人体需要通过各种途径从动植物中获取蛋白质，其目的在于从蛋白质取得所需的各种氨基酸，然后利用它们作为原料来合成机体的各种蛋白质和具有生命活性的物质。组成蛋白质的氨基酸有22种，其中一部分可以在体内合成，称为非必需的氨基酸；而赖氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和色氨酸八种氨基酸，人体本身不能合成而满足不了需要，只能从食物中获取，这类氨基酸称为必需氨基酸，它对人类的健康有着非常重要的作用。某些氨基酸己利用化学合成或生化法实现了工业化生产，如赖氨酸、色氨酸和蛋氨酸等。

1.1L型赖氨酸

游离的L型赖氨酸极易潮解，因具有游离氨基而易发黄变质，并有刺激性腥味，难以长期保存。L型赖氨酸的盐酸盐则比较稳定，不易潮解，便于保存，故一般商品赖氨酸是以其盐酸盐的形式出售。L型赖氨酸盐酸盐为无色结晶，性质稳定，与维生素C和维生素K共存时易着色，易溶于水，溶于甘油，不溶于乙醇和乙醚。

L型赖氨酸最主要的生产方法是发酵法，该法又分为经二氨基庚二酸的二步法和以糖为原料的一步法。二氨基庚二酸法是以埃希化大肠杆菌为菌种，合成起始物是天门冬氨酸，经酶等作用形成天门冬氨酸半醛，后者与丙酮酸经醛醇缩合并脱水生成环状中间产物2,3-二氢吡啶二羧酸，之后又形成L-a,ε-二氨基庚二酸，脱羧后生成L-赖氨酸。一步法是以各种淀粉水解糖或甘蔗糖蜜为碳源，氨水、铵盐或尿素为氮源进行发酵。由于赖氨酸生产菌株都是营养缺陷型突变株或抗代谢物变异株，所以培养基中必须提供相应的生长因子。酸发酵过程中培养基需维持中性，可以通过滴加氨水或尿
素来控制，也可加入CaCO₃来维持。

L型赖氨酸也可以己内酰胺、环己烯、环己酮、环己醇等为原料采用化学方法合成。化学合成法的工艺较多，所用原料也有所不同，己工业化生产的主要有荷兰的DSM法和日本的东丽法。荷兰DSM法是以己内酰胺为原料，其合成路线如下：

所生成的DL-赖氨酸可经酶法或化学法分割，分离后得L-赖氨酸。酸法分割是利用酰化酶只能作用于乙酰-L-赖氨酸，而对乙酰-D-赖氨酸不起反应。经酶作用后，得到L-赖氨酸和乙酰-D-赖氨酸，用有机溶剂分离L-赖氨酸（L-赖氨酸不溶于有机溶剂，而乙酰-D-赖氨酸可溶解），剩下的乙酰-D-氨酸经消旋作用（酸法、碱法或水溶液法）生成乙酰-L-赖氨酸。其生产工艺流程见图4-9。

图4-9L-赖氨酸生产工艺流程

得到的赖氨酸经盐酸处理后即可得到赖氨酸盐酸盐。

赖氨酸具有增强胃液分泌和造血机能，使白细胞、血红蛋白和两种球蛋白增加，有提高蛋白质利用率、保持代谢平衡、增强抗病能力和增加食欲等作用。赖氨酸多用作粮谷类制品的强化剂，如用于小麦粉、面包、面条和饼干等。

2.色氨酸

色氨酸即β-吲哚基丙氨酸，为白色或微黄色结晶或结晶性粉末，无臭，味微苦。水中微溶，在乙醇中极微溶解，在氯仿中不溶，在甲酸中易溶，在氢氧化钠试液或稀盐酸中溶解。色氨酸是植物体内生长素生物合成重要的前体物质，在高等植物中普遍存在。其生产主要有以下3种方法：

(1) 3-吲哚乙腈与氨基脲缩合后，氰加成、水解得到外消旋色氨酸。

(2）以3-吲哚甲醛与苯胺缩合，然后与a-硝基乙酸脂缩合，经氢化水解得到DL一色氨酸。

(3）丙烯醛-苯肼法：丙烯醛与N-丙二酸基乙酸胺在乙醇钠存在下缩合，然后与苯肼缩合、环化，经水解脱羧得到外消旋色氨酸。

色氨酸是重要的营养剂，可参与动物体内血浆蛋白质的更新，并可促使核黄素发挥作用，还有助于烟酸及血红素的合成，可显著增加怀孕动物胎仔体内抗体，对泌乳期的乳牛和母猪有促进泌乳作用。在医药上用做癞皮病的防治剂。

3.蛋氨酸

DL-蛋氨酸为无色片状结晶或晶体粉末，有特殊臭味，味微甜，对强酸不稳定，可发生脱甲基反应，在水中溶解度随温度升高而增大，不溶于乙醇。

DL-蛋氨酸工业生产方法有两种：一种是以丙烯醛和甲硫醇为原料合成，另一种是以丙烯和甲硫醇为原料合成。前一种方法的生产工艺包括甲硫醇与丙烯醛反应、己内酰脲反应和水解反应，合成反应式如下：

蛋氨酸能促进毛发、指甲生长和身体发育，并有解毒和增强肌肉活动能力等作用，还能防止脂肪在肝脏沉积。主要用于小麦、玉米、大豆等食品的营养强化。