Poudre de l-lysine, poudre cristalline fluide blanche ou presque blanche; Presque sans odeur. Formule moléculaire C6H14N2O2, CAS 56-87-1. C'est hygroscopique. Très soluble dans l'eau, légèrement soluble dans l'éthanol, presque insoluble dans l'éther. La l-lysine est un acide aminé essentiel pour le corps humain. Il joue un rôle important dans la synthèse du tissu conjonctif et de la carnitine, la production d'énergie, la croissance des enfants et le maintien de la fonction immunitaire. Il est principalement utilisé comme additif d'alimentation, fortifier alimentaire et pharmacie.

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Formule chimique |
C6H14N2O2 |
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Masse exacte |
204 |
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Poids moléculaire |
204 |
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m/z |
146 (100.0%), 147 (6.5%) |
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Analyse élémentaire |
C, 49.30; H, 9.65; N, 19.16; O, 21.89 |
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Poudre de l-lysine, en tant qu'acide aminé alcalin essentiel pour le corps humain, a montré une grande valeur d'application dans divers domaines tels que la médecine, l'alimentation, les aliments pour animaux, l'agriculture, l'industrie et les cosmétiques en raison de sa structure chimique unique et de ses fonctions physiologiques.
1. Soutien nutritionnel et réglementation métabolique
La l-lysine est un acide aminé essentiel que le corps humain ne peut pas synthétiser seul et doit être consommé par le biais de l'alimentation ou des suppléments. Ses fonctions de base incluent:
Synthèse des protéines: En tant que composant des muscles squelettiques, des enzymes, des protéines sériques et des hormones peptidiques, il participe à la réparation cellulaire et à la régénération tissulaire. Par exemple, la supplémentation postopératoire de la L-lysine peut accélérer la cicatrisation des plaies chez les patients.
Optimisation du métabolisme énergétique: En tant que substance précurseur pour la synthèse de la carnitine, elle favorise l'oxydation bêta des acides gras et fournit de l'énergie pour les tissus tels que le cœur et les muscles. Des études cliniques ont montré que le supplément avec la L-lysine peut améliorer l'endurance de l'exercice chez les patients atteints du syndrome de fatigue chronique.
Amélioration de l'absorption des minéraux: En chélant les minéraux tels que le calcium et le fer pour former des complexes solubles, la biodisponibilité est améliorée. Par exemple, les effets synergiques avec la vitamine D peuvent augmenter considérablement la densité osseuse chez les enfants et empêcher le rachitisme.
2. Traitement de la maladie et intervention adjuvante
Régulation antivirale et immunitaire: la L-lysine inhibe la voie du métabolisme de l'arginine et bloque l'activité enzymatique requise pour la réplication du virus de l'herpès simplex (HSV). Plusieurs essais en double aveugle ont confirmé que l'administration orale quotidienne de 1000 à 3000 mg de L-lysine peut raccourcir la durée des épidémies de l'herpès et réduire le taux de récidive.
Protection cardiovasculaire: combinée à la méthionine peut réduire le taux d'homocystéine plasmatique et réduire le risque d'athérosclérose. Des expériences animales ont montré que la L-lysine peut inhiber l'activité de l'enzyme de conversion de l'angiotensine (ACE), exerçant ainsi un effet hypotensif.
Traitement de l'anémie: En tant qu'amplificateur d'absorption du fer, la L-lysine peut améliorer l'efficacité de la synthèse de l'hémoglobine.
Lorsqu'elle est combinée avec des composés ferreux pour traiter l'anémie en fer en fer, sa biodisponibilité est augmentée de plus de 40% par rapport aux suppléments de fer traditionnels.
Amélioration du médicament: l'ajout de L-lysine aux antibiotiques de tétracycline peut réduire l'irritation gastro-intestinale et améliorer l'activité antibactérienne en formant des complexes stables. De plus, la L-lysine peut également être utilisée comme diurétique pour aider au traitement de l'empoisonnement au plomb et favoriser l'excrétion du chlorure.
3. Formule Foods à des fins médicales spéciales
Pour les patients atteints de troubles métaboliques tels que la phénylcétonurie (PKU), la L-lysine, en tant que composante clé d'un régime phénylalanine faible, peut fournir un soutien essentiel aux acides aminés sans déclencher des crises métaboliques. Dans les préparations nutritionnelles parentérales, la perfusion composite des acides aminés présente les avantages d'une pureté élevée et d'un faible risque d'allergie par rapport à la perfusion de protéines hydrolysées.
