左旋肉碱的营养作用及其应用

《广州食品-r ql,科技》 Guangzhou Food Science and Technology Vo1．18 No．3(总 72) 左旋 肉碱 的营 养作用及 其应 用 汪学荣 王光慈 阚建全 (西南农业大学食品学院重庆 400716) 摘 要 左旋肉碱是动物体 内与脂肪代谢有关 的化合物 ，它的主要功能是作为载体将长链 脂肪酸从线粒体膜外运送 到膜 内 促进脂肪酸的氧化。本文综述了左旋肉碱的理化特性 、生物合成 、生理功能及其在食品工业 中的应用 。 关键词 左旋肉碱 ，理化特性 ，生物合成，生理功能 ，应用 Nutritional Functions and Application of L ——carnitine W angXuerong，W angGuangci，KanJianquan (Food college of Southwest Agricultural University，ChongQing 4007 1 6) Abstract L—carmtine is a compound in animal’S lxxty which relates tO fatty acids metabolism ． Its mam function is as a carrier in the transportation of long—chain fatty acids over the mitochondrial inner membrane where it promotes fatty acids口一 oxidation．The physical and chemical properties，biosynthesis，physiological functions and its applica~on in food industry of L—camitine are summarized in this article． Key words L — cam itine，Physical an d chemical properties，Biosyn thesis，Ph ysiological functions，Application 左旋肉碱fil~DH速脂肪代谢速率 ，对人体脂肪酸氧 化有重要作用。本文对左旋 肉碱的理化特性、生物合 成、生理功能及其在食品工业中的应用作一综述。 1 左旋肉碱的理化特性 肉碱有 L型 和 D型两种形式 ，只有 L型具有 生物 活性 ，D型是其竞争性抑制剂。L一肉碱的分子量为 162，白色粉末 ，易吸潮 ，稳定性较好 ，可在 pH3—6的 溶 液 中放 置 1年 以上 ，能 耐 200℃ 以上 的高温 ，它 的组 合键和官能团具有较好 的溶水性和吸水性。 目前 ，L 一 肉碱的分析检测方法有旋光法、高氯酸 [HC104]滴 定 法和 HPLC法 。 自然界中只存在 L一肉碱 ，它是微生物、动物及植 物的基本成分之一。大多数的动物具有合成 L一肉碱 的能力。L一肉碱在部分食物中的含量见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。由表 1可见 ，膳食中 L一肉碱主要来源于动物，植物 中的含 量很 少 。 2 左旋肉碱在体 内的合成 从 20世纪 20年代以来 ，科学家们开始研究 L一肉 碱的生物合成。大多数生物都能 自身合成肉碱，动物体 合成 L一肉碱的部位主要是肝脏和肾脏。L一肉碱的生 收稿日期"200[2—04—29 作者简介：汪学荣(1973一)，男，重庆长寿人，硕士研究生，研究方向为食品 化学与营养学。 55 物合成起始于体内必需氨基酸一赖氨酸和蛋氨酸，首先 是富含赖氨酸的蛋 白质在蛋 白质甲基化酶的催化下，由 s一腺苷蛋氨酸供给甲基将多肽链中的赖氨酸转化为 e一 三甲基赖氨酸，随后通过体内蛋白酶水解生成三甲基赖 氨酸，三甲基赖氨酸再通过四步酶促反应合成 L一肉碱， 见图 1。在 此 过程 中还需 烟 酸、维生 素 C、维 生 素 B6、 Fe2 的参与，其中维生素 C对 肉碱的合成速度影 响最 大。合成一分子肉碱需一分子赖氨酸和三分子蛋氨酸， 赖氨酸提供碳链和氮原子，蛋氨酸提供甲基。肌 肉组织 中肉碱含量虽然很高，但是肌 肉并不能合成 肉碱 ，而要依 赖来自肝、肾的血液输送。 表 1 L一肉碱在部分食物中的含量 (mg／Kg) 富含赖氨酸的蛋 白质一S一腺 苷 甲硫氨 酸一蛋 白质 甲基 维普资讯 http://www.cqvip.com 《广州食品工业科技) Guangzhou Food Science and Technology Vo1．18 No．