赖氨酸硫酸盐地研究和应用20130929.doc

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1、L-赖氨酸硫酸盐的研究与发展—从65赖氨酸到80赖氨酸占雨曾祥芳谯仕彦（中国农业大学国家饲料工程技术研究中心100193）摘要：赖氨酸是动物和人的必需氨基酸，是猪饲料的第一限制性氨基酸。上世纪70年代以来，赖氨酸的商业化生产极推动了养殖业的发展。同时赖氨酸产品结构和形式也在不断发生变化。上世纪90年代末和本世纪初，德国Degussa和中国大成集团成功地开发出65%赖氨酸硫酸盐（65赖氨酸），并迅速在全世界的养殖业中广泛使用。2008年大成集团又成功地开发出预混料专用70%赖氨酸硫酸盐（70赖氨酸）。最近，通过一

2、系列工艺技术的改进，大成集团又成功地开发出80%赖氨酸硫酸盐（80赖氨酸），其粒度、颜色、口感和饲喂效果都得到明显改进。赖氨酸硫酸盐的成功开发和应用，降低了赖氨酸生产过程的废水排放和生产成本，也降低了饲料和养殖成本。本文从赖氨酸的结构和生产工艺出发，全面综述了赖氨酸硫酸盐的理化性状、生物学效价、在不同动物上的饲喂效果，以及65赖氨酸、70赖氨酸和80赖氨酸产品的发展，并分析了它们的应用前景和局限性。关键词：赖氨酸硫酸盐；赖氨酸盐酸盐；生物学效价；猪；家禽；反刍动物L-赖氨酸是动物饲料中使用最多的氨基酸，添加赖氨

3、酸和其它必需氨基酸的平衡日粮在提高动物健康水平和生长性能以及降低氮排放方面都有重要作用。目前饲料工业中使用的赖氨酸有L-赖氨酸盐酸盐和L-赖氨酸硫酸盐两种形式。L-赖氨酸盐酸盐的赖氨酸含量为78%，上世纪70年代就被用于养殖业中。L-赖氨酸硫酸盐是近年来开发并用于饲料中的，它通常以玉米淀粉乳或糖蜜等为原料，利用谷氨酸棒杆菌等赖氨酸生产菌株进行耗氧发酵，结束后将培养液中的菌体用硫酸处理并加热，然后干燥制成颗粒。该产品为混合物，除了赖氨酸外，还含有10%以上的其它氨基酸以及微生物细胞、微量元素和菌体蛋白等。20世纪

4、90年代，德国Degussa公司率先开发出60%赖氨酸硫酸盐产品Biolys®60（赖氨酸含量为46.8%），之后又推出65%赖氨酸硫酸盐产品BiolysTM（赖氨酸含量为50.7%）。随后，中国大成集团也成功地开发出65%赖氨酸硫酸盐产品（65赖氨酸，赖氨酸含量51%），并迅速将其推向国外市场，获得了广大客户青睐。在此期间，国外学者对赖氨酸硫酸盐进行了一系列研究，推进了其在养殖业中的使用。由于赖氨酸硫酸盐的生产工艺比赖氨酸盐酸盐更加环保，以有效赖氨酸含量计算的相对成本较低，所以多家公司很快跟进，促使大成集团不

5、断进行技术革新，2008年开发出预混料专用的70%赖氨酸硫酸盐（70赖氨酸，赖氨酸含量55.4%）。最近，大成集团根据客户需求，又对70赖氨酸的生产工艺进行了大幅度改革，成功开发出80%赖氨酸硫酸盐（80赖氨酸，赖氨酸含量62.5%）。赖氨酸新产品的不断出现，对于推动合成氨基酸产业的发展，降低饲料配方成本和养殖业成本具有重要意义。从目前我们的试验结果看来，80赖氨酸的理化性状在各方面都优于70赖氨酸，在饲喂畜禽效果方面也略好于98赖氨酸。1L-赖氨酸硫酸盐概述1.1名称和结构L-赖氨酸硫酸盐是采用发酵工艺生产的

6、一种以L-赖氨酸为主的混合物。按照其组成，将其称为L-赖氨酸硫酸盐及其发酵副产物更为确切。赖氨酸硫酸盐的英文名称为LysineSulphate或Lysine·H2SO4，分子式为[C6H14N2O2]2·H2SO4，分子量为390.4g/mol。早在20世纪80年代科学家就发现了该物质的结构，CapassoS等（1983）对其化学组成和空间结构进行了详细的分析，图1和图2为赖氨酸硫酸盐的化学结构和立体视图。图1L-赖氨酸硫酸的晶体结构，方框中指出了氢键结合点（引自Capasso等，1983）图2L-赖氨酸硫酸的

7、立体视图（引自Capasso等，1983）1.2质量标准与检测分析经过10年的发展，各生产企业都建立自己的企业标准，如大成集团企业标准为Q/CDSH01-2004。中国农业部已颁布了L-赖氨酸硫酸盐的行业标准，标准中给出了赖氨酸硫酸盐产品中L-赖氨酸含量测定的具体方法。1.3生产和加工工业生产赖氨酸的方法有微生物发酵法、酶法、蛋白质水解法和化学合成法。其中，微生物发酵是生产赖氨酸普遍采用的方法，生产原料主要为淀粉、糖蜜等，其工艺包括前期发酵及后续加工处理两部分。饲料级L-赖氨酸硫酸盐的生产过程包括：利用谷氨酸棒

8、杆菌等赖氨酸生产菌株进行耗氧发酵，发酵过程中要不断调整发酵液中固形物与赖氨酸的比例，结束后将培养液中的菌体用硫酸处理并加热，然后将发酵液喷雾造粒，形成包含有效赖氨酸在的高蛋白复合赖氨酸硫酸盐产品，该产品不仅含有大于51%的赖氨酸，而且还含有大于10%的其它氨基酸、维生素及生长因子。与赖氨酸盐酸盐相比，赖氨酸硫酸盐生产采用闭锁循环工艺，将每吨成品的污水排放量降低了90%，环境污染大大降低