甘氨酸 CAS No： 56-40-6
化學品名稱： 氨基乙酸
同義詞：
- Gly
- 氨基乙酸
- Glycocoll
- 甘草甜素
- Acdrile
CB 編號： CB2285882
分子式： C₂H₅NO₂
分子量： 75.07 g/mol
MDL 編號： MFCD00002580
甘氨酸典型規格
| 財產 | 規格 |
|---|---|
| 化學品名稱 | 甘氨酸（氨基乙酸） |
| 化學式 | C₂H₅NO₂ |
| 分子量 | 75.07 g/mol |
| 外觀 | 白色結晶粉末 |
| 氣味 | 無味 |
| 味道 | 微甜 |
| 可溶性 | 溶於水 (~1000 g/L at 20°C)，微溶於乙醇，不溶於丙酮、苯、中性溶劑 |
| pH (5% 溶液) | 5.5-7.0（中性） |
| 純度（化驗） | ≥98.5%（食品/藥品級，以乾基計算） |
| 乾燥損失 | ≤0.2% |
| 點火殘留物 | ≤0.1% |
| 氯化物 (Cl) | ≤0.007% |
| 硫酸鹽 (SO₄) | ≤0.0065% |
| 重金屬 | 鉛 (Pb) ≤5 ppm、砷 (As) ≤1 ppm、鎘 (Cd) ≤1 ppm |
| 微生物限度 | 總板數： ≤1000 CFU/g 酵母和霉菌： ≤100 CFU/g 病原體 (大腸桿菌、沙門氏菌)：10克中不含 |
| 特定旋轉 | 非光學活性（非手性，無立體異構體） |
| 熔點 | 232-236°C (分解) |
| 認證 | 符合非基因改造、Kosher、Halal、USP、FCC、EU 標準 |
| 法規遵循 | 符合 FDA、USP、FCC 和歐盟食品/藥品標準 |
| 應用 | 食物補充品 (關節/皮膚健康、睡眠支援)、食品 (甜味劑、穩定劑)、藥品、化妝品 |
| 在牛明膠中的作用 | ~35% 的氨基酸含量，是膠原蛋白 Gly-Pro-Hyp 序列的關鍵，可實現膠凝特性 |
注意事項:
- 純度標準:食品和藥品級甘氨酸的純度通常超過 98.5%，可確保適用於營養補充品和明膠基產品。
- 牛明膠背景:甘氨酸在明膠 (源自於膠原蛋白) 中的含量很高，因此可以用於軟糖、膠囊和其他形式的膳食補充品。
- 儲存:儲存於陰涼乾燥處；在標準條件下穩定，但會吸濕（吸收濕氣）。
甘氨酸製造流程圖 (Strecker Synthesis)
生產甘氨酸的主要工業方法是 Strecker 氨基酸合成法。本流程圖概述了其中的主要步驟。
甲醛 (HCHO)
氨 (NH₃)
與甲醛和氨反應
(氨基乙腈的形成)
氰化氫 (HCN)
與氰化氫的反應
(加入 Imino 集團)
腈基轉換為羧酸
(使用酸或鹽催化劑）
去除雜質
(Decolorization with Activated Carbon、
離子交換層析法、
去除鹽分)
甘氨酸結晶的形成
(受控冷卻與濃縮）
離心或過濾
(離析甘氨酸晶體）
去除濕氣
(使用噴霧乾燥或流動床乾燥等技術）
測試純度、重金屬、
殘留溶劑及其他規格
裝入袋、桶或其他適當容器中
本流程圖提供使用 Strecker 合成法製造甘氨酸的工業製程詳細概覽。每個步驟都經過嚴格控制，以確保生產高品質的甘氨酸。
甘氨酸是如何製造的？
讓我們來詳細解釋甘氨酸的製造過程，主要著重於 Strecker 合成法，也就是目前主流的工業方法：
Strecker 氨基酸合成：主要途徑
