氨基酸工业是自20世纪50年代以来兴起的一个朝气蓬勃的新工业体系。近几年来，在氨基酸的研究开发和应用等方面取得重大进展，发现的氨基酸的种类和数量已由上世纪60年代50种左右，发展到上世纪80年代的400种，目前已达1000多种。上世纪60年代初，世界氨基酸产量不过10万吨，现在已达上百万吨。20世纪60年代初，氨基酸主要用于鲜味调料。上世纪60年代后期开始用于饲料添加剂。上世纪70～80年代用于营养制剂。上世纪90年代以后用于医药保健、食品添加剂、日用化工、农药等。随着生物工程技术产业逐步成为21世纪全球的主导产业之一，氨基酸产业的发展也日新月异。
一、氨基酸工业发展状况
（一） 生产方法
从20世纪初期，氨基酸工业化生产以来，氨基酸生产大体有蛋白质水解法、化学合成法、微生物发酵法和酶法四种生产方法。
*蛋白质水解法
以豆粕为原料，采用酸水解大豆蛋白的方法来获取氨基酸。如早期的味精生产方法。现在有用废蛋白质原料如动物毛发等水解法转为复合氨基酸。
*化学合成法
该方法是20世纪50年代随着石油化工工业的发展而兴起，是利用有机合成和化学工程相结合来生产氨基酸。目前DL－蛋氨酸、甘氨酸、DL－丙氨酸等就采用此方法生产。
*微生物发酵法
是借助微生物具有自身合成所需氨基酸的能力，通过对菌株的筛选、诱变处理及代谢过程的调节来达到合成某种氨基酸的目的。目前60％以上的氨基酸是采用生物发酵法进行生产的，其中产量最大的是谷氨酸，其次是赖氨酸。
*酶法
利用微生物中特定的酶作为催化剂，由底物经过酶催化生成所需的产品。目前应用酶法生产的氨基酸有10多种，如L－丙氨酸、L－色氨酸、L－丝氨酸等。
（二）氨基酸产品的发展
在上世纪60年代确立的工业生物发酵法使氨基酸工业开始起飞，并使其产量大增，成本大幅下降。到上世纪90年代末，全球氨基酸总产量已达200万吨。其中谷氨酸居首，其次是赖氨酸和蛋氨酸。
我国药用氨基酸原料生产厂已发展到40多家，产量已由1994年的600多吨增长到4000多吨，18种必需氨基酸中已有17种实现了国产化。氨基酸类药物最大产量是氨基酸输液，2000年约为1亿瓶，2005年估计将达到3～5亿瓶。
上海味之素氨基酸有限公司2000年3月2日在沪建成投产，投产后一期工程生产丙氨酸、精氨酸、组氨酸、苏氨酸等10个医药用氨基酸品种，产量为830吨，今后将增加到17个品种，并逐步扩大生产规模，部分产品还出口美国、欧洲等地，并返销日本。该公司将成为国内主要的药用氨基酸原料的供应基地。而且上海已与世界最大药用氨基酸生产公司———日本协和发酵公司达成协议，拟引进日本全套先进发酵技术，生产精氨酸、组氨酸、环丝氨酸等国内氨基酸工业的缺门产品。我国氨基酸工业中的“瓶颈”现象将不复存在，届时上海将成为中国最大的药用氨基酸工业基地。
（三）氨基酸产品的应用
几十年来随着氨基酸生产技术的不断革新，成本下降，进一步促进了氨基酸的应用向多元化发展，部分应用领域已发展成熟，如在医药、食品及饲料方面的应用。
氨基酸在传统医药领域上用于氨基酸营养输液、代血浆用输液、止血用氨基酸输液、婴幼儿用氨基酸输液、治疗用氨基酸输液和氨基酸口服液，主要是18种必需氨基酸。目前还用于治疗药物、短肽药物和医药合成原料。作为治疗药物主要是氨基酸衍生物有数百种，广泛用于治疗肝性疾病、心血管疾病、溃疡、消炎及神经系统疾病。
