维生素类似物是指具有某种维生素的特征,但因不能观察到特别的缺乏症而不具备必需性,不符合维生素定义的一类物质。此类物质一般能在机体内合成,不过合成数量能否满足机体需要,要视机体健康状况而定。添加此类物质能够观察到明显的生理功效。目前维生素类似物主要包括苦杏仁苷、肌醇、L-肉碱、潘氨酸、硫辛酸、胆碱等物质。
1 苦杏仁苷
1.1 基本知识
苦杏仁苷又被称作“维生素B17”,但其并非B族维生素(因为它的任何组成部分都不能作为辅酶)。它在化学上是两种糖分子,即苯甲醛(benzaldehyde)和氰化物(cyanide)的化合物,名为苦杏仁苷;作为药剂,又称做Nitrilosides。苦杏仁苷是传统中药苦杏仁中的有效成分,人们对它的研究已有近二百年的历史,早在1803年Schrader研究苦杏仁成分时就发现了此类物质。1830年,Robiquet等从苦杏仁中分离出苦杏仁苷。迄今,它已成为医药上常用的祛痰止咳剂、辅助性抗癌药物。苦杏仁苷广泛存在于杏、桃、李子、苹果、山楂等多种蔷薇科植物果实的种子中,尤其在苦杏仁中含量较多,为2%~3%。苦杏仁苷分子由一单元苯醛、一单元氢氰酸和两单元葡萄糖组成。
1.2 功能及作用机理
1.2.1 镇咳平喘作用
苦杏仁苷内服后,可在体内分解为氢氰酸和苯甲醛。氢氰酸对呼吸中枢可产生一定的抑制作用,使呼吸运动趋于安静从而达到镇咳平喘的作用。对油酸型呼吸窘迫症动物,苦杏仁苷可促进其肺表面活性物质的合成,并使病变得到改善。
1.2.2 抗肿瘤作用
苦杏仁苷具有良好的抗肿瘤作用,被用作治疗癌症的辅助药物。苦杏仁苷制剂用于晚期癌症患者的治疗,可改善症状,延长存活期。苦杏仁苷用于癌性胸水的治疗,发现苦杏仁苷对癌性胸水有一定程度的控制和缓解作用。
1.2.3 其他作用
苦杏仁苷可抑制胃蛋白酶的活性,还具有抗凝血的作用。
2 肌醇
2.1 基本知识
肌醇(inositol)广泛存在于各种天然动物、植物及微生物组织中,因最初从肌肉组织中提取,故得肌醇之名。肌醇是一种水溶性,维生素B族中的一种,是亲脂肪性的维生素,又称为环己六醇,白色晶体粉末(无结晶水),风化性结晶(含二分子结晶水),有9种立体异构体,其中有医用价值的内消旋体,可促进细胞新陈代谢、助长发育、增进食欲,用于治疗肝脂肪过多症、肝硬化症。
2.2 肌醇的理化性质
肌醇外观为白色晶体或结晶状粉末,无臭、味微甜,在空气中较稳定,但易吸潮。水溶液对石蕊试纸呈中性,且无旋光性。肌醇的分子式为C6H12O6,相对分子质量为180.16。肌醇的密度为1.7529g/cm3,熔点为224℃~227℃,沸点为319℃。肌醇易溶于水,微溶于酒精、冰醋酸、甘油和乙二醇,不溶于乙醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。肌醇在低于50℃的情况下,可从水中结晶为无色单斜棱晶体,含有2个分子的结晶水。含结晶水的肌醇在100℃~110℃的温度下容易脱水,成为无水结晶体。
2.3 肌醇的应用
2.3.1 在饲料工业中的应用
肌醇在饲料工业中可作生物促进剂,有些高档畜饲料中加有肌醇。动物缺乏肌醇将会出现生长停滞、毛发脱落及体内生理活动失调等症状。在饲料中添加肌醇能较大的改善黑白花奶牛奶成分及西农莎能奶山羊某些生产性能。实践证明,饲料中加入肌醇,可促进牲畜生长,其加入量通常为饲料的0.2%~0.5%。日本仅动物用肌醇每年消费量就在100吨以上。近年来,国内外对肌醇在水产养殖和畜牧业中的应用进行了较为深入的研究。金鱼养殖过程中添加肌醇可明显提高金鱼的游动能力;若在鱼虾饲料中添加一定数量的肌醇,则可促进鱼虾生长,使鱼虾生长速度提高10%以上。
2.3.2 在食品工业中的应用
