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L-亮氨酸（L-Leucine）

CAS号： 61-90-5

分子式： C?H??NO?

性状： 本品为白色或类白色结晶性粉末，或无色至白色片状结晶；无臭或微带臭味，味微苦。在甲酸中易溶，在水中略溶，在乙醇或乙醚中极微溶解。熔点为165~167℃。L-亮氨酸是人体的氨基酸之一，属于支链氨基酸（BCAA），需从食物中摄取。

各应用领域详情

1. 食品工业

L-亮氨酸主要作为食品营养强化剂使用。根据《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》（GB 14880-2012），L-亮氨酸允许用于调制乳粉、大米及其制品、小麦粉及其制品、杂粮粉及其制品等。在调制乳粉（儿童用乳粉除外）中的使用量通常为每千克食品添加0.8~2.0克（以L-亮氨酸计）；在儿童用调制乳粉中的使用量通常为每千克食品添加6~30毫克（以L-亮氨酸计）。具体添加量需根据终产品的氨基酸配比及GB 14880附录A中的规定执行。在实际生产中，常与其他支链氨基酸（L-异亮氨酸、L-缬氨酸）或复合氨基酸按特定比例复配使用。

2. 饲料工业

在饲料领域，L-亮氨酸作为饲料添加剂（氨基酸类）用于平衡畜禽及水产动物日粮中的氨基酸组成。目前，我国《饲料添加剂品种目录》中包含L-亮氨酸。其添加量通常根据动物种类、生长阶段及日粮中粗蛋白含量确定。例如，在仔猪日粮中，赖氨酸、异亮氨酸与亮氨酸的比例通常需维持在特定的平衡范围内（如异亮氨酸:亮氨酸:赖氨酸约为45:100:100），实际投料量需根据饲料配方中氨基酸的平衡需求及原料本底值进行折算。由于不同饲料配方差异较大，具体用量应依据《中国饲料成分及营养价值表》及动物营养需求标准进行配方设计。

3. 农业

L-亮氨酸在农业上的直接应用标准较少，主要作为植物生长调节剂或生物刺激素的原料进行研究。有研究表明，L-亮氨酸可参与植物抗逆反应，促进氮代谢。目前尚无统一的法定添加标准，若作为叶面肥或水溶肥的增效成分，其用量通常较低，常见参考用量为每吨水溶肥中添加0.5~2千克（需根据产品登记证及技术指导书确定）。实际施用浓度需根据作物种类及生长周期进行调整。

4. 工业

在工业应用中，L-亮氨酸主要作为生物发酵原料或手性合成中间体。在微生物发酵工业中，它是生产抗生素（如青霉素、头孢菌素）及某些多肽类药物的前体物质。在精细化工领域，作为手性源用于合成手性药物、液晶材料或高分子聚合物单体。工业级L-亮氨酸的纯度通常要求在98.5%以上。具体投料量取决于发酵菌种的特性及合成路线的收率要求，需根据生产工艺规程确定。

5. 医药工业

L-亮氨酸是氨基酸类大输液、复方氨基酸制剂及肠内营养制剂的关键组分之一。依据《中华人民共和国药典》（ChP）及国家药品标准，L-亮氨酸是复方氨基酸注射液（如3AA、6AA、9AA、18AA等）的必含成分。例如，在复方氨基酸注射液（18AA）中，L-亮氨酸的含量通常为4.9g/L（以无水物计）或根据特定处方规格设定。在医药生产中，对L-亮氨酸的纯度、比旋度、重金属及砷盐含量有严格规定（需符合药用辅料或原料药标准）。其用量完全依据药品处方量及生产工艺验证数据确定。

6. 保健品（膳食补充剂）

L-亮氨酸作为运动营养食品原料或保健食品原料使用。根据《食品安全国家标准 运动营养食品通则》（GB 24154-2015），L-亮氨酸可作为成分或可选择成分添加于运动营养食品中。在速度力量类及耐力类运动营养食品中，支链氨基酸（含L-亮氨酸）的添加量通常需满足产品标签标示值。若作为普通膳食补充剂原料，其纯度通常要求在99%以上。具体产品的配方用量需依据《保健食品原料目录》或备案/注册时的批准配方执行，不得超范围、超限量使用。

7. 化妆品

L-亮氨酸在化妆品中主要作为皮肤调理剂和保湿剂使用。根据国家药监局发布的《已使用化妆品原料目录》（2021年版），L-亮氨酸已列入其中。在化妆品配方中，其一般使用浓度范围为0.1%~2.0%（质量分数）。由于化妆品原料规格不同（如纯度、是否复配），实际添加量需根据产品配方体系、稳定性测试及评价结果进行调整。它常被用于抗皱、保湿及修护类护肤品中。

8. 日化

在日化行业，L-亮氨酸主要用于高端个人护理品及功能性洗涤用品中，作为氨基酸表面活性剂或调理剂的辅助成分。例如，在氨基酸洗发水、沐浴露中，它可或毛发的触感。目前日化产品配方复杂多样，L-亮氨酸的添加量通常较低，常见参考用量范围为0.1%~1.0%（质量分数）。具体用量需根据产品的pH值、离子强度及与其他表面活性剂的配伍性进行优化。

9. 发酵工业

L-亮氨酸是氨基酸发酵的重要产品之一。在工业发酵生产中，利用谷氨酸棒杆菌或黄色短杆菌等微生物，通过代谢调控技术进行发酵生产。发酵培养基中葡萄糖的初糖浓度通常控制在120~180 g/L，L-亮氨酸的产酸水平受菌种特性、溶氧、pH及流加糖策略影响。发酵结束后，通过离子交换、结晶等工艺提取精制。发酵法生产的L-亮氨酸主要用于食品、饲料及医药原料。

10. 合成

L-亮氨酸的工业生产主要采用微生物发酵法，化学合成法（如斯特雷克法、海因法）也可制备，但产物通常为DL-型，需进一步进行光学拆分获得L-型。在有机合成中，L-亮氨酸的α-氨基和羧基常被保护，用于固相多肽合成（SPPS）中的肽链延伸。合成过程中，L-亮氨酸的投料量根据目标产物的分子量及摩尔比计算，通常需过量1.1~1.5倍以确保反应完全。

11. 衍生物

L-亮氨酸可衍生化生成多种具有工业价值的化合物，主要包括：

• 亮氨酸酯类（如L-亮氨酸甲酯、乙酯）：作为医药中间体，用于合成多肽药物或手性助剂。

• 亮氨酸盐类（如L-亮氨酸锌、铜、钙盐）：用于功能性食品添加剂或矿物质补充剂，其用量需根据矿物质的元素含量及产品标准进行折算。

• N-乙酰-L-亮氨酸：一种神经保护剂原料，用于医药研究。

• 亮氨酸聚合物：用于生物可降解高分子材料的合成。

• 叔丁氧羰基-L-亮氨酸（Boc-Leu-OH）及芴甲氧羰基-L-亮氨酸（Fmoc-Leu-OH）：是多肽合成中常用的N-保护氨基酸，广泛应用于药物研发及生物技术产业。