甘氨酸的生理作用與應(yīng)用

1、甘氨酸的生理作用與應(yīng)用袁小娟，吳希茜（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400715）摘要：綜述了甘氨酸的生理作用，并介紹了甘氨酸在醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥等方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：甘氨酸；生理作用；應(yīng)用 中圖分類號(hào)：t151.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：adoi：10.3969/j.issn.1007-7871.2011.07.002甘氨酸既可作為某些神經(jīng)遞質(zhì)合成的原料，又可作為某些神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)制物。由于人體或其他哺 乳動(dòng)物自身能夠合成甘氨酸，它作為非必需氨基 酸，可以不依賴于從腸道吸收，因此，理論上補(bǔ) 充這種氨基酸不會(huì)表現(xiàn)出其生物學(xué)作用。但大量 研究表明，在某些病理情況下甘氨酸可表現(xiàn)出抗1 概述甘氨酸（glycine），

2、又名氨基乙酸或乙氨酸，分子式為 c2h5no2。早在 1820 年勃拉克諾就從明膠 中分離得到甘氨酸，因?yàn)樗蔷哂刑厥馓鹞兜慕Y(jié) 晶體，故又被稱為膠糖1。1848 年，瑞典的化學(xué)家 berzelius 將其命名為甘氨酸。固態(tài)的甘氨酸為白色 單斜晶系或六方晶系的晶體或白色結(jié)晶粉末，無 臭，無毒，相對(duì)密度 1.1607，熔點(diǎn) 232 236（分 解），易溶于水，難溶于乙醇、丙酮和乙醚，微溶 于吡啶，可與鹽酸反應(yīng)生成鹽酸鹽2。甘氨酸是最簡(jiǎn)單的氨基酸，參與嘌呤類、卟 啉類、肌酸和乙醛酸的合成，可與多種物質(zhì)結(jié)合， 由膽汁或從尿中排出。作為營(yíng)養(yǎng)增補(bǔ)劑廣泛應(yīng)用 于醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域。例如，將甘氨酸與谷氨酸、 丙

3、氨酸一起使用，對(duì)防治前列腺肥大并發(fā)癥、排 尿障礙、頻尿、殘尿等癥狀頗有效果，其本身還 能改善睡眠質(zhì)量。根據(jù)甘氨酸的制備工藝和產(chǎn)品 的純度可分為食品級(jí)、醫(yī)藥級(jí)、飼料級(jí)和工業(yè)級(jí) 4 種規(guī)格產(chǎn)品。損傷、抗炎、免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞保護(hù)等作用 。最近58還有研究表明9 ，如果給予大鼠高劑量的甘氨酸，10可以升高腦內(nèi)甘氨酸含量，同時(shí)還觀察到膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生形態(tài)學(xué)改變，似乎表明了甘氨酸補(bǔ)充也可 表現(xiàn)出生理學(xué)作用。此外，在運(yùn)動(dòng)情況下甘氨酸是人體重要能源物質(zhì)肌酸的重要原料，因此，有人推測(cè)，補(bǔ)充甘氨酸有助于提高人體的運(yùn)動(dòng)能力。2.1 甘氨酸能提高運(yùn)動(dòng)能力江蘇大學(xué)的樊曉飛 等人對(duì)此作了研究，他們?cè)诮o予小鼠補(bǔ)充甘氨酸后，觀察一

4、次性力竭游泳 時(shí)間、補(bǔ)體活性和淋巴細(xì)胞增值功能的變化，研 究結(jié)果表明，甘氨酸預(yù)先補(bǔ)充后可部分地阻抑機(jī) 體補(bǔ)體活性的大幅度下降和 t 淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化活性 的下降，并可對(duì)操作能力發(fā)揮促進(jìn)作用，提示甘112 甘氨酸的生理作用氨酸在運(yùn)動(dòng)情況下可成為特殊的“必需氨基酸”，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步探討甘氨酸補(bǔ)充在運(yùn)動(dòng)或體能訓(xùn)練、營(yíng) 養(yǎng)支持和疾病康復(fù)中的重要性和補(bǔ)充策略。2.2 甘氨酸 ors 可治療腹瀉patra 等研究證明，甘氨酸能增加小腸對(duì)鈉和甘氨酸不僅參與機(jī)體蛋白質(zhì)的構(gòu)成，而且是很多重要物質(zhì)如蛋氨酸、膽堿，一些重要的激素 以及脫氧核糖核酸的基本結(jié)構(gòu)。此外，甘氨酸可 作為一種抑制性或興奮性神經(jīng)遞質(zhì)3。在中樞神經(jīng) 系統(tǒng)

