赖氨酸

赖氨酸

1.基本技术知识：

赖氨酸，英文名：lysine，也称为L -赖氨酸盐酸盐，是人体必需氨基酸之一，能促进人体发育、增强免疫功能，并有提高中枢神经组织功能的作用。赖氨酸为碱性必需氨基酸。由于谷物食品中的赖氨酸含量甚低，且在加工过程中易被破坏而缺乏，故称为第一限制性氨基酸。

众所周知，赖氨酸是一种人类和动物必需的氨基酸之一，学名二氨基己酸。按其光学活性可分为L型（左旋）、D型（右旋）和DL型（消旋）3种构型，其中只有L型赖氨酸才能为生物体所利用。通常所说的商品赖氨酸均指L型赖氨酸。饲料中添加赖氨酸，能增进动物食欲，促进生长。在动物的成长阶段添加赖氨酸可以降低原料成本。赖氨酸的工业化生产随市场细分及政策导向调整，目前饲料级赖氨酸产品有主要有3种形

（1）赖氨酸盐酸盐。由于其纯度高,颗粒均匀,抗潮性能优越,在全球市场已被广泛接受。但该产品生产工艺复杂,能源与水的成本费用相对较高,污染较重，成为制约其发展的重要因素。

（2）赖氨酸硫酸盐。近年来，赖氨酸硫酸盐的工业化生产得到快速的发展。此产品充分克服了赖氨酸盐酸盐能耗与水耗大的缺点,几乎没有“三废”污染，生产成本方面也具有相当高的竞争优势，但易

吸潮，产品稳定性较差，对生产技术也提出更高的要求。

（3）液态赖氨酸。近年来随着工业化生产技术的进步，液态赖氨酸也步入规模化生产的进程。此产品具有更低的生产成本,但由于是液体商品,其运输难度及用户使用难度大而限制了该产品的大规模应用。

2.主要应用领域

2.1赖氨酸在医药上的应用

赖氨酸是构成蛋白质的基本单位,是合成人体激素、酶及抗体的原料,参与人体新陈代谢和各种生理活动,赖氨酸是人体必需氨基酸,在各种氨基酸输液配方中基本上都有。赖氨酸还可作为利尿药的辅助治疗剂,治疗因血中氯化物减少所致的铝中毒;可与酸(如水扬酸)作用生成盐,以减轻不良反应;与蛋氨酸合用能抑制重高血压病;同时赖氨酸也是优良的血栓预防剂。近年来研究发现,赖氨酸对营养不良、乙型肝炎、支气管炎病有一定疗效;赖氨酸与亚铁化合物一起治疗贫血,效果显著。据国外报道,将赖氨酸加入四环素中,可以消除四环素在治疗中的副作用。

2.2赖氨酸在食品上的应用

2.2.1食品营养强化剂

赖氨酸是人体第一限制性氨基酸,即人类食品中最为缺乏的一种氨基酸,它是合成大脑神经再生性细胞和其它核蛋白以及血红蛋白等重要蛋白质所需的氨基酸,当食物中赖氨酸含量不足时,就会限制其它氨基

酸的利用。营养专家认为,若在食物中添加1g赖氨酸,就相当于增加10g可利用的蛋白质,儿童食用添加了赖氨酸的食物,其智力发育、体格发育、血浆蛋白的含量以及对疾病的免疫力等均比较高。年老体弱者的食物中添加少量赖氨酸,可明显增加胃蛋白酶的分泌,使食欲增加。人体在不同生长阶段对赖氨酸的需求量为幼儿99mg·kg-1,儿童44mg·kg-1,成人12mg·kg-1。目前世界上许多国家普遍将赖氨酸加入大米、面条、罐头、啤酒、饼干及营养型软饮料中,深受消费者欢迎。

2.2.2食品除臭剂

食品加工贮藏过程中产生的异臭大多是由羟基化合物引起的。赖氨酸的ε-氨基能与羰基化合物的羰基反应,可以消除异臭。并能改善食品的色、香、味及质地。

2.3赖氨酸在饲料上的应用

畜牧业使用赖氨酸已获得显著效果。畜禽的幼小动物对赖氨酸需求量较高,在其饲料中添加赖氨酸,能增进食欲,促进生长。畜禽饲料中未被利用的赖氨酸含量比较低的饲料源,添加赖氨酸后可有效利用。在动物的成长阶段添加赖氨酸,可以降低原料成本。表1~3分别列举了生猪,肉仔鸡及蛋鸡日粮中赖氨酸的添加量。

一般认为,鱼虾比畜禽需要更多的蛋白质,为畜禽的2~4倍,尤其是对赖氨酸需求量最高。表4表5分别列举了草鱼及虾类饲料中赖氨酸的添加量?