*食品
氨基酸具有营养、调味、添色、增香、矫味、除臭、保鲜、保色、抗氧化等多种功能，在食品工业中的应用极其广泛，其量约占氨基酸总量的60％。在食品的调味、防止食物变质、消除异臭、提高食品风味及增加营养价值等方面发挥很大作用。目前有8种氨基酸被用于食品调味剂，主要是鲜味剂和甜味剂：有甘氨酸、色氨酸、组氨酸、胱氨酸、亮氨酸等用于防止食品变质等方面；有天门冬氨酸、丙氨酸、甘氨酸，用于饮料业口感和口味的改善上。目前日本企业推出了氨基酸运动饮料、氨基酸大众饮料、氨基酸柠檬水、氨基酸减肥饮料等。
*饲料
在世界范围，最大的氨基酸市场是饲料添加剂，主要有四个方面的功效：促进动物生长发育，改善肉质；提高产奶、产蛋量；节省蛋白饲料，使饲料得到充分利用；降低成本，提高饲料利用率。目前用于饲料添加剂的有蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸7种氨基酸。其中以蛋氨酸和赖氨酸为主，其次是苏氨酸和色氨酸。
西方研究人员在上世纪90年代发现，在猪饲料中添加少量L－色氨酸可提高猪的瘦肉率，减少脂肪层体积并使味道更鲜美。其将成为继蛋氨酸、赖氨酸、苏氨酸之后的第四大饲料用氨基酸，其市场前景十分广泛。
*农业
农药对环境的污染已构成严重的社会问题，人们一致希望能有不会构成公害的农药问世。氨基酸农药即是无公害农药，其易被微生物分解，而且无毒性、不污染环境，可增强植物抗病菌能力。主要品种有杀虫剂、杀菌剂、除草剂、农药稳定剂、植物生长促进剂、脱叶剂等。 （四）氨基酸主要生产情况
*日本味之素公司创业于1909年的日本味之素公司，其氨基酸产业历史是最长的，也是目前实力最强的国际大公司。味精产量居世界之首。赖氨酸方面计划在2004年末，将饲料赖氨酸加工能力提高35％，达到27万吨／年。拟将泰国加工厂加工能力提高2万吨。将美国和意大利的加工厂加工能力分别提高1万吨。而在巴西方面改造工程分两步走，第一步在今年夏天增加1．8万吨，第二步到2004年末再增加1．2吨，合计3万吨。在其他药用氨基酸方面也是品种最多、产量最大的公司之一。在中国有上海味之素氨基酸公司、莲花味之素公司、莲花味之素氨基酸公司、川化味之素公司。
*日本协和发酵公司在药用氨基酸生产技术的研究开发方面，日本协和发酵是比较著名的。近年来，协和发酵先后与我国的上海冠生园、天厨味精厂合资，共同开拓中国市场。日本协和发酵公司注重新技术的应用。最近成功研究出一种有利于工业化生产的氨基酸生产方法，荒木等人发现利用棒状谷氨酸生产菌，并以L－天冬氨酸为氮源，可以提高氨基酸的生产效率。且发现将L－天冬氨酸或其盐为发酵基质加入发酵培养基之中，效果更加显著。此外，协和的赖氨酸是世界上主要生产公司之一，苏氨酸和色氨酸也有相当的规模。
*德国Deggusa公司
德国Deggusa公司是生产氨基酸实力比较强的公司之一，化学法生产的蛋氨酸居世界首位。发酵法生产的赖氨酸具有相当的规模，苏氨酸基本上被Deggusa和味之素所控制。Deg?gusa视中国为亚洲经济发展的重要推动力，并将通过三个发展战略大力拓展在中国的业务。这三个发展是人才的发展、技术的发展和市场的发展。在2002年10月9日把德固萨中国有限公司（香港）改名为德固赛香港有限公司，并随后在中国北京成立了德固赛（中国）投资有限公司。在2003年初，该公司宣布重组中国投资公司并追加8000万美元投资。
