L-天冬氨酸的生产应用及市场分析
作者：张沙兵
来源：《硅谷》2010年第17期
摘要: 介绍L-天冬氨酸的应用及生产技术进展,对L-天冬氨酸的生产现状和需求进行了分析,并对其市场前景进行了预测。

关键词: L-天冬氨酸;生产应用;市场
中图分类号:TQ文献标识码:A文章编号:1671-7597(2010)0910011-01
L-天冬氨酸又名L-天门冬氨酸,是一种常用的有机化工原料。

常见的L--天冬氨酸为无色片状结晶或白色结晶性粉末,无臭,略带酸味;主要作为食品添加剂、化工产品中间体和医药原料来使用。

本文对L--天冬氨酸的生产应用状况和市场前景进行了阐述和分析。

1 生产应用
1.1 作为食品添加剂。

由于L-天冬氨酸是酸性氨基酸,带有酸味,故可直接作为酸味调节剂;它有两个羧基,容易生成稳定的天冬氨酸盐,可用于各种食品的营养强化和风味的调节,如天冬氨酸钠是一种鲜味剂,能单独使用,也可以与呈味核苷酸等并用,且具有解除人体疲劳的特殊功效,在发达国家(如日本)和地区正逐步替代味精。

1.2 用于合成甜味剂。

由L-天冬氨酸为主要原料合成的甜味剂——阿斯巴甜,其作为蔗糖的替代品,用量持续增长。

鉴于阿斯巴甜专利权已到期,使生产成本降低,作为代替蔗糖的首选甜味剂,欧美国家需求强劲。

另外,Pfizer公司用L-天冬氨酸合成了新型甜味剂阿利坦(alitame),其甜度比阿斯巴甜还高10倍,且甜味纯正,热值仅l.4cal/g,是减肥食品的上佳调味原料,属于升级换代的二肽甜味剂。

1.3 合成聚天冬氨酸。

由L-天冬氨酸为主要原料合成的聚天冬氨酸(PASP),属于生物高分子材料,具有很好的生物相容性和降解性,近年来主要应用于水处理剂、化妆品、分散剂、螯合剂、医药、水凝胶、农用化肥等领域。

研究表明,PASP进入环境中可以完全生物降解,属于环境友好型绿色化学品。

尤其从20世纪90年代开始,随着环保意识的增强,该产品逐渐受到世界上各大化学公司的关注。

1.4 用于合成新药与临床治疗。

氨基酸衍生物已广泛用作抗肿瘤药物,如N-磷酸乙酰-L-天门冬氨酸是一个天冬氨酸转氨甲酚基酶的过渡状况抑制剂,利用这个抑制剂可中断嘧啶核苷酸
的合成途径达到抗肿瘤目的。

以亮氨酸和酯化的天冬氨酸共聚而成的仿天然皮肤的层状伤口裹敷物,包扎伤口后可以不必再解开而成为皮肤的一部分。

天冬氨酸钾、钠在临床上主要作为心脏病治疗药物、肝功能促进剂、氨解毒剂和氨基酸输液成分。

1.5 作为合成其他产品的中间体。

L-天冬氨酸还可作为中间体合成天冬酰胺、丙氨酸、天冬氨酸镁等系列产品,天冬氨酸镁,作为新型饲料添加剂,具有改善家禽肉质的功效。

据调研,天冬氨酸盐类产品在饲料领域应用除家禽养殖外,已开发用于宠物食品和生产养殖,市场需求旺盛。

2 技术进展
L-天冬氨酸的工业化生产始于上世纪七十年代的日本,早期采用传统的微生物发酵法,即以糖类物质为基础原料,通过细胞的新陈代谢来积累产物,再经过适当的提取精制工艺而制成。

