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  • 牛磺酸

    牛磺酸(Taurine)又称β-氨基乙磺酸,最早由牛黄中分离出来,故得名。纯品为无色或白色斜状晶体,无臭,牛磺酸化学性质稳定,不溶于乙醚等有机溶剂,是一种含硫的非蛋白氨基酸,在体内以游离状态存在,不参与体内蛋白的生物合成。牛磺酸虽然不参与蛋白质合成,但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶(CSAD)活性较低,主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名称: 牛磺酸 外文名: Taurine
    别名: β-氨基乙磺酸 化学式: C2H7NO3S
    IUPAC名: 2-aminoethanesulfonic acid CAS号: 107-35-7
    SMILES: NCCS(=O)(O)=O 摩尔质量: 125.15 g·mol−1
    外观: 纯品为无色或白色斜状晶体 密度: 1.734 g/cm³(-173.15 °C)
    熔点: 305.11 °C 溶解度(水): 溶于水,不溶于乙醇乙醚

    目录

    分布代谢/牛磺酸 编辑

    牛磺酸广泛分布于动物组织细胞内,海生动物含量尤为丰富,哺乳类组织细胞内亦含有较高的牛磺酸,特别是神经、肌肉和腺体内含量更高,是机体内含量最丰富的自由氨基酸,体内牛磺酸几乎全部以游离形式存在,且大部分在细胞内,细胞内外浓度比为100—50000:1,人体含牛磺酸总量约为12-18克,其中15-66mg存在于血浆中,75%以上存在于骨骼肌肉,心肌细胞与血清牛磺酸浓度之比为200:1。

    机体可以从膳食中摄取或自身合成牛磺酸,动物性食品是膳食牛磺酸的主要来源,尤其是海生动物。体内合成是从含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫氨酸等)经一系列酶促反应转化而来,但自身合成能力较低。牛磺酸的分子量较小(125.1),无抗原性,各种途径给药均易吸收。牛磺酸主要是从肾脏排泄,肾脏依据膳食中牛磺酸含量调节其排出量,以维持体内牛磺酸含量的相对稳定。  

    药物分析方法/牛磺酸 编辑

    名称: 中和滴定法

    应用范围:

    本方法测定牛磺酸原料药中牛磺酸的含量。

    本方法适用于牛磺酸原料药。

    方法原理: 供试品加水溶解后,用氢氧化钠滴定液调节pH值至7.0,然后加入预先调节pH值至9.0的甲醛溶液,再用氢氧化钠滴定液滴定至pH值至9.0,并持续30分钟,以加入甲醛溶液后所消耗的氢氧化钠滴定液的量,计算牛磺酸的含量。

    试剂:

    1. 甲醛

    2. 氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)

    3. 酚酞指示液

    4. 基准邻苯二甲酸氢钾

    仪器设备:

    试样制备:

    1. 氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)

    配制:取氢氧化钠适量,加水振摇使溶解成饱和溶液,冷却后,置聚乙烯塑料瓶中,静置数日,澄清后备用。取澄清的氢氧化钠饱和溶液5.6mL,加新沸过的冷水使成1000mL,摇匀。

    标定:取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约0.6g,精密称定,加新沸过的冷水50mL,振摇,使其尽量溶解,加酚酞指示液2滴,用本液滴定,在接近终点时,应使邻苯二甲酸氢钾完全溶解,滴定至溶液显粉红色。每1mL氢氧化钠滴定液(1mol/L)相当于20.42mg的邻苯二甲酸氢钾。根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本液的浓度。

    贮藏:置聚乙烯塑料瓶中,密封保存;塞中有2孔,孔内各插入玻璃管1支,1管与钠石灰管相连,1管供吸出本液使用。

    2. 酚酞指示液

    取酚酞1g,加乙醇100mL使溶解。

    操作步骤: 取本品约0.2g,精密称定,加水50mL溶解,精密加入中性甲醛溶液(取甲醛溶液,滴加酚酞指示剂5滴,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节至溶液显微粉红色)5ml,照电位滴定法,用氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)滴定。每1mL氢氧化钠滴定液(0.1mol/L)相当于12.52mg的C2H7NO3S。

    注:“精密称取”系指称取重量应准确至所称取重量的千分之一。“精密量取”系指量取体积的准确度应符合国家标准中对该体积移液管的精度要求。  

    测定方法/牛磺酸 编辑

    用纯甲醇沉淀奶粉样品中的蛋白后,以9-氯甲酸芴甲酯(FMOC)为柱前衍生剂,与奶粉中的牛磺酸发生衍生化反应后,反相高效液相色谱法测定含量。以甲醇-0.025mol/L磷酸盐缓冲溶液为流动相(pH=8.0),C18柱为分离柱,二极管阵列检测器(265nm)检测  