5、，尤其是在脊椎里，甘氨酸是一個(gè)抑制性神 經(jīng)遞質(zhì)，如果甘氨酸接受器被激活，氯離子通過 離子接受器進(jìn)入神經(jīng)細(xì)胞導(dǎo)致抑制性突觸后電位4。水的吸收，療效同葡萄糖。以甘氨酸（111mmol/l）加入 who-ors 中，與單獨(dú) ors（口服補(bǔ)液鹽）進(jìn)行對(duì)照，加甘氨酸組排便量、腹瀉天數(shù)及口服液的 用量均顯著減少，提示甘氨酸能增加鈉和水的吸收稿日期 2011-04-07作者簡(jiǎn)介 袁小娟（1984-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称坊瘜W(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)。液，并提出甘氨酸能促進(jìn)水和鈉的吸收。另有人12證明甘氨酸 ors 可用于感染及非感染性腹瀉，提 出甘氨酸 ors 比 ors 更易為患耐受。2.3 甘氨酸的護(hù)肝作用甘

6、氨酸即 -氨基乙酸，屬于不帶電荷的極性 氨基酸，是一種非必需氨基酸，含一個(gè)氨基和一 個(gè)羧基（最簡(jiǎn)單的氨基酸）。由于其分子小，所以易 于在蛋白中作為靈活的連接區(qū)，參與形成螺旋、 胞外的信號(hào)分子、細(xì)胞膜或酶的識(shí)別位點(diǎn)。近年 來，越來越多的研究表明游離的甘氨酸具有顯著 的肝臟保護(hù)作用，甘氨酸在抑 制 kupffer 激活細(xì) 胞、保護(hù)肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞、肝竇內(nèi)皮細(xì)胞方面起重要 作用，可以維持膿毒癥肝細(xì)胞細(xì)功能，降低膿毒 癥誘導(dǎo)的死亡率，這種非必需氨基酸對(duì)于臨床治 療膿毒癥、減輕肝移植時(shí)肝臟的缺血再灌注損傷、 改善移植肝的存活等具有重要意義13。2.4 免疫調(diào)節(jié)和細(xì)胞保護(hù)作用張學(xué)春等人研究發(fā)現(xiàn)內(nèi)毒素能誘發(fā)全身炎

7、癥 反應(yīng)，激活單核巨噬細(xì)胞的細(xì)胞膜鈣通道開放， 引起 ca2+內(nèi)流，從而釋放細(xì)胞因子及炎癥介質(zhì)，是 梗黃大鼠腸道屏障被破壞的一個(gè)因素，甘氨酸可以 減弱內(nèi)毒素的生物學(xué)活性，降低梗黃大鼠腸道組織 中 no 的水平，對(duì)梗黃大鼠腸道屏障起保護(hù)作用14。周軍利等研究表明，甘氨酸對(duì)缺血缺氧心肌細(xì)胞具有保護(hù)效應(yīng)，能明顯改善缺血缺氧后心肌 細(xì)胞的能量貯備，但其具體的作用機(jī)制還需要進(jìn) 一步討論15。甘氨酸是體內(nèi)最簡(jiǎn)單的氨基酸，是機(jī)體內(nèi)源 性抗氧化劑 gsh 的組成氨基酸。近年發(fā)現(xiàn)甘氨酸 可在細(xì)胞、器官和整體水平防止各種有毒物質(zhì)引 起細(xì)胞損害，機(jī)制可能與甘氨酸特異的分子結(jié)構(gòu) 直接穩(wěn)定了細(xì)胞膜有關(guān)16。而劉超通過實(shí)