Industrie alimentaire: innovateurs en fortification nutritionnelle et amélioration fonctionnelle
1. Renforcement nutritionnel de base
Amélioration des produits de céréales: En réponse au problème de la carence en L-lysine (le premier acide aminé limitant) dans les grains tels que le blé et le riz, l'ajout de 0,1 à 0,5 g / kg peut augmenter la biodisponibilité des protéines (BV) de 30%. Par exemple, le riz enrichi de la lysine s'est développé en Thaïlande a augmenté l'apport des protéines des enfants de 22%.
Mise à niveau des produits laitiers: l'ajout de L-lysine à la préparation du nourrisson peut simuler le profil d'acides aminés du lait maternel et favoriser le développement du système immunitaire du nourrisson. La recherche a montré que les nourrissons nourris avec ce type de formule ont des taux d'IgA sériques qui sont 18% plus élevés que ceux nourris avec des formules régulières.
2. Développement d'aliments fonctionnels
Nutrition sportive: En tant qu'agent de CO des acides aminés à chaîne ramifiée (BCAA), la L-lysine peut réduire la dégradation des protéines musculaires après l'exercice. Les boissons pour sportifs sur le marché ajoutent souvent 500-1000 mg / bouteille pour accélérer la récupération.
Nutrition âgée: En réponse à la baisse de la capacité de synthèse des protéines chez les personnes âgées, la combinaison de la l-lysine et de la vitamine B12 peut améliorer la masse musculaire et réduire le risque de chutes. La teneur en L-lysine dans la poudre nutritionnelle spécifique aux personnes âgées développée au Japon atteint 2G / 100G.
3. Préservation des aliments et amélioration des saveurs
Désodorisation des aliments en conserve: la l-lysine inhibe l'oxydation des lipides par les ions métalliques chélateurs, prolongeant la durée de conservation de la viande en conserve. Des expériences ont montré que l'ajout de 0,3% peut prolonger la durée de conservation des poissons en conserve de 6 mois.
Développement d'assaisonnement: En tant que substitut du glutamate monosodium, la L-lysine peut améliorer le seuil de perception de l'umami. Dans les formulations à faible teneur en sodium, sa combinaison avec le chlorure de potassium peut masquer les saveurs métalliques et améliorer la palatabilité.
Industrie de l'alimentation: Biocatalystes de la croissance animale
1. Amélioration nutritionnelle pour les animaux monogastriques
Application de l'alimentation des porcs: L'ajout de 0,1 à 0,2% de L-lysine aux régimes de repas de soja de maïs peut augmenter la prise de poids quotidienne de porcelets de 12 à 15% et améliorer le taux de conversion des aliments de 8 à 10%. Son mécanisme d'action comprend:
Stimuler la sécrétion de protéase gastrique et améliorer le taux de digestion des protéines
Promouvoir la sécrétion du facteur de croissance de type insuline-1 (IGF-1)
Réguler l'équilibre des acides aminés et réduire l'excrétion d'azote
Optimisation des aliments pour volailles: l'ajout de L-lysine aux aliments de chair peut améliorer considérablement le pourcentage des muscles mammaires. La recherche a montré qu'un ajout de 0,15% augmente la production musculaire thoracique de 9% tout en réduisant le dépôt de graisse abdominale.
2. Régulation nutritionnelle des ruminants
La L-lysine protégée par le rumen préparée par la technologie de protection du rumen peut contourner la dégradation des micro-organismes du rumen et être directement absorbés par l'intestin grêle. L'ajout de 30 g / jour au régime alimentaire des vaches laitières peut augmenter la production de lait de 2,5 kg / jour et augmenter la teneur en protéines de lait de 0,15 points de pourcentage.
3. Innovation en alimentation aquatique
L'ajout de 0,3% de L-lysine à l'alimentation des crevettes blanches sud-américaines peut améliorer considérablement le taux de croissance spécifique (SGR) et l'efficacité des aliments (FE). Il améliore l'expression des gènes liés à l'immunité, augmentant ainsi la capacité des crevettes à résister au virus WSSV de 40%.
