甘氨酸的生理作用与应用

1、甘氨酸的生理作用与应用袁小娟，吴希茜（西南大学食品科学学院，重庆400715）摘要：综述了甘氨酸的生理作用，并介绍了甘氨酸在医药、食品、农药等方面的应用。关键词：甘氨酸；生理作用；应用 中图分类号：t151.2 文献标识码：adoi：10.3969/j.issn.1007-7871.2011.07.002甘氨酸既可作为某些神经递质合成的原料，又可作为某些神经递质的调制物。由于人体或其他哺 乳动物自身能够合成甘氨酸，它作为非必需氨基 酸，可以不依赖于从肠道吸收，因此，理论上补 充这种氨基酸不会表现出其生物学作用。但大量 研究表明，在某些病理情况下甘氨酸可表现出抗1 概述甘氨酸（glycine），

2、又名氨基乙酸或乙氨酸，分子式为 c2h5no2。早在 1820 年勃拉克诺就从明胶 中分离得到甘氨酸，因为它是具有特殊甜味的结 晶体，故又被称为胶糖1。1848 年，瑞典的化学家 berzelius 将其命名为甘氨酸。固态的甘氨酸为白色 单斜晶系或六方晶系的晶体或白色结晶粉末，无 臭，无毒，相对密度 1.1607，熔点 232 236（分 解），易溶于水，难溶于乙醇、丙酮和乙醚，微溶 于吡啶，可与盐酸反应生成盐酸盐2。甘氨酸是最简单的氨基酸，参与嘌呤类、卟 啉类、肌酸和乙醛酸的合成，可与多种物质结合， 由胆汁或从尿中排出。作为营养增补剂广泛应用 于医药、食品等领域。例如，将甘氨酸与谷氨酸、 丙

3、氨酸一起使用，对防治前列腺肥大并发症、排 尿障碍、频尿、残尿等症状颇有效果，其本身还 能改善睡眠质量。根据甘氨酸的制备工艺和产品 的纯度可分为食品级、医药级、饲料级和工业级 4 种规格产品。损伤、抗炎、免疫调节和细胞保护等作用 。最近58还有研究表明9 ，如果给予大鼠高剂量的甘氨酸，10可以升高脑内甘氨酸含量，同时还观察到胶质细胞发生形态学改变，似乎表明了甘氨酸补充也可 表现出生理学作用。此外，在运动情况下甘氨酸是人体重要能源物质肌酸的重要原料，因此，有人推测，补充甘氨酸有助于提高人体的运动能力。2.1 甘氨酸能提高运动能力江苏大学的樊晓飞 等人对此作了研究，他们在给予小鼠补充甘氨酸后，观察一

4、次性力竭游泳 时间、补体活性和淋巴细胞增值功能的变化，研 究结果表明，甘氨酸预先补充后可部分地阻抑机 体补体活性的大幅度下降和 t 淋巴细胞转化活性 的下降，并可对操作能力发挥促进作用，提示甘112 甘氨酸的生理作用氨酸在运动情况下可成为特殊的“必需氨基酸”，应当进一步探讨甘氨酸补充在运动或体能训练、营 养支持和疾病康复中的重要性和补充策略。2.2 甘氨酸 ors 可治疗腹泻patra 等研究证明，甘氨酸能增加小肠对钠和甘氨酸不仅参与机体蛋白质的构成，而且是很多重要物质如蛋氨酸、胆碱，一些重要的激素 以及脱氧核糖核酸的基本结构。此外，甘氨酸可 作为一种抑制性或兴奋性神经递质3。在中枢神经 系统

