蛋白质的基本组成－氨基酸 |
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| http://www.jk21.com 蛋白质 2005年9月15日编缉 |
氨基酸的种类很多，比较常见的氨基酸亦有十多种。氨基酸的共通特点是分子中并含有氨基－NH2和羧基－COOH，前者是碱性基团，而后者是酸性基团。多数氨基酸每分子含有一个氨基和一个羧基，它们的溶液接近中性。
有两种氨基酸即天冬氨酸和谷氨酸，每分子含有两个羧基和一个氨基，酸性较强。它们的一个羧基可以和氨结合成酰胺基 －CONH2，就成为天冬酰胺和谷酰胺。
有两种氨基酸即赖氨酸和精氨酸，每分子含有两个氨基和一个羧基，碱性较强。
此外，酪氨酸含有酚基，半胱氨酸含有硫氢基，它们是弱酸基。还有其他氨基酸含有多种化学活性基团。
据克拉克的分析，甘蔗汁中主要的氨基酸如下：天冬酰胺0.7%，谷酰胺0.2%，天冬氨酸0.1%，谷氨酸0.05%，丙氨酸0.06%，缬氨酸0.05%，氨基丁酸0.03%，苏氨酸0.02%，异白氨酸0.01%，甘氨酸<0.01%，其它痕量。
广西大学刘慧霞等分析了广西两种主要甘蔗品种(新台糖10号和粤糖63/237)的蔗汁中氨基酸的成分，其中含量较大的11种为：天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、脯氨酸。此外，还有数量较少的谷氨酸、甘氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、赖氨酸和精氨酸等。新鲜甘蔗汁中氨基酸的总含量357～766mg/L，而陈旧的甘蔗的蔗汁含氨基酸较多，为880～1095mg/L。这是由于新鲜蔗汁中的蛋白质水解为氨基酸。
据广州甘蔗糖业研究所分析，国内四种甘蔗蔗汁中的氨基酸，含量较大的为苏氨酸、天冬氨酸、组氨酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、酪氨酸等。
甜菜汁中常含有较多的谷氨酸及谷酰胺。
几种常见的氨基酸的化学简式如下：
甘氨酸(glycine)： CH2(NH2)-COOH
丙氨酸(alanine)： CH3-CH(NH2)-COOH
缬氨酸(valine)： C3H8-CH(NH2)-COOH
亮氨酸(leucine)： C4H9-CH(NH2)-COOH
苏氨酸(threonine)： CH3-CH(OH)-CH(NH2)-COOH
丝氨酸(serine)： HO-CH2-CH(NH2)-COOH
天冬氨酸(aspartic acid)： HOOC-CH2-CH(NH2)-COOH
谷氨酸(glutamic acid)： HOOC-C2H4-CH(NH2)-COOH
赖氨酸(lysine)： H2N-C4H8-CH(NH2)-COOH
酪氨酸(tyrosine)： HO-C6H4-CH2-CH(NH2)-COOH
丝氨酸(serine)： HO-CH2-CH(NH2)-COOH
氨基酸分子中的－COOH基是酸性基，能离解出H+而留下负电基－COOˉ，－NH2则是碱性基，能和H+结合而成为正电基－NH3+。在接近中性的溶液中，大多数氨基酸分子中同时存在NH3 +和 COO－，是在不同位置上分别带有正电和负电的两性状态的分子。这些电荷不会消失，但分子的整体则呈电中性。
这两种基团的离解程度均随溶液pH而变：羧基在高pH下离解得较多，而氨基在低pH下较多和H+结合，因此，在碱性下有较多只带负电的离子，而在酸性下有较多只带正电的离子。在中间的某一pH值下，正、负电的离子数量相等。这一pH值称为该种氨基酸的等电点(Isoelectric point)，简写为IEP。
氨基酸的等电点决定于它所含的酸性基和碱性基。酸性基多者，IEP较低；碱性基多者，IEP较高。一些氨基酸的等电点如下：
含一个羧基和一个氨基的氨基酸：甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸及异亮氨酸：5.97～6.02，近似为6.0。
含两个羧基和一个氨基的氨基酸：天冬氨酸 2.98，谷氨酸 3.22，比前者低很多。
含一个羧基和两个氨基的氨基酸：赖氨酸 9.74，精氨酸 10.76，比前者高很多。
含一个羧基和一个氨基、并含弱酸基的氨基酸：酪氨酸 5.65，半胱氨酸 5.02。
各种氨基酸及其钠盐、钙盐都易溶于水。氨基酸的化学性质相当活泼，可以产生多种化学反应。在制糖过程中，最重要的反应是和羰基化合物的缩合作用，以及和还原糖产生的一系列反应（美拉德反应）。此外，酰胺在加热时(特别在碱性下)会水解出羧基，并放出氨气，这是糖汁蒸发时产生氨气的原因。
－CONH2+ H2O －→ －COOH + NH3
酪氨酸的组成和性质较特殊，它含有酚羟基，易被氧化酶氧化而生成棕黑色的高分子聚合物，是甘蔗汁和甜菜汁容易被氧化变黑的主要原因。
各种氨基酸中所含的多种化学活性基团，能各自产生多种化学反应。
氨基酸是生物体的必须成份，也是人体的重要营养素。可惜在现用的制糖方法中却无法利用，反而成为有多种不良影响的“有害氮”的主要成份。
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