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L-天冬酰胺（L-Asparagine）

CAS号：56-84-8

分子式：C?H?N?O?

分子量：132.12

性状：本品为白色斜方晶系结晶或结晶性粉末，无臭，稍有甜味。熔点约为236-237℃（分解）。溶于水，难溶于甲醇、乙醇、乙醚和苯等有机溶剂。在常温下稳定，但在潮湿环境中易结块。其水溶液呈酸性。

各应用领域详情

1. 食品工业

L-天冬酰胺是蛋白质的组成成分，属于非氨基酸。在食品工业中，它主要作为营养强化剂和调味料使用。

使用范围与用量：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-天冬酰胺可作为营养强化剂用于调制乳粉、大米及其制品、小麦粉及其制品、杂粮粉及其制品等。具体添加量需严格遵循GB 14880中“氨基酸”类的规定，例如在调制乳粉中（儿童用乳粉）的添加量有严格限量。在普通食品中，其添加量通常根据生产工艺和配方需求确定，目前无统一的通用最大使用量标准。

注意事项：L-天冬酰胺与还原糖共同加热时，会发生美拉德反应（Maillard reaction）生成丙烯酰胺。丙烯酰胺被列为2A类致物，因此在烘焙、油炸等高温加工食品中，需控制其前体物质（还原糖和天冬酰胺）的反应条件，但法规层面目前主要针对终产品中的丙烯酰胺含量进行管控，而非直接限制L-天冬酰胺的添加量。

2. 饲料工业

在饲料工业中，L-天冬酰胺主要作为饲料添加剂（氨基酸补充剂）使用。

使用范围与用量：根据《饲料添加剂品种目录》及相关国家标准（如GB/T 23184-2008《饲料添加剂 L-天冬氨酸》），L-天冬氨酸及其盐类被允许使用，但L-天冬酰胺的直接添加标准较少。在实际生产中，通常作为氨基酸平衡剂添加于宠物饲料或特种动物饲料中。具体添加量需根据动物种类（如幼畜、水产、宠物）、生长阶段及基础日粮的氨基酸组成进行科学配比。一般建议添加量需通过饲料配方软件计算，目前无统一的强制性限量标准。

3. 农业（植物生理）

L-天冬酰胺是植物体内主要的氮运输和储存形式，参与蛋白质合成和氮代谢。

应用情况：主要作为植物组织培养的培养基成分（如MS培养基、B5培养基等），用于调节植物。在农业实际应用中，作为叶面肥或植物生长调节剂的成分研究较多，但商业化产品较少。

用量：在组织培养中，典型添加浓度范围为100-200 mg/L。在田间应用研究中，常用浓度为0.01%-0.1%（质量分数）的水溶液进行叶面喷施，但具体效果因作物种类和生长环境而异。目前尚无国家层面的统一农用添加标准。

4. 工业

在工业领域，L-天冬酰胺主要用于生化试剂、缓冲剂及有机合成中间体。

应用：用于制造合成树脂、水处理剂及某些特殊化学品。在生物化学研究中，作为标准品或培养基组分。

用量：作为工业助剂时，添加量完全取决于具体工艺需求。例如，在聚合物合成中，其投料摩尔比需根据反应方程式和分子量设计要求确定；作为缓冲剂时，浓度通常在10-100 mM范围内调节。无统一标准用量。

5. 医药与保健品

医药领域：L-天冬酰胺是合成L-天冬酰胺酶（Asparaginase）的底物。L-天冬酰胺酶是一种重要的酶类药物，其生产依赖于L-天冬酰胺的酶解反应。本品本身不作为直接给药的活性药物成分，主要作为生化原料用于药物合成及。

保健品领域：作为氨基酸类膳食补充剂的配料之一。

用量：在医药合成中，底物与酶的投料比例需根据生产工艺规程确定。在保健品中，作为复配原料的一种，其含量需符合产品企业标准及标签明示值。具体添加量需根据产品含量、规格及具体配方进行换算，无统一的法定推荐摄入量。

6. 化妆品与日化

L-天冬酰胺在化妆品中主要作为皮肤调理剂和保湿剂使用。

使用范围：收录于《已使用化妆品原料目录》（2021年版）中。

用量：通常作为氨基酸表面活性剂或保湿剂的辅助成分。在驻留类化妆品（如面霜、乳液）中，一般添加量（质量分数）在0.1%-2.0%之间；在淋洗类产品中，添加量可能稍高。具体用量需根据配方稳定性、pH值调节需求及与其他表面活性剂的协同效应确定。目前无国家强制性限量标准，但需符合《化妆品安全技术规范》对杂质（如重金属、砷）的要求。

7. 发酵工业

L-天冬酰胺是微生物发酵的重要氮源和前体物质。

应用：在氨基酸（如赖氨酸、苏氨酸）、核苷酸及某些次级代谢产物（如抗生素）的发酵生产中，用于优化发酵培养基，提高菌体密度和产物得率。

用量：在发酵培养基中，其添加量通常为0.05%-0.2%（质量分数），具体需根据菌种特性、碳氮比及代谢流分析进行优化。实际生产中，常与玉米浆、豆粕水解液等复合氮源搭配使用，添加量需通过摇瓶试验和中试验证确定。

8. 合成与衍生物

L-天冬酰胺是合成多种高价值衍生物的关键手性砌块。

主要衍生物：

阿斯巴甜（Aspartame）：由L-天冬氨酸与L-苯丙氨酸甲酯缩合而成。L-天冬酰胺可通过水解脱氨转化为L-天冬氨酸，进而用于合成阿斯巴甜。阿斯巴甜作为甜味剂，其使用需严格遵循GB 2760规定的范围和限量（如饮料、乳制品中的最大使用量通常为0.3-1.0 g/kg不等）。

聚天冬氨酸（Polyaspartic Acid）：L-天冬氨酸（由L-天冬酰胺制备）经热缩聚生成的生物可降解高分子材料，用作水处理阻垢剂、化肥增效剂。

L-天冬酰胺酶底物：用于制备诊断试剂或研究用酶。

合成用量：在化学合成中，L-天冬酰胺的投料量取决于目标产物的分子量及反应摩尔比。例如，合成阿斯巴甜时，L-天冬氨酸与苯丙氨酸的摩尔比通常控制在1:1至1:1.2之间。实际使用量需根据产品含量、规格及具体配方进行换算。

9. 其他用途

生物化学研究：作为蛋白质组学、代谢组学研究的标准品，用于HPLC、氨基酸分析仪的定性和定量分析。作为细胞培养基（如DMEM、RPMI 1640）的组分，典型添加浓度为0.1-0.5 mM。