氨基酸,，是含有堿性氨基和酸性羧基的有機化合物,。羧酸碳原子上的氫原子被氨基取代后形成的化合物。
氨基酸分子中含有氨基和羧基兩種官能團,。
作用
氨基酸在人體內(nèi)通過代謝可以發(fā)揮下列一些作用：①合成組織蛋白質(zhì),；②變成酸、激素,、抗體,、肌酸等含氨物質(zhì)；③轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>碳水化合物和脂肪,；④氧化成二氧化碳和水及尿素,，產(chǎn)生能量,。
生理調(diào)節(jié)
蛋白質(zhì)在食物營養(yǎng)中的作用是顯而易見的，但它在人體內(nèi)并不能直接被利用,，而是通過變成氨基酸小分子后被利用的,。即它在人體的胃腸道內(nèi)并不直接被人體所吸收，而是在胃腸道中經(jīng)過多種消化酶的作用,，將高分子蛋白質(zhì)分解為低分子的多肽或氨基酸后,，在小腸內(nèi)被吸收，沿著肝門靜脈進入肝臟,。一部分氨基酸在肝臟內(nèi)進行分解或合成蛋白質(zhì),；另一部分氨基酸繼續(xù)隨血液分布到各個組織器官，任其選用,，合成各種特異性的組織蛋白質(zhì),。
在正常情況下，氨基酸進入血液中與其輸出速度幾乎相等,，所以正常人血液中氨基酸含量相當(dāng)恒定,。如以氨基氮計，每百毫升血漿中含量為4～6毫克,，每百毫升血球中含量為6.5～9.6毫克,。飽餐蛋白質(zhì)后，大量氨基酸被吸收,，血中氨基酸水平暫時升高,，經(jīng)過6～7小時后，含量又恢復(fù)正常,。說明體內(nèi)氨基酸代謝處于動態(tài)平衡,，以血液氨基酸為其平衡樞紐，肝臟是血液氨基酸的重要調(diào)節(jié)器,。因此,，食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化分解為氨基酸后被人體所吸收，抗體利用這些氨基酸再合成自身的蛋白質(zhì),。人體對蛋白質(zhì)的需要實際上是對氨基酸的需要,。
當(dāng)每日膳食中蛋白質(zhì)的質(zhì)和量適宜時，攝入的氮量由糞,、尿和皮膚排出的氮量相等,，稱之為氮的總平衡。實際上是蛋白質(zhì)和氨基酸之間不斷合成與分解之間的平衡,。正常人每日食進的蛋白質(zhì)應(yīng)保持在一定范圍內(nèi),，突然增減食入量時，機體尚能調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的代謝量維持氮平衡,。食入過量蛋白質(zhì),，超出機體調(diào)節(jié)能力,，平衡機制就會被破壞。*不吃蛋白質(zhì),，體內(nèi)組織蛋白依然分解,，持續(xù)出現(xiàn)負(fù)氮平衡，如不及時采取措施糾正,，終將導(dǎo)致抗體死亡,。氨基酸分解代謝所產(chǎn)生的α-酮酸，隨著不同特性,，循糖或脂的代謝途徑進行代謝,。α-酮酸可再合成新的氨基酸，或轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑?，或進入三羧循環(huán),，氧化分解成CO2和H2O，并放出能量,。
某些氨基酸分解代謝過程中產(chǎn)生含有一個碳原子的基團,，包括甲基、亞甲基,、甲烯基、甲炔基,、甲酚基及亞氨甲基等,。
一碳單位具有以下兩個特點：1.不能在生物體內(nèi)以游離形式存在；2.必須以四氫葉酸為載體,。 能生成一碳單位的氨基酸有：絲氨酸,、色氨酸、組氨酸,、甘氨酸,。另外蛋氨酸（甲硫氨酸）可通過S-腺苷甲硫氨酸（SAM）提供“活性甲基"（一碳單位），因此蛋氨酸也可生成一碳單位,。一碳單位的主要生理功能是作為嘌呤和嘧啶的合成原料,，是氨基酸和核苷酸聯(lián)系的紐帶。
參與構(gòu)成酶,、激素,、部分維生素。酶的化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)（氨基酸分子構(gòu)成）,，如淀粉酶,、胃蛋白酶、膽堿脂酶,、碳酸酐酶,、轉(zhuǎn)氨酶等,。含氮激素的成分是蛋白質(zhì)或其衍生物，如生長激素,、促甲狀腺激素,、腎上腺素、胰島素,、促腸液激素等,。有的維生素是由氨基酸轉(zhuǎn)變或與蛋白質(zhì)結(jié)合存在。酶,、激素,、維生素在調(diào)節(jié)生理機能、催化代謝過程中起著十分重要的作用,。
