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BCAA（支链氨基酸，Branched-Chain Amino Acids）概述

一、基本信息

BCAA 是指支链氨基酸的总称，通常包括 L-亮氨酸（L-Leucine）、L-异亮氨酸（L-Isoleucine）和 L-缬氨酸（L-Valine）三种氨基酸。三种氨基酸的基本信息如下：

L-亮氨酸：CAS号 61-90-5；分子式 C6H13NO2；分子量 131.17。
L-异亮氨酸：CAS号 73-32-5；分子式 C6H13NO2；分子量 131.17。
L-缬氨酸：CAS号 72-18-4；分子式 C5H11NO2；分子量 117.15。

三种氨基酸均为白色结晶性粉末或结晶，易溶于水，微溶于乙醇，有特殊气味。

二、合成行业用途

BCAA 作为基础氨基酸原料，在有机合成与多肽合成领域具有重要地位。在化学合成多肽过程中，BCAA 需要先进行氨基保护和羧基活化，常用的保护基包括 Fmoc（9-芴基甲氧羰基）、Boc（叔丁氧羰基）、Cbz（苄氧羰基）等。L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸均可制成相应的 N-保护氨基酸衍生物，例如 Fmoc-Leu-OH、Fmoc-Ile-OH、Fmoc-Val-OH、Boc-Leu-OH、Boc-Ile-OH、Boc-Val-OH、Cbz-Leu-OH 等，用于固相多肽合成（SPPS）或液相多肽合成。在固相合成中，保护氨基酸一般以等摩尔量（1.0～1.5 当量）相对于树脂上的氨基酸残基投入，具体投料量根据合成序列和偶联效率调整。

在工业级多肽合成与原料药中间体生产中，保护氨基酸的质量规格通常要求纯度不低于98%（HPLC），实际投料量需根据产品含量、规格及具体合成工艺进行换算。BCAA 还可作为手性砌块用于不对称合成、药物中间体制备等有机合成领域，具体使用比例因目标产物不同而异。

三、工业用途

在工业氨基酸生产领域，BCAA 的发酵法生产是主要途径。工业发酵生产 BCAA 一般采用 Corynebacterium glutamicum（谷氨酸棒杆菌）或 E. coli（大肠杆菌）等菌株，通过代谢工程手段提高产量。发酵培养基中碳源（葡萄糖等）、氮源（硫酸铵、玉米浆等）以及前体物质的配比需根据菌株和工艺优化确定，BCAA 在发酵液中的终浓度通常可达到数十克每升级别（具体数值因菌株和工艺而异）。发酵结束后经过提取、纯化（离子交换、结晶等）获得成品，工业级 BCAA 纯度一般可达98%以上。

BCAA 也可用于工业生化试剂、培养基组分、生物缓冲体系等，作为氮源或营养补充成分添加。具体添加量根据培养基配方和工艺要求确定。

四、医药行业用途

BCAA 在医药领域主要作为原料药中间体、注射用氨基酸复方制剂的组分以及多肽类药物合成的起始原料。在中国药典（ChP）和相关药品标准中，L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸均有收载，用于复方氨基酸注射液等制剂。例如，复方氨基酸注射液（18AA、15AA 等）中 BCAA 是配方组分之一，各氨基酸的含量和比例按处方规定，生产时需严格按照药品注册标准和 GMP 要求投料。

在多肽类药物原料药生产中，BCAA 衍生的保护氨基酸（如 Fmoc-Leu-OH 等）作为关键合成原料使用，投料量按照合成路线的化学计量比确定，一般以等摩尔或略过量（1.0～2.0 当量）投入偶联反应。

需要说明的是，医药领域的具体用量应严格按照药品注册标准、药典规定和 GMP 生产工艺执行，不同品种、不同规格的差异较大。

五、保护氨基酸行业用途

BCAA 是制备 N-保护氨基酸和 C-保护氨基酸的重要原料。常见的 N-保护 BCAA 包括：Fmoc-L-Leu-OH（CAS 90676-33-8）、Fmoc-L-Ile-OH（CAS 90676-36-1）、Fmoc-L-Val-OH（CAS 90676-37-2）、Boc-L-Leu-OH（CAS 13139-25-6）、Boc-L-Ile-OH（CAS 76845-46-4）、Boc-L-Val-OH（CAS 56540-27-7）、Cbz-L-Leu-OH（CAS 1138-90-3）等。在保护氨基酸生产中，以 L-Leu 为原料，与 Fmoc-OSu 或 Fmoc-Cl 等保护试剂反应，反应中 L-Leu 与保护试剂的摩尔比一般为1:1～1:1.2，反应在碱性水溶液或有机溶剂体系中进行。所得保护氨基酸经过纯化后作为多肽合成试剂销售，纯度要求通常不低于98%。

