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L-天冬酰胺（L-Asparagine）

CAS号：70-47-3

分子式：C?H?N?O?

性状：L-天冬酰胺通常以无水物或一水合物的形式存在。无水物为白色菱形结晶性粉末或斜方晶片，无臭，略有苦味或甜味。其熔点约为236-237℃（分解）。易溶于水，微溶于醇，不溶于乙醚。在干燥状态下性质稳定，但在潮湿环境中易吸湿。水溶液在酸或碱存在下易水解为天冬氨酸。比旋光度[α]??/D 约为 +33°（水中）。

各应用领域详细说明

1. 食品工业

L-天冬酰胺是天然存在的氨基酸，是多种植物蛋白（如豆类、薯类）的组成成分。在食品工业中，它主要作为食品用合成香料或营养强化剂的原料使用。

• 用途：主要用于配制各种食用香精，也可作为营养补充成分用于特殊膳食用食品。

• 法规与用量：根据《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》（GB 2760-2014），L-天冬酰胺被收录于“食品用香料名单”中，作为食品用合成香料，用于配制食用香精。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-天冬酰胺未被列入允许强化的营养强化剂名单。因此，其作为营养强化剂直接添加于普通食品目前缺乏国家标准依据。

• 特定反应：L-天冬酰胺是美拉德反应（Maillard Reaction）的重要前体物质，与还原糖共热时，在特定温度和时间下可生成丙烯酰胺（Acrylamide）。在食品加工工艺控制中，企业通常会通过调节pH值、降低加工温度或调整原料配比来控制丙烯酰胺的生成量，而非直接规定L-天冬酰胺的添加量。

2. 饲料工业

L-天冬酰胺可作为饲料添加剂原料，用于补充动物体内的氨基酸需求。

• 用途：主要用于水产饲料、宠物饲料及特种动物饲料的氨基酸平衡。

• 用量：目前《饲料添加剂品种目录》及《饲料添加剂安全使用规范》中主要针对L-赖氨酸、DL-蛋氨酸等氨基酸制定了详细限量。L-天冬酰胺作为非氨基酸，其添加量通常依据饲料配方师对动物营养需求的评估确定。实际生产中，其添加量需根据饲料配方中蛋白质原料的组成、动物生长阶段及产品纯度进行换算。具体用量应遵循饲料产品执行标准或企业备案的配方标准。

3. 农业（植物生理）

L-天冬酰胺是植物体内氮素运输和储存的重要形式，尤其在种子发育和萌发期含量较高。

• 用途：在农业研究中，L-天冬酰胺被用作植物组织培养的培养基成分（如MS培养基），为植物细胞提供氮源和碳架。

• 用量：在组织培养应用中，其使用浓度通常依据具体植物品种及培养阶段确定，常见参考浓度为100-200 mg/L。作为植物生长调节研究的试剂，其田间施用缺乏大规模商业化标准，具体使用浓度需依据农业科研文献或田间试验数据确定。

4. 工业应用

• 用途：主要作为生化试剂、微生物培养基组分（如用于细菌鉴定），以及作为合成其他高价值化学品的中间体。

• 用量：作为微生物培养基组分时，其添加量依据不同微生物的生长需求而定，例如在肠杆菌科细菌生化鉴定管中，其浓度通常在0.5%-1.0%（w/v）范围内。作为工业合成原料时，投料比需根据目标产物的化学反应方程式及工艺路线确定。

5. 医药工业

L-天冬酰胺在医药领域主要作为医药中间体及药物合成原料使用。

• 用途：用于合成物（如天冬酰胺酶制剂的诱导剂研究）、氨基酸输液及多肽类药物。

• 法规与用量：在医药制剂中，其用量严格遵循《中华人民共和国药典》（ChP）、《美国药典》（USP）或《欧洲药典》（EP）中相关制剂标准。例如，在复方氨基酸注射液处方中，L-天冬酰胺的用量需根据营养配方设计，由药品注册批件及质量标准严格限定。作为原料药合成中间体时，其投料量需符合药品生产质量管理规范（GMP）及工艺规程，具体数值属于企业技术机密，无公开的统一添加标准。

