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蛋氨酸羥基類似物（MethionineHydroxyAnalogue，MHA）是一種酸性很強(qiáng)的液體有機(jī)酸，含水量為12wt%，含活性蛋氨酸羥基類似物88wt%（包括含量至少為65wt%的2-羥基-4-甲硫基丁酸單體，以及含量不超過23wt%的2-羥基-4-甲硫基丁酸二聚體和多聚體）。在家禽飼養(yǎng)中，蛋氨酸羥基類似物顯示出類似于已知的起刺激生長(zhǎng)作用的氨基酸的性質(zhì)，因此成為動(dòng)物飼料的重要添加劑。蛋氨酸羥基類似物的合成方法之一為氰醇水解法，是將甲硫基丙醛與氫氰酸反應(yīng)得到2-羥基-4-甲硫基丁腈，后者在硫酸作用下水合生成2-羥基-4-甲硫基丁酰胺，再進(jìn)一步在硫酸作用下水解得到包含蛋氨酸羥基類似物、硫酸銨和硫酸氫銨的水解液。從2-羥基-4-甲硫基丁腈水解液中分離純化蛋氨酸羥基類似物的方法已有很多報(bào)道。例如：一種方法是將2-羥基-4-甲硫基丁腈水解液加入與水不混溶的有機(jī)溶劑如酮、醚等進(jìn)行萃取，將蛋氨酸羥基類似物萃取到有機(jī)溶劑中，然后蒸除有機(jī)溶劑，得到蛋氨酸羥基類似物，而含硫酸銨的水相通過減壓濃縮、冷卻結(jié)晶，得到硫酸銨。
該方法的問題在于使用有機(jī)溶劑萃取，不僅存在有機(jī)溶劑的損失，增加蛋氨酸羥基類似物的生產(chǎn)成本，而且有機(jī)溶劑和蛋氨酸羥基類似物會(huì)在水相中殘留，從而導(dǎo)致外排水的COD偏高，生化難以處理；得到的蛋氨酸羥基類似物中也會(huì)含有有機(jī)溶劑，必須將其在高真空狀態(tài)下蒸餾或向其中通入蒸氣以降低有機(jī)溶劑的含量，這些都導(dǎo)致該方法的成本和能耗較高；再者是由于蛋氨酸羥基類似物在水中溶解度比較大，因此使用有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取并不能完全將蛋氨酸羥基類似物從水相中萃取出來(lái)，因此，在水相中必然殘留一定量的蛋氨酸羥基類似物，導(dǎo)致副產(chǎn)的硫酸銨夾帶少量的蛋氨酸羥基類似物，帶有一定的臭味，影響硫酸銨的銷售。
1. 營(yíng)養(yǎng)作用
已證明蛋氨酸羥基類似物是蛋氨酸的天然前體物`，雖不含氨基，但在動(dòng)物體內(nèi)酶的作用下可轉(zhuǎn)化為蛋氨酸所特有的碳架，可轉(zhuǎn)化為蛋氨酸，故具有蛋氨酸的生物學(xué)活性。蛋氨酸在動(dòng)物體內(nèi)合成機(jī)體蛋白可轉(zhuǎn)化為胱氨酸，發(fā)揮保肝解毒的作用是動(dòng)物機(jī)體中的最重要的甲基供體，為機(jī)體提供活性甲基，參與甲基的轉(zhuǎn)移和腎上腺素、膽堿、角質(zhì)素和核酸等的合成在體內(nèi)代謝生成聚胺，聚胺對(duì)動(dòng)物細(xì)胞增殖具有非常重要的促進(jìn)作用同時(shí)還參與精胺、半精胺等和細(xì)胞分裂有關(guān)的化合物的合成。
2. 提高生長(zhǎng)性能