在氨基酸衍生物生产中，BCAA 可进一步衍生为酯类（如 L-Leu-OMe·HCl、L-Val-OEt 等）、酰胺类及其他功能化衍生物，用于精细化工和医药中间体领域。具体合成工艺和投料量因目标衍生物不同而需根据实际工艺确定。

六、氨基酸衍生物行业用途

BCAA 可用于制备多种氨基酸衍生物，包括但不限于：支链氨基酸寡肽、N-乙酰基衍生物、金属螯合物、表面活性剂前体等。在化妆品级和日化级氨基酸衍生物生产中，BCAA 衍生物（如椰油酰基谷氨酸与亮氨酸的缩合物等）作为温和表面活性剂或调理剂原料。具体添加量因产品配方和终端用途不同而异，一般在日化配方中占总质量的百分之零点几到百分之几不等，需根据具体配方体系调整。

七、发酵行业用途

在发酵工业中，BCAA 既是发酵产品也是发酵培养基中的组分。作为发酵产品时，采用高产菌株通过补料分批发酵等方式生产，发酵周期和补料策略因菌株和设备而异。作为培养基添加剂时，BCAA 可在某些特定微生物培养或细胞培养基中作为氮源补充，添加量一般为培养基总量的百分之零点几到百分之几范围内，具体需根据培养基设计和实验数据确定。

八、食品行业用途

根据中国《食品安全国家标准 食品营养强化剂使用标准》（GB 14880）以及相关法规，L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸可作为食品营养强化剂使用。在食品加工中，BCAA 可用于运动营养食品、特殊医学用途配方食品（需符合 GB 29922 等相关标准）、蛋白强化饮料等。不同食品类别的允许使用量和使用范围不同，例如在特殊医学用途配方食品中的具体添加量需按照 GB 29922 及相关产品标准执行。实际生产中，BCAA 在食品配方中的添加量因产品类型、目标人群和法规要求而异，需参照具体产品标准。

九、农业行业用途

在农业领域，BCAA 可作为植物生长调节相关的氨基酸类肥料或叶面喷施添加剂。作为氨基酸肥料原料时，BCAA 可与其他氨基酸复配制成液体氨基酸肥料，其中 BCAA 的含量根据产品规格不同而异。叶面肥中氨基酸总量的一般参考使用浓度因作物种类和产品而异，常见参考浓度范围为每升数百毫克到每升数克（以总氨基酸计），具体使用时应按照产品技术说明书和农业相关标准执行。

十、饲料行业用途

在饲料工业中，BCAA 是常用的饲料添加剂氨基酸。根据中国《饲料添加剂品种目录》和相关国家标准（如 GB/T 饲料级氨基酸相关标准），L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸可作为饲料级氨基酸使用。在配合饲料和浓缩饲料中，BCAA 的添加量需根据动物种类（猪、禽、反刍动物等）、生长阶段和营养标准（如 NRC 推荐量或中国饲料饲养标准）进行科学配方。一般而言，饲料中总氨基酸的添加量按照配合饲料配方中的营养需求确定，不同动物和不同生长阶段差异较大，需根据具体饲养标准和配方计算。实际使用量需根据产品含量、规格及具体配方进行换算。

十一、保健品行业用途

在保健食品领域，BCAA 可作为原料用于片剂、胶囊、粉剂、口服液等剂型。根据中国《保健食品原料目录》和相关管理规定，BCAA 作为氨基酸类原料可用于保健食品生产，但具体产品的配方、用量和功能声称需符合国家市场监督管理总局的相关规定和审批要求。不同保健食品产品的添加量因产品配方和注册/备案要求而异，应以批准的产品技术要求为准。

十二、化妆品与日化行业用途

在化妆品和日化产品中，BCAA 及其衍生物可用于护肤、产品中作为保湿剂、调理剂或表面活性剂原料。例如，某些氨基酸类表面活性剂（如含亮氨酸或缬氨酸结构的酰基氨基酸盐）在洗发水、沐浴露、洁面产品中使用，添加量一般为配方总量的百分之几到百分之十几范围内，具体比例需根据产品类型和配方设计调整。BCAA 还可作为皮肤调理剂用于膏霜、乳液等产品中。需要说明的是，化妆品原料的使用应符合《已使用化妆品原料目录》等相关法规要求。