生活中的分子

“红牛”饮料中的成分——牛磺酸

随着健康生活理念的逐渐普及,消费者的生活方式发生了前所未有的转变,昔日风靡的碳酸饮料被冠以“肥宅快乐水”的称号逐渐受到冷落。相反,功能饮料似乎成为饮料市场新的宠儿,备受消费者青睐,特别是运动和长时间加班后,人们会随手买上一瓶功能饮料帮助他们恢复精力充沛的状态。目前,国内拥有众多的功能饮料品牌,红牛、乐虎、东鹏特饮等这些我们熟知的功能饮料在成分上不尽相同,却都含有相同的牛磺酸(taurine)成分。

特别的“氨基酸”

牛磺酸,学名2-氨基乙磺酸,是为数不多的知名天然磺酸,1827年首次从牛的胆汁中分离出来,并由此得名牛磺酸。它是半胱氨酸的衍生物,由于缺乏羧基并不符合严格意义上氨基酸的定义,但习惯上它仍被归类为氨基酸(氨基磺酸),科学文献中也普遍采取这种说法。尽管牛磺酸被发现已近两百年,但长期以来人们都认为它只是含硫氨基酸代谢后的无功能产物。直到上世纪70年代,幼猫因缺乏牛磺酸导致视力功能减退被报道后,国内外学者才开始对牛磺酸进行深入研究并发现它具有广泛的生理功能,是调节机体正常生理功能的重要物质。

牛磺酸的结构

牛磺酸的生理功能

1975年,Hayes等人以酪蛋白为主要蛋白质来源但缺乏牛磺酸的饲料喂养猫后发现猫的视力功能明显下降并伴随脱毛,久而久之甚至会导致猫失明,这是牛磺酸具有生理功能的标志性研究。遗憾的是,猫自身并不能合成牛磺酸,所以需要人为向饲料中加入牛磺酸添加剂以确保猫的正常生长和发育。后续的研究表明,牛磺酸化学性质稳定,大多以游离形式存在,虽然很少在动物体内直接参与生化反应,也不参与蛋白质的生物合成,但却可以发挥促进视神经、增强心血管、调节钙离子、抗氧化、维持渗透压等功能。

适用于宠物猫的牛磺酸

牛磺酸的合成

尽管牛磺酸最初由牛的胆汁中分离出来,1846年它就被发现也存在与人体的胆汁中。事实上,牛磺酸广泛分布于动物组织细胞中,海洋动物中的含量尤为丰富。哺乳动物通常在胰腺合成牛磺酸,涉及半胱亚磺酸(cysteine sulfinic acid)中间产物,过程并不复杂。具体说来,以半胱氨酸为起始原料,经半胱氨酸氧化酶和半胱亚磺酸脱羧酶作用后得到亚牛磺酸(hypotaurine),再经一步氧化即可得到最终的产物。至于牛磺酸的化学合成则更为简单,直链卤代烃经过亲核取代反应即可制备。

牛磺酸的生物和化学合成

功能饮料有什么功能

说完牛磺酸,回到功能饮料本身的功能,广告宣称这些功能饮料可以快速补充能量,饮用后可以精力充沛,然而事实真就如此吗?根据红牛饮料官网的成分配料可知,除牛磺酸外,饮料中还含有咖啡因、维生素B群(VB3、VB6、VB12等)和糖类等,这些物质都对机体发挥积极作用。维生素B群是帮助酵素代谢的辅酶,可以加速产生能量使机体不会因缺乏能量而感到疲劳;咖啡因是大家熟知的中枢神经系统兴奋剂,具有提神抗疲劳的功效;伴随饮料摄入的糖类也可以成为供能物质,正是这些复杂成分的共同作用才让功能饮料名副其实。

功能饮料中的部分成分

功能饮料的安全疑虑

红牛饮料含有较高剂量的咖啡因,如果与伏特加等高酒精度的烈酒调和饮用还会增加饮用的风险。虽然迄今为止尚未有任何科学证据明确指出红牛饮料存在健康安全方面的问题,但无论是任何含有高度咖啡因的饮料或食品,过量摄入都是对人体有害的,因此部分国家对含咖啡因饮料的产品制订了严格的规范标准。仔细观察会发现,红牛饮料的外包装上其实也明确标识出孕妇和儿童不宜饮用。

除此之外,红牛饮料中所含的牛磺酸虽然起初是从牛的身上发现的,但是目前主要的来源大都是人工合成。牛磺酸是人类脑部原本就含有的物质,在缺乏时会造成疲累感,因此通过牛磺酸的补充可以达到提神的效果,除此之外,摄取微量牛磺酸也对身体有益,但关于服用过多的牛磺酸是否造成健康上的问题,迄今为止科学家也还没找到确切的定论。

结束语

鉴于牛磺酸对机体有多种重要且积极的生理功能,目前很多食品营养强化剂和保健食品中都含有牛磺酸成分。尽管如此,我们需要清楚认识到牛磺酸的适宜摄入量目前并不明确,未来更深入的研究可能会给出科学的答案。此外,对于功能饮料我们也应当适度饮用,切不可为了获得某种效果过量饮用,否则只会适得其反。

参考资料

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