左旋肉碱的研究及应用
左旋肉碱(L-肉碱)的制备、生理
左旋肉碱（L-肉碱）的制备、生理 功能特性及开发前景 （长沙理工大学食品科学与工程系长沙410114） 摘要： 人体需要左旋肉碱促进脂肪代谢。氨基酸在肝脏和肾脏中经过加工储存在肌肉、心脏、大脑和精液中。左旋肉碱由两种基本的氨基酸构成——赖氨酸和蛋氨酸，此外它的合成需要烟酸、维生素和铁离子。左旋肉碱经合成后，多数储存在骨骼肌以备用。尽管左旋肉碱经人体合成，但主要由食物来源来供给。富含其所需氨基酸的食物有红肉，奶制品和鳄梨中，但是含量变化范围较大。 关键词：左旋肉碱（L-肉碱)、制备、应用、开发前景 Abstract：The human body requires L-carnitine for fat metabolism. This amino acid is manufactured in the liver and kidneys and stored in the muscles, heart, brain, and sperm. L-carnitine is made from two other essential amino acids--lysine andmethionine--in a process requires niacin, vitamin , and iron. After synthesis, the majority of L-carnitine is stored in skeletal muscles for later use. Although most L-carnitine is made in the body, food sources augment the supply. Foods rich in this amino acid include red meat, dairy products, and avocado, but levels vary widely. [1] Key words：L-carnitine、preparation、application、prospect 1、左旋肉碱（L-肉碱） L-肉碱，又称肉毒碱，化学名称β-羟基-γ-三甲铵丁酸，是一种白色晶状体或白色透明细粉，在水、酒精、碱溶液中高度溶解，200℃以上分解熔化，左旋肉碱在脊椎动物和无脊动物组织中普遍存在，也存在于一些植物和微生物中。1905年，俄国的Gulewitsch和Krim．berg从肉抽提物中发现了肉碱。1927年，Tomita 和Sendju证实了其分子结构为L-3-羟基-4-三甲铵丁酸(L-β-Hydroxy-γ-Butyrobetaine)。1948年，Fraenkel发现了大黄粉虫幼虫的生长需要一种生长因子，并将此命名为维生素BT。1952年，Carter确证了维生素BT就是肉碱。从
L-肉碱在动物营养中的应用进展
L-肉碱在动物营养中的应用进展 L-肉碱，即左旋肉碱，又称肉毒碱。1905年Kriberg首次在肌肉中发现了L-肉碱。1927年Fraenkel和Blewett发现L一肉碱是大黄粉虫的必需营养素，L-肉碱因此被命名为VBT{1]。1959年，Fritz发现了L-肉碱在脂肪代谢中的作用，认为L一肉碱是长链脂肪酸进行β一氧化所必需的载体，发挥着把脂肪酸从胞浆转运到线粒体基质的作用。目前国外许多研究人员认为L-肉碱是一种类维生素和类氨基酸物质，是一种能使食物转化为能量的营养物质，是一种新型的功能性营养添加剂。 1 L一肉碱理化性质简介 L-肉碱的化学名称是L—β一羟一γ一三甲胺丁酸，外观呈白色结晶性粉末，分子量为161．20，比旋光度一290～一320(c=lO，H20)，pH在5．5～9．5之间，呈弱酸性，性质稳定，熔点为210～212C之间，能耐200℃以上高温，具有很强的吸湿性和水溶性。 