左旋肉碱富马酸钙---运动健康补剂的新星4.0

左旋肉碱富马酸钙-运动健康补剂的新星 卢鑫 1,2，郑雪敏 1,2，杨贵秋 1*，梅国庆 2* （1. 沈阳化工大学制药与生物工程学院，辽宁省，沈阳 110142； 2. 辽宁科硕营养科技有限公司，辽宁省，本溪 117004） 摘要 左旋肉碱富马酸钙作为运动健康膳食补充剂的新星，不仅可以延缓疲劳出现的时间、 减轻疲劳的程度，而且可以促进疲劳快速消除，使体能迅速恢复，同时促进钙的新旧交替， 增强骨骼密度等。作为左旋肉碱的新型替代产品，使得其成为一种值得开发的新型营养强 化剂及保健食品原料，也会为运动健康补剂领域来带新的健康理念和新的发展机遇。 关键词 左旋肉碱富马酸钙 左旋肉碱 运动健康 营养强化剂 一、引言 生命在于运动，科学运动有益健康。适当及合理的运动健康膳食补充剂对保持每个人 的运动水平和健康状况起到重要的作用。运动方式的不当和只注重运动而忽视合理的营养， 都不可能达到运动健身的目的，任何年龄层的人的健康来自于良好的营养加有规律运动的 生活方式，它将使我们自我感觉良好，精力充沛，工作有创造性，不易患某些慢性疾病。 左旋肉碱富马酸钙作为运动健康膳食补充剂的新星，既属于功能性原料，也同时补充 维生素及矿物质。使运动的人群在运动中不仅可以延缓疲劳出现的时间、减轻疲劳的程度， 而且可以促进疲劳快速消除，使体能迅速恢复，同时促进钙的新旧交替，增强骨骼密度等。 因此，作为一种多功能性食品原料，左旋肉碱富马酸钙在运动健康补剂的市场中具有广阔 的发展前景 1,2。 左旋肉碱富马酸钙项目于 2008 年被辽宁省科技委评为科技创新型食品原料，2012 年 12 月已经在美国被 FDA 批准为新膳食补充剂（NDI，New Dietary Ingredient ）。 二，左旋肉碱的背景简介 1985 年在芝加哥召开的国际营养学术会议上，左旋肉碱（维生素 BT）被制定为“多功 能性饮料”原料，其中缓解体力疲劳为关注度最高的保健功能。随后美国、日本及欧洲各国 开始广泛应用其在运动功能性饮料中，如美国的 MUSCL-ETECH、德国的 Nutrimex Multifit 。2010 年第二届食品安全论文集中健力宝发表题为“ 左旋肉碱-运动饮料的新宠儿” 的文章，并且健力宝“爱运动“成为 2010 广州亚运会唯一指定运动饮料 3。 虽然左旋肉碱在人类的食用史上已经经历了 30 年，但是由于其性质不稳定，极易吸潮， 带有刺激的鱼腥味甚至在温度较高的状态下溶化等缺点，各国都在研制左旋肉碱的盐类。 虽然其酒石酸盐和富马酸盐已经成为了左旋肉碱的替代品，但是这些左旋肉碱的有机酸盐 还是不能完全克服左旋肉碱的缺点。于是左旋肉碱与钙离子的结合型盐类左旋肉碱半乳糖 二酸钙问世，但是其只有专利报道，并且半乳糖二酸获得方法不成熟，国内外均没有大批 量生产，以至于左旋肉碱半乳糖二酸钙还只停留在实验室研究阶段。 三、左旋肉碱富马酸钙的性质及功能优势 1，物理化学性质的特点 左旋肉碱富马酸钙为左旋肉碱药学可接受的盐，三种组分的摩尔比分别为 1： 2：1，PH 在 4 左右，成白色结晶性粉末。经过与左旋肉碱、左旋肉碱酒石酸盐及左旋 肉碱富马酸盐的综合性对比，气味方面，左旋肉碱富马酸钙完全没有左旋肉碱的腥味，取 替的是一种清新酸爽的味道；吸潮性方面，经过相对湿度在 802%的条件下，24h 的连续 检测，左旋肉碱及其有机酸盐已经吸收足够的水分，近似形成液体，而左旋肉碱富马酸钙 的增重值只有 5%左右；化学稳定性方面，经过 6 个月的加速试验，左旋肉碱富马酸钙的含 量也几乎没有变化，展示出了相当优越的稳定性 4。另外左旋肉碱富马酸钙完全克服了左 旋肉碱及其有机酸盐在温度较高的状态下融化的缺点。 2，对有氧运动能力的影响 左旋肉碱是运输脂肪酸的载体，在人体内主要的功能是乙酰左旋肉碱把长链脂肪酸转 运进入线粒体，帮助脂肪酸进行氧化，释放供给能量。因此左旋肉碱是体内脂肪酸代谢和 能量供应的基础物质，增加左旋肉碱的含量能促进脂肪代谢、提供能量，延长力竭运动的 时间 5。Vecchit 等 6报道健康成人在运动之前补给一定量的左旋肉碱，其最大耗氧量和运 动力量得到显著提高，可见左旋肉碱明显具有提升运动能力，维持体力的作用。在骨骼肌 胞浆内，Ca 2+是神经兴奋和肌肉收缩之间的重要偶联因子，控制着肌肉收缩的启动和舒张 的终止，对骨骼肌的兴奋收缩偶联起着不可或缺的作用，骨骼肌的兴奋收缩偶联与细胞内 钙稳态的变化紧密相关 7。