牛磺酸的作用及来源

牛磺酸（图2.8）是一种非蛋白质氨基酸，其分子式为C2H7NO2S7，结晶体为柱状，熔点为310℃。它以游离氨基酸的形式广泛存在于动物体内各种组织，并以小分子二肽或者三肽的形式存在于中枢神经系统，但是不参与蛋白质合成。最早在1827年从牛的胆汁中发现了这种含硫氨基酸，因此又称作牛胆碱、牛胆素。

1.牛磺酸的生理功能

图2.8　牛磺酸结构式

（1）促进营养物质代谢。调节脂类的消化吸收。肝脏中牛磺酸和胆酸结合形成牛磺胆酸。牛磺胆酸通常以盐的形式存在，是消化道中脂类的消化吸收所必需的。它可以增加各种脂肪酶的活性，促进脂肪水解；可以降低脂肪的表面张力，使脂肪乳化成微滴，从而增加和脂肪酶作用的界面，促进水解进行；还能和甘油一酯结合，加速胆固醇、脂溶性维生素等的消化吸收，促进胆汁的分泌，防止胆结石形成。

参与蛋白质、氨基酸代谢。牛磺酸虽然不参与蛋白质生物合成，但可出现在某些小肽中，如脑组织中的γ-谷氨酰牛磺酸。食品中添加牛磺酸可以提高蛋白质的消化率，从而间接促进动物生长发育。

促进糖代谢。细胞对葡萄糖的摄取是细胞内糖代谢的限速步骤，牛磺酸可以促进葡萄糖进入细胞，加速细胞内糖代谢与糖原合成，降低动物血糖水平，其机制和牛磺酸诱导或者抑制某些限速酶活性有关，它可使糖原合成酶的活力升高，而使糖原磷酸化酶活力降低。另外，牛磺酸还可以作用于胰岛素受体，促进胰岛素效应，协同胰岛素对糖代谢的调控作用，参与维持机体葡萄糖自稳态，对糖尿病及并发症具有明显的细胞保护功能。

参与无机盐代谢。研究表明，牛磺酸对Ca2+有调节作用，低钙时可促进Ca2+的内流，高钙时降低Ca2+内流，即牛磺酸具有抗钙超载功能，从而对发生应激性损伤的心肌细胞起保护作用。牛磺酸还可促进肠道对锌的吸收，通过参与无机盐代谢而间接调节脂类代谢，发挥抗氧化功能及其他生物活性。

（2）促进脑的发育，增强记忆力。牛磺酸在哺乳动物的胎儿与新生儿脑中含量高，之后便渐渐减少，至成熟时达到一定的含量，是哺乳动物中枢神经系统中的主要游离氨基酸之一，研究揭示了牛磺酸在大脑发育中的作用及其含量变化规律。癫痫患者大脑牛磺酸浓度降低常伴有谷氨酸代谢紊乱，而牛磺酸可矫正氨基酸平衡失调，能使约1/3对癫痫药具有耐药性的癫痫病患者的发病次数降低50%以上，并且无任何副作用，表明它在成年人大脑中也有一定的作用。动物在缺少牛磺酸时，中枢神经系统发育受阻，智力降低；补充牛磺酸后，不仅脑发育正常，而且学习记忆能力明显增强。

（3）提高机体免疫力。淋巴细胞中牛磺酸的含量占游离氨基酸总量的50%，中性粒细胞中牛磺酸的含量占游离氨基酸总量的76%。免疫细胞中牛磺酸的含量很高，说明牛磺酸和免疫功能密切相关。牛磺酸可与白细胞中的次氯酸反应生成无毒物质，削弱次氯酸对白细胞自身的破坏，从而增强人体免疫力。牛磺酸缺少时可引起机体白细胞数量减少，多核白细胞与单核细胞数量的比值降低，还可使创伤或者坏血病患者的免疫反应受到抑制。

（4）参与神经内分泌的调节。牛磺酸是中枢神经系统中含量最多的游离氨基酸，参与脑神经功能的调节。牛磺酸能显著促进胎儿和婴儿脑细胞的增殖。牛磺酸对神经细胞的分化成熟也起着促进作用，当牛磺酸缺乏时，体外培养的人脑神经细胞的分化成熟过程受到阻碍。(www.xing528.com)

（5）增强心血管功能。牛磺酸能够增加心肌缩力、加强心室功能、抗心律失常、防止充血性心力衰竭、降低血压、抗血乳酸的积累等。

（6）护肝。牛磺酸能中和细菌毒素，减弱次级胆酸的毒性和四氯化碳对肝的损伤，因此是一种良好的护肝剂。

2.海洋生物中牛磺酸的含量和分布

牛磺酸在鱼类和贝类中含量十分丰富，尤其是贝类。此外，一些海藻中也含有牛磺酸。可以说海洋生物是牛磺酸的天然宝库。表2.4列出了有代表性的鱼类、贝类等海洋生物中的牛磺酸含量。可以看出贝类、甲壳类等的牛磺酸含量比较高，沙虫（干）中牛磺酸的含量更是高达18 370 mg/kg，马氏珠母贝、牡蛎和翡翠贻贝中含量也不少。研究还发现，牛磺酸在海洋生物的不同组织中含量也有所不同。一般来说，鲐鱼、金枪鱼等红肉鱼的血中牛磺酸含量比其他组织高，而比目鱼、真鲷等白肉鱼的各种组织中牛磺酸含量则没有明显的不同。

表2.4　一些海洋生物的牛磺酸含量

续表

3.牛磺酸的应用前景

（1）用作食品添加剂。目前，在日本、美国等一些发达国家，牛磺酸已作为一种新型的食品添加剂被广泛应用，如在婴幼儿奶粉、保健食品及饮料中用作强化剂等。目前用作添加剂的牛磺酸主要为合成的牛磺酸，而天然来源的则很少。二者的售价也有着相当大的差别，例如，纯度在98%以上的人工合成的牛磺酸，进口价一般在2 200日元/千克左右，但从天然海产品提取的牛磺酸，纯度只有70%～80%，售价却为2万～3万日元/千克，98%以上的天然品，价格则高达3万～4万日元/千克。我国具有丰富的海洋生物资源，从鱼类、贝类或其下脚料中提取天然牛磺酸，不仅具有巨大的经济效益，也有助于解决因大量的下脚料造成的环境污染问题。富含牛磺酸的复合氨基酸添加剂比牛磺酸纯品的市场前景更为可观。因为复合氨基酸带入了其他有益氨基酸，使营养更为丰富，且提取成本大大降低。

（2）在运动饮料和保健品方面的应用。随着人民生活水平的不断提高，各种群众性体育活动越来越普及，这也为运动饮料提供了广阔的市场。牛磺酸能增强心血管系统功能，因而可作为运动饮料的成分。例如，著名的红牛饮料的主要成分之一便为牛磺酸。另外，牛磺酸在其他方面也有着广泛的应用。研究表明，牛磺酸是珍珠的主要药效成分，并在治疗功能性子宫出血与病毒性肝炎方面得到临床应用。日本学者报道用牡蛎肉的提取物（主要含牛磺酸与锌的螯合物）可以治疗精神分裂症患者。在老年保健方面，牛磺酸可作为一种抗疲劳、抗智力衰退、滋补强身的有效成分。总之，开发应用海洋生物中的牛磺酸资源，是一个值得深入研究的课题。