天然氨基酸及其衍生物

蛋白质由含有氨基的羧酸分子构成。尽管自然界中有超过200种氨基酸存在，但组成动物机体及其产品的蛋白质仅有约20种。

氨基酸的结构 大多数从蛋白质水解得到的是α-氨基酸。它们包含一个氨基(-NH₂)、一个羧基(-COOH)、一个氢原子和一个侧链(R)，以字母R表示，不同的R构成不同的氨基酸。其基本结构如下：

氨基酸的分类 根据侧链（R基）的极性性质，氨基酸分为四类：非极性、不带电荷的极性、带正电荷和带负电荷。

• 非极性 R 基氨基酸包括丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸、苯丙氨酸及蛋氨酸。
• 不带电荷的极性 R 基氨基酸如甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸和酪氨酸。
• 带正电荷的 R 基氨基酸如赖氨酸、精氨酸和组氨酸。
• 带负电荷的 R 基氨基酸如天冬氨酸和谷氨酸。

在畜牧业生产中，氨基酸可根据不同分类方法分为必需与非必需氨基酸及限制性与非限制性氨基酸。

异构体 除了甘氨酸（其R基为氢）外，所有α-氨基酸皆具有不对称碳原子，因此存在立体异构体。这些氨基酸可分为L型和D型。动植物蛋白质水解产生的主要为L型，化学合成或发酵可产生L型、D型及等量混合的DL型氨基酸。动物体内酶系统仅能直接利用L型氨基酸合成组织蛋白；而D型和DL型氨基酸利用率低甚至完全不被动物吸收。

物理性质 天然氨基酸为无色晶体，熔点通常在200℃以上，并易溶于水。酪氨酸和胱氨酸难溶于水，脯氨酸及羧脯氨酸可溶于乙醇和乙醚。所有氨基酸都能溶于强酸或强碱溶液中。

氨基酸的酸碱性 氨基酸作为两性电解质，能够与酸或碱反应生成盐，并可在溶液内与分子内的羧基、氨基形成内盐。在特定pH值下离子不向电极移动时所对应的pH即为等电点(pI)。

相关化学反应

• 亚硝酸反应：氨基酸与亚硝酸作用产生羟基酸及水，并释放定量氮。
• 2,4-二硝基氟苯(DNP)反应：在中性或弱碱环境下，氨基酸的氨基可与DNP反应生成黄色DNP-氨基酸衍生物。
• DNS-CL反应：荧光试剂DNS-CL与氨基酸结合形成带有荧光的DNS氨基酸。赖氨酸、组氨酸、天冬氨酸及酪氨酸等可生成性质稳定的双DNS-氨基酸衍生物。
• 水合茚三酮反应：α-氨基酸被氧化分解为醛、氨和二氧化碳，同时还原茚三酮；释放出的氨与另一分子茚三酮及一分子还原产物缩合成蓝紫色化合物。

分离与测定 由于氨基酸多以结合态存在，首先需用酸或碱水解蛋白质制备混合物。后续可通过分配层析法和离子交换层析进一步分离并测定氨基酸。