5、，尤其是在脊椎里，甘氨酸是一个抑制性神 经递质，如果甘氨酸接受器被激活，氯离子通过 离子接受器进入神经细胞导致抑制性突触后电位4。水的吸收，疗效同葡萄糖。以甘氨酸（111mmol/l）加入 who-ors 中，与单独 ors（口服补液盐）进行对照，加甘氨酸组排便量、腹泻天数及口服液的 用量均显著减少，提示甘氨酸能增加钠和水的吸收稿日期 2011-04-07作者简介 袁小娟（1984-），女，硕士研究生，研究方向为食品化学与营养学。液，并提出甘氨酸能促进水和钠的吸收。另有人12证明甘氨酸 ors 可用于感染及非感染性腹泻，提 出甘氨酸 ors 比 ors 更易为患耐受。2.3 甘氨酸的护肝作用甘

6、氨酸即 -氨基乙酸，属于不带电荷的极性 氨基酸，是一种非必需氨基酸，含一个氨基和一 个羧基（最简单的氨基酸）。由于其分子小，所以易 于在蛋白中作为灵活的连接区，参与形成螺旋、 胞外的信号分子、细胞膜或酶的识别位点。近年 来，越来越多的研究表明游离的甘氨酸具有显著 的肝脏保护作用，甘氨酸在抑 制 kupffer 激活细 胞、保护肝实质细胞、肝窦内皮细胞方面起重要 作用，可以维持脓毒症肝细胞细功能，降低脓毒 症诱导的死亡率，这种非必需氨基酸对于临床治 疗脓毒症、减轻肝移植时肝脏的缺血再灌注损伤、 改善移植肝的存活等具有重要意义13。2.4 免疫调节和细胞保护作用张学春等人研究发现内毒素能诱发全身炎

7、症 反应，激活单核巨噬细胞的细胞膜钙通道开放， 引起 ca2+内流，从而释放细胞因子及炎症介质，是 梗黄大鼠肠道屏障被破坏的一个因素，甘氨酸可以 减弱内毒素的生物学活性，降低梗黄大鼠肠道组织 中 no 的水平，对梗黄大鼠肠道屏障起保护作用14。周军利等研究表明，甘氨酸对缺血缺氧心肌细胞具有保护效应，能明显改善缺血缺氧后心肌 细胞的能量贮备，但其具体的作用机制还需要进 一步讨论15。甘氨酸是体内最简单的氨基酸，是机体内源 性抗氧化剂 gsh 的组成氨基酸。近年发现甘氨酸 可在细胞、器官和整体水平防止各种有毒物质引 起细胞损害，机制可能与甘氨酸特异的分子结构 直接稳定了细胞膜有关16。而刘超通过实

8、验发现甘 氨酸对坏死性胰腺炎及病发性肺损伤有一定的防 治作用，可能与其抑制白细胞浸润激活有关17。毒有害的重金属含量也会高一些，还可能引发体重金属中毒。另一方面，就牛奶而言，其本身就富含多种氨基酸，特别是人体必须的 8 种氨酸它都含有。牛奶中的所有营养素本身是一个绝顶的平衡搭配，故最易为人体吸收利用。额外地往牛奶中添加甘氨酸，这就使牛奶原来的“物质衡”遭到了破坏。“平衡”被打破了，人体对原平衡营养的吸收也随之会受到影响。人为地单一地往食品中添加非食品级甘氨酸将对人体的健康造影响乃至危害的观点，也被我国著名的乳品加 专家顾佳升所认同。含乳饮料因为口味多、口 好而颇受小孩子和年轻人的青睐，但一次含

9、乳 料中惊现甘氨酸事件也给孩子家长和年轻的消 者提了醒，再选择这类产品时需谨慎了，或者 不妨以牛乳或酸奶取代含乳饮料。4 甘氨酸的应用19，2041医药上的应用甘氨酸是人体所需要的氨基酸，在各种氨基酸输液的配方中，基本上都使用甘氨酸，同时还可用作金霉素缓冲剂。甘氨酸作为一种重要医药中间体，可用以制备各种有效药剂，例如治疗巴金森氏病的特效“l-多巴”（l-dopa）的主要中间体即甘氨酸，l-多 对治疗肌力衰弱的假肥大性营养失调症有特效 甘氨酸还可用于合成 dl-苯丙氨酸及 l-苏氨酸 重要氨基酸。甘氨酸常作为制酸剂和解毒剂，30 甘氨酸与 70%碳酸钙的复合调剂，可治疗神经胃酸过多；甘氨酸与阿斯