*美国ADM公司
是拥有粮食加工、储运和全球贸易的大型国际公司，作为ADM十三个部门之一的生化部近年将工业发酵产品作为重要领域之一，取得长足的发展。生产的发酵产品有乳酸、柠檬酸、黄原胶、苏氨酸、色氨酸和赖氨酸。饲料级赖氨酸的年产量为全球单一生产工厂之冠，并且是世界主要公司之一。采取基因重组技术生产苏氨酸正在被中国市场广泛接受。
ADM公司1995年在中国大连建立了独资艾地盟动物保健及营养有限公司，其设施规模和生产能力居中国大型预混料的前列。
*韩国希杰公司希杰公司创建于1953年，当时是一家专业制糖企业，同时也是韩国三星集团中第一个生产型企业，1993年正式脱离三星集团，目前发酵制品有核苷酸、赖氨酸、味精及医药产品。近年来该公司致力于国际市场的开拓，并利用其技术优势在中国、印度尼西亚、东南亚各地建立了生产基地。
*国内公司
味精生产企业上世纪80年代初全国有150余家，经过多年尤其近十年的市场竞争、优胜劣汰，行业的集中度再度提高，目前共有企业三十余家，2002年产量近100万吨。比较有影响的企业为红梅、莲花、菱花、菊花和广州、杭州、肇庆星湖等公司。虽然市场激烈竞争导致价格逐年下降，但由于技术进步使得成本大幅度降低，行业利润率水平并不低，加之消费需求多年保持1％～8％以上的增长，吸引了一些上市公司、民营企业进入味精行业，如丰原公司、甘肃荣华实业、梅花公司等。同时味精企业也出现了多元化的发展势头，生产多种氨基酸的公司有莲花、菊花和肇庆星湖公司。
赖氨酸生产企业国内赖氨酸工业近几年得到了长足的发展。早期的企业只有大泉赖氨酸厂、广西赖氨酸厂和川化赖氨酸厂。随着牲畜和家禽饲养业的大发展，作为饲料添加剂赖氨酸需求量急剧增长，市场需求的缺口每年要靠大量的进口来补充。市场巨大的发展空间吸引了众多的企业进入赖氨酸行业。近两年先后有吉林大成集团、安徽丰原集团、黑龙江牡丹江绿津生物公司等投资建厂。
医药生产企业湖北省八峰药业有限公司已开展三大氨基酸工程项目。即生产150吨L－色氨酸生产线，年产500吨蛋氨酸生产线和年产1．6亿瓶氨基酸口服液生产线。三项目建成后，可实现年销售收入10亿元，将使我国氨基酸生产的四大“瓶颈”（色氨酸、组氨酸、丝氨酸、精氨酸）问题得到缓解。
二、氨基酸工业发展趋势
（一）新技术和工艺的开发应用
*遗传工程在氨基酸工业中的应用
近年来，氨基酸产生菌的育种工程开始运用细胞内基因重组技术和DNA重组技术，从而提高了氨基酸基因育种的有效率和新菌株的产酸水平发。三井化学公司利用重组DNA技术改造的L－色氨酸发酵菌种可使产量提高一倍以上，目前该公司正建成一条年产3000吨L－色氨酸的新生产线。除色氨酸外，通过对工业微生物的DNA改造可使L－苏氨酸和L－精氨酸的产量大大提高，从而使其生产成本大幅下降，并为市场用量的扩大奠定基础。据统计，利用生物工程（重组DNA）技术改造过的菌种，已用于包括谷氨酸在内的6种氨基酸的生产。因此基因工程手段生产氨基酸必然成为一种趋势。
*生物化工技术在氨基酸工业中的应用