由于该工艺生产周期长,副产物多且技术风险大,使产品的生产成本较高,价格的高昂也限制了产品只能应用于医药领域。

随着后来生物酶技术的发展,特别是固定化酶技术研究的不断深入,该产品的生产也逐步向该领域靠近。

到了八十年代,由于采用酶法生产所需的主要原料——富马酸能得以大量廉价生产,故也使得以固定化酶法进行生产的技术被开发出来,并且逐步取代了传统的发酵工艺,成为当时主要的生产方法。

我国在20世纪八十年代中后期开始了对该产品的研制与开发,并且成功地进行了中试,随后也有了小批量的工业化生产,采用的基本上都是固定化酶法生产技术。

该工艺设备投入多,技术要求高,使产品的生产成本相对较高。

随着近年来市场竞争的日趋激烈,怎样降低生产成本,提高产品质量成为了关键;而固定化酶法由于其工艺上的限制,决定了其无法再降低成本。

3 市场分析
3.1 市场需求分析。

由于L-天冬氨酸主要用在食品添加剂、合成阿斯巴甜、丙氨酸、聚天冬氨酸方面。

而这些产品的市场需求逐年加大,尤其是阿斯巴甜,目前全球有一百多个国家在使用,产量已增至1.8万t/a。

随着肥胖和糖尿病的高发,对低热量食品的需求在加大,加上阿斯巴甜的专利权限已到期,使生产成本降低,作为代替蔗糖的首选甜味剂,欧美国家需求强劲。

自20世纪90年代以来,世界市场上阿斯巴甜的年消费增长率为20%以上,大大超过其他人工合成甜味剂增长率5%的速度;美国的高倍甜味剂市场中阿斯巴甜占了90%,年消费量约在9000t,相当于180万t蔗糖。

而在国内,由于近年来中国的肥胖和糖尿病也呈现高发态势,也开始使用代糖甜味剂,可以说国内对阿斯巴甜的消费才刚刚起步,由于中国人口基数大,一旦大量使用,对其的需求将不断加大,预计其产量将保持持续增长趋势;而阿斯巴甜产量的增长必将会带动作为其生产原料的L-天冬氨酸需求上升。

在合成聚天冬氨酸方面,由于PASP是由氨基酸合成的,进入环境中可以完全生物降解,属于绿色化学品,是一种理想的聚丙烯酸及其衍生物的替代品。

在美国已形成10万吨/年的市场,主要作为农业增效剂及高吸水材料。

同时,PASP在其他方面的应用也在逐年加大,国外许多公司正
在加紧生产工艺的开发。

美国唐纳尔公司已建成了1.8万吨/年的生产装置,其产品在工业上获得了成功应用,为此还获得了美国总统绿色化学挑战奖。

由于PASP是德国政府规定的唯一可以直接往江、海、湖中直接排放的水处理剂,因此德国拜尔公司在1000吨/年中试装置运转成功的基础上,已经建设了3万吨/年的工厂。

3.2 国内生产状况。

我国L-天冬氨酸的生产历史不长,规模化生产的时间在上世纪九十年代中后期,经过十多年的发展,已形成了一定的生产规模,合计年生产能力约在8～10万吨左右,但厂家也是良莠不齐,生产规模在5000吨以上的只有为数不多的几家,其余的都在2000吨以下。

近几年由于L-天冬氨酸的应用范围不断扩大,需求大幅度增长,尤其在合成阿斯巴甜和聚天冬氨酸方面,国际国内需求量的增加导致产量也在逐年增加,有些公司正是看到了其潜在的市场需求,正在积极介入这一领域。

江苏、安徽、山东地区一些生产规模较大的化学产品制造公司近两年加大了对该产品的项目投入,随着大企业的上马,一些小装置企业将被逐步淘汰。

4 结论
L-天冬氨酸作为一种重要的食品添加剂、医药合成原料和有机化工原料,其市场前景广阔。

随着对其下游衍生产品的不断开发和利用,尤其是阿斯巴甜和聚天冬的应用,在可预见的未来,市场对L-天冬氨酸的需求将会呈现持续增长态势。

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