蛋氨酸羥基類似物能有效地充當(dāng)日糧中的酸化劑，緩沖日糧中高堿性成分對(duì)胃酸的中和，增強(qiáng)胃腸道的酸性環(huán)境，提高胃蛋白酶、十二指腸胰蛋白酶活性從而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)尤其是蛋白質(zhì)的消化吸收，促進(jìn)生長(zhǎng)。這與報(bào)道的酸化劑可促進(jìn)胃酸和胃蛋白酶分泌，提高十二指腸消化酶活性，促進(jìn)仔豬生長(zhǎng)是一致的。黎君友等證實(shí)營(yíng)養(yǎng)素的吸收依賴于腸吸收細(xì)胞膜完整性，腸粘膜損傷致使大量吸收細(xì)胞受到破壞，嚴(yán)重影響小腸吸收功能。能夠減輕腸粘膜損傷，維持小腸吸收功能，促進(jìn)生長(zhǎng)。另外成本較低并且在飼料加工過程中可提高混合均勻度和減少分級(jí)，降低粉塵，提高顆粒的產(chǎn)量，降低每噸顆粒料耗能，帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
3. 減少熱應(yīng)激反應(yīng)
在高溫高濕的氣候條件下，由于蛋氨酸羥基類似物不含氨基，在轉(zhuǎn)化成尿酸過程中產(chǎn)生的余熱減少，因而可使雞的熱應(yīng)激反應(yīng)減緩。體外試驗(yàn)表明，當(dāng)雞處于熱應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，小腸蛋氨酸的轉(zhuǎn)運(yùn)被減弱，而蛋氨酸羥基類似物的轉(zhuǎn)運(yùn)則加強(qiáng)，且熱應(yīng)激條件下蛋氨酸的利用率也小于蛋氨酸羥基類似物。而熱應(yīng)激會(huì)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激的發(fā)生，付玉強(qiáng)等研究發(fā)現(xiàn)，熱應(yīng)激時(shí)隨著溫度的升高，肝臟線粒體呼吸鏈復(fù)合體酶活性和活性下降，發(fā)生線粒體呼吸鏈電子傳遞障礙黃嘌呤氧化酶活性增強(qiáng)，產(chǎn)生更多自由基，氧化應(yīng)激程度增強(qiáng)。研究表明熱應(yīng)激誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激與機(jī)體抗氧化體系關(guān)系密切，熱應(yīng)激主要是通過影響動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的氧化還原平衡，使機(jī)體內(nèi)氧化劑處于優(yōu)勢(shì)地位，從而損傷組織和細(xì)胞珍。因此推測(cè)可能會(huì)通過減緩熱應(yīng)激來(lái)降低體內(nèi)的氧化應(yīng)激程度，從而起到抗氧化的作用。
4. 免疫作用
蛋氨酸羥基類似物有提高機(jī)體免疫力的作用，其機(jī)理還不很清楚，目前的研究水平大多停留在表觀免疫指標(biāo)的測(cè)定上。研究不同添加劑量的對(duì)肉仔雞生產(chǎn)性能和免疫反應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)日糧添加蛋氨酸羥基類似物可以提高肉仔雞的飼料利用率、體液免疫和非特異性免疫活性。這主要是由于蛋氨酸羥基類似物在代謝過程中，更傾向于轉(zhuǎn)硫途徑，將含硫甲基轉(zhuǎn)給半胱氨酸、谷膚甘肽和?；撬?，這些分子在免疫調(diào)節(jié)中起著重要作用。還有研究發(fā)現(xiàn)高脂膳食可誘導(dǎo)慢性氧化應(yīng)激，抑制腸道相關(guān)淋巴細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，并導(dǎo)致粘膜免疫抑制作用，而抗氧化劑硫辛酸可以改善高脂引起的氧化應(yīng)激和免疫抑制，因此推測(cè)能夠提高機(jī)體的免疫力，可能是通過提高機(jī)體的抗氧化能力來(lái)改善的，與抗氧化劑硫辛酸有相似的功能。
5. 抑菌作用和降低腹瀉率