Champ agricole: biostimulants pour la plantation verte
1. Régulation de la croissance des plantes
L'optimisation de l'utilisation de l'azote: la l-lysine, en tant qu'inhibiteur de nitrification, peut ralentir la conversion de l'azote d'ammonium en azote nitrate dans le sol et améliorer l'efficacité de l'utilisation de l'engrais azote de 15 à 20%. Dans les rizières, sa combinaison avec l'urée peut augmenter le rendement de 8%.
Ressexation accrue du stress: en induisant la synthèse de la proline, la L-lysine peut améliorer la résistance à la sécheresse des plantes. Après traitement avec 0,5 mm, le taux de survie des semis de tomates sous le stress de la sécheresse a augmenté de 35%.
2. Développement de biopesticides
Poudre de l-lysineLes dérivés (tels que la lysine cuivre) présentent une activité antibactérienne à large spectre, avec des taux d'inhibition de plus de 70% contre des agents pathogènes tels que le mildiou et la maladie du riz. Son mécanisme d'action comprend la perturbation de l'intégrité de la membrane cellulaire et l'inhibition de la germination des spores.
1. Synthèse des dérivés d'acides aminés
L-Ornithine Production: la L-Ornithine peut être synthétisée efficacement en utilisant la l-lysine comme précurseur par la méthode de fermentation de Corynebacterium glutamicum, pour le traitement de l'encéphalopathie hépatique.
Préparation de ε - polylysine: En tant que conservateur alimentaire naturel, la ε - polylysine est produite par la fermentation de Streptomyces, et son spectre antibactérien couvre les bactéries et les moules gram positives / négatives. Il peut prolonger la durée de conservation de trois fois dans la préservation du pain.
2. Développement de biomatériaux
L'hydrogel préparé par la L-lysine et l'alginate de sodium réticulent a des caractéristiques de libération de médicament sensibles au pH. Dans le pansement du diabète, il peut libérer en continu de l'insuline pendant 72 heures pour accélérer la guérison.
Science des cosmétiques: facteurs actifs pour la réparation de la peau
1. Mécanisme anti-âge
La L-lysine favorise la synthèse du collagène de type I en activant la voie de signalisation TGF - / Smad dans les fibroblastes dermiques. Les tests cliniques ont montré qu'après 8 semaines d'utilisation de l'essence contenant 2% de L-lysine, la profondeur des rides oculaires a diminué de 23%.
2. En tant qu'inhibiteur de la tyrosinase, la L-lysine peut bloquer la voie de synthèse de la mélanine pour blanchir et améliorer l'efficacité. La formule formulée avec de la niacinamide a augmenté la luminosité de la peau de 1,5 étapes de couleur dans les tests de population asiatique.

Préparation de la l-lysine:
Matériaux de pignon de chaîne à rouleaux métriques
Rapport 1:
(1) Ajouter de l'eau purifiée (eau désionisée) à la l - chlorhydrate de lysine. Le rapport de poids de la l-lysine chlorhydrate à l'eau purifiée est de 1 ∶ 1. Mélanger bien et dissoudre complètement. Placez-le pour une utilisation future;
(2) Adsorption de colonne supérieure
Ajouter la solution obtenue à l'étape (1) dans la colonne d'échange d'ions avec une résine d'échange de cations à un débit de 13 L / min jusqu'à ce que la résine de résine d'échange de résine adsorbe entièrement de l'eau purifiée par la résine dans la colonne d'échange jusqu'à ce qu'il n'y ait pas de CL ‑ dans l'effluent de la colonne (à ce moment-là, le pH de l'effluent.
(3) Élution
Ensuite, utilisez 2mol / L NH4OH (eau d'ammoniac) pour se laverPoudre de l-lysine. NH4OH traverse la colonne d'échange d'ions à un débit de 13L / min. Lorsque la valeur de pH de l'effluent de la colonne d'échange d'ions monte à 8,0, l'effluent commence à avoir une réaction de ninhydrine, c'est-à-dire que la l-lysine commence à s'écouler et que l'effluent est collecté; Lorsque la valeur de pH de l'effluent de la colonne d'échange d'ions s'élève à 9,0 ~ 12, la couleur de réaction en ninhydrine est sombre et la teneur en l-lysine est élevée à ce moment. La collection peut être arrêtée lorsque l'effluent est élué jusqu'à ce qu'il n'y ait pas de réaction de ninhydrine;
(4) concentration de vide
Concentrez la solution collectée à 0,2 MPa et 60 - 62 sous une pression réduite pour entraîner l'ammoniac. Lorsqu'il est concentré à 1/3 du volume de la solution collectée d'origine, ajoutez 3,5% du poids de la solution concentrée à ce moment pour décolorer, filtrer, refroidir et cristalliser, puis obtenir de la l-lysine.
