天之骄子——帝王风采（上）

三、氨基酸的生产

　　我们知道， 蛋白质是生物体生命活动的基础， 生物体的生长、发育和繁殖等每一个生命活动环节都离不开蛋白质的参与。我们在前一节所讲的酶就是蛋白质。蛋白质是一种高分子物质， 它是由几十个或上百个氨基酸小分子连接而成的， 因此， 氨基酸就是组装成蛋白质所必需的“元件”， 由此可见氨基酸在生物体中的重要性。科学研究发现， 虽然生物体中的蛋白质的种类难以计数， 但绝大部分蛋白质是由20 种氨基酸组成的。在生物体合成蛋白质所需的氨基酸中， 有一部分是自己生产的， 而另一部分则自己不能生产， 只能从外界吸取。我们把自己不能生产的那部分氨基酸叫必需氨基酸， 例如人体就有8 种必需氨基酸， 我们的身体无法自己合成这8 种必需氨基酸， 只能从食物中摄取。不同的生物要求的必需氨基酸的种类是不相同的， 如鸡只有甘氨酸1 种， 而老鼠自己能合成全部氨基酸， 因此老鼠所需的必需氨基酸是0 种。

　　人体所需的8 种必需氨基酸是： 亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸缬氨酸。由于我们人体不能自己制造这8 种氨基酸， 它们在医药和食品工业上具有很大的用途。值得庆幸的是， 许多微生物能够制造这8 种人体必需氨基酸， 因此， 通过微生物发酵获得氨基酸是比较理想的途径。目前， 氨基酸发酵已成为微生物发酵行业的重要组成部分， 几乎全部的氨基酸都可以通过微生物发酵来大规模生产。

　　谷氨酸是目前工业上产量最大的氨基酸， 我们非常熟悉的味精就是谷氨酸的钠盐， 它是世界上最重要的调味剂之一。谷氨酸在医药上也有重要用途， 科学研究发现， 弱智儿童每天服用10 ～20 克谷氨酸， 可在几个月之内使智力得到明显改善。谷氨酸对治疗癫痫病也有很好的效果。目前在工业上主要是利用细菌来生产谷氨酸， 常用的细菌都是一些杆菌如谷氨酸棒状杆菌、乳糖发酵短杆菌和黄色短杆菌等。用于发酵生产谷氨酸的原料主要是淀粉和糖质原料， 发酵的温度是30 ～35 ℃。

　　赖氨酸的产量居第二位。赖氨酸是人体必需的8 种氨基酸之一， 它常被用于制作强化食品， 在医药上也很有用。很多酵母菌、丝状真菌都能被用于发酵生产赖氨酸， 常用的是酿酒酵母和红色链孢霉。常用的原料是玉米浆、大豆浆和甘蔗糖蜜等农副产品， 发酵的温度是28 ℃。

　　令人十分惊奇的是， 微生物在长期进化过程中已形成一种对氨基酸合成的“自动控制”装置， 当它们需要某种氨基酸时， “自动控制”打开从而开始合成， 而一旦合成的量已够使用时又自动停止合成。对于工业生产来说， 微生物的这种“自动控制”是令人讨厌的， 使得产量非常低， 一般每毫升发酵液只能获得1 ～2 毫克氨基酸。为了克服这一障碍， 许多科学家进行很长时间的研究， 现在终于了解了它们“自动控制”的秘密， 并找到了有效的方法来破坏它们的“自动控制”装置， 从而使氨基酸的产量大大提高了。

　　氨基酸在医疗上的用途很广。谷氨酰氨是治疗胃溃疡和十二指肠溃疡的良药， 它可以恢复胃粘膜的损失。精氨酸和瓜氨酸可以提高肝的功能， 酪氨酸和亮氨酸可以治疗糖尿病， 谷氨酸可以治疗神经衰弱， 色氨酸、胱氨酸有防止皮肤衰弱和促进毛发再生的功能， 等等。因此， 目前用微生物发酵生产的氨基酸有很大一部分被用于制作各种药品或氨基酸强化食品， 它们对于治病防病、保障人民健康具有很大的作用。

　　近年来， 随着科学技术的发展， 氨基酸在工业上的用途也日益广泛。例如， 用谷氨酸聚合而成的人造革可与天然皮革相媲美， 它能作为天然皮革的替代品， 制出的皮鞋不仅油光发亮， 而且不怕发霉。用谷氨酸聚合而成的人造纤维， 在纺织工业上大有用武之地。甘氨酸在工业上被用作油脂的抗氧化剂和橡胶的抗老化剂。用缬氨酸制成的农药不仅杀虫效果好， 而且无残留毒性。