Strecker 合成是用於生產胺基酸的成熟化學反應，也是大規模製造甘氨酸最經濟可行的方法。此製程主要是將醛 (在此例中為甘氨酸的甲醛) 與氨及氰化氫反應，然後將生成的腈水解。
步驟 1：形成氨基乙腈
此階段涉及兩部分的反應。
與甲醛和氨反應： 甲醛 (HCHO) 在水溶液中首先與氨（NH₃）或銨鹽（如氯化銨，NH₄Cl）發生反應。這個初始反應會形成不穩定的中間體，通常被認為是亞胺或半亞胺。
簡化的表示法可以看成：
HCHO + NH₃ → CH₂(NH) + H₂O (亞胺形成)
或
HCHO + NH₃ ⇌ HOCH₂NH₂ (Hemiaminal formation)
添加氰化氫： 隨後，氰化氫 (HCN) 加入反應混合物中。氰化物離子 (CN-) 會攻擊亞胺的親電碳原子或與半亞胺反應，形成氨基乙腈（又稱甘腈）。
ch₂(nh) + hcn → nh₂ch₂cn
或
hoch₂nh₂ + hcn → nh₂ch₂cn + h₂o
這種氨基乙腈是合成甘氨酸的關鍵中間體。
步驟 2：水解為甘氨酸
氨基乙腈接著會進行水解，也就是說它會與水反應，打破腈基 (-CN) 的碳氮三鍵，並將其轉換成羧酸基 (-COOH)。此反應會生成甘氨酸。
催化劑： 水解過程通常會在強酸（如鹽酸，HCl）或強鹼（如氫氧化鈉，NaOH）作為催化劑的情況下進行，以加快反應速度。
條件： 將反應混合物加熱到特定溫度並持續一段時間，以確保完全水解。確切的條件（溫度、時間、催化劑濃度）取決於製造商所採用的特定製程參數。
以酸水解為例：
NH₂CH₂CN + 2 H₂O + HCl → NH₃⁺Cl-CH₂COOH
所得的甘氨酸為鹽酸形式。要獲得游離甘氨酸，需要中和此溶液。
以鹼水解為例：
NH₂CH₂CN + H₂O + NaOH → NH₂CH₂COONa + NH₃
這會產生甘氨酸的鈉鹽，然後需要酸化以獲得游離甘氨酸。
純化過程（詳細）：
在水解步驟之後，甘氨酸溶液含有各種雜質，包括未反應的起始原料、副產品、鹽類和有色化合物。要獲得適合其預期用途（如食品、藥物）的高純度甘氨酸，一系列的純化步驟至關重要。
- 脫色： 通常會在甘氨酸溶液中加入活性碳。活性碳的多孔結構可使其吸附有色雜質和其他有機污染物。經過足夠的接觸時間後，活性碳會透過過濾被移除，使溶液變得更清澈。
- 離子交換層析法： 此技術在去除離子雜質 (包括殘餘鹽和任何帶電的副產品) 方面非常有效。甘氨酸溶液會通過裝有離子交換樹脂的柱子。這些樹脂會根據電荷選擇性地結合離子，允許中性的甘氨酸分子通過。不同類型的樹脂（陽離子和陰離子）可依序使用，以去除各種離子污染物。
- 去除鹽分： 依據水解方法和後續的中和步驟，甘氨酸溶液可能會含有無機鹽。膜過濾 (例如：反滲透或納米過濾) 等技術可用來將甘氨酸與這些溶解鹽分分離。進一步的結晶步驟也有助於去除鹽分，因為甘氨酸結晶析出後，溶液中會留下溶解度較高的鹽分。
結晶過程（詳細）：
結晶是獲得固態純甘氨酸的關鍵步驟。
- 專注力： 純化後的甘氨酸溶液會進行濃縮，通常是在受控的條件下（通常是降低壓力和升高溫度，以提高效率並防止降解）蒸發過量的水分。目標是達到過飽和狀態，即甘氨酸的濃度超過其在特定溫度下的溶解度。
- 冷卻與種子結晶： 然後小心冷卻濃縮溶液。隨著溫度降低，甘氨酸的溶解度會進一步降低，從而促進結晶。為了控制結晶的大小和均勻性，通常會在溶液中加入甘氨酸的小種子結晶。這些種子晶體可提供成核位置，讓更多甘氨酸分子附著生長，從而形成更大、更易於過濾的晶體。