La pureté du produit mesurée et calculée par titrage potentiométrique est de 98,5%.
Rapport 2:
Préparation du solide L-lysine libre: peser 1,00 kg de chlorhydrate de l-lysine et l'ajouter à une eau purifiée de 5,0 L pour remuer, dissoudre et clarifier, puis ajouter la solution à 7,20 kg de rééchange de cation à l'acide fort, laver lentement la colonne de résine, après 2 à 3 heures, laver à l'eau purifiée jusqu'à des tests de sions neutres (0,1 h / l. papier). Ajouter 11,1kg5% v / v ammoniac à la colonne de résine et rincez lentement la colonne de résine pendant environ 2-3H. Lorsque la valeur du pH est supérieure à 10, commencez à collecter des éluants alcalins jusqu'à ce que la valeur de pH diminue à environ 10. Concentrez la solution collectée à 60 degrés (- 0.10 - -0.08 MPA) sous pression réduite. Concentrez l'eau et l'ammoniac jusqu'à ce qu'aucun liquide ne coule. Continuez à se concentrer sur des solides blancs. Ajoutez de l'éthanol absolu 8L au système. Continuez à battre et à cristalliser. Battre pour 3h. Précipiter tous les solides. Centrifuger et filtrer les solides jusqu'à ce qu'aucun liquide ne coule. Posez le gâteau de filtre sur le plateau en émail, aspirateur sec (60 ± 5 degrés, - 0.08 - -0.1 MPa) pour 8h, et refroidissez le produit à température ambiante, stockez dans un sac scellé dans un endroit frais pour obtenir 776 g de solide L-lysine libre avec un rendement de 96,95% et une purrité de 99,62%. HNMR (D2O): 3.223-3.188 (CHN), 2.848-2.794 (2H / CH2N), 1.542-1.523 et 1.276 (- ch2ch2ch2ch 2 -). LCMS (m +1): 147.1127.
Rapport 3:
La méthode de fermentation de la l-lysine comprend trois étapes: la culture primaire de la lysine, la culture des semences secondaires de lysine et la culture de fermentation de la lysine. Les opérations spécifiques de chaque étape sont les suivantes:
1. Culture de semences primaires de la lysine
Préparer le milieu de culture de graines primaires de lysine. Dans cet exemple, le milieu de culture de graines primaires de lysine comprend un saccharose 20 g / L, 0,5 g / L de sulfate de magnésium, 1,5 g / L de dihydrogène de dihydrogène, 9 g / L de sulfate d'ammonium, 5 g / L Extrait de levure, 0,5 g / L Threonine, 0,5 g / l Méthionine, 1 g / l monosodium gluata acétate de calcium.
Ajustez le milieu de culture de graines primaires de lysine préparé à pH 6,0 avec une solution d'hydroxyde de potassium de 20% (rapport volume), chauffer le moyen à 121 degrés avec de la vapeur, le stériliser pendant 20 minutes et ouvrir de l'eau en circulation pour la refroidir à 36 degrés et la garder constante. Remuer sur 300 tr / min, injecter de l'air stérile selon le rapport de ventilation de 1: 0,4, ajuster la pression du réservoir à 0,05 MPa, ajuster le pH à 6,7 avec de l'eau d'ammoniac et le garder constant et calibrer à 100% d'oxygène dissous.
La l-lysine produisant des graines d'Escherichia coli Shake Flask a été reçue dans le milieu de culture de graines primaires L-lysine selon 1 ‰ du volume duPoudre de l-lysineMoyen de culture des semences primaire pour la culture. Pendant le processus de culture, l'oxygène dissous de 30 à 50% a été contrôlé en ajustant la vitesse de rotation, le volume de l'air et la pression du réservoir. Après 10 heures de culture, les échantillons ont été prélevés toutes les 2 heures pour l'inspection microscopique et le sucre total a été mesuré. Lorsque l'inspection microscopique de la morphologie cellulaire était normale et que le sucre total a chuté à 10 g / L, la culture a été arrêtée pour obtenir le liquide de graines primaires mature de lysine.