生物化工技术是生物工程与化学工程技术相结合的产物。化工技术的发展将有力地推动生物技术工业的技术进步。目前各国已竞相开展了生物化工研究开发工作。许多大型企业如杜邦、孟山都、拜耳、陶氏化学都在投巨资和科研力量进行生物花工技术研究。目前，已开发出的许多聚合氨基酸就是生化技术在氨基酸工一中的应用。国内氨基酸行业应该高度重视生物化工技术的应用，尽快解决目前氨基酸行业存在发酵周期长、分离提纯技术落后、产品的收率低和产品质量不高的问题，以促进我国氨基酸产业的腾飞。
（二）新产品的开发、新应用领域的拓展
目前氨基酸主要用作食品补充剂、动物营养饲料添加剂、临床营养制剂以及氨基酸药物，如氨基酸注射液、氨基酸口服液、氨基酸制剂等。不可否认，应以营养和医药为本扩大氨基酸在这些领域的应用。此外，尚有许多氨基酸应用新领域待拓展。
1．医药中间体
市场对手性药物需求的日益增长也促进了药用氨基酸的增长，氨基酸及其衍生物成为合成手性药物的重要原料。L－脯氨酸是胆矸酯抑剂（ACE）的合成原料。D－苯苷氨酸和D－对羟基苯甘氨酸是合成新抗生素的原料。L－缬氨酸是合成环孢菌素的原料。L－苯甘氨是合成HIV蛋白酶抑制剂和抗肿瘤药物紫杉的重要原料。位于日本大阪和美国纽约的KaneKa公司擅长于将合成中的生物转化和微生物拆分。在新加坡设有年产1000吨的氨基酸工厂，生产的手性中间体包括β－内酰胺抗生素侧链D－苯甘氨酸和D－对羟基苯甘氨酸。
氨基酸在手性药物合成中的应用，使其成为世界新药研究和开发的新方向和热点之一。
2．肽类
乳链菌肽乳链菌肽是从乳酸链球发酵中制备的一种多肽物质，对大部分革兰氏阳性菌有强烈的抑制作用。近来发现乳链菌肽除了可以作为天然防腐剂外，还可以防治胃、十二指肠溃疡、口腔溃疡和皮肤病。乳链菌肽发现得比较早，目前国际上对它的应用研究正方兴未艾。
谷胱甘肽谷胱甘肽（hlutathione，简称GSH牘是一种具有多种重要生理的功能的三肽。谷胱甘肽能够作为多种酶反应的辅酶，对生物分子蛋白质的疏基有保护作用，可维持某些酶的活性。此外还有防止脂质氧化、解毒、防止白内障发展和保护皮肤等作用。临床上用于肝脏疾病、药物和重金属中毒的治疗，并可与抗癌药合用。目前，谷胱甘肽在食品、医药等领域等日益受到人们的重视。针对上述情况，世界主要的氨基酸制造商如Kyowa、A?jinomoto和Deggusa等都相继投巨资于氨基酸的研究与开发，仅Kyowa1998年的氨基酸研究与开发就耗费达1．9亿美元，而GSH是其重点产品之一，Kyowa目前是GSH主要供应商。
3．多聚氨基酸
上世纪90年代世界工业的一大新趋向是：开发“绿色化学产品”（即对环境无害的化工产品）。聚合氨基酸系列产品已在“绿色化学产品”中崭新露头角。日本是世界上最大氨基酸生产国与输出国。日本科学家在聚合氨基酸的研究开发方面已领先于世界。
聚谷氨酸γ－聚谷氨酸，利用纳豆菌对谷氨酸进行聚合化而成。据资料介绍，“γ－聚谷氨酸”是一种出色的绿色塑料，可广泛用于从食品包装到一次性餐具（快餐饭盒）和其他各种工业用途，它在自然界中可迅速降解，不会造成环境污染。味之素公司已成功开发并投产。
聚赖氨酸是一种出色的食品保鲜剂，可广泛用于肉类、家禽，解聚成为赖氨酸（有一定营养作用），故ε－PL属于一种新颖营养性食品保鲜剂。据悉日本已建成一年产千吨级ε－PL生产线。ε－PL的另一重要工业用途是作为高吸水性聚合物，可用于妇女卫生巾、婴儿尿片和其他各种工业产品中。