2 L-肉碱在饲料中的分布 L一肉碱广泛分布于自然界中，是微生物、动物及植物的一种基本成分。组织中L-肉碱含量受多种因素的影响，包括年龄、性别、营养、疾病等，成年健康动物血液中L-肉碱含量与L-肉碱摄人量成正相关。L-肉碱在各种饲料原料中含量不一，以动物性原料中含量较高。 3 L-肉碱的生物合成 L-肉碱的合成主要在肝脏中进行，由一个赖氨酸和三个蛋氨酸在五种酶的催化和烟酸、VB6、VC、Fe2+参与下经五步反应合成的，合成条件苛刻，如果赖氨酸、蛋氨酸、烟酸、VB6、VC其中任一不足，都会使肉碱合成受阻。 从酶反应的反馈调控机制看，若在饲料中添加动物生命活动所需的足量L-肉碱，可以通过酶反应终产物的反馈抑制作用，减少L一肉碱在体内合成，从而节约体内的赖氨酸和蛋氨酸，也节约了机体的能量消耗。 4 L-肉碱的生物化学功能 跟其它B族维生素一样，L-肉碱在人类及动物的新陈代谢中扮演着关键的角色。人类及动物需要消耗能量来完成各种生理活动，动物体内的能量(ATP)是通过细胞氧化碳水化合物及脂肪而获得，碳水化合物可满足短期及大量的能量需要，但动物体内只含有少量的碳水化合物，机体内的能量大多以脂肪的形式存在。脂肪及脂肪酸可提供持久的能量供应以满足长期的能量需要，因而生物体氧化脂肪酸有能力是非常重要的。L-肉碱的生化功能主要有以下几种： 4．1促进脂肪酸的β-氧化 L-肉碱作为载体以酰基L-肉碱的形式将长链脂肪酸从胞浆转运到线粒体基质，促进脂肪酸的β-氧化。当动物体内能量供应不足或有特殊需要的时候，就要把脂肪酸从脂肪组织里面动员出来提供能量。脂肪酸不能直接进入线粒体内膜，必须要通过这个载体才能进入。β-氧化的速度取决于L-肉碱传递系统，而肉碱传递系统的运作在很大程度上依赖于L一肉碱的水平，L-在脂肪酸氧化代谢过程中，L一肉碱的主要功能就是调控L-肉碱脂酰转移酶的活性以调节脂肪酸的氧化降解。 4．2 排除体内过量酰基，缓冲线粒体酰基CoA／CoA比率 L一肉碱作为载体以酰基L一肉碱的形式将线粒体内的短链酰基运送到膜外，起到调节线粒体内酰基CoA／CoA比率的作用，并为胞质中脂肪酸合成乙酰
绿色水产饲料添加剂及其应用
绿色水产饲料添加剂及其应用 活菌制剂 活菌制剂是动物有益菌经工业化厌氧发酵生产出的菌剂。活菌制剂对水产动物的作用机理可简单概括如下：活菌制剂中有益微生物进入水产动物机体后，形成优势菌群，与有害菌争夺氧附着位点和营养素，竞争性地抑制有害菌的生长，从而调节肠道内菌群趋于正常化；微生物代谢产生有机酸，降低肠道内pH值，杀灭耐酸的有害菌；产生溶菌酶、过氧化氢等物质，可杀灭潜在的病原菌；产生各种消化酶，有利于养分分解；合成B族维生素、氨基酸、未知促生长因子等营养物质；直接刺激肠道免疫细胞而增加局部免疫抗体，增强机体抗病力。 活菌制剂在水产养殖上使用，表现为以下三方面的特点：第一是功能的多样性，它具有促生长作用，提高鱼、虾、蟹等水产品的产量，据报道能提高产量10%～30％；改善水产品质量；具有防病抗病等多种功能，能提高鱼种成活率5%～20％。第二是广泛的适应性，已有的水产用活菌制剂在四川、辽宁、广东等地实验示范，均表现出明显效果。其主要原因在于它主要受水生生物个体活菌环境的影响，外部环境对其作用的影响相对较小。第三是高度的安全性，水产活菌制剂大都由健康水产动物体内的微生物系统中分离、提纯，再作用于水产动物，不会对水产动物产生任何危害，也不会在水中和鱼体内有残留。 糖萜素 糖萜素是由糖类(≥30%)、配糖体(≥30%)和有机酸组成的天然生物活性物质。糖萜素的有效成分性能稳定，使用安全，与其他饲料添
