支链氨基酸包括L-缬氨酸（L-valine）、L-亮氨酸（L-leuine）和L-异亮氨酸（L-isoleuine），因其疏水脂质链都具有分支的甲基集团，又称之为分支链氨基酸。支链氨基酸作为人体必需氨基酸，不仅是蛋白质的合成原料，而且还具有特殊的生理、生物学功能，亦可作为生物体能源。目前，支链氨基酸广泛应用于氨基酸输液、营养强化剂等医药行业、洗涤剂、以及除草剂领域。由于支链氨基酸具有广泛的用途，其需求量逐年增高。L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-缬氨酸每年的需求量分别为4 000、1 000、2 500 t，并且都以15%~20%的速率快速递增。支链氨基酸可以通过蛋白质水解提取法和酶催化法获得，但是由于提取工艺复杂，污染严重以及与异构体拆分困难等缺点，导致目前生产支链氨基酸的方法主要为微生物发酵法。支链氨基酸生产菌种主要为谷氨酸棒杆菌Corynebacterium glutamicum （包括其亚种黄色短杆菌Brevibacterium flavum 和乳糖发酵短杆菌Brevibacterium lactofermentum 等）和大肠杆菌Escherichia coli。现在大多数企业所采用的生产菌种主要是通过常规诱变选育的，其遗传背景不清晰， 很难再提高产量。