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L-天冬酰胺（L-Asparagine）

CAS号：70-47-3（无水物）；5794-13-8（一水合物）

分子式：C?H?N?O?（无水物）；C?H?N?O?·H?O（一水合物）

性状：

本品为白色菱形或片状结晶性粉末，无臭，味微甜。熔点约为234-235℃（分解）。溶于水，难溶于甲醇、乙醇、乙醚和苯。在潮湿环境中易潮解。其水溶液呈酸性，等电点约为pH 5.41。在强热或酸、碱条件下可水解为天冬氨酸。L-天冬酰胺是生物体内常见的20种蛋白氨基酸之一，属于非氨基酸（人体内可由天冬氨酸合成）。

各领域应用及技术规范

1. 食品工业

L-天冬酰胺主要作为营养强化剂、风味改良剂及加工助剂使用。

使用范围与用量：依据《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、小麦粉及其制品等，其使用量需符合标准中对氨基酸类营养强化剂的通用规定（通常以L-氨基酸计）。

特定工艺用途：在烘焙食品中，L-天冬酰胺是美拉德反应的前体物质之一，与还原糖共热可生成丙烯酰胺。因此，在食品加工工艺控制中，常通过调整配方（如降低天冬酰胺含量或添加天冬酰胺酶）来降低丙烯酰胺的生成量。目前尚无针对L-天冬酰胺作为添加剂的直接添加限量，其使用需遵循GB 2760及相关产品标准。

实际生产：作为氨基酸类调味料或营养补充成分时，具体添加量需根据产品配方、目标营养声称及GB 14880规定的营养素使用量进行折算。

2. 饲料工业

L-天冬酰胺可作为饲料营养强化剂，用于平衡畜禽及水产饲料的氨基酸组成。

使用规范：根据《饲料添加剂品种目录》（2013）及后续增补公告，氨基酸类产品需符合相关饲料卫生标准。L-天冬酰胺在饲料中的添加量通常根据动物种类（如幼畜、水产动物）、生长阶段及日粮氨基酸平衡模型确定。

用量参考：目前尚无针对L-天冬酰胺的单一强制性添加标准。实际生产中，通常参照饲料配方中总氨基酸需求及原料本底含量进行添加。具体添加量需依据《中国饲料成分及营养价值表》及具体养殖对象的营养需要量标准，由配方师计算确定。

3. 农业

L-天冬酰胺在农业上主要作为植物组织培养的培养基成分，或作为生物刺激素的原料之一。

应用情况：在植物组织培养（如MS培养基）中，L-天冬酰胺是常用的有机氮源，为植物细胞提供氮素和碳架。其添加浓度通常在培养基配方中明确规定（例如，某些经典配方中含量为100-200 mg/L），具体需根据培养的植物品种及培养阶段调整。

肥料应用：作为氨基酸水溶肥料或叶面肥的辅料时，其用量需符合《含氨基酸水溶肥料》（NY 1429-2010）等农业行业标准。具体添加比例需根据肥料登记证注明的配方及技术指标执行，一般作为氨基酸总含量的一部分进行核算。

4. 工业

在工业领域，L-天冬酰胺主要用于生产合成树脂、表面活性剂及作为某些聚合反应的单体或改性剂。

应用细节：用于合成聚天冬氨酸（PASP）等环保型水处理剂时，L-天冬酰胺需经热缩聚等工艺转化为聚琥珀酰亚胺后再水解。其投料比例取决于目标产物的分子量及性能要求，具体工艺参数属于企业技术机密，无统一公开标准。

用量说明：作为有机合成中间体，其用量完全取决于化学反应方程式及生产工艺要求，需由化工工艺设计文件确定。

5. 医药工业

L-天冬酰胺在医药领域主要作为药物合成的中间体、手性源及药物制剂的辅料。

合成应用：是合成抗药物L-天冬酰胺酶（L-Asparaginase）的底物，该酶通过消耗血液中的L-天冬酰胺来抑制的生长。此外，也用于合成某些肽类药物。

规范与用量：作为医药原料或辅料，其质量需符合《中国药典》或国家药品标准。在药物合成中的投料量需严格遵循药品注册工艺规程，根据反应摩尔比及收率进行计算。具体用量属于药品生产质量管理规范（GMP）管控内容，不对外公开通用数值。