10、匹林、扑热息痛等反应制得的药物，不仅可提高药物的溶解度，增加药效，还有效抑制了药物产生的副作用。由于甘氨酸的特殊结构，在新药合成中具有不可代替的用。由于医药用甘氨酸产品质量要求较高，而国内医药级甘氨酸生产发展缓慢，因此国内医药3 甘氨酸的安全性18域的应用还有等进一步开发，对于国内的甘氨酸年第14卷第7期由于甘氨酸是氨基酸的一种，如果是食品级的且含量不超标的话，从总体上讲不会对人体的 健康构成危害。关于这一点，已被广东药学院公 共卫生学院副院长高永清教授所证实。高教授认 为 ， 从 学 术 毒 理 上 来 分 析 ， 每 1000g 食 物 中 含7939mg 甘氨酸才会导致一半的动物死亡。高

11、教授据此认为，食品级甘氨酸是属于无毒范围的。同 时，他还指出，目前为止，还没有出现甘氨酸对 人体健康会直接造成危害的资料报道。但如果一 些食品企业违规将非食品级的甘氨酸添加到食品 中去，而且添加达到一定的量或消费者食用量达生产厂家，改进生产工艺路线，提高甘氨酸的质量也是十分重要的。在保健品和生化试剂领域中，甘氨酸在医治蛋白质稀缺方面，起着不可取代的作用。4.2 食品上的应用食品工业是使用甘氨酸的最大产业，以日本有机合成公司为例，每年约生产甘氨酸 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，提高营养成分；同时它还可用作调品，配制清凉饮料、含醇饮料

12、及作为糖精去苦剂62011甘氨酸可用作食品抗氧化剂及防腐剂，以延长食品保质期。据统计资料表明，在美国，用作 食品添加剂的甘氨酸就达 104t 以上。在日本，市 售的食盐中一般添加 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、延长保存期和 节约用粮，具有一举三得的功效。日本作为一个 味精大国，市场上很少有 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 的日本酱菜在制作过程中也不可缺少甘氨酸。4.3 农药方面在农药行业，用三氯化磷、甲醛反应的水解 产物再与甘氨酸反应，可制取新型农药除草剂草 甘磷，草甘磷为除草活性最强的内吸传并型广谱 有机磷农药，它能

13、有效控制危害最大的杂草达 80 余种，广泛用于稻田、麦地、玉米、棉花、大豆 和果园、菜园及铁路、建筑、交通、森林等非耕 地除草，草甘磷因其有杀草力强、低毒、易分解、 无残留等优点，作为高度安全性除草剂，已被美 国政府评为最优秀的农药。甘氨酸与甲醛、三氯化磷在 110下反应产物 为增甘磷，增甘磷是一种高效叶面施用的植物生 长调节剂，广泛用于各种农作物，还可作为收获 前的脱叶剂。4.4 饲料方面甘氨酸用在饲料添加剂中，不仅是畜禽饲料 中的主要营养补充成分，还可以防止饲料氧化变 质，延长饲料保鲜期，在国外牛羊的饲料中均含 有甘氨酸，国内的饲养业尚未普遍采用，在此领 域中甘氨酸的应用有待于进一步开发。

14、4.5 其它方面甘氨酸还可用作有机合成的溶剂，化肥工业 中脱二氧化碳溶剂，制备氟氨基酸的新型表面活 性剂，甘氨酸与高级脂肪酸盐可复配制备高档洗 涤剂。甘氨酸在日用化工中也得到广泛应用，用 以配制染发剂、清洁用品、化妆品等。2003，25（2）：5560.3 ye j h. regulation of excitation by glycine receptorsj. results andproblems in cell differentiation，2008（44）：123143.4 海马甘氨酸受体功能研究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

