天之驕子——帝王風采（上）

三、氨基酸的生產

　　我們知道， 蛋白質是生物體生命活動的基礎， 生物體的生長、發育和繁殖等每一個生命活動環節都離不開蛋白質的參與。我們在前一節所講的酶就是蛋白質。蛋白質是一種高分子物質， 它是由幾十個或上百個氨基酸小分子連接而成的， 因此， 氨基酸就是組裝成蛋白質所必需的“元件”， 由此可見氨基酸在生物體中的重要性。科學研究發現， 雖然生物體中的蛋白質的種類難以計數， 但絕大部分蛋白質是由20 種氨基酸組成的。在生物體合成蛋白質所需的氨基酸中， 有一部分是自己生產的， 而另一部分則自己不能生產， 隻能從外界吸取。我們把自己不能生產的那部分氨基酸叫必需氨基酸， 例如人體就有8 種必需氨基酸， 我們的身體無法自己合成這8 種必需氨基酸， 隻能從食物中攝取。不同的生物要求的必需氨基酸的種類是不相同的， 如雞隻有甘氨酸1 種， 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 種。

　　人體所需的8 種必需氨基酸是： 亮氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸纈氨酸。由於我們人體不能自己製造這8 種氨基酸， 它們在醫藥和食品工業上具有很大的用途。值得慶幸的是， 許多微生物能夠製造這8 種人體必需氨基酸， 因此， 通過微生物發酵獲得氨基酸是比較理想的途徑。目前， 氨基酸發酵已成為微生物發酵行業的重要組成部分， 幾乎全部的氨基酸都可以通過微生物發酵來大規模生產。

　　穀氨酸是目前工業上產量最大的氨基酸， 我們非常熟悉的味精就是穀氨酸的鈉鹽， 它是世界上最重要的調味劑之一。穀氨酸在醫藥上也有重要用途， 科學研究發現， 弱智兒童每天服用10 ～20 克穀氨酸， 可在幾個月之內使智力得到明顯改善。穀氨酸對治療癲癇病也有很好的效果。目前在工業上主要是利用細菌來生產穀氨酸， 常用的細菌都是一些杆菌如穀氨酸棒狀杆菌、乳糖發酵短杆菌和黃色短杆菌等。用於發酵生產穀氨酸的原料主要是澱粉和糖質原料， 發酵的溫度是30 ～35 ℃。

　　賴氨酸的產量居第二位。賴氨酸是人體必需的8 種氨基酸之一， 它常被用於製作強化食品， 在醫藥上也很有用。很多酵母菌、絲狀真菌都能被用於發酵生產賴氨酸， 常用的是釀酒酵母和紅色鏈孢黴。常用的原料是玉米漿、大豆漿和甘蔗糖蜜等農副產品， 發酵的溫度是28 ℃。

　　令人十分驚奇的是， 微生物在長期進化過程中已形成一種對氨基酸合成的“自動控製”裝置， 當它們需要某種氨基酸時， “自動控製”打開從而開始合成， 而一旦合成的量已夠使用時又自動停止合成。對於工業生產來說， 微生物的這種“自動控製”是令人討厭的， 使得產量非常低， 一般每毫升發酵液隻能獲得1 ～2 毫克氨基酸。為了克服這一障礙， 許多科學家進行很長時間的研究， 現在終於了解了它們“自動控製”的秘密， 並找到了有效的方法來破壞它們的“自動控製”裝置， 從而使氨基酸的產量大大提高了。

　　氨基酸在醫療上的用途很廣。穀氨酰氨是治療胃潰瘍和十二指腸潰瘍的良藥， 它可以恢複胃粘膜的損失。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療糖尿病， 穀氨酸可以治療神經衰弱， 色氨酸、胱氨酸有防止皮膚衰弱和促進毛發再生的功能， 等等。因此， 目前用微生物發酵生產的氨基酸有很大一部分被用於製作各種藥品或氨基酸強化食品， 它們對於治病防病、保障人民健康具有很大的作用。

　　近年來， 隨著科學技術的發展， 氨基酸在工業上的用途也日益廣泛。例如， 用穀氨酸聚合而成的人造革可與天然皮革相媲美， 它能作為天然皮革的替代品， 製出的皮鞋不僅油光發亮， 而且不怕發黴。用穀氨酸聚合而成的人造纖維， 在紡織工業上大有用武之地。甘氨酸在工業上被用作油脂的抗氧化劑和橡膠的抗老化劑。用纈氨酸製成的農藥不僅殺蟲效果好， 而且無殘留毒性。