 盐,然后利用 溶解度 的差异,从 亮氨酸 、 精氨酸 等氨基酸中分离出来的方法。
性质与稳定性
1. 溶于水,微溶于 乙醇 、 乙醚 。味略苦,干燥状态在空气中稳定,具有左旋光活性,是人体必需的8种氨基酸之一
2.吸入、食入及接触有害。如误服本品,误服者有意识未发生 肌肉痉挛 ,可使其饮1~2杯水以稀释,然后立即送医院。应穿戴防护用具。
3. 存在于烟叶、烟气中。