在发酵和食品工业中,肌醇可用于多种菌种的培养及促进酵母增长等。作为食品强化添加剂、营养剂,在保健饮料、儿童食品中都可添加。肌醇可使脂肪很快转化为热能消耗掉,可防止脂肪在人体内特别是心血管内沉积。目前肌醇作为食品添加剂已广泛用于营养保健品,其中加有肌醇及微量盐酸肉毒碱的减肥降脂食品在西方国家备受亲睐。在食品工业中肌醇还常被作为营养强化剂。
2.3.3 在医药工业中的应用
肌醇具有类似于维生素B1和维生素H(生物素)的作用,是人类与动物维持正常生理功能不可缺少的低分子有机物,能促进肝和脂肪的代谢,被广泛用于制造复合维生素制剂原料,可治疗肝硬化、脂肪肝、血管硬化、胆固醇过高、肥胖症、糖尿病及各种维生素缺乏症等多种疾病,具有促进细胞生长和防止老化的作用。科学界确认:由肌醇形成的肌醇磷脂是生物细胞的第二信息系统,在体内起着放电作用,可预防癌症、糖尿病、心脑血管等疾病。肌醇作为制药中间体,可用来合成烟酸肌醇酯、脉通、肌醇硒酸酯等药物,以治疗胆固醇过高症、动脉硬化、糖尿病、癌症等。其中,肌醇硒酸酯被称为微量元素中的“抗癌之王”,可用于制备富硒抗癌药物及食品、饮料。近年来开发出来的新产品——氟代肌醇具有抗癌、治癌和提高机体免疫功能的作用。肌醇及其衍生物还可通过一种不同于血液的复合胺再吸收抑制因子治疗忧郁症和强迫性错乱症。
3 L-肉碱
3.1 基本知识
L-肉碱(L-carnitine),又称左旋肉碱或音译卡尼丁,是一种促使脂肪转化为能量的类氨基酸。左旋肉碱的研究始于20世纪初期。1905年,俄国人Gulewitsch和Krimberg在肉类提取物中发现了L-肉碱,自此以后,各国科学家进行了深入研究,早期研究发现,L-肉碱是一种类维生素营养素,并将其命名为维生素Bt。而事实上,L-肉碱的化学结构类似于胆碱,与氨基酸相近;另外,由于一些动物可由自身合成来满足其对肉碱的需要,因此人们认为肉碱不是维生素,但习惯上仍将其称为维生素Bt。左旋肉碱,化学名称β-羟基γ-三甲铵丁酸,是一种白色晶状体或白色透明细粉。左旋肉碱极易吸潮,稳定性较好的可在pH3~6的溶液中放置1年以上,能耐200℃以上的高温,具有较好的溶水性和吸水性。
3.2 功能与作用
L-肉碱是脂肪代谢过程中的一种关键物质,能够促进脂肪酸进入线粒体氧化分解。可以说肉毒碱是转运脂肪酸的载体。在长时间大强度运动中,肉毒碱提高了脂肪的氧化速率,减少了糖原的消耗,同时也减缓了疲劳感。目前,人们已将肉碱用于大众减肥、竞技运动员减脂抗疲劳。红色肉类是左旋肉碱的主要来源,对人体无毒副作用。不同类型的日常饮食含有5mg~100mg的左旋肉碱,但一般人每天只能从膳食中摄入50mg,素食者摄入更少。左旋肉碱的主要生理功能是促进脂肪转化成能量,服用左旋肉碱能够在减少身体脂肪、降低体重的同时,不减少水分和肌肉。
4 潘氨酸
4.1 基本知识
潘氨酸(Pangamicacid)又称维生素B15,化学名是二甲基甘氨酸葡糖酸内酯,分子式C10H19O8N,相对分子质量281.26,是一种易溶于水的白色结晶。维生素B15的英文名称Pangamicacid中,词头Pan-表示“广泛”,gamic-表示“种子”,说明潘氨酸是普遍存在于种子中的一种化学成分。1951年,Krebs等人在杏仁中发现潘氨酸,继而他们从米糠中分离出结晶状的潘氨酸,此后从啤酒酵母、牛血和马肝中也分别提取得到这种水溶性因子。一般认为,凡是有复合维生素B存在的天然食物中都含有潘氨酸。
4.2 功能效用
潘氨酸的主要功效有延长细胞的寿命;缓解酒瘾;快速消除疲劳;使血液中胆固醇值降低;抵抗公害污染物质侵害身体;缓解冠状动脉狭窄和气喘症状;防止肝硬化;防止宿醉;刺激免疫反应;帮助合成蛋白质。
潘氨酸并不是一种维生素,因为到目前为止尚未发现某种疾病可以完全归咎于潘氨酸的缺乏。
5 硫辛酸
5.1 基本知识