可见左旋肉碱与钙离子的结合，对促进有氧功能和提升运动能 力有很大的实用价值。 3，缓解体力疲劳的作用 血清乳酸的增高会抑制 APT 的合成，影响骨骼肌钙泵的功能，从而产生疲劳。左旋肉 碱富马酸钙能调节线粒体酰基 CoA/CoA 的比率，促进能量代谢，减少乳酸的生成，同时提 供外源性钙离子，进一步促进骨骼肌钙泵的离子交换，正常生成 ATP，有效预防和对抗运 动性疲劳及肌肉损伤 8-9。同时宋海燕等 10也指出左旋肉碱富马酸钙的抗氧化功能，能清除 体内自由基，有效抵抗自由自对机体的破坏，延缓运动疲劳的发生。何来英 11的研究表明， 运动中体内蛋白质参与功能，降解产生尿素氨，随着尿素氨的增多，运动疲劳也即开始出 现。左旋肉碱能明显降低血清尿素氮值。我公司根据保健食品检验与评价技术规范 (2003 年版)中缓解体力疲劳的执行标准及试验方法 12，进行左旋肉碱与左旋肉碱富马酸 钙的对比试验，结果表明，左旋肉碱富马酸钙各剂量组小鼠游泳后血乳酸的升高值明显低 于左旋肉碱各剂量组，骨骼肌中的 SOD，CAT 和 GSH-Pox 活性显著性升高，MDA 含量显著 降低，血中尿素氨的水平也明显降低。可见，左旋肉碱富马酸钙在缓解体力疲劳的作用方 面，比左旋肉碱具有更加明显的优势。 4，钙的吸收率研究 钙是人体中含量最多的一种常量元素，钙在人体发育的各个阶段，都肩负着重要的生 理作用，是保证人体健康必不可少的元素。中国人食物结构以植物性食物为主，其中钙易 受到草酸、植物酸等物质的干扰影响吸收，所以我国目前食物钙的吸收率普遍偏低，钙剂 成为我国人民保障身体健康的重点项目。我们根据权威的钙吸收率的试验方法 13，将 4 周 龄 SD 雌性大鼠随机分为碳酸钙颗粒组、葡萄糖酸钙口服液组、富马酸钙组、左旋肉碱富 马酸钙组及低钙对照组，低钙组饲以低钙饲料，其他各组饲以相应补钙制剂配制的饲料， 进行 3 周饲养实验和 3 d 钙代谢实验。结果表明碳酸钙组对大鼠生长的促进作用一般，吸 收率较低，葡萄酸钙口服液组、富马酸钙组对大鼠生长的促进作用较好，吸收率较高，然 而左旋肉碱富马酸钙组的各项指标均比富马酸钙组略高，或许可以证明左旋肉碱在钙的吸 收方面起到一定的促进和协同作用。 四、左旋肉碱富马酸钙的制备方法 本公司于 2007 年发表题为左旋肉碱富马酸钙与其制备方法及用途的专利 14，并 于同年分别申请日本专利和美国专利。左旋肉碱富马酸钙的制备方法如下：将富马酸 （11.6g，0.1mol）加入到 200ml 水中搅拌溶解，隔半小时分两次加入研磨成细粉的氢氧化 钙（3.7g，0.05mol） ，升温至 70-90，剧烈搅拌至溶液澄清，反应两小时，减压蒸去水。 加入左旋肉碱（16.12g，0.1mol）以及乙醇 200ml，60-70 反应 3h 后，降至室温，抽滤得 到左旋肉碱富马酸钙，再进行干燥。得产品 28g，收率 95%。 五，小结与展望 随着运动健康理念的不断深入，越来越多的科学依据表明，适当及合理的运动健康膳 食补充剂对保持每个人的运动水平和健康状况起到重要的作用。左旋肉碱富马酸钙作为左 旋肉碱的一种新型的盐类，具有气味清爽，吸潮率低，稳定性更好，更容易贮存的特点和 其具有独特的生理和运动功能的特性，使得其成为一种值得开发的新型营养强化剂及保健 食品原料，也会为运动健康补剂领域来带新的健康理念和新的发展机遇。 参考文献 1 李彦林， 运动健康 ，人民卫生出版社出版，2006 年 1 月第一版 2 翁锡全，何小龙，运动与健康促进研究新领域J，体育科学，2010 年第 9 期 3 左旋肉碱运动饮料的“ 新宠儿”A， 第二届中国食品安全高峰论坛论文集 ，2010 年。 4 中华人民共和国药典 5 王京钟，王莜桂，左旋肉碱对人体运动能力的影响J，中国食品添加剂，2003 年第 5 期。 6 Vecchit Influence of L-carnitine administration on maximal physical esercise. 7 常辉，李文惠，骨骼肌兴奋收缩偶联与细胞内钙的稳定J ，中国组织工程研究与临床康 复，2010 年第 50 期。 8 张宪亮，徐波，左旋肉碱对运动能力的影响J，辽宁体育科技，2011 年第 33 卷第 2 期。 9 李炜，左旋肉碱抗疲劳的机制研究J，科技信息，2013 年第 3 期。 10 宋海燕，曾宪惠，左