赖氨酸还是一种环保物质,它的使用可以减少畜禽饲料的总用量,以减少畜禽粪便。

3 生产方法

二步发酵法

（又称前体添加法）50年代初开发的二步发酵法以赖氨酸的前体二氨基庚二酸为原料，借助微生物生产的酶（二氨基庚二酸脱羧酶），使其脱羧后转变为赖氨酸。由于二氨基庚二酸也是用发酵法生产的，所以称二步发酵法。70年代后，日本采用固定化二氨基庚二酸脱羧酶或含此酶的菌体,使内消旋2，6-二氨基庚二酸脱羧连续生产赖氨酸，改进了这一工艺。尽管这样,该工艺仍较复杂,现已被直接发酵法取代。

直接发酵法

广泛采用的赖氨酸生产法。常用的原料为甘蔗或甜菜制糖后的废糖蜜、淀粉水解液等廉价糖质原料。此外，醋酸、乙醇等也是可供选用的原料。直接发酵法生产赖氨酸的主要微生物有谷氨酸棒状杆菌、黄色短杆菌、乳糖发酵短杆菌的突变株等3种。这

种方法是在50年代后期开发的。70年代以来，由于育种技术的进展，选育出一些具有多重遗传标记的突变株，使工艺日趋成熟，赖氨酸的产量也得到成倍增长。工业生产中最高产酸率已提高到每升发酵液100～120g,提取率达到80～90%左右。

酶法

主要用生产尼龙原料己内酰胺时生成的大量副产物环己烯为起始原料，用化学方法合成DL-氨基己内酰胺，然后以此作为酶反应的底物，经罗伦氏隐球酵母生产的L-氨基己内酰胺水解酶，和从奥巴无色杆菌菌体中分离到的α-氨基己内酰胺外消旋酶共同作用,转变为L-赖氨酸。该工艺由于反应速度快，原料便宜，产酸率高，已投入工业生产。

4.国内生产情况

中国的赖氨酸产业起步较晚。20世纪90年代前，国际赖氨酸市场处于高度垄断状态，市场主要由日本味之素公司、美国ADM公司、德国巴斯夫公司、日本协和发酵公司和韩国希杰公司等控制。

1990年，广西赖氨酸厂（现更名为“广西桂元赖氨酸有限公司”）赖氨酸盐酸盐生产线投产，这是我国第一家利用国产技术生产千吨级赖氨酸的企业。为了满足国内的市场需求，该企业随后进行了第一次扩产改造，1993年生产能力提高到3 000 t/年。2000年以前，我国赖氨酸年生产能力达到2.3万t。2000年前后，由于美国、韩国、印尼等国对我国赖氨酸进行低价倾销，使我国赖氨酸发展停滞不前，在2000—2001年仅大成建成年生产能力为 1.5万t赖氨酸装置。2002—2005年我国赖氨酸生产能力进入快速发展期，其中比较重要的事件如下。

（1）2002年，大成年生产能力扩产到5万t；丰原建成年产5 000 t 赖氨酸装置。我国2002年生产能力达到8.8万t。

（2）2004年，随着日本协和发酵公司在美国、墨西哥工厂的关闭，全球至少存在10万t的供应缺口，这给国产赖氨酸企业带来了一个很好的机遇。与此同时，国内的赖氨酸技术也逐步成熟，这时一些

具备原料优势和能源优势的企业开始逐渐涉足赖氨酸市场，在一些国外赖氨酸大公司的积极参与下，国内赖氨酸项目建设犹如雨后春笋。已投产的赖氨酸企业继续扩大产能：大成赖氨酸年生产能力扩产到24万t，丰原扩产到5万t。高利润的回报，使更多的淘金者加入赖氨酸的生产行列，涌现出一批新的生产企业，如：宁夏伊品赖氨酸2.5万t装置、河南衡氵育0.6万t装置、四川品源0.5万t装置、江苏菊花1万t装置等纷纷投产，使2004年我国赖氨酸年生产能力达到47万t左右。