聚精氨酸美国则开发出“聚精氨酸”（PAA）。聚精氨酸可用于生产用量极大的农用保湿地膜以及作为洗涤剂、废水处理剂等工业用途。据悉德国拜耳公司已建成年产2000吨级PAAP实验工厂，产品主要为PAA高吸水性树脂。由于PAA具有生物降解性，即使用过后丢弃也绝不像丙烯酸树脂那样造成严重环境污染。
聚天门冬氨酸聚天门冬氨酸具有氨基和聚羧酸，是一种高分子材料，有很好的生物相容性和生物可降解性。聚天门冬氨酸的分子量为1000至数十万，依据不同的分子量而有不同的作用。低分子量的产品可以作为防腐剂、阻垢剂、泥浆的分散剂、清洁剂和植物生长促进剂。高分子的产品可以作为各种矿物的分散剂、高吸水剂和药物载体农药、肥料。目前国外已开发用于农药、肥料、高吸水材料和织物洗涤助剂等。
4．氨基酸系表面活性剂
氨基酸具有保水、抗菌、缓冲、表面活性和保护作用及美肤功能，添加氨基酸及其衍生物的化妆品成为深受消费者欢迎的产品。以氨基酸为原料生产氨基酸系表面活性剂具有去污、起泡和杀菌功能，对头发和皮肤作用温和。日用化妆品领域非常需要安全性高、刺激性小的原料，国外一些公司看到这一市场的巨大潜力，都在积极地投入研究。日本三菱化学公司正在开发以L－天门科氨酸为原料的新材料；味之素公司已初步完成以谷氨酸钠为原料生产Amisoft用于洗发剂和以精氨酸为原料生产Aminosoap用于洗涤剂的研究工作。
（三）氨基酸市场前景乐观，国人仍需努力
财力雄厚的美国ADM公司已涉足日本的氨基酸生物工程产业，拟与日本“协和发酵公司”一起共同开发L－谷氨酸、LD－蛋氨酸、L－苏氨酸和L－色氨酸的生物工程生产新技术和工艺。此外，日本田边制药、日本华药、三菱化学等一批大企业也开展生物技术生产氨基酸的探索研究工作。总而言之，随着两方大财团、大企业的纷纷介入氨基酸产业中，相信在今后10年时世界氨基酸工业将会有长足发展，氨基酸市场前景令人乐观。
我国氨基酸行业的主要竞争对手是日本，多年来与日本既竞争又合作。前些年，在我国不能生产原料时，对方输入原料，同时输入生产技术。现在我们可以生产原料了，对方则进行精加工。所以国内企业在产品精加工方面应该重视，不应仅停留在生产粗原料上。国内原料企业应严格执行内控标准，改粗品生产为精品生产，变粗品出口为精品出口，以精品占领国际市场，获取更大利润。
现在全国氨基酸国内产业化水平达到80％以上。“三支链”氨基酸（缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）大部分还是用进口的，其他的氨基酸都已国产化。只要“三支链”过关，我国的氨基酸产品将可全部实现国产化，同时生产技术也可进入国际先进行列。应认识到，国内氨基酸市场正处于价格竞争阶段，价格竞争的结果是，一些劣势企业或产品甚至国外公司将会慢慢退出中国市场。
此外，氨基酸出口企业还应改变出口渠道。按国际惯例，产品能占国际市场份额50％以上，就能左右市场价格，但国内很多产品占到国际市场70％～80％，还不能左右国际市场价格，氨基酸出口也是如此。分析其原因，一是缺乏对国际行情的了解；二是生产企业经中间商出口，结果许多中间商控制了价格。生产企业应在准确掌握国内外市场行情的前提下，形成规模生产，直接出口，一定要撇开中间商这条路。我国已经成为WTO一员，企业应树立起全球市场意识，积极创立国际销售网络，参与国际市场竞争。