醫(yī)療作用
氨基酸在醫(yī)藥上主要用來制備復(fù)方氨基酸輸液,，也用作治療藥物和用于合成多肽藥物。用作藥物的氨基酸有一百幾十種,，其中包括構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸有20種和構(gòu)成非蛋白質(zhì)的氨基酸有100多種,。
由多種氨基酸組成的復(fù)方制劑在現(xiàn)代靜脈營養(yǎng)輸液以及“要素飲食"療法中占有非常重要的地位，對維持危重病人的營養(yǎng),，搶救患者生命起積極作用,，成為現(xiàn)代醫(yī)療中不可少的醫(yī)藥品種之一。
谷氨酸,、精氨酸,、天門冬氨酸、胱氨酸,、L-多巴等氨基酸單獨作用治療一些疾病,，主要用于治療肝病疾病、消化道疾病,、腦病,、心血管病、呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力,、兒科營養(yǎng)和解毒等,。此外氨基酸衍生物在癌癥治療上出現(xiàn)了希望。
物質(zhì)基礎(chǔ)
正如恩格斯所說：“蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),，生命是蛋白質(zhì)存在的一種形式,。"如果人體內(nèi)缺少蛋白質(zhì)，輕者體質(zhì)下降,，發(fā)育遲緩,，抵抗力減弱，貧血乏力，重者形成水腫,，甚至危及生命,。一旦失去了蛋白質(zhì)，生命也就不復(fù)存在,，故有人稱蛋白質(zhì)為“生命的載體",。可以說,，它是生命的第一要素,。
蛋白質(zhì)的基本單位是氨基酸。如果人體缺乏任何一種必需氨基酸,，就可導(dǎo)致生理功能異常,，影響機體代謝的正常進行，最后導(dǎo)致疾病,。即使缺乏某些非必需氨基酸,，會產(chǎn)生機體代謝障礙。精氨酸和瓜氨酸對形成尿素十分重要,；胱氨酸攝入不足就會引起胰島素減少,，血糖升高。又如創(chuàng)傷后胱氨酸和精氨酸的需要量大增,，如缺乏,，即使熱能充足仍不能順利合成蛋白質(zhì)。
食物
成人必需氨基酸的需要量約為蛋白質(zhì)需要量的20%～37%,。
氨基酸在食品中的作用不可忽視,，有的是調(diào)味劑，有的是營養(yǎng)強化劑,，有的可起增香作用等。
1．氨基酸的味
大多數(shù)氨基酸都有味感,，在食品中起著酸,、甜、苦,、澀等味的作用,。色氨酸無毒，甜度強,，它及其衍生物是很有發(fā)展前途的甜味劑,。還有一些水溶性小的氨基酸具有苦味，是食品加工中蛋白質(zhì)水解的產(chǎn)物,。
谷氨酸主要存在于植物蛋白中,，可用小麥產(chǎn)面筋蛋白水解得到。谷氨酸具有酸味和鮮味兩種味,，其中以酸味為主,。當(dāng)加堿適當(dāng)中和后生成谷氨酸鈉鹽,；生成鹽以后，谷氨酸的酸味消失,，鮮味增強,。谷氨酸鈉是廣泛使用的鮮味劑——味精的主要成分。
2．風(fēng)味的前提物質(zhì)之一
氨基酸與糖類物質(zhì)發(fā)生羰氨反應(yīng)是食品加工中重要的香氣和上色的重要原因,，在反應(yīng)過程中消耗了一部分氨基酸和糖,，生成了風(fēng)味物質(zhì)。氨基酸也會加熱分解生成某些風(fēng)味物質(zhì),，或在細(xì)菌的分解下產(chǎn)生具有異味的物質(zhì),，所以氨基酸是風(fēng)味物質(zhì)的前提物質(zhì)，也是腐.敗菌的營養(yǎng)物質(zhì),。
蛋白質(zhì)是一類大分子物質(zhì),，可以在酸、堿或蛋白酶的作用下水解為小分子物質(zhì)：蛋白質(zhì)*水解后,，能得到其基本組成單位——氨基酸（amino acid）,。存在于自然界中的氨基酸有300余種，但是參與構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸通常有20種,，并且它們均屬于L-α-氨基酸（甘氨酸除外）,。這些氨基酸以不同的連接順序通過肽鍵連接起來構(gòu)成蛋白質(zhì)。