（3）2005年赖氨酸生产能力仍处于扩张之中。川化味之素扩产成功，年生产能力达到3.2万t；聊城希杰年生产能力6万t的赖氨酸装置建成投产；山东西王年生产能力为3万t建成投产；广东星湖年生产能力为4万t建成投产。这使得2005年我国赖氨酸生产能力达到63.8万t。

（4）2006年赖氨酸产能上升趋势不减。聊城希杰新建3万t的98%赖氨酸生产线，吉林大成继续扩大产能，总能力达到30万t，山东西王建成65%赖氨酸硫酸盐生产线。产能的上升使2006年底中国赖氨酸生产企业总产能超过70万t。

国内赖氨酸发展呈以下几个特点：

4.1产能和产量飞速发展

2001年我国赖氨酸的年生产能力还不足5万t，但在近几年，赖氨酸的市场需求随着饲料工业的发展急速增长，从而拉动了生产，使产能

和产量有了飞速的发展。2006年国内赖氨酸年生产能力已增长到70万t。2006年全球总生产能力约154万t。其中，中国占世界总生产能力的45%（见图1）。

2000年，我国赖氨酸产量仍然仅有1.77万t/年，2006年已达到35万t/年（以98.5%计），年均增长率64.5%。2006年，仅大成集团的赖氨酸产量已超过25万t，其中国内销售量约为20万t。

4.2产品由单一化逐渐丰富

赖氨酸产品由单一的赖氨酸盐酸盐（98%）占领销售市场，转变为赖氨酸盐酸盐、赖氨酸硫酸盐、液体赖氨酸产品在市场上均有使用。且65%赖氨酸硫酸盐产品市场份额不断扩大，成为赖氨酸生产企业竞争的热点。

5.国内市场

随着饲料工业、食品工业、医药工业的不断发展,国内市场对赖氨酸的需求不断扩大,2001年国内赖氨酸的消耗量为8.2万t,仅次于美国,居世界第二,且以每年约16%的速度迅速增长,市场潜力巨大,前景看好。

5.1中国赖氨酸市场的供求关系转变

2000年中国赖氨酸的消费量约7万t，到2006年消费量已达到约24万t，年均增长率22.8%。从中国赖氨酸的消费情况（见表1）来看：2002年以前中国赖氨酸主要依靠进口供应；2003年国产与进口的赖氨酸基本持平；2004年中国的赖氨酸市场供应状况发生重大变化，彻底打破了进口赖氨酸占市场主导地位的格局（见图2）此后，国产赖氨酸供应不仅越来越多地占据消费量主导地位，而且还大量出口欧美等国际市场

。

5.2饲料工业的发展带动赖氨酸行业发展。

我国是世界第二饲料生产大国。2001年,生产配合料301万t,年增长速度为19%;添加剂预混料浓缩饲料、配合饲料的比例接近1:5:19,饲料产品结构进一步优化;配合饲料产品总体合格率保持在90%以上,饲料产品质量连年递增;正大、希望等20多家企业的饲料生产量占全国生产总量的30%以上,大型企业稳步发展。我国饲料业的发展,势必带动赖氨酸行业长足的发展。

5.3食品添加剂工业的发展带动赖氨酸行业的发展。

我国是13亿人口的大国,13亿人口每天消耗量最大的是食品。2001年食品工业产值已达9千多亿元,在全国工业总产值中占第一位。随着经济的不断发展,人民生活水平的不断提高,人民对食品有了新的要求,营养食品、功能食品、保健食品、绿色食品等已成为食品消费的

新热点,而作为食品添加剂重要组成部分的赖氨酸,对生产这些产品的品质起着至关重要的作用。随着食品添加剂行业的发展,赖氨酸行业也会不断的发展。

5.4医药工业的发展带动赖氨酸行业的发展。

对于一个13亿人口的大国,每天的药品消耗也是巨大的,2001年,药用氨基酸原料产量达到5000多吨,为1994年的8倍,复方氨基酸注射液产量约为1亿多瓶,每年以15%~20%的速度递增。医药行业的快速发展,必将对赖氨酸行业的发展起到一定推动作用。

6.2010年上半年我国酸进出口情况

6.1出口状况

上半年我国累计出口赖氨酸85 247t，较去年同期增加106%。上半年赖氨酸出口总额为13 665万美元，同比增加185%，赖氨酸的出口均价在1.60美元/kg，同比上涨36.7%（图1、图4）。