6. 保健品（膳食补充剂）

• 用途：作为氨基酸类膳食补充剂的原料之一，用于配制复合氨基酸粉或片剂。

• 法规与用量：根据《保健食品原料目录》及相关备案规定，L-天冬酰胺目前未被列入保健食品备案可用的原料目录。若作为普通食品形态（如固体饮料）的原料，需符合GB 2760及GB 14880的规定。具体产品的原料投料量需根据产品标签标示的氨基酸含量及企业标准进行换算，且不得宣称任何保健功能或。

7. 化妆品

L-天冬酰胺属于氨基酸类成分，在化妆品中可作为保湿剂、皮肤调理剂或pH调节剂。

• 用途：用于护肤膏霜、乳液及洗发产品中，利用其吸湿性维持皮肤水分。

• 法规与用量：根据《已使用化妆品原料名称目录》（2021年版），L-天冬酰胺可作为化妆品原料使用。其用量通常根据产品配方体系的稳定性及肤感要求确定。目前暂无国家法规规定其使用限量，实际生产中常见参考用量为0.1%-2.0%（质量分数），具体需根据配方中其他成分的相互作用及产品最终pH值进行调整。

8. 日化（洗涤剂、表面活性剂）

• 用途：用于合成氨基酸型表面活性剂（如N-酰基天冬氨酸盐），这类表面活性剂具有温和、低刺激、易生物降解的特点。

• 用量：在合成N-酰基天冬氨酸盐时，L-天冬酰胺与脂肪酸酰氯或脂肪酸的摩尔比通常控制在1:1至1:1.2之间。在最终洗涤剂配方中，该类表面活性剂的使用量通常为5%-30%（活性物含量），具体取决于产品的定位（如洗手液、沐浴露或工业清洗剂）。

9. 发酵工业

• 用途：作为微生物发酵过程中的氮源或前体物质。在某些氨基酸（如赖氨酸、苏氨酸）或核苷酸的发酵生产中，添加适量的L-天冬酰胺可促进菌体生长或提高产物合成效率。

• 用量：发酵培养基中的添加量需根据菌种特性、碳氮比及代谢流分析确定。不同菌株（如大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌）及不同发酵产物对前体物质的需求差异较大。一般参考范围为0.05%-0.2%（w/v），实际投料量需通过发酵工艺优化实验（如摇瓶试验、中试）确定。

10. 化学合成

• 用途：作为手性合成子（Chiral synthon），用于合成手性药物、手性助剂及特种高分子材料。

• 合成路径：L-天冬酰胺的α-氨基和β-羧基可进行选择性保护、酰化、酯化等反应，生成多种衍生物。例如，通过保护氨基并活化羧基，可合成天冬酰胺的活性酯，用于多肽固相合成。

• 用量：在有机合成反应中，L-天冬酰胺与另一反应物的摩尔比取决于反应机理及目标产物的收率要求。通常作为底物时，其与偶联剂（如DCC、HATU）的摩尔比为1:1至1:1.5。具体投料比需依据有机合成实验手册或文献方法确定。

11. 衍生物

L-天冬酰胺的衍生物在多个领域有应用，其用量取决于具体衍生物的化学性质及用途。

• N-乙酰-L-天冬酰胺：用于生化研究及有机合成。

• L-天冬酰胺一水合物：工业上常见的商品化形式，性状更稳定。在投料计算时，需注意其分子量为150.14（无水物为132.12），实际使用量需根据产品含量、规格及具体配方进行换算。

• 聚天冬酰胺（PASP）：由L-天冬氨酸聚合而成（L-天冬酰胺需先脱氨生成天冬氨酸），是一种可生物降解的水处理剂及阻垢剂。在水处理应用中，其投加量通常为2-10 mg/L，具体需根据水质硬度及系统运行参数调整。