代謝途徑
氨基酸參與代謝的具體途徑有以下幾條：
主要在肝臟中進行：包括如下幾種過程：
1,、氧化脫氨基作用：第一步,，脫氫，生成亞胺,；第二步,，水解。生成的H2O2有毒,，在過氧化氫酶催化下,，生成H2O和O2，解除對細(xì)胞的毒害,。
2,、非氧化脫氨基作用：①還原脫氨基（嚴(yán)格無氧條件下）；②水解脫氨基,；③脫水脫氨基,；④脫巰基脫氨基；⑤氧化-還原脫氨基,，兩個氨基酸互相發(fā)生氧化還原反應(yīng),，生成有機酸、酮酸、氨,；⑥脫酰胺基作用,。
3、轉(zhuǎn)氨基作用：轉(zhuǎn)氨作用是氨基酸脫氨的重要方式,，除Gly,、Lys、Thr,、Pro外,，大部分氨基酸都能參與轉(zhuǎn)氨基作用。α-氨基酸和α-酮酸之間發(fā)生氨基轉(zhuǎn)移作用,，結(jié)果是原來的氨基酸生成相應(yīng)的酮酸,，而原來的酮酸生成相應(yīng)的氨基酸。
4,、聯(lián)合脫氨基作用：單靠轉(zhuǎn)氨基作用不能最終脫掉氨基,，單靠氧化脫氨基作用也不能滿足機體脫氨基的需要。機體借助聯(lián)合脫氨基作用可以迅速脫去氨基：1,、以谷氨酸脫氫酶為中心的聯(lián)合脫氨基作用,。氨基酸的α-氨基先轉(zhuǎn)到α-酮戊二酸上，生成相應(yīng)的α-酮酸和Glu,，然后在L-Glu脫氨酶催化下,，脫氨基生成α-酮戊二酸，并釋放出氨,。2,、通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基做用。骨骼肌,、心肌,、肝臟、腦都是以嘌呤核苷酸循環(huán)的方式為主,。
生物體內(nèi)大部分氨基酸可進行脫羧作用,，生成相應(yīng)的一級胺。氨基酸脫羧酶專一性很強,，每一種氨基酸都有一種脫羧酶，輔酶都是磷酸吡哆醛,。氨基酸脫羧反應(yīng)廣泛存在于動,、植物和微生物中，有些產(chǎn)物具有重要生理功能,，如腦組織中L-Glu脫羧生成r-氨基丁酸,，是重要的神經(jīng)遞質(zhì)。His脫羧生成組胺（又稱組織胺），有降低血壓的作用,。Tyr脫羧生成酪胺,，有升高血壓的作用。但大多數(shù)胺類對動物有毒,，體內(nèi)有胺氧化酶,，能將胺氧化為醛和氨。
因此,，氨基酸在人體中的存在,，不僅提供了合成蛋白質(zhì)的重要原料，而且對于促進生長,，進行正常代謝,、維持生命提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。如果人體缺乏或減少其中某一種,，人體的正常生命代謝就會受到障礙,，甚至導(dǎo)致各種疾病的發(fā)生或生命活動終止。
工業(yè)發(fā)展歷史
最早從事氨基酸工業(yè)化生產(chǎn)的是日本味之素公司的創(chuàng)造人池田菊苗,。他于20世紀(jì)40年代初在實驗室中偶然發(fā)現(xiàn)：在海帶浸泡液中可提取出一種白色針狀結(jié)晶物,。該物質(zhì)具有強烈鮮味，分析結(jié)果表明它是谷氨酸的一種鈉鹽,。池田菊苗最后終于找到一種工業(yè)化生產(chǎn)味之素的新途徑即利用小麥粉加工淀粉后剩下的“面筋"為原料,，首先用鹽酸將其水解得到谷氨酸，然后加入純堿中和即可得到食品級的谷氨酸鈉,。
谷氨酸是第一個工業(yè)化生產(chǎn)的氨基酸單一產(chǎn)品,。此后，科學(xué)家利用蛋白質(zhì)水解法可將羽毛,、人發(fā),、豬血等原料水解成為氨基酸，但這些氨基酸多為“DL混合型氨基酸"其拆分十分困難,。
在60年代確立的工業(yè)微生物發(fā)酵法使氨基酸工業(yè)開始起飛,。此后許多種常用氨基酸品種（其中包括：谷氨酸、賴氨酸,、蘇氨酸,、苯丙氨酸等等）均可利用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)，從而使其產(chǎn)量大增,，成本大為下降,。?
上?？撇┤鹕锟萍加邢薰?
