L-苯丙氨酸（必需氨基酸之一）

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更新时间：2023-05-23
L-苯丙氨酸
必需氨基酸之一
L-苯丙氨酸（英文名：L-Phenylalanine）为无色至白色片状晶体或白色结晶性粉末，是一种营养增补剂，是必需氨基酸之一。在体内大部分经苯丙氨酸羟化酶催化作用氧化成酪氨酸，并与酪氨酸一起合成重要的神经递质和激素，参与机体糖代谢和脂肪代谢。
基本信息
中文名
L-苯丙氨酸
外文名
L-Phenylalanine
外观
白色结晶粉末
分子式
C9H11NO2
纯度
≥99%
展开
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-羰基反应，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（Aspartame）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。
生化研究。配制培养基。营养学研究。
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冬甜素（L-天冬氨酸、L- 苯丙氨酸结合的二肽甲酯）
是合成阿斯巴甜的主要原料。
注意事项
可影响甲状腺激素和毛发、皮肤的黑色素。最低需求量（mg/kg.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%氢氧化钠溶液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）砷 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-丙氨酸”的定量法进行。
0.1mol/L高氯酸溶液1mL=16.52mg C9H11NO2
温度
0℃
20℃
40℃
60℃
80℃
100℃
溶解度
1.98
2.74
3.77
5.20
7.18
9.90
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%。
⑥NH4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
以苯甲醛和乙酰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的酰氨键，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 NaOH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, 并分别用去离子水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，加入醋酐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去离子水，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，生成苯甲基乙内酰脲，然后碱性解得DL-苯丙氨酸(DL-phe)。
将DL-phe与醋酐作用生成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。