- 水晶採集： 甘氨酸結晶達到所需大小後，會使用離心或過濾等技術將其從剩餘溶液（母液）中分離出來。離心是利用離心力將固體結晶與液體分離，而過濾則是將混合物通過過濾介質，以保留固體結晶。
乾燥：
分離出來的甘氨酸結晶仍含有水分，因此需要乾燥，以獲得穩定、自由流動且水分含量低的粉末，這對於儲存和處理而言是非常重要的。常見的乾燥方法包括
- 噴霧乾燥： 甘氨酸溶液呈細霧狀噴入熱氣流中。水迅速蒸發，留下細小顆粒的甘氨酸乾粉。這種方法常用於大規模生產，可得到流動性良好的粉末。
- 流體床乾燥： 濕甘氨酸晶體被放置在流化床中，熱空氣吹過這些晶體。空氣會懸浮微粒，並為乾燥提供有效的熱傳導。
- 真空乾燥： 減壓乾燥可降低水的沸點，使乾燥溫度降低，有利於保持甘氨酸的品質。
品質控制：
在整個製造過程中，我們實施嚴格的品質控制措施，以確保最後1 甘氨酸產品在純度、化驗值 (甘氨酸百分比)、水分含量、重金屬、殘留溶劑及其他參數方面均符合規定規格。高效液相層析 (HPLC)、氣相層析 (GC) 和原子吸收光譜法 (AAS) 等技術通常用於這些分析。
替代製造方法（簡介）：
雖然 Strecker 合成法是主流，但也有其他方法，但較少用於大規模生產：
- 蛋白質的水解： 富含甘氨酸的蛋白質 (例如明膠) 可以使用酸或鹼水解以釋放甘氨酸。然而，此方法會產生氨基酸的混合物，而從此混合物中分離甘氨酸的過程複雜且成本高昂。
- 發酵： 某些微生物經基因改造後，可利用簡單的碳源和氮源生產甘氨酸。這種方法有可能成為更永續且更環保的替代方法，因此越來越受到關注，但在大量生產方面，這種方法還不如 Strecker 合成法廣泛使用。
結論：
甘氨酸的製造主要依賴 Strecker 合成法，這是一種明確的化學製程，涉及甲醛、氨和氰化氫的反應，然後進行水解。隨後的淨化和結晶步驟對於去除雜質和獲得穩定粉末狀的高品質甘氨酸至關重要。製程中的每個階段都經過仔細的控制和監測，以確保最終產品符合其各種應用的嚴格要求。
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常見問題
有些研究顯示，甘氨酸可能真的有助於降低 2 型糖尿病患者的血糖水準或改善胰島素敏感性。不過，還需要進行更多的研究，糖尿病患者在使用甘氨酸補充劑前應先諮詢醫生。
不，甘氨酸是一種 分子特別是一種胺基酸。雖然甘氨酸分子在生理 pH 值下呈電中性（以 zwitterion 形式存在），但它是由多個原子（碳、氫、氮和氧）組成。
不，一般認為甘氨酸 亲水. 雖然它的側鏈只有一個氫原子 (最簡單且不笨重)，但極性氨基 (-NH₂) 和羧基 (-COOH) 的存在使分子整體上具有極性，並能與水產生有利的互動。
是的、 甘氨酸可作為 抑制性神經傳遞物 中樞神經系統，尤其是脊髓、腦幹和視網膜。 它在調節運動和感官功能方面扮演重要的角色。
是的、 甘氨酸是膠原蛋白的主要成分約佔其氨基酸組成的三分之一。 甘氨酸的獨特結構使膠原蛋白特有的緊密三螺旋結構得以形成。
甘氨酸具有親水性。
在中樞神經系統中，甘氨酸主要具有抑制作用。它會與特定的受體結合，導致氯離子流入神經元，使細胞超極化，降低發射動作電位的可能性。