加剂均无配伍禁忌。糖萜素在饲料中的添加量为200克~500克/吨，它完全可以替代抗生素药物，且无残留，不污染环境。饲用后，可显著增强水产动物机体的免疫力和抗病力，促进生长，提高日增重和饲料转化率，并有抗应激、抗氧化效果，同时对肠道细菌性疾病有较强的预防作用。据试验，饲用糖萜素饲料添加剂的水产品，品质得到改善，符合动物源性食品的绿色化生产要求，社会效益和经济效益十分显著。 低聚糖 低聚糖，又称寡糖，是由2个~10个糖基通过糖苷键连接而成的具有直链或支链结构的低聚物的总称。寡糖种类很多，但目前用作饲料添加剂的主要包括：异麦芽糖、异麦芽三糖、异麦芽四糖、潘糖、果寡三糖、果寡四糖、果寡五糖、半乳寡糖、甘露寡糖、大豆寡糖、龙胆寡糖、木糖寡糖等。寡糖可以选择性地促进水产动物肠道中有益菌增殖。这些有益菌利用寡糖发酵产生短链脂肪酸，降低肠道pH值，抑制病原菌在体内消耗养分，减少有毒和致病代谢物的产生，从而维护、增进水产动物健康。 某些寡糖可以提高机体对药物和抗原的免疫应答能力，增进水产动物的免疫能力。与活菌制剂相比，寡糖更稳定，对制粒、膨化、氧化和储运等恶劣环境条件都具有很高的耐受性，能抵抗胃酸的灭活作用，克服了活菌制剂在肠道定植难的缺陷。加上其无毒无副作用，因此尽管目前生产效率低，生产难度大，但其在水产饲料中的发展应用前景仍十分广阔。 酶制剂
国内功能性食品市场调查
前言 随着人们生活水平的提高,营养、安全、健康已成为食品开发的主题,研究食物功能成分、开发功能性食品已成为国内外食品研究瞩目的热点,国外已将功能性食品研究作为新世纪增强国际竞争力具有战略意义的研究课题功能性食品的发展,大体经历了三个发展阶段.第一代功能性食品仅根据食品中的营养素成分或强化的营养素来推知该食品的功能,没有经过科学的验证. 第二代功能性食品是指经过动物和人体实验,确知其具有某种生理调节功能的食品. 第三代功能性食品不仅需要经过动物和人体实验证明其具有某项生理调节功能,还需确知有该项功能的功能因子的化学结构、稳定形态及其含量和作用机理.在美、日等发达国家市场上,大部分是第三代功能性食品,而我国大多数属于第一代或第二代功能性食品,第三代功能性食品仅占10%左右. 因此,我国的功能性食品要进入国际市场,必须把发展第三代功能性食品作为今后研究开发的重点.研究的目的与意义一．功能性食品的定义 食品中含有一种无论是否属于营养素的组分，只要其有益于机体组织健康，减少相关疾病风险；或具有超出原有食品营养功能，对机体产生有益和心理作用的食品，均可称为“功能性食品”。也可以理解为功能性食品是强调其成分对于人体能充分显示机体防御功能、调节生理节律、预防疾病、和促进康复等功能的工业化食品. 国际生命科学研究院欧洲分部的一个由欧洲专家组成的项目小组采用如下功能食品定义：“一种食品如果可以令人信服地证明对身体某种或多种机能有益处，有足够营养效果改善健康状况或能减少患病，即可被称为功能食品。” 如果一种功能食品有特殊的生理效应，它的主要成分是常量营养素；如果一种功能食品更多的是作为日常膳食补充剂摄入，它的基本成分是微量营养素。功能食品也能以如下食品成分的形式呈现出来：一些是有一定营养功能但却不是人体所必需的成分的食品（如某些低聚糖）；另一些甚至是什么营养价值也没有的食品（如活微生物和植物化学品）。实际上真正既能补充营养元素（如新陈代谢所需要的营养），又兼具享受功能的是我们每日的膳食，它既能调解消费者的身体机能，又能减少他们患病的危险 二．功能性食品的分类 （一）根据消费对象进行分类 1．日常功能性食品它是根据各种不同的健康消费群（如婴儿、学生和老年人等）的生理特点和营养需求而设计的，旨在促进生长发育、维持活力和精力，强调其成分能够充分显示身体防御功能和调节生理节律的工业化食品。它分为婴儿日常功能性食品、学生日常功能性食品和老年人日常功能性食品、特种功能性食品等。（1）婴儿日常功能性食品应该完美地符合婴儿迅速生长对各种营养素和微量活性物质的要求，促进婴儿健康生长。（2）学生日常功能性食品应该能够促进学生的智力发育，促进大脑以旺盛的精力应付紧张的学习和生活。（3）老年人日常功能性食品应该满足以下要求：即足够的蛋白质、足够的膳食纤维、足够的维生素和足够的矿物元素，低糖、低脂肪、低胆固醇和低钠。（4）特种功能性食品它着眼于某些特殊消费群的身体状况，强调食品在预防疾病和促进康复方面的调节功能，如减肥功能性食品、提高免疫调节的功能性食品和美容功能性食品等。