8、驗(yàn)發(fā)現(xiàn)甘 氨酸對(duì)壞死性胰腺炎及病發(fā)性肺損傷有一定的防 治作用，可能與其抑制白細(xì)胞浸潤(rùn)激活有關(guān)17。毒有害的重金屬含量也會(huì)高一些，還可能引發(fā)體重金屬中毒。另一方面，就牛奶而言，其本身就富含多種氨基酸，特別是人體必須的 8 種氨酸它都含有。牛奶中的所有營(yíng)養(yǎng)素本身是一個(gè)絕頂?shù)钠胶獯钆?，故最易為人體吸收利用。額外地往牛奶中添加甘氨酸，這就使牛奶原來的“物質(zhì)衡”遭到了破壞?！捌胶狻北淮蚱屏耍梭w對(duì)原平衡營(yíng)養(yǎng)的吸收也隨之會(huì)受到影響。人為地單一地往食品中添加非食品級(jí)甘氨酸將對(duì)人體的健康造影響乃至危害的觀點(diǎn)，也被我國(guó)著名的乳品加 專家顧佳升所認(rèn)同。含乳飲料因?yàn)榭谖抖唷⒖?好而頗受小孩子和年輕人的青睞，但一次含

9、乳 料中驚現(xiàn)甘氨酸事件也給孩子家長(zhǎng)和年輕的消 者提了醒，再選擇這類產(chǎn)品時(shí)需謹(jǐn)慎了，或者 不妨以牛乳或酸奶取代含乳飲料。4 甘氨酸的應(yīng)用19，2041醫(yī)藥上的應(yīng)用甘氨酸是人體所需要的氨基酸，在各種氨基酸輸液的配方中，基本上都使用甘氨酸，同時(shí)還可用作金霉素緩沖劑。甘氨酸作為一種重要醫(yī)藥中間體，可用以制備各種有效藥劑，例如治療巴金森氏病的特效“l(fā)-多巴”（l-dopa）的主要中間體即甘氨酸，l-多 對(duì)治療肌力衰弱的假肥大性營(yíng)養(yǎng)失調(diào)癥有特效 甘氨酸還可用于合成 dl-苯丙氨酸及 l-蘇氨酸 重要氨基酸。甘氨酸常作為制酸劑和解毒劑，30 甘氨酸與 70%碳酸鈣的復(fù)合調(diào)劑，可治療神經(jīng)胃酸過多；甘氨酸與阿斯

10、匹林、撲熱息痛等反應(yīng)制得的藥物，不僅可提高藥物的溶解度，增加藥效，還有效抑制了藥物產(chǎn)生的副作用。由于甘氨酸的特殊結(jié)構(gòu)，在新藥合成中具有不可代替的用。由于醫(yī)藥用甘氨酸產(chǎn)品質(zhì)量要求較高，而國(guó)內(nèi)醫(yī)藥級(jí)甘氨酸生產(chǎn)發(fā)展緩慢，因此國(guó)內(nèi)醫(yī)藥3 甘氨酸的安全性18域的應(yīng)用還有等進(jìn)一步開發(fā)，對(duì)于國(guó)內(nèi)的甘氨酸年第14卷第7期由于甘氨酸是氨基酸的一種，如果是食品級(jí)的且含量不超標(biāo)的話，從總體上講不會(huì)對(duì)人體的 健康構(gòu)成危害。關(guān)于這一點(diǎn)，已被廣東藥學(xué)院公 共衛(wèi)生學(xué)院副院長(zhǎng)高永清教授所證實(shí)。高教授認(rèn) 為 ， 從 學(xué) 術(shù) 毒 理 上 來 分 析 ， 每 1000g 食 物 中 含7939mg 甘氨酸才會(huì)導(dǎo)致一半的動(dòng)物死亡。高