6. 保健品

L-天冬酰胺可作为保健食品或膳食补充剂的原料，用于补充氨基酸营养。

法规限制：根据《保健食品原料目录》及相关备案/注册规定，氨基酸类保健食品的用量需严格控制在安全范围内。目前，L-天冬酰胺并未被列入保健食品原料目录的单一品种，其使用通常作为复合氨基酸粉的组成部分。

用量依据：若作为普通食品形态管理的运动营养食品等，其氨基酸添加量需符合GB 24154-2015《食品安全国家标准 运动营养食品通则》中对氨基酸或条件性氨基酸的限量要求。具体添加量需根据产品标签标示的每日推荐摄入量及规格进行换算。

7. 化妆品

L-天冬酰胺在化妆品中主要作为皮肤调理剂、保湿剂及发用调理剂使用。

法规依据：收录于《已使用化妆品原料目录》（2021年版）。

使用规范：目前对该原料在化妆品中的最大允许浓度无特殊限制，但需符合《化妆品安全技术规范》（2015年版）的通用要求。实际添加量通常根据产品配方体系（如精华液、面霜、洗发水）及定位确定。一般作为氨基酸保湿剂或角质软化剂时，添加量（质量分数）通常在0.1%-2.0%之间，具体需参考原料供应商的技术资料及产品稳定性测试结果。

8. 日化（洗涤及家居护理）

在日化洗涤产品中，L-天冬酰胺可作为助洗剂、缓蚀剂或酶稳定剂。

应用场景：在加酶洗涤剂中，L-天冬酰胺可作为某些蛋白酶（如与天冬氨酸相关的酶系）的稳定剂，保护酶活性。在金属清洗剂中，可作为金属离子的螯合剂或缓蚀剂。

用量参考：具体添加量需根据洗涤剂的pH值、离子强度及酶活性保留率要求确定。一般参考用量为配方总量的0.05%-0.5%，实际生产中需通过实验优化确定最佳比例。

9. 发酵工业

L-天冬酰胺是微生物发酵的重要氮源和代谢调节剂。

应用细节：在氨基酸（如赖氨酸、苏氨酸）、有机酸（如柠檬酸）及酶制剂的发酵生产中，L-天冬酰胺可作为特定微生物的生长因子，参与合成途径的调节。

用量控制：在发酵培养基中，其添加量需根据菌种特性、碳氮比（C/N）及代谢流分析确定。通常作为有机氮源的一部分，添加量（以培养基质量计）可能在0.05%-0.2%范围内，具体需依据发酵工艺规程及中试放大数据确定。

10. 合成化学

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：

天冬酰胺衍生物：如N-乙酰-L-天冬酰胺、L-天冬酰胺甲酯等，用于多肽合成。

聚天冬氨酸（PASP）：由L-天冬氨酸或L-天冬酰胺经热缩聚和水解制得，是一种可生物降解的绿色高分子材料，用于水处理、农业保水剂等。

阿斯巴甜（Aspartame）：虽然阿斯巴甜主要由L-天冬氨酸和L-苯丙氨酸甲酯合成，但L-天冬酰胺的衍生物在相关合成路线中也有研究应用。

合成用量：在有机合成中，L-天冬酰胺的投料摩尔比通常根据目标产物的化学计量比设定，并考虑保护基策略及反应收率。具体用量需参考相关化学合成文献或专利中的实施例。

11. 衍生物及深加工

L-天冬酰胺一水合物：即CAS 5794-13-8，是L-天冬酰胺在常温常湿下的稳定存在形式，性状与无水物相似，但含有结晶水。在称量投料时，需注意其分子量差异（无水物132.12，一水合物150.14），并根据产品规格（含量、水分）进行折算。

D-天冬酰胺：作为L-对映体的异构体，在某些特殊多肽药物合成中作为结构修饰单元，需通过手性拆分或酶法合成获得。