左旋肉碱的发展历程
左旋肉碱的发展历程 左旋肉碱的发展历程 1905 年：俄国科学家从肌肉中提取并分离出 L-Carnitine; 1940 年： Frankle 发现 L-Carnitine 是人体必需物质，并将其命名为 “维生素 BT ” 1959 年： Fritz 确认 L-Carnitine 是脂肪氧化过程中必需载体，为机体提供能量来源，从而确 认其为人体必需物质； FDA ）世界卫生组织（ WHO ）认可，美国专家委员 会确认 L-Carnitine 的安全性； L-Carnitine 原料外，又增载片剂和口服液； 1996 年：我国卫生部将其批准为食品添加剂，列入营养强化剂 类。 肉碱的作用机理 动物体组织细胞需要的能量形式为 ATP ,合成ATP 的主要能量来源是脂肪酸、葡萄酸、蛋 白质等。脂肪是动物体内主要的能量储备物质， 肉碱对于脂肪酸的氧化起着不可替代的作用。 肉碱在功能食品及医药领域的应用 1、减肥 L-肉碱作为脂肪酸 b-氧化的关键物质，能够在机体内除去多余的脂肪及其他脂肪酸的残留 物，使细胞内的能量得到平衡。肉碱在减肥过程中真正达到了世界卫生组织（ WHO ）所规 定的健康减肥三大标准：不厌食、不腹泻、不乏力。 2、消除脂肪肝 肝脏是脂类和脂肪的重要代谢器官， 脂肪的分解、 合成及蛋白代谢等均在肝脏内进行， 除食 用过多脂肪和脂肪运员增加可导致脂肪肝外，更重要的是当体内缺乏肉碱或甲基供应不足 时，长链脂肪酸氧化发生障碍， 导致脂肪在肝中过量存积而发生脂肪肝。 增加或补给肉碱的 摄入量，可调节脂肪代谢，促进脂肪的 b-氧化，从根本上消除体内或脏器内多余的或存积 的脂肪， 目前瑞士、 美国及日本等国家都用肉碱来防止脂肪肝的发生， 也可以通过添加肉碱 来消 除肝脏中存积过多的脂肪而获得康复。 3、心脏保健 心脏不停的泵出血液，不断运动的心脏细胞其能量来源至少有三分之二是来自脂肪的氧化， 肉碱是脂肪氧化不可或缺的关键物质， 如果缺乏肉碱， 首先影响的就是心脏。 肉碱对于心肌 细胞的健康极为重要， 补充足够的肉碱有利于预防及治疗心脏的多种状况。 另外， 肉碱还能 提高血液中的高密度脂蛋白水平，他是一种胆固醇的保护成分，有利于帮助冠状动脉清洁， 使高的甘油三脂下降，同时也可降低高血压患者的血压。 4、抗衰老 能量是最大的抗衰老力量， 细胞有足够的能量就会充满活力， 在人体衰老过程中细胞能量的 减弱是其加速衰老的原因之一， 肉碱在整个衰老过程中起延缓过程的作用， 另外， 能量在细 胞内起着一个修复的作用， 机体衰老时不可能如前般保护自己， 但肉碱能保持免疫系统的强 壮，从而避免一些疾病的侵袭。 5、有利于婴儿健康 肉碱在婴儿利用脂肪作为能量来源的代谢中起着重要作用。 用于新生婴儿产热主要靠棕色脂 肪，而体内肉碱的合成能力不足(仅相当成人的 12%)，因此婴儿必须摄取外源性肉碱。我 国对婴儿食品的L-肉碱添加量为70~90mg/kg 。 6、其他方面 1980 年：美国食品、药品管理局（ 1990 年：美国药典第二十二版收载 1991 年 获得瑞士和美国专利号（ FDA ）管理手册登载 L-Carnitine 为天然物质； L-Carnitine ； USA Patent number 5,0730,373 日期： Dec.17.1991 ）； 1993 年：获得美国食品、药品管理局（ 1994 年：美国药典第二十三版收载