上半年赖氨酸的月均出口量为14 207t（图2），较去年同期增加105%。

从单月出口量来看，每个月的赖氨酸出口总量均比2008年和2009

年同期高；与2007年单月出口总量相比，3、5月份的赖氨酸出口量高于2007年同期，其中2010年3月赖氨酸出口总量为19 322.698t，是2004年至今单月出口数量最高的月份。上半年我国赖氨酸的出口国家主要有：比利时（12 021t）、荷兰（9 880t）、俄罗斯（7 478t）、美国（8 739t）、德国（5 799t）、立陶宛（4 048t）、乌克兰（3 893t）、加拿大（3 065t）、波兰（2 496t），与2009年上半年相比，我国向各国的赖氨酸出口数量都有不同程度的增加，向比利时、俄罗斯、乌克兰、立陶宛分别增加了203%、225%、270%、145%。

6. 2进口状况

上半年我国的赖氨酸进口量为4 746（图3），较去年同期的14 604t 减少了67.5%，进口金额为752.4万美元，同比下降60.1%。上半年我国进口赖氨酸的主要来源国有：美国（3 925t）、泰国（759t）、日本（42.9t）、法国（14.6t），与以往不同的是，并没有从巴西、印尼、

韩国进口赖氨酸，但从泰国进口的赖氨酸从零进口量增加到759t。

上半年赖氨酸的出口均价为1.60美元/kg（图4），从图4可以看出2010年1-4月赖氨酸的出口均价呈递增趋势，5、6月份略降，其中1月份赖氨酸出口均价略低；上半年赖氨酸的进口均价为1.58美元/kg，2-6月进口均价呈现上升趋势，其中6月份赖氨酸的进口均价较5月份上涨38.9%，上涨幅度较大。

7.国外主要国家市场情况

随着食品工业规模的日益扩大以及养殖业生产的不断增长,国际赖氨酸产业得到了快速发展。目前全球赖氨酸的生产总能力达50万t/年,国际赖氨酸的消费已达40余万t/年。

美国是世界上赖氨酸的消费大国,年消费量约11万t。最大生产厂商是美国ADM公司,其生产总能力达12万t/年,并将继续扩大。由于需求的持续增长,美国赖氨酸的消费始终保持较高的增长速度。其年平均增长速度保持在15%左右。国际上许多大公司也在扩建或建设新的生产线,如德国的Degussa新建了一条年产7.5万t的生产线,日本的味之素公司及美国的ADM公司也都在不同程度上增加了赖氨酸的生产能力。从美国赖氨酸的消费发展历史看,养殖业是推动赖氨酸消费增长的主要动力。根据赖氨酸的特殊性和大豆种植面积增加的情况,今后养殖业仍将成为推动美国赖氨酸发展的主要因素,特别是随着苏氨酸、色氨酸生产技术水平的不断提高,将使这2种氨基酸在饲料中的应用成为可能。根据氨基酸的协同效应,赖氨酸的添加标准将会有一定幅度的提高,因此将推动赖氨酸消费量的增加。

近年西欧赖氨酸的消费也呈现快速增长的势头,年消费增长速度在5%以上,目前年消费量近8万t。养猪业始终是赖氨酸的最大消费市场,这与该地区的居民饮食习惯有关。预计今后随着饲养业技术水平的提高和大豆种植面积的增长有限以及动物性蛋白饲料的禁用,赖氨酸的消费将保持5%~8%的年平均增长速度。

目前,日本每年赖氨酸的消费量在7 000t左右,其中养殖业消耗占了近

90%。日本拥有赖氨酸的生产技术,但由于日本的粮食产量有限,饲养业的规模较小,大多数动物蛋白食品来自国外,因此赖氨酸的消费量有限。不过,日本已在世界其他各地建有多家赖氨酸的合资生产企业,在全球赖氨酸市场上占有很重要的位置。目前,由于赖氨酸的生产成本逐年增加,因此,日本本土赖氨酸的产量呈下降趋势,进口量也在不断增加,但海外工厂却在不断扩大,据悉,可比本土降低生产成本30%~40%。

东南亚地区是近些年来经济发展比较快的地区,蛋白质的消费水平也有了大幅度的增长,大大促进了该地区养殖业的发展。在养殖业发展的带动下,饲料及饲料添加剂的消费水平都有较大幅度的提高,目前该地区赖氨酸的年消费量为6万t。该地区将是重要的赖氨酸市场