唾液酸简介
唾液酸(Sialic Acid)广义地说是一系列 含有氨基的九碳单糖衍生物,是所有神经氨 酸及其衍生物的总称。但在人体当中只有一 种,即N-乙酰神经氨酸(N-acetylneuraminic acid, Neu5Ac),它就是众所周知,大名鼎鼎 的“燕窝酸”。因此,对我们人类来说,唾 液酸就是特指“N-乙酰神经氨酸”。它最初 由牛颌下腺粘蛋白中分离而出,也因此而得 名唾液酸。唾液酸通常以低聚糖,糖脂或者 糖蛋白的形式存在,主要以短链残基的形式 存在于糖蛋白和糖脂的末端。
图 N-乙酰神经氨酸的分子结构
唾液酸在自然界分布很广,已经发现 存在于许多生物体内,脊椎动物、哺乳动物 体内普遍存在唾液酸,在脑脊液和黏液中最 多。随着生物进化程度的增加,唾液酸在生 物体内的含量也在增加。人体中脑神经组织 的唾液酸含量最高,脑灰质中的唾液酸含量 是肝、肺等内脏器官的15倍,这也是为什么 唾液酸又被称为神经氨酸的原因。唾液酸近 年来才在国际上被系统地研究,科学界已经 发现其参与许多重要的生理活动。随着20世 纪50~60年代生理学,生物化学和分子生物 学的大力发展,人们对唾液酸的认识也达到 了新的认知水平,对其重要的生理功能有了 充分的认识,在人体中的重要性也得到了前 所未有的重视。从1957年发现以来,唾液酸 已经被证明参与了体内多种生理过程。唾液 酸是在生物膜中组成寡糖的重要单糖之一, 大多与膜蛋白结合,分布于质膜表面,形成 了一层多糖-蛋白质复合物。这些含唾液酸的 糖蛋白与大多数细胞的表面行为有关,细胞 与周围环境的相互作用都涉及到表面的这一 层糖蛋白。由于唾液酸表面带有负电荷,是
神经电传导过程中的重要载体,因此有人将 带负电的唾液酸比喻为细胞表面的天线。正 因为如此,唾液酸在接受外界信息以及细胞 间相互识别方面具有重要作用,与细胞接触 性抑制,细胞粘附性以及抗原性联系紧密。 近年来,众多研究发现呼吸道黏膜表面粘蛋 白富含N-乙酰神经氨酸,流感病毒表面的唾 液酸酶可以与之结合,是流感病毒侵入细胞 的重要介导因素。因此,母乳中的唾液酸预 先结合了流感病毒,使哺乳期婴儿呼吸道黏 膜细胞免于流感病毒的侵害。细胞膜蛋白上 的N-乙酰神经氨酸对调控血液蛋白质的半 衰期等也具有关键作用。为此,新加坡,美 国,日本,欧盟等国家分别将其作为营养增 补剂,添加在婴幼儿食品中,用来弥补现代 食品加工业对于乳粉制品中唾液酸的不足。 美国哥伦比亚大学人类营养研究所曾通过放 射性同位素示踪实验证明外给的唾液酸可以 通过合成代谢,最终成为大脑中的唾液酸[1]。
人类食用含唾液酸的食品已有悠久的 历史。母乳中有高含量的唾液酸,因此可以 说从人类在地球上出现的那一刻起,我们就 在食用唾液酸了。中国自古以来就有食用燕 窝的习惯,燕窝被列为珍贵的补品,明清至 今,更被誉为调理虚损之圣品以及美容之珍 品。早在唐朝,我国已将燕窝作为食用珍 品,是与熊掌、鱼翅齐名的山珍海味。明朝 李时珍在《本草纲目拾遗》中称:燕窝味甘 淡平,大养肺阴,化痰止咳,补而能清,为 调理虚损劳瘵之圣品。在东南亚和日本,燕 窝也是家喻户晓的营养补品。唾液酸的最主 要来源是母乳和奶制品。包括人乳、牛奶、 羊奶、酸奶、奶酪等,母乳初乳中的含量 最高, 在1.5g/L左右,一般婴幼儿奶粉中添 加的乳清蛋白含有唾液酸糖蛋白,唾液酸含 量平均为172mg/100g[2]。唾液酸的另一个重 要来源是蛋类食品。在蛋清中,唾液酸的含 量在0.2~0.3%。