    生理功能/牛磺酸 编辑

    1.1 促进婴幼儿脑组织和智力发育

    牛磺酸在脑内的含量丰富、分布广泛,能明显促进神经系统的生长发育和细胞增殖、分化,且呈剂量 依赖性,在脑神经细胞发育过程中起重要作用。研究表明:早产儿脑中的牛磺酸含量明显低于足月儿,这是因为早产儿体内的半胱氨酸亚磺酸脱氢酶(CSAD)尚未发育成熟,合成牛磺酸不足以满足机体的需要,需由母乳补充。母乳中的牛磺酸含量较高,尤其初乳中含量更高。如果补充不足,将会使幼儿生长发育缓慢、智力发育迟缓。牛磺酸与幼儿、胎儿的中枢神经及视网膜等的发育有密切的关系,长期单纯的牛奶喂养,易造成牛磺酸的缺乏。

    1.2 提高神经传导和视觉机能

    猫以及夜行猫头鹰之所以要捕食老鼠,其主要原因是老鼠体内含有丰富的牛磺酸,多食可保持其锐利的视觉。婴幼儿如果缺乏牛磺酸,会发生视网膜功能紊乱。长期的静脉营养输液的病人,若输液中没有牛磺酸,会使病人视网膜电流图发生变化,只有补充大剂量的牛磺酸才能纠正这一变化。

    1.3 防止心血管病

    牛磺酸在循环系统中可抑制血小板凝集,降低血脂,保持人体正常血压和防止动脉硬化;对心肌细胞有保护作用,可抗心律失常;对降低血液中胆固醇含量有特殊疗效,可治疗心力衰竭。

    1.4 影响脂类的吸收

    肝脏中牛磺酸的作用是与胆汁酸结合形成牛黄胆酸,牛磺胆酸对消化道中脂类的吸收是必需的。牛磺胆酸能增加脂质和胆固醇的溶解性,解除胆汁阻塞,降低某些游离胆汁酸的细胞毒性,抑制胆固醇结石的形成,增加胆汁流量等。

    1.5 改善内分泌状态,增强人体免疫

    牛磺酸能促进垂体激素分泌,活化胰腺功能,从而改善机体内分泌系统的状态,对机体代谢以有益的调节;并具有促进有机体免疫力的增强和抗疲劳的作用。

    1.6 影响糖代谢

    牛磺酸可与胰岛素受体结合,促进细胞摄取和利用葡萄糖,加速糖酵解,降低血糖浓度。研究表明,牛磺酸具有一定的降血糖作用,且不依赖于增加胰岛素的释放。牛磺酸对细胞糖代谢的调节作用可能是通过受体后机制实现的,它主要依靠与胰岛素受体蛋白的相互作用,而不是直接与胰岛受体结合。

    1.7 抑制白内障的发生发展

    牛磺酸具有调节晶体渗透压和抗氧化等重要作用,在白内障发生发展过程中,晶状体中山梨酸含量增加,晶体渗透压增加,而作为调节渗透压的重要物质牛磺酸浓度则明显降低,抗氧化作用减弱,晶体中的蛋白质发生过度氧化,从而引起或加重白内障的发生。补充牛磺酸可抑制白内障的发生发展。

    1.8 改善记忆的功能

    在牛磺酸与脑发育关系的动物实验研究中发现,牛磺酸可促进大白鼠的学习与记忆能力。补充适量牛磺酸不仅可以提高学习记忆速度,而且还可以提高学习记忆的准确性,并且对神经系统的抗衰老也有一定作用。

    1.9 维持正常生殖功能

    正常的生殖功能需要用牛磺酸来维持。有资料证实,猫饲料中牛磺酸含量低于0.101%时,其生殖功能不良,死胎、流产和先天缺陷率增高,幼仔存活率下降。含0.105%以上时,才能维持正常的生殖功能。  

    1.10 其他功能

    牛磺酸防治缺铁性贫血有明显效果,它不仅可以促进肠道对铁的吸收,还可增加红细胞膜的稳定性;牛磺酸还是人体肠道内双歧菌的促生因子,优化肠道内细菌群结构;还具有抗氧化、延缓衰老作用;能够促进急性肝炎恢复正常;对四氯化碳中毒有保护作用,并能抑制由此所引起的血清谷丙转氨酶的升高。对肾毒性有保护作用,牛磺酸对顺铂所致的兔原代肾小管上皮细胞改变有保护作用;牛磺酸可镇静、镇痛和消炎,对冻伤、KCN中毒及偏头疼也有防治作用。  