17、，et al. glycine as atherapeutic immuno-nutrient for alcoholic liver diseasej. alcoholism ：clinical and experimental research，2005，29（11 suppl）：162165.9 shoham s， javitt d c， heresco -levy u. high dose glycine nutrition affects glial cell morphology in rat hippocampus andcerebellumj. international jo

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 樊晓飞，等. 甘氨酸补充对一次性力竭运动小鼠运动能力和免 疫功能的影响j. 体育学刊，2008，15（11）：109112.12 中国医学论坛报n. 第 15 版，1984-09-2

19、5.13 马正伟，等. 甘氨酸的肝脏保护作用j. 消化外科，2003，2（3）：214220.14 张学春，等. 甘氨酸对梗阻性黄疸大鼠肠道屏障的保护作用j.吉林大学学报（医学版），2007，33（3）：499501.15 周军利，等. 甘氨酸对缺血缺氧心肌细胞能量代谢的影响j. 现 代生物医学进展，2008，8（6）：10931095.16 dong z，patel y，saikumar p，et al. development of porous defects in plasma membrances of adenosine triphosphate - deplered mardin

20、 -darby canine kidneycells and its inhibition by glycinej. lab invest，1998，78（6）：657668.17 刘 超，等. 甘氨酸防治急性坏死性胰腺炎的实验研究j. 河南外 科学杂志，2003，9（2）：24.18 王丁锦. 含乳饮料惊现甘氨酸j. 饮食科学，2006（12）：2223. 19 许伟民，等. 甘氨酸的生产与应用j. 发酵科技通讯，2007，36（3）：3638.20 刘建慧，等. 国内甘氨酸的生产与应用j. 化学工业与工程技术1999（3）：2426.5 结语甘氨酸在食品、医药、农药等领域的应用正逐步增长，

21、市场潜力很大。在国内由于绝大部分 甘氨酸生产企业生产工艺水平落后，产品质量差， 而国外注重将催化、生物、辐射等高新技术用于 甘氨酸合成工艺的研究，并取得了一定的进展， 因此国内科研机构和企业要借鉴国外的研究思路， 加强催化脱氢氧化制备，生物合成等新技术的开发。参考文献（下转第 17 页）1 朱世英，等. 甘氨酸的合成工艺研究j. 浙江化工，1990（3）：4044.参考文献芽提取物作为一种传统的天然绿色食品配料，以其丰富的营养、独特的风味和功能，在欧美和东 盟等国已经得到了广泛的应用，近年来在我国也 正受到食品领域专业人士的关注和重视。大麦经发芽、糖化制得的麦芽汁，具有丰富 的营养，其中不仅含

22、有大量的糖类物质，还含有 丰富的氨基酸、核酸及其它营养物质。大麦制备 麦芽汁的原料及生产工艺与麦芽提取物的原料及 生产工艺（除去麦芽提取物浓缩和真空干燥工艺）相 同，因此可以直接使用麦芽提取物替代大麦制备 麦芽汁的过程，从而可以简短生产周期，使麦芽 发酵饮料的生产工艺更加简洁，操作更为简单， 为工业化大生产提供便利，降低了生产能耗、设 备消耗、节约生产成本，但却不改变产品本身的 特质，由于麦芽提取物本身的营养、风味、色泽 等特点还可使产品在外观风味有很大的改观，使1 李雁勤. 大麦的利用价值及开发前景j. 中国食物与营养，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，黄培忠 大麦育种与生物工程m 上海：上海科学技术 出版社，1999，213220.4 何国庆，陈 数. 麦芽饮料的研究就进展j. 中国商办工业，2000（2）：4344.5 钟晓凌，陈茂彬. 用大麦糖浆生产大麦乳

24、酸菌发酵饮料j. 食品工 业，2000（2）：3031.6 耿丽萍，温步棋. 麦芽汁发酵饮料的研制j. 食品工业，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