燕窝是家喻户晓的营养补 品,在燕窝中,其生物活性的主要成分—— “燕窝酸”,实际上就是唾液酸的俗称,高 质量的燕窝唾液酸含量可达10%左右。目前 检验燕窝品质高低的重要指标就是唾液酸的 含量。虽然唾液酸存在于我们日常食用的食 物中,但是在一般食品中含量甚低;另外由于食物中的营养成分相当复杂,唾液酸糖蛋 白需要在消化道水解后,唾液酸才能够成为 单体释放出来,到达人体器官的利用率相当 低,对于人体、特别是婴幼儿有必要进行外 源性补充,以满足机体功能代谢的需求。因 此,目前,在婴幼儿奶粉中会多添加一些乳 清蛋白。
2 唾液酸的生物功能
唾液酸已被证明具有众多的生物功能, 包括调节血蛋白半衰期、对抗各种毒素、细 胞粘附、糖蛋白裂解保护、抗氧化性和促进 大脑发育。
促进大脑发育 唾液酸在大脑中起到调 解神经节苷脂作用。在20世纪80年代,唾液 酸确定能改变大鼠的行为和提高其记忆力。 通过母乳喂养和奶粉喂养婴儿之间的比较, 额叶皮层灰质的神经节苷脂蛋白与唾液酸结 合的浓度分别为32%和22%,这表明唾液酸 能增加突触形成和促使神经发育。另一个有 趣的实验,对仔猪早期补充唾液酸来研究仔 猪的学习和记忆性能。在早期发展过程喂养 唾液酸学习能力和记忆力比对照组增强[3]。 研究表明,人脑发育的黄金期是在妊娠至2 岁。这个阶段是脑细胞数量调整、体积增 大、功能完善、神经联结网络形成的关键时 期。因此在孕期就摄入足量的唾液酸对胎儿 的发育非常重要。而在婴儿诞生后,由于母 乳中含有0.3~1.5mg/mL的唾液酸,母乳因此 成为婴儿补充唾液酸的有效途径。然而,新 生儿的肝脏发育尚不成熟,加上大脑快速生 长发育的需要,可能自身合成的唾液酸很有 限,对早产儿尤其如此,因此,一方面母乳 中的唾液酸对于保证婴儿正常的生长发育至 关重要,另一方面,如果婴儿奶粉唾液酸含量不够可能也会对婴儿智力发育产生影响。 抗氧化 唾液酸能消耗有毒过氧化氢 (H2O2)。日本学者在有添加唾液酸的培养 基中观察H2O2对细胞的毒性,证实唾液酸能 够抑制由H2O2引起的细胞死亡。这些结果说明唾液酸可以作为活性氧清除剂。
3 唾液酸的潜在市场
由于唾液酸的生理多功能性,在以下领 域都有潜在市场:
婴儿配方食品:许多著名全球婴儿配方制 造商宣称在其配方奶粉中添加唾液酸(N-乙酰 神经氨酸) 。马来西亚卫生部已在2003年,批 准唾液酸在容许使用的营养标签内。美赞臣、 卡洛塔妮、美素和雪印有标有唾液酸含量对 婴儿配方奶粉在东南亚市场上销售的各类产 品。然而,大多数婴幼儿配方产品中的唾液 酸含量是目前源自乳清粉而不是纯唾液酸。 可以预期的是当唾液酸生产费用降低到一定 水平的时候,唾液酸会逐步替代乳清粉。
食品添加剂和营养补充剂:唾液酸的糖 果在日本很受欢迎。因为它从燕窝中提取, 价格昂贵导致糖果不能定价为正常的棒棒 糖。在糖果中唾液酸作为营养补充剂, 唾液 酸的另一个重要应用作用:抗流感病毒。含 有唾液酸的口香糖可以是一个好的创意应付 流感季节病毒。
化妆品:日本已开发含唾液酸的软膏和 喷雾剂,保持头发健康生长。由于最近的研 究发现的唾液酸拥有的抗氧化作用,可以合 理地添加入化妆品例如面部乳液和面膜内, 同样给唾液酸带来巨大的潜在市场。
综上所述,唾液酸市场应用前景广阔, 唾液酸的大力推广会给社会和企业带来巨大 的社会效益和经济效益。
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