    药物用途/牛磺酸 编辑

    (1)强肝利胆作用:豚鼠实验表明,牛磺酸可解除胆汁阻塞,呈利胆作用。

    (2)解热与抗炎作用:通过对中枢5-ht系统或儿茶酚胺系统的作用降低体温

    (3)降压作用

    (4)强心和抗心律失常作用

    (5)降血糖作用

    (6)牛磺酸有松弛骨骼肌和拮抗肌强直的作用

    贡献/牛磺酸 编辑

    1、保护视网膜

    牛磺酸占视网膜中游离氨基酸总量的50%,动物实验证明,缺乏牛磺酸的猫其视网膜电图显示杆细胞与锥细胞广泛变性。

    促进中枢神经系统发育胎儿发育中脑组织的浓度显著高于出生后,提示牛磺酸对中枢神经系统发育,如细胞的增殖、移行与分化有作用。

    2、保护心肌作用

    牛磺酸有增强心脏收缩力的作用。可对抗毛地黄引起的心律不齐,这可能与牛磺酸对膜通透性以及离子流的作用,维持细胞内钙离子浓度有关。牛磺酸还有提高心肌耐缺氧能力作用。

    3、抗氧化作用

    牛磺酸有维护许多细胞,特别是血细胞抗氧化活性,使组织免受氧化基与自由基的损伤。

    4、促进免疫功能

    牛磺酸有提高细胞免疫吞噬功能,促进免疫球蛋白的生成的作用。

    5、促进脂类消化吸收

    牛磺酸与胆酸结合成牛磺胆酸,参与脂类的消化吸收。

    牛磺酸有降低血小板聚集作用,有增强精子的运动能力,以及提高胰岛素的活性等。  

    化妆品用途/牛磺酸 编辑

    牛磺酸在化妆品/护肤品中的应用

    国外的研发实验室证实牛磺酸具有赋活肌肤细胞的能力,可源源不断地提供年轻肌肤快速与持久的能量补充与多重保护。牛磺酸同时也具有提高肌肤免疫力,抵抗外界环境对肌肤的侵袭的功效。

    获取途径/牛磺酸 编辑

    牛磺酸几乎存在于所有的生物之中,哺乳动物的主要脏器,如:心脏、脑、肝脏中含量较高;含量最丰富的是海鱼、贝类、海洋植物紫菜,如墨鱼、章鱼、虾,贝类的牡蛎、海螺、蛤蜊等。鱼类中的青花鱼、竹荚鱼、沙丁鱼等牛磺酸含量很丰富。   紫菜中的牛磺酸含量为干紫菜总量的1%左右,这个量甚至高于某些海洋动物体内的含量。   在鱼类中,鱼背发黑的部位牛磺酸含量较多,是其他白色部分的5~10倍。因此,多摄取此类食物,可以较多地获取牛磺酸。牛磺酸易溶于水,进餐时同时饮用鱼贝类煮的汤是很重要的。在日本,有用鱼贝类酿制成的“鱼酱油”,富含牛磺酸。除牛肉外,一般肉类中牛磺酸含量很少,仅为鱼贝类的1%~10%。由于天然牛磺酸较分散、量少,远不能满足人们需要。

    海洋动物

    陆地动物的肝脏中含有较丰富的牛磺酸,特别是牛的胆汁中的含量高。海洋动物如鱿鱼、乌贼、鱼类、贝类等体内含有较多的牛磺酸。从牡蛎、扇贝、鱿鱼中提取牛磺酸的报道,从鱿鱼内脏等下脚料中提取牛磺酸的报道。从珍珠贝中提取牛磺酸的报道,所用工艺是酶法,此工艺复杂、产量极低。

    紫菜

    从紫菜中提取牛磺酸有较多的方法,得到的成品质量最好、生产过程不添加任何化学物质的方法是集成膜系统法。此方法不仅可以从紫菜中提取处天然牛磺酸,还可以分离出蛋白质、多糖、紫菜油脂、其他类氨基酸。集成膜系统提取天然牛磺酸进入工业化生产阶段后,将打破人工合成牛磺酸的市场格局。

    天然牛磺酸虽然价格较高,但其生产全过程绿色、对环境无任何污染、不含任何人工添加的化学物质,天然牛磺酸产品具有人工化学合成品所不具有的生物活性。这些突出的特性,将使天然牛磺酸拥有广泛的市场前景。

