摘要:综述了左旋的生理功能及其作为生理性活性成分在食品、饲料、医疗上的应用和几种生产的方法。
关键词:;生理功能;应用;生产
0前言
( Levocaritine)是俄国的Gulewitsch于1905年从肉抽提物中发现的。1927年Tomita 和Sendju证实了其分子结构为L-3- 羟基- 4- 三甲基铵丁酸(L-β-Hy-droxy-γ-Butyrobetaine)。1958年Fritz发现能加速细胞(线粒体)对脂肪的消耗,确立了对人体脂肪酸氧化的重要作用。肉碱有L一型和D一型两种形式,其中L一型具有生理活性,而D一型则是其竞争型抑制剂。
1的生理功能
能以脂酰肉碱的形式将长链脂肪酸从线粒体膜外运送至膜内,从而促进脂肪酸-β- 氧化也能将过量的脂酸一CoA排出体外,避免其在体内的过量积累,起到防止代谢性酸中毒的作用还可通过增加与尿素的结合促进体内氨的排出,解除氨的毒性,而氨作为蛋白质代谢的副产物是运动后致疲劳的主要因素。同时也能有效降低运动后血中乳酸的浓度。
2的应用
目前对的开发应用是一个研究热点,八十年代后,国外已有商品形式肉碱出售,我国也有含肉碱的婴儿奶粉等营养品上市,卫生部已将列入营养强化剂范畴。主旋肉碱作为机能性食品添加剂、饲料添加剂和xx已有广泛应用。
2.1用于xx食品
把DL- 肉碱应用于xx肥胖的报道见于七十年代初。人体内肉碱不足时,容易导致脂肪类代谢紊乱,造成肌肉供能不足,产xx体疲劳和相关的心血管疾病;同时也会导致脂类物质在肌纤维和肝脏中积累,导致肥胖和脂肪肝等不良后果。运动不足的肥胖类型人常饮加入的饮品,坚持长期锻炼,能将体内积蓄的脂肪消耗,起到xx作用。目前,以左旋为主成分的xx食品在欧美市场深受消费者青睐,国内也有含的xx食品。
2.2用于婴儿食品
肉碱对婴儿来说,不但在产能和脂肪代谢过程中起重要作用,而且在维持婴儿生命及促进婴儿发育的某些生理过程,如生酮作用、氨代谢等方面均具有一定的功能。由于婴儿体内合成肉碱的能力不足,不能满足其正常的代谢需要,须摄入外源肉碱,因而需要在婴儿配方食品中添加适量的以满足其生理需要。目前国内外已有含的母乳化奶粉食品。
2.3用于运动员饮料
人体运动后肌肉组织中的游离肉碱浓度下降 20%左右,可以通过补充外源而得到改善,从而促进体内脂肪氧化而产生能量,使运动成绩提高。目前,国内外均有以为生理活性成分的运动饮料,一般以饮用7.5-10g/d肉碱为宜。
2.4应用于饲料
在配合饲料的蛋白质中往往存在缺乏蛋氨酸和赖氨酸的问题,而添加的单体氨基酸又存在不同步吸收的问题,加入后,通过反馈抑制作用,可节省蛋氨酸用量。同时,对动物生长也有相应的促进作用,摄入外源肉碱可明显促进草食类动物的生长,因为用作饲料的植物中几乎不含有肉碱。国外已用添加于饲料中,喂养猪、牛、羊、鸡、鱼等,国内在猪饲料中也有应用。
2.5用作xx
可用于xx肾病、脂质沉积性心肌病、心脏病、急性氨中毒,促进精子成熟,提高精子活力;还可对病情进行预测,如急性心肌梗塞或心肌缺血时,肉碱水平下降,而严重肾脏疾病则血浆中肉碱增多;出现严重代谢紊乱时,如合并酮病或酮病酸中毒,血浆中肉碱则显著下降,游离肉碱与酮体水平呈负相关。
3的生产
由于广泛应用于食品、饲料、医疗等领域,当前,世界上许多国家都在研究的生产方法,并取得了一定的进展。
31化学合成法
这最早的生产肉碱的方法。但由于不能将L- 型和D- 型分开,而D- 型又有负作用,一般禁止使用。故将L一型和D一型拆分是现在使用的一种方法,但由于该法操作复杂,产品得率低,且拆分剂价格昂贵,难以实现工业化生产。
3.2生物合成法
Joeres等报道了用DL- 酰胺作为c源和N源筛选得到能将肉碱酸胺水解为的菌株。Kyowa在1990年报道用xx胞菌培养于含DL- 肉碱酸胺的培养基中,获得了高纯度的。Giannessi也报道了发酵DL-肉碱酰胺得到的方法。这几种方法的共同点时是都用DL- 肉碱酰胺为原料来生产。
γ-丁基甜菜碱是生物合成的直接前体,八十年代初有人筛选到能将γ-丁基甜菜碱转变为的菌株,转化率达99%。Lonza 则在1991年报道了采用分批培养的方式将γ-丁基甜菜碱转变成,使用的微生物包括xx胞杆菌、酵母菌、根瘤菌、土壤杆菌及大肠杆菌。1990年Hoeks等也作了类似的报道。尽管通过γ-丁基甜菜碱转化来生产的转化率及产量都很高,但由于其本身价格昂贵、成本高,实现工业化生产有一定的难度。
3基因重组技术法
目前,已有人研究在传统发酵的基础上,通过基因重组技术获得具有高转化率的微生物菌株,用于的生产。1995年Eichler将大肠杆菌中CaiD.CaiE基因克隆,并获得转基因工程菌E.colik38,使其肉碱消旋酶含量大增,活性显著提高,可用于转化DL-肉碱为。虽然目前通过转基因菌株来生产的方法还处于试验阶段,但由于其潜在的优越性,将是今后研究的热点。
作为新型机能性添加剂已得到广泛应用,不但用于食品上,而且在饲料和医疗方面也有应用,具有非常广阔的市场前景。目前只有日本、瑞士、意大利等国能够生产,国内需求全靠进口,亟待国内科研人员投入该项目的研究工作,以{tmgnkb}。
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