2. Culture de semences secondaire de la lysine
Préparer le milieu de culture de graines secondaires de la lysine. In this example, the lysine secondary seed culture medium includes glucose 70g/L, magnesium sulfate 1g/L, potassium dihydrogen phosphate 1g/L, ammonium sulfate 10g/L, corn starch hydrolysate 1g/L, hair hydrolysate 1g/L, beet molasses 10ml/L, threonine 0.4g/L, methionine 0.4g/L, calcium acétate 2G / L.
Ajustez le pH de la culture de graines secondaires de la lysine préparée à 6,2 avec de l'eau d'ammoniac, chauffez le moyen à 121 degrés avec de la vapeur, stérilisez-le pendant 20 minutes et ouvrez de l'eau en circulation pour la refroidir à 37 degrés et gardez-la constante. Ouvrez le mélange pour 300 tr / min, injectez de l'air stérile en fonction du rapport de ventilation de 1: 0,4, ajustez la pression du réservoir à 0,05 MPa, ajustez la valeur du pH à 6,6 avec de l'eau d'ammoniac et gardez-la constante et calibrez l'oxygène dissous à 100%. La solution de semences primaires de lysine mature obtenue à l'étape (1) est reçue dans le milieu de culture de graines secondaires de lysine à 2% du volume du milieu de culture de graines secondaires de lysine pour la culture. Pendant le processus de culture, l'oxygène dissous de 30 à 50% est contrôlé en ajustant la vitesse de rotation, le volume de l'air et la pression du réservoir. Après 10 heures de culture, les échantillons sont prélevés toutes les 2 heures pour l'inspection microscopique et la mesure du sucre réducteur. Lorsque l'inspection microscopique de la morphologie cellulaire est normale et que la réduction du sucre tombe à 8 g / L, la culture est arrêtée pour obtenir la solution de graines secondaires de lysine mature.
3. Culture de fermentation de la lysine
Préparer le milieu de fermentation de la lysine. Dans cet exemple, le milieu de fermentation de la lysine comprend du glucose 20 g / L, du sulfate de magnésium 0,5 g / L, de l'acide phosphorique 0,3 g / L, du sulfate d'ammonium 9 g / L, Hydrolyzate d'amidon de maïs 0,5 g / L, Hydrolyzate de cheveux 0,5 g / L, betterave Molasses 10 ml / L, bêne 0,5 g / L, Calcium acétate 1 g / l.
Ajustez le pH du milieu de fermentation de la lysine préparé à 5,6 avec 20% d'hydroxyde de potassium, chauffez le moyen à 121 degrés avec de la vapeur, stérilisez-le pendant 20 minutes et ouvrez l'eau en circulation pour la refroidir à 36 degrés et gardez-la constante. Commencez à mélanger à 400 tr / min, injectez de l'air stérile en fonction du rapport de ventilation de 1: 0,3, ajustez la pression du réservoir à 0,07 MPa, ajustez la valeur de pH à 6,7 avec de l'eau d'ammoniac et gardez-la constante et calibrez l'oxygène dissous à 100%. Le liquide de graines secondaires de lysine mature obtenu à l'étape (2) est ajouté au milieu de fermentation de la lysine de 10% du volume duPoudre de l-lysineMoyen de fermentation pour la culture. Pendant le processus de culture, l'oxygène dissous est contrôlé de 25 à 40% en ajustant la vitesse, le volume de l'air et la pression du réservoir.
Pendant le processus de culture, échantillonnez et mesurez la concentration de sucre réductrice et la concentration d'azote d'ammoniac du liquide de fermentation tous les 2 heures. Lorsque la concentration de sucre réductrice dans le liquide de fermentation tombe à 4g / L, commencez à ajouter 60% (m / v) de solution de glucose et maintenez la concentration de sucre réductrice du liquide de fermentation à environ 4 g / L. Lorsque la concentration d'azote à l'ammoniac dans le liquide de fermentation tombe à 1 g / L, commencez à ajouter 40% (m / v) une solution de sulfate d'ammonium et maintenir la concentration d'azote d'ammoniac du liquide de fermentation à environ 1 g / L.
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