3(总 72) 化酶一含 E一三 甲基赖氨 酸的蛋 白质一蛋 白酶一E一三 甲基赖 氨酸一F ，02，Vc-+~ 氧酶一口一羟基 一E—N一三 甲基赖氨 酸一醛缩酶一 三 甲氨基 丁醛一 醛 氧化酶 一 三 甲氨基 丁酸一 Fd ，02，Vc-+~ 氧酶一L一肉碱 图 1 L一肉碱的生物合成 3 左旋肉碱的生理功能 3．1 促进脂 肪酸 p一氧化 L一肉碱是一种具有多种生理功能的化合物，其主 要的功能是作为载体以脂酰肉碱的形式将长链脂肪酸从 线粒体膜外转运到膜内，在线粒体 内进行 p一氧化，从而 产生能量。整个过程由肉碱酰基转移酶 I和肉碱酰基转 移酶 Ⅱ两种同功酶催化完成。近来通过实验证明 L一肉 碱对中链脂肪酸 的氧化也具有一定的作用。 3．2 调节线粒体内酰基比率 线粒体内酰基 CoA／CoA比率的稳定对能量代谢 有重要作用，若线粒体基质 中的乙酰基不及时运出， 乙酰 CoA／CoA比率上升 ，对丙酮酸脱氢酶有抑制作 用 ，从而影响能量代谢。同时 ，一些支链酰基是亮氨 酸、异亮氨酸和缬氨酸的代谢产物 ，支链酰基的及时 运出有利于这些氨基酸的正常代谢。肉碱可参加支 链氨基酸代谢产物的运输 ，从而促进了支链氨基酸的 正常代谢 。此过程由肉碱酰基辅酶 A催化完成。 3．3 L一肉碱可排出体 内过量的或非理性的酰基团， 消除机体因酰基积累而造成的代谢毒性 ；还能促进 乙 酰乙酸的氧化 ，在酮体 的消除和利用 中起作用；防止 动物体 内过量氨产生的毒性 ，可作为生物抗氧化剂清 除自由基，维持膜的稳定 ，提高动物的免疫力以及抗 病抗应 激 的能力 。佛罗里达大 学的 Peggy R Bomm 教 授指出，L一肉碱还有储存 能量和把能量从一个器官 细胞传到另一个器官细胞的功能。 3．4 其 它生理功能 近来有研究报道 ，L一肉碱还 间接参与糖元异生 和调节生酮过程；有效降低运动后血液 中乳酸的浓 度 ；参与精子的成熟过程等。 4 左旋肉碱在食品工业中的应用 由于 L一肉碱具有多种重要的生理功能，目前正 成为人们研究的热点。1984年 FDA确定 L一肉碱是 一 种重要的食品营养强化剂。我国卫生部也于 1994 年将 L一肉碱列入食品营养强化剂范畴。L一肉碱作 为机能性食品添加剂已有广泛应用。 4．1 用于婴儿食品 L一肉碱 属婴 儿 的条 件必 需 物质 ，由于 婴儿 合成 L一肉碱 的能力 较弱 ，尤其 是早 产儿 ，必须 补充 外源 肉 碱 ，因此需要在婴儿配方食品中添加适量的 L一肉碱 以满足其生理需要。L一肉碱不仅在能量产生和脂肪 代谢过程中起重要作用 ，而且在维持婴儿生命及促进 婴幼儿发育的某些生理过程 ，如生酮作用 、氮代谢等 方 面均具有一定 的功能 。 4．2 用于减肥食 品 20世纪 70年代 就有 把 DL一肉碱 用 于治 疗肥 胖 症的报道。由于体 内肉碱缺 乏，脂肪代谢紊乱，一方 面会造成肌肉供能不足产生机体疲劳及相关的心血 管疾病 ；另一方面还会造成脂类物质在肌纤维和肝脏 中积累产生肥胖 、脂肪肝等。桑 田有等认为运动不足 的肥胖型人常饮加入 L一肉碱的饮 品，并保持长期锻 炼 ，能将体内积累的脂肪消耗 ，起到减肥作用。以L一 肉碱为主要成分的减肥健身食 品在欧美很受欢迎 ，国 内也有这类食品面市。 4．3 用于运动员饮料 据 Decombaz J．等报道 ，体育运 动后人体肌 肉组 织中的游离肉碱浓度下降 20％左右，可以通过补充外 源 L一肉碱而得到改善 ，从而促进体内脂肪氧化产能， 提高运动成绩。柳本行雄用二十八烷醇与 L一肉碱配 伍，发现有相乘作用，能使全身肌肉松弛 ，同时还提高 爆发力和耐力。目前 ，国内外均有 以 L一肉碱为生理 活性成分的运动员饮料 ，一 日摄取 L一肉碱 7．5—10 克，有相 当好的增强体力的效果。 4．4 用作营养补充剂 中老年人随着年龄的增长 ，体 内的 L一肉碱含量 不断减少 ，导致心肌细胞活力减退 ，故需补充 L一肉碱 以利于心肌能力的增强。糖尿病人 以及患有肾功能 疾病的人尿液排泄过多 ，体内 L一肉碱的消耗量大 ，靠 自身的合成不能满足需要 ，易导致 L一肉碱缺乏 ，需要 长期补充 L一肉碱以满足身体的需求。 5 结语 L一肉碱是人体需要的重要食品营养强化剂，由 于其安全、稳定性好已得到广泛应用，不仅用于食品， 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 L一肉碱只有瑞士、意大利、日本等少数 国家能够生产 ，国内需求全靠进 口，价格昂贵(3000元 ／rig)，亟待国内科研人员投入到 L一肉碱的研究和开 发工作中，以填补国内在这一领域的空 白。 (参考文献略 。共 18条 ) 56 维普资讯 http://www.cqvip.com