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化学合成法：在早期研究中，鸟氨酸的制备依靠的是化学的方法，但是其对机器性能要求高，而且过程复杂、操作繁琐，生产成本高，有D型和L型，分离困难，原料利用率低，所以已经被淘汰。（具体过程见附表3）20558
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酶法制备：利用尿素循环中的精氨酸酶，将精氨酸脱去一个尿素分子转化成L-鸟氨酸，纯度高唯一的缺点是价格偏于昂贵，这是由于原料和精氨酸酶都很难得到，局限于实验室少量操作。
微生物发酵法：选用合适的菌种，或者采用精氨酸酶基因工程菌，可通过发酵的方法，大量生产鸟氨酸，而且全是L型，产品以大多鸟氨酸盐酸盐的形式存在。适用于工业化规模生产。
国外L-Ornithine发酵研究的发展
18世纪七十年代，杰斐首次在鸟尿的水解液中检测到鸟氨酸，人们由此开始了对鸟氨酸的研究。
1957年科学家培育出Cit-或Arg-的突变菌株，开始利用微生物发酵的方法生产鸟氨酸。之后，Chugai、Seiyaku等发现大肠杆菌（Arg-）突变株的发酵液中含有丰富的鸟氨酸。
1988年，Yokoi等科学家将鸟氨酸合成过程中的酶基因片段从质粒中切割下来，然后将这些DNA片段连接到另外一个质粒中，最后将重组质粒往谷氨酸棒杆菌导入，生产鸟氨酸。但是这种转基因工程菌的遗传形状并不稳定而无法应用于工业化生产。之后人们开始探索基因工程的方法构建鸟氨酸菌株，例如美国科学家将质粒载体引入到强启动子TRC中，从而得到具有遗传稳定的产鸟氨酸菌株，并且过量合成基因所编码的酶，使其适用于工业生产。
国内L－Ornithine发酵研究的进展
我国的生物工业于20世纪60年代才开始发展，而对L-Ornithine的理论研究在80年代。国内最早的研究是天津科技大学 生物工程学院 张克旭教授在1998-2000年所做的一些研究。他的课题组的出发菌株是谷氨酸棒杆菌，经诱变后，定向选育出L-Ornithine生产菌--- A1157。对菌株的发酵条件进行了探索，但是产量较低，和国外的成果相比，有较大的差距。总之国内在这方面的科研缺乏发酵动力学模型，鸟氨酸的提取工艺也有很大的不足。