強烈建議在同時服用甘氨酸和 Ativan (lorazepam) 治療睡眠之前，先諮詢您的醫生。這兩種物質都有鎮靜作用，合併使用可能會導致過度嗜睡、呼吸抑制或其他不良反應。您的醫生可以評估您的個別情況，並就這種合併用藥的安全性和適當性提出建議。
是的，甘氨酸是唯一的非手性氨基酸。氨基酸中的手性是由於中心碳原子與四個不同的基團結合而成的。在甘氨酸中，中心碳與一個氨基、一個羧基、一個氫原子和另一個氫原子結合，使得其中兩個基團相同。
不，甘氨酸被認為是極性的。氨基和羧基的存在可以形成氫鍵並帶有部分電荷，因此甘氨酸分子整體上是極性的。
甘氨酸具有極性。
- 動物飼料： 作為動物飼料的成分，可改善動物生長和營養。
- 金屬络合： 在各種工業製程中，因其能與金屬離子形成複合物。
- 化學合成： 作為合成其他化學品（包括藥品和農用化學品）的中間體。
- 緩衝劑： 在某些工業應用中，pH 值控制非常重要。
- 電鍍： 作為電鍍溶液的添加劑。
沒有強烈的證據顯示甘氨酸和 N- 乙酰半胱氨酸 (NAC) 會產生負面的交互作用。有些研究甚至顯示 NAC 對抗氧化和肝臟有潛在的協同效用。不過，在結合使用補充劑之前，最好還是先諮詢專業醫護人員的意見，尤其是當您有任何潛在的健康問題或正在服用其他藥物時。
在中樞神經系統中，甘氨酸主要具有抑制作用。
一些初步研究顯示，補充甘氨酸可能對某些人有適度的降血壓效果。但是，還需要更多的研究來確認這些發現，並確定最佳劑量和長期效果。甘氨酸不應被視為傳統血壓管理策略的替代品。
與問題 8 相似，由於甘氨酸與 Ativan（lorazepam）可能產生相加的鎮靜效果，因此強烈建議在服用甘氨酸與 Ativan（lorazepam）之前諮詢您的醫生。
是的，甘氨酸具有極性，能夠與水分子形成氫鍵，因此非常易溶於水。
工業級甘氨酸是指為工業應用而生產的甘氨酸，其純度規格可能與用於食品或藥品的甘氨酸不同。雖然其主要成分仍是甘氨酸，但某些雜質的可接受含量可能較高。
甘氨酸是一種胺基酸，含有少量熱量 (每克約 4 卡路里)。對於嚴格執行新陳代謝禁食或零卡路里禁食的人來說，攝取甘氨酸在技術上會破壞禁食。然而，對於那些為了一般健康效益或熱量限制而禁食的人來說，一般甘氨酸劑量（例如 1-3 克）的小熱量含量可能不會被某些規範視為足以打破禁食。應考慮所遵循的特定禁食規則。
目前的科學證據並不強烈支持甘氨酸補充劑與人體睾丸激素水準增加之間的直接關聯。雖然一些動物研究顯示甘氨酸對荷爾蒙水平有潛在的影響，但這些發現並未在人類研究中持續複製。
強烈建議在同時服用 Ativan (lorazepam)、甘氨酸和鎂之前先諮詢您的醫生。這三種物質都具有鎮靜或鎮定的效果，將這三種物質併用可能會大幅加強這些效果，可能會導致過度嗜睡、神智不清或其他不良反應。您的醫生可以評估您個人的健康狀況，並就這種組合的安全性提出建議。
是的，您一般可以同時服用甘氨酸和甘氨酸鎂。甘氨酸鎂是一種鎂離子與甘氨酸分子結合的鎂。同時服用額外的甘氨酸基本上會增加您整體的甘氨酸攝取量。雖然一般認為對大多數人來說都是安全的，但如果您有任何潛在的健康問題或擔心潛在的交互作用，最好還是向專業醫護人員諮詢。
這個問題指的是一個名為「Glycine」的手錶品牌，它與氨基酸甘氨酸毫無關係。身為 AI，我對特定腕錶品牌的品質沒有個人意見。有關 Glycine 手錶的意見，您可以參考手錶評論或論壇。
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