蛋氨酸羥基類似物是一種酸性較強(qiáng)的有機(jī)酸，會(huì)影響病原菌生存的中性偏堿環(huán)境，并可直接擴(kuò)散進(jìn)入病原菌細(xì)胞內(nèi)，降低胞內(nèi)，抑制DNA、RNA的合成，破壞病原菌細(xì)胞膜的完整性，達(dá)到抑菌和殺菌作用。
一種清潔環(huán)保的蛋氨酸羥基類似物生產(chǎn)方法：
1）將質(zhì)量百分含量為80wt%的2-羥基-4-甲硫基丁腈水溶液327.50kg（2000摩爾）和質(zhì)量百分含量為98wt%的硫酸150.00kg（1500摩爾）通過流量計(jì)同時(shí)加入到靜態(tài)混合器中充分混合，此時(shí)溫度快速上升至45℃，然后進(jìn)入管式反應(yīng)器中，物料在管式反應(yīng)器中進(jìn)口溫度為48℃，出口溫度為55℃，物料在管式反應(yīng)器中停留時(shí)間為40min。管式反應(yīng)器中的物料流加至帶有攪拌的搪瓷反應(yīng)釜中，同時(shí)加入水，水的加入量為280.00kg，加完后，立即升溫至100℃進(jìn)行水解，攪拌保溫3小時(shí)，得到黃褐色均一的混合液，冷卻至60℃，混合液未出現(xiàn)渾濁或者固體。分析其中蛋氨酸羥基類似物的質(zhì)量百分含量為39.60wt%。
2）將上述得到的水解液進(jìn)行連續(xù)色譜分離，色譜分離時(shí)：進(jìn)料流速12～18升/分鐘，進(jìn)洗脫液流速20～30升/分鐘，出料流速14～20升/分鐘，洗脫液流出流速18～28升/分鐘。連續(xù)色譜柱內(nèi)保持溫度在60℃～70℃，洗脫液的溫度為65℃。分別得到質(zhì)量百分含量為20.00wt%的蛋氨酸羥基類似物水溶液1500.00kg和840.56kg的硫銨水溶液，硫銨水溶液中蛋氨酸羥基類似物的質(zhì)量百分含量為0.12wt%，存儲(chǔ)于硫銨水溶液儲(chǔ)罐中，溫度為62℃，蛋氨酸羥基類似物中銨根離子的質(zhì)量百分含量為0.015wt%，儲(chǔ)存于蛋氨酸羥基類似物水溶液的儲(chǔ)罐中，溫度為65℃。
3）將上述蛋氨酸羥基類似物水溶液儲(chǔ)罐中的溶液進(jìn)行MVR蒸發(fā)裝置濃縮至蛋氨酸羥基類似物的質(zhì)量百分含量為59wt%，然后轉(zhuǎn)入刮膜蒸發(fā)器中進(jìn)行濃縮，刮膜蒸發(fā)器的溫度為110℃，濃縮至質(zhì)量百分含量為88wt%即可，得到339.98kg的蛋氨酸羥基類似物，外觀顏色為黃褐色油狀液體，分析其中單體的質(zhì)量百分含量為78wt%，二聚體和多聚體的質(zhì)量百分含量為10wt%，水分含量為12wt%，銨離子的質(zhì)量百分含量為0.066wt%，蛋氨酸羥基類似物的收率為99.73%。蒸發(fā)回收的冷凝水循環(huán)至水解用水和色譜洗脫用水。
4）將上述硫銨水溶液儲(chǔ)罐中溶液加入至帶有中和反應(yīng)釜中，然后通入氨氣進(jìn)行中和，控制中和時(shí)pH值為5～6為中和終點(diǎn)，得到硫酸銨水溶液，將硫酸銨水溶液進(jìn)行MVR蒸發(fā)裝置濃縮，在高溫條件下進(jìn)行結(jié)晶、離心，得到硫酸銨濕品，經(jīng)過干燥后，得到副產(chǎn)品硫酸銨，硫酸銨的質(zhì)量百分含量為99wt%，硫酸銨回收率大于99%，外觀為白色，幾乎沒有味道。蒸發(fā)回收的冷凝水循環(huán)至水解用水和色譜洗脫用水。
[1] CN201811329839.4一種清潔環(huán)保的蛋氨酸羥基類似物生產(chǎn)方法
[2] 蛋氨酸羥基類似物抗氧化作用及其對(duì)小鼠生長(zhǎng)的影響