11、教授據(jù)此認(rèn)為，食品級(jí)甘氨酸是屬于無毒范圍的。同 時(shí)，他還指出，目前為止，還沒有出現(xiàn)甘氨酸對(duì) 人體健康會(huì)直接造成危害的資料報(bào)道。但如果一 些食品企業(yè)違規(guī)將非食品級(jí)的甘氨酸添加到食品 中去，而且添加達(dá)到一定的量或消費(fèi)者食用量達(dá)生產(chǎn)廠家，改進(jìn)生產(chǎn)工藝路線，提高甘氨酸的質(zhì)量也是十分重要的。在保健品和生化試劑領(lǐng)域中，甘氨酸在醫(yī)治蛋白質(zhì)稀缺方面，起著不可取代的作用。4.2 食品上的應(yīng)用食品工業(yè)是使用甘氨酸的最大產(chǎn)業(yè)，以日本有機(jī)合成公司為例，每年約生產(chǎn)甘氨酸 4103t，中 2.5103t 用于食品加工。把甘氨酸添加于食品中可以增加食品中氨基酸的含量，提高營(yíng)養(yǎng)成分；同時(shí)它還可用作調(diào)品，配制清涼飲料、含醇飲料

12、及作為糖精去苦劑62011甘氨酸可用作食品抗氧化劑及防腐劑，以延長(zhǎng)食品保質(zhì)期。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明，在美國(guó)，用作 食品添加劑的甘氨酸就達(dá) 104t 以上。在日本，市 售的食鹽中一般添加 5%的甘氨酸以改善口味。在 味精中加入甘氨酸可以改善口味、延長(zhǎng)保存期和 節(jié)約用糧，具有一舉三得的功效。日本作為一個(gè) 味精大國(guó)，市場(chǎng)上很少有 99.5%的味精出售，一般 都是 90%的味精和 10%的甘氨酸的混合物。著名 的日本醬菜在制作過程中也不可缺少甘氨酸。4.3 農(nóng)藥方面在農(nóng)藥行業(yè)，用三氯化磷、甲醛反應(yīng)的水解 產(chǎn)物再與甘氨酸反應(yīng)，可制取新型農(nóng)藥除草劑草 甘磷，草甘磷為除草活性最強(qiáng)的內(nèi)吸傳并型廣譜 有機(jī)磷農(nóng)藥，它能

13、有效控制危害最大的雜草達(dá) 80 余種，廣泛用于稻田、麥地、玉米、棉花、大豆 和果園、菜園及鐵路、建筑、交通、森林等非耕 地除草，草甘磷因其有殺草力強(qiáng)、低毒、易分解、 無殘留等優(yōu)點(diǎn)，作為高度安全性除草劑，已被美 國(guó)政府評(píng)為最優(yōu)秀的農(nóng)藥。甘氨酸與甲醛、三氯化磷在 110下反應(yīng)產(chǎn)物 為增甘磷，增甘磷是一種高效葉面施用的植物生 長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，廣泛用于各種農(nóng)作物，還可作為收獲 前的脫葉劑。4.4 飼料方面甘氨酸用在飼料添加劑中，不僅是畜禽飼料 中的主要營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充成分，還可以防止飼料氧化變 質(zhì)，延長(zhǎng)飼料保鮮期，在國(guó)外牛羊的飼料中均含 有甘氨酸，國(guó)內(nèi)的飼養(yǎng)業(yè)尚未普遍采用，在此領(lǐng) 域中甘氨酸的應(yīng)用有待于進(jìn)一步開發(fā)。

14、4.5 其它方面甘氨酸還可用作有機(jī)合成的溶劑，化肥工業(yè) 中脫二氧化碳溶劑，制備氟氨基酸的新型表面活 性劑，甘氨酸與高級(jí)脂肪酸鹽可復(fù)配制備高檔洗 滌劑。甘氨酸在日用化工中也得到廣泛應(yīng)用，用 以配制染發(fā)劑、清潔用品、化妝品等。2003，25（2）：5560.3 ye j h. regulation of excitation by glycine receptorsj. results andproblems in cell differentiation，2008（44）：123143.4 海馬甘氨酸受體功能研究eb/dl. http：/ep142/1419054-cb61d.htm.5 xu

15、f l，you h b，li x h，et al. glycine attenuates endotoxin- induced liver injury by downregulating tlr4 signaling in kupffer cells j. american journal of surgery，2008，196（1）：139148.6 li x，bradford b u，wheeler m d，et al. dietary glycine prevents peptidoglycan polysaccharide -induced reactive arthritis in

16、 therat：role for glycine-gated chloride channelj. infection and immunity，2001，69（9）：58835891.7 wheeler m d，rose m l，yamashima s，et al. dietary glycine blunts lung inflammatory cell influx following acute endotoxin j. american journal of physiology，2000，279（2）：390398.8 yamashina s，ikejima k，enomoto n

