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苯丙氨酸即D，L-α-氨基β-苯基丙酸，為白色或無色片狀晶體，斜方晶系，具有苦杏仁味，易溶于水，微溶于醇，不溶于乙醚，熔點283℃。最早由Schulze 于1879 年從羽扇豆幼苗中發(fā)現和分離。接著Fischer 于20 世紀初從動物性蛋白質中成功分離得到。目前，苯丙氨酸已經可以工業(yè)化生產。
在食品行業(yè)中，L-苯丙氨酸與L-天冬氨酸縮合形成阿斯巴甜（Asparlame，APM），因其甜度大（為蔗糖的200 倍），發(fā)熱量低，易代謝等優(yōu)點，很適合于肥胖病人和糖尿病人使用；已廣泛應用于調味品、功能性食品中，其中L-苯丙氨酸與其它幾種氨基酸加工的強化功能性食品可以作為超音速飛行員、宇航員、潛艇及深水潛水員的保健食品。L-苯丙氨酸用于焙烤食品中，一方面強化了氨基酸，還可以與糖反應，發(fā)生美拉德反應，改善食品風味。Hershey公司發(fā)現在未焙烤的可可中加入苯丙氨酸、亮氨酸和降解糖，加工后可以顯著提高可可風味。在醫(yī)藥行業(yè)中，它是醫(yī)藥輸液制品的必需成分，還是合成一些藥物的原料或良好的載體，如可以作為HIV蛋白酶抑制劑、對氟苯丙氨酸、丙氨芥、甲酰溶肉瘤素、腦神經傳遞素等的合成原料；當作為載體時，它可以把抗腫瘤藥物載入腫瘤所在部位，既抑制腫瘤生長，又可以大大降低腫瘤藥物的毒性。另外，還可以用來配制醫(yī)藥的培養(yǎng)介質。
當然，L-苯丙氨酸的應用領域還在不斷的發(fā)展，如孟山公司開發(fā)了以L-苯丙氨酸及其衍生物為原料合成手性中間體技術。
提取法是指以天然產物為原料，通過分離純化等方法生產L-苯丙氨酸的方法。工業(yè)上將脫脂大豆用鹽酸水解后，除去酸性氨基酸，用活性炭或脫色樹脂吸附苯丙氨酸和酪氨酸，然后使用溶劑將苯丙氨酸溶出，分離。另一種方法是將脫脂大豆用鹽酸水解液中苯丙氨酸轉變?yōu)?，5-二溴苯磺酸鹽，然后利用溶解度的差異從其它氨基酸中分離出來。該工藝較復雜，分離提取困難，產品質量不穩(wěn)定，生產成本較高。
一般先將甘氨酸乙?；?，獲得乙酰甘氨酸，再與苯甲醛縮合成乙酰氨基肉桂酸內酯，后者經水解、電解、還原、酶水解，即得到L-苯丙氨酸。該方法合成苯丙氨酸原料易得、成本較低，但工藝路線長、步驟多，收率較低。
早在1951 年即可采用氰氨法制備苯丙氨酸，但化學產率及放化產率都僅在28％ 左右。又以C6H5CH214CN 為原料，由于放化合成步驟（包括從K14CN制備C6H5CH214CN的放化合成）長，收率仍低于60％ 。1987 年，又在此方法上進行改進，以C6H5CH2CHO 為原料制備D，L-苯丙氨酸，化學產率和放化率都達到67％。然后嗜熱菌蛋白酶通過酶促由DL-苯丙氨酸與Z-L-丙氨酸合成Z-L-Ala-L-Phe-OM（1－ 14 C）二肽，達到消旋苯丙氨酸的拆分，再將二肽用嗜熱菌蛋白酶在N-甲基嗎啉緩沖溶液中進行酶促反應，最終獲得L-苯丙氨酸。該方法在引入K14 CN以及隨后的三步反應中條件較溫和，終產物得率和純度均較高。缺點是由于反應過程中引入劇毒物K14 CN，三廢處理困難。
甘氨酸法需要先對甘氨酸的羧基和氨基進行保護，生成苯亞甲氨基乙酸乙酯。再利用α-亞甲基的氫原子的活潑性，使之在相轉移條件下進行烷基化反應。最后，經水解反應，制得DL-苯丙氨酸。該法反應條件溫和、原料易得、收率較高、無劇毒原料、無難以處理的三廢問題，所用的有機溶劑可以回收，是一條很有發(fā)展前途的化學合成方法。
淮海工學院黃煒等從天然環(huán)境中分離到一株具有較高苯丙氨酸氨解酶（PAL）活性的菌株，以此為出發(fā)菌株進行UV 和EMS 誘變處理，所得菌株較原菌株酶活力有較大提高，且該菌在中試中生長良好，累計產量達58．0 g·L－1。大慶高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū)邢軍篩選得到一種粘紅酵母，該粘紅酵母生產L－苯丙氨酸解氨酶最佳發(fā)酵條件為：起始pH5.5，接種量10％，溫度28℃，發(fā)酵周期20 h，終點pH8.0。
復旦大學微生物學系范長勝由短桿菌變異株FMP92814 出發(fā)對其產苯丙氨酸條件進行了優(yōu)化。通過人工誘變選育所獲得的乳糖發(fā)酵短桿菌FMP92814可利用較粗放的農副產品（淀粉水解糖、玉米糖漿、豆餅粉水解液、糖蜜）作原料發(fā)酵生產苯丙氨酸，可以降低生產成本，適合目前各氨基酸發(fā)酵廠推廣。
酶法生產具有產物濃度高、純化步驟少、生產能力強等優(yōu)點，缺點是部分原料成本高。專家們認為由苯甲醛→海因→苯丙酮酸→苯丙氨酸或由苯甲醛→肉桂酸→苯丙氨酸的路線是最佳方案。一酶一酸法即以海因為原料苯丙酮酸酶法，其反應途徑見圖1。
圖1 一酶一酸法生產L-苯丙氨酸的反應途徑
酶促合成法生產工藝簡單、產品光學純度高、純化步驟簡便且生產能力較強，是目前工業(yè)化生產L-Phe 的主要方法之一。然而，近年來，由于底物和酶等主要原料成本高、來源有限以及反應過程中酶穩(wěn)定性差等缺點，酶促合成法生產L-Phe 的規(guī)模也受到了很大制約。
[1] 韓建福，L_苯丙氨酸制備的研究進展[J]生物加工過程，Vol. 17 No. 2 Mar. 2019.114-124