    化工合成

    由于牛磺酸在天然生物中较分散、量少,从天然生物品中提取的量也很有限。所以人们工业获取牛磺酸主要还是靠化工合成。自1950年世界各国开始进行人工合成研究,牛磺酸的合成工艺近10多种,其中乙醇胺法、二氯乙烷法等化学合成法已工业化。另外据日本专利报道,可用发酵法制取牛磺酸。

    合成方法/牛磺酸 编辑

    1、从硫酸钠中提取牛磺酸的方法

    2.负压合成牛磺酸钙的方法

    3.节水型高收率硫酸法制牛磺酸新工艺

    4.离子交换树脂纯化法合成牛磺酸钙

    5、牛磺酸合锌的生产工艺

    6.牛磺酸金属离子配合物及其合成方法

    7.牛磺酸金属离子配合物及其制备方法

    8.牛磺酸锌的制备方法及其用途

    9.天然牛磺酸生产方法

    10.一种牛磺酸金属离子化合物及其合成方法

    11.一种牛磺酸金属离子配合物及其合成方法

    12.一种牛磺酸金属离子配合物及其制备方法

    应用开发前景/牛磺酸 编辑

    牛磺酸具有多种生理功能,是人体健康必不可少的一种营养素。我国牛磺酸主要用于医药,作为食品营养虽然逐步被国人所认识与接受,但国人消费牛磺酸的量还非常少。世界主要一些国家人均年消费牛磺酸量大致为:日本60g、美国50g、英国34g、德国32g、加拿大29g、法国26g、韩国19g、印尼17g、新加坡17g,而我国不足0.2g。牛磺酸作为一种保健品还是比较安全的,服用一些含牛磺酸的制品,用于保健,还是很可取的。牛磺酸作为一种优质的营养素,应该更好地被国人利用。

    喜欢动物的人都知道,猫的眼睛总是那么炯炯有神。其实,这和猫的食物有着很大的关系。众所周知,猫最爱吃的东西就是鱼和老鼠。通过专家研究表明,动物体中都含有牛磺酸,其中鱼贝类的含量最为丰富。同时,老鼠体内也含有大量的牛磺酸。通过日常的食物,猫补充了大量的牛磺酸,而牛磺酸对猫眼视网膜中的感光细胞有促进作用,所以猫的眼睛能总是那么炯炯有神。在另外一项实验中,用不含牛磺酸的猫粮喂养小猫,小猫的视网膜就出现了病变,乃至完全失明。

    不仅是猫科动物,人类的眼睛视网膜中也存在大量牛磺酸,因此补充牛磺酸对于人的眼睛也至关重要。眼睛的角膜有自我复能力,即当角膜受到某些伤害时,可以自我修复。眼药中大都含有牛磺酸,就是为了强化角膜的自我修复能力,对抗眼疾。由此可见,日常补充牛磺酸可以增进眼睛角膜的自我修复能力,预防眼科疾病。

    牛磺酸是一种特殊的氨基酸,是人体必不可少的一种营养元素,有着平衡健康的奇妙功效。除了眼睛之外,牛磺酸还对其它器官有重要功效。例如,经过研究证实,人体心脏中牛磺酸含量最高。牛磺酸是通过保护心肌而增强心脏功能的。当心肌细胞中钙离子流入量过高时,就会引发冠心病。牛磺酸可以调整心肌细胞中钙离子的量,维持其平衡,实现强心。牛磺酸与心脏的关系已成为全世界重点研究的课题之一。此外,牛磺酸对肺、肝脏、胃肠等都有保护作用。 在日常生活方面,牛磺酸最显著的作用就在于增强免疫力和抗疲劳。牛磺酸可以结合白细胞中的次氯酸并生成无毒性物质,降低次氯酸对白细胞自身的破坏,从而提高人体免疫力。同时,牛磺酸能维持心脏功能,使血液循环正常化,从而消除疲劳生成物,使肌体能有效地产生能量。体内保持恒定的牛磺酸,便能有效地消除疲劳,这是维持人体健康的重要因素。

    对于猫科动物来说,牛磺酸是必需氨基酸,但猫体内不能合成牛磺酸,只能依靠从外界摄取。与猫科动物不同,人类的肝脏是合成氨基酸蛋白质的场所。但是,体内合成的牛磺酸常不能满足人体的生理需要,所以也要经常通过从外界摄取的渠道补充氨基酸。因此,对于人来说,牛磺酸是条件必需氨基酸。

    和猫科动物一样,人通过食物就可以补充牛磺酸。如前所述,在所有的食物中,鱼类和贝类中牛磺酸含量最丰富。经常食用此类食物即可补充牛磺酸,保持健康。

    表征图谱/牛磺酸 编辑

    牛磺酸 牛磺酸

    牛磺酸核磁图(HNMR)  

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