硫辛酸(lipoicacid)是一种能消除加速老化与致病的自由基、类似维他命的物质,硫辛酸是一种存在于线粒体的酵素。硫辛酸在体内经肠道吸收后进入细胞,兼具脂溶性与水溶性的特性,因此在全身通行无阻,可到达任何一个细胞部位,为人体提供全面效能,是唯一兼具脂溶性与水溶性的万能抗氧化剂。硫辛酸属于维生素B的一类化合物,是一些微生物的生长因子。
5.2 功能作用
5.2.1 硫辛酸是B族维生素
硫辛酸是B族维生素在欧洲硫辛酸是用于治疗糖尿病性神经病或神经系统并发征的药物。
5.2.2 超强型抗氧化剂
超强型抗氧化剂被称为“万能抗氧化剂”,更是自由基捕手,是机体细胞利用糖类等能源物质产生能量所需的一种限制性必需营养物质,广泛用于治疗和预防心脏病、糖尿病等多种疾病。一般认为它能保存和再生其他抗氧化剂,如维生素C和维生素E等,并能平衡血糖浓度。有效增强体内免疫系统,免受自由基的破坏。
6 胆碱
6.1 基本知识
1894年,Streker首次从猪胆汁中分离出胆碱,1962年,被正式命名为胆碱,现已成为人类食品中常用的添加剂。美国的《联邦法典》将胆碱列为“一般认为安全”(Generallyrecognizedassafe)的产品;1991年,欧洲联盟颁布的法规将胆碱列为允许添加于婴儿食品的产品。
6.2 理化特性
胆碱是一种季胺碱,化学名称为氢氧化β-羟乙基三甲胺,相对分子质量127.16,分子中的甲基团占37.14%。纯净胆碱为无色、黏滞、微带鱼腥味、吸湿性很强的碱性液体,其无水物为白色易潮解的针状结晶。胆碱有很强的亲水性,与疏水离子(六硝基二苯胺)形成离子对,含离子对的复合物可被有机溶剂(如二氯甲烷)浸提出来,这一过程常被用于选择分离生物组织中微量胆碱。
6.3 功能作用
6.3.1 促进脂肪代谢
胆碱对脂肪有较强的亲合力,可促进脂肪以磷脂形式由肝脏通过血液输送出去或改善脂肪酸在肝脏中的利用,还可防止脂肪在肝脏里异常积聚。如果没有胆碱,脂肪聚积在肝脏中易出现脂肪肝,机体处于病态。临床上应用胆碱治疗肝硬化、肝炎和其他肝脏疾病,效果良好。
6.3.2 促进体内转甲基代谢
机体内能从一种化合物转移到另一种化合物上的甲基称为不稳定甲基,该过程称为酯转化过程。体内酯转化过程有重要的作用,如参与肌酸的合成,对肌肉代谢有很重要的作用,参与肾上腺素之类激素的合成并可甲酯化某些物质使之从尿中排出。胆碱是不稳定甲基的一个主要来源,蛋氨酸、叶酸和维生素B12等也能提供不稳定甲基。因此,需在维生素B12和叶酸作为辅酶因子的前提下,在体内才能由丝氨酸和蛋氨酸合成胆碱。蛋氨酸和维生素B12在某种情况下能替代机体中部分胆碱。
6.3.3 降低血清胆固醇
随着年龄的增大,胆固醇在血管内沉积易引起动脉硬化,最终诱发心血管疾病。胆碱和磷脂具有良好的乳化特性,能阻止胆固醇在血管内壁的沉积并清除部分沉积物,同时改善脂肪的吸收与利用,因此具有预防心血管疾病的作用。
6.4 主要来源
胆碱是卵磷脂和鞘磷脂的重要组成部分,卵磷脂即磷脂酰胆碱(phosphalidychlines),广泛存在于动植物体内,在动物的脑、精液、肾上腺及细胞中含量尤多,以禽卵卵黄中的含量最为丰富,达干重的8%~10%。鞘磷脂(sphingomyelin)是神经醇磷脂的典型代表,在高等动物组织中含量最丰富,它由神经氨基醇、脂肪酸、磷脂及胆碱组成。富含胆碱的食物有蛋类、动物的脑、啤酒酵母、麦芽、大豆卵磷脂,特别是肝脏、花生、蔬菜中含量较高。饲料中的胆碱多以结合形式存在,其主要形式是卵磷脂,占总胆碱含量的90%以上。另外,还有以神经鞘磷脂磷酸胆碱、甘油磷脂酰胆碱等胆碱衍生物形式存在的胆碱。由于作物的生长环境,如气候、土壤、地域、肥料的差异和加工方法不同,饲料中胆碱的含量也不同。一般来说,动物性饲料胆碱含量最高,其次是饼粕类,再次是糠麸类和谷实类。