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18、urnal of neuropsychopharmacology，1999，2（1）：3540.10 shoham s，javitt d c，heresco -levy u. chronic high - dose glycine nutrition: effects on rat brain cell morphologyj. biologicalpsychiatry，2001，49（10）：876885.11 樊曉飛，等. 甘氨酸補(bǔ)充對(duì)一次性力竭運(yùn)動(dòng)小鼠運(yùn)動(dòng)能力和免 疫功能的影響j. 體育學(xué)刊，2008，15（11）：109112.12 中國(guó)醫(yī)學(xué)論壇報(bào)n. 第 15 版，1984-09-2

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21、市場(chǎng)潛力很大。在國(guó)內(nèi)由于絕大部分 甘氨酸生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)工藝水平落后，產(chǎn)品質(zhì)量差， 而國(guó)外注重將催化、生物、輻射等高新技術(shù)用于 甘氨酸合成工藝的研究，并取得了一定的進(jìn)展， 因此國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)要借鑒國(guó)外的研究思路， 加強(qiáng)催化脫氫氧化制備，生物合成等新技術(shù)的開發(fā)。參考文獻(xiàn)（下轉(zhuǎn)第 17 頁）1 朱世英，等. 甘氨酸的合成工藝研究j. 浙江化工，1990（3）：4044.參考文獻(xiàn)芽提取物作為一種傳統(tǒng)的天然綠色食品配料，以其豐富的營(yíng)養(yǎng)、獨(dú)特的風(fēng)味和功能，在歐美和東 盟等國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，近年來在我國(guó)也 正受到食品領(lǐng)域?qū)I(yè)人士的關(guān)注和重視。大麥經(jīng)發(fā)芽、糖化制得的麥芽汁，具有豐富 的營(yíng)養(yǎng)，其中不僅含

22、有大量的糖類物質(zhì)，還含有 豐富的氨基酸、核酸及其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。大麥制備 麥芽汁的原料及生產(chǎn)工藝與麥芽提取物的原料及 生產(chǎn)工藝（除去麥芽提取物濃縮和真空干燥工藝）相 同，因此可以直接使用麥芽提取物替代大麥制備 麥芽汁的過程，從而可以簡(jiǎn)短生產(chǎn)周期，使麥芽 發(fā)酵飲料的生產(chǎn)工藝更加簡(jiǎn)潔，操作更為簡(jiǎn)單， 為工業(yè)化大生產(chǎn)提供便利，降低了生產(chǎn)能耗、設(shè) 備消耗、節(jié)約生產(chǎn)成本，但卻不改變產(chǎn)品本身的 特質(zhì)，由于麥芽提取物本身的營(yíng)養(yǎng)、風(fēng)味、色澤 等特點(diǎn)還可使產(chǎn)品在外觀風(fēng)味有很大的改觀，使1 李雁勤. 大麥的利用價(jià)值及開發(fā)前景j. 中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，1997（4）：1720.2 fadel j g，newman c w，

23、newman r k，et al effect of pelleting and beta -glucanase supplementation on the ileal and fecal digestibility of a barley-based diet in the pigj journal animal science，1989，67（5）：12931298.3 朱睦元，黃培忠 大麥育種與生物工程m 上海：上?？茖W(xué)技術(shù) 出版社，1999，213220.4 何國(guó)慶，陳 數(shù). 麥芽飲料的研究就進(jìn)展j. 中國(guó)商辦工業(yè)，2000（2）：4344.5 鐘曉凌，陳茂彬. 用大麥糖漿生產(chǎn)大麥乳

24、酸菌發(fā)酵飲料j. 食品工 業(yè)，2000（2）：3031.6 耿麗萍，溫步棋. 麥芽汁發(fā)酵飲料的研制j. 食品工業(yè)，1997（2）：2122.use of malt extract in fermented beveragessu wan-yuan， zhang ju-fen（shanghai kingbee biotechnology co.，ltd.，shanghai 201506，china）abstract：malt extract，a natural food originating totally from cereals，is rich in maltose，fructose，glucose，protein，peptide，essential amino acids，vitamins and minerals. besides，it contain