L-肉碱项目报告
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L-肉碱项目资料
一、L-肉碱的概况
1、L-肉碱的简介:
肉毒碱(Carnitine),简称肉碱,化学名称为β-羟基-γ-三甲基氨基丁酸(β
—hydroxy-γ-butyrobetaine),是一类非蛋白氨基酸。
分子式为[(CH
3)
3
-N+-
CH
2CH(OH)CH
2
-CO0-],相对分子质量为161.2。
肉碱的性质类似于胆碱,常以盐酸盐
的形式存在。
其盐酸盐从乙醇中析出呈针状,是一种白色、极易吸潮的固体;熔点为210—212℃,在水中的溶解度为2500g/L,稳定性较好,可在pH 3~6溶液中放置1年以上而不变质,在200℃以上仍稳定,其饱和键和极性官能团有良好的水溶性和吸湿性,溶于热乙醇、甲醇,微溶于冷乙醇,不溶于丙酮、苯和醚。
肉碱有D-型和L -型,其中只有L-肉碱(L-Carnitine)具有生理活性,又称维生素B
T。
2、肉碱在体内的合成
动物体内L-肉碱的生物合成需要两种氨基酸(赖氨酸、甲硫氨酸)和3种维生素(烟酸、抗坏血酸和维生素B ),经过六步反应合成,其中最后一步为限速反应,严格地限制在动物的肝、肾组织中。
首先是富含赖氨酸的蛋白质在蛋白质甲基化酶的催化下,由S一腺苷蛋氨酸供给甲基将多肽链中的赖氨酸转化为S-三甲赖氨酸,随后通过体内蛋白酶水解生成三甲赖氨酸,三甲赖氨酸再通过四步酶促反应合成肉碱。
在此过程中,还需要烟酸、维生素C、维生素B 、Fe的参与,其中维生素C对肉碱合成速度影响最大。
合成一分子的肉碱需一分子赖氨酸和三分子蛋氨酸,赖氨酸提供碳链和氮原子,蛋氨酸提供甲基。
肌肉组织中含量虽然较高,但其并不能合成L-肉碱,而要依赖于来自肝、肾的血液输送。
虽然动物自身能够合成L-肉碱,但是从食物摄取也是重要来源。
L-肉碱多存在于肉类食品中,蔬菜、果实中几乎没有。
因为谷物中赖氨酸含量很少,并且煮、烤会破坏谷物中的赖氨酸,从而使素食者合成L -肉碱的能力遭到破坏,因而素食者常常会有L-肉碱缺乏的危险。
另外,人或其它哺乳动物也有可能因先天性或代谢性疾病引起体内肉碱缺乏。
因此,补充L-肉碱同补充其它维生素及矿物质一样重要。
3、肉碱的吸收、转运、代谢
饲料中的肉碱通过主动转运在小肠细胞中被吸收,被吸收的量约为饲料中总量的50%~80%。
吸收的L-肉碱约50%在小肠细胞中乙酰化,游离肉碱和乙酰肉碱进入血液被转运送到体内不同的器官和组织中。
体细胞内肉碱的含量是细胞外液中的10~100倍。
只有很小量的L-肉碱在体内进行分解代谢:L-肉碱通过肾脏(大量被重吸收)由尿中排泄。
在哺乳动物,大量的L-肉碱以游离的形式和酰基肉碱的形式在乳中分泌。
二、L-肉碱的生理功能
1 促进线粒体脂肪酸的氧化,特别是长链脂肪酸的氧化
动物体内能量主要来源于脂肪和碳水化合物的氧化。
脂肪酸须进入线粒体内才能进行氧化分解供能,但无论脂酰CoA或游离脂肪酸都不能直接通过线粒体内膜进入线粒体,只有以酰基肉碱的形式方能进入。
这是肉碱最主要的生理作用。
2 调节线粒体内酰基CoA/CoA的比率
肉碱有利于清除正常或异常代谢而积聚在线粒体和组织中的短链或中链脂肪酰基。
β-氧化过程中产生的短链或中链脂肪酰基CoA,通过酰基转移反应生成酰基肉碱,酰基肉碱则在酶的作用下运出线粒体和细胞,进入循环系统,从而一方面起到调节线粒体酰基CoA/CoA比率的作用。
3 维持膜的稳定
肉碱能消除线粒体膜上过量的长链脂肪酰基,维持膜的稳定。
体外实验证明,大鼠随着年龄的增大其肝线粒体膜电位降低,给大鼠服用肉碱或在分离线粒体中加入肉碱,可以防止膜电位的降低。
也可以认为,肉碱是一种抗氧化剂,它通过防止铁螯合物的形成捕捉自由基,当初级抗氧化防御屏障不能保证完全消除自由基时,肉碱作为长链脂肪酰基的载体,参与膜修复过程中膜磷脂的去酰化一重酰化,有利于膜的及时修复,起到次级抗氧化防御屏障的作用。
4 对异常氨代谢的动物有保护作用
药理剂量的肉碱对有异常氨代谢的动物有保护作用。
肉碱不仅能防止尿素酶诱导的慢性氨中毒,而且也能防止乙酸氨诱导的急性氨中毒。
研究发现在给致死剂量的乙酸氨前30min,先给小鼠服用肉碱,发现保护组小鼠存活率显著提高,其血液尿素水平持续增高,1h后达到并维持最高水平;而未用肉碱保护的小鼠,15min内全部
死亡。
肉碱具有成为人类治疗各种氨中毒的药物的潜能。
5 满足机体对L-肉碱的需要,提高机体对蛋白质的利用效率
L-肉碱在生物体内的合成需消耗1个赖氨酸和3个蛋氨酸,并需在酶及维生素C、铁、烟酰胺、吡哆醇的参与下进行。
合成1g的L-肉碱需消耗2.78 g蛋氨酸,而常规饲料中必需氨基酸赖氨酸和蛋氨酸的含量很低,且多属于限制性氨基酸,所以添加肉碱可满足机体对肉碱的需要,抑制肉碱的内源合成,节约蛋氨酸、赖氨酸,相对提高饲料蛋白质中赖氨酸和蛋氨酸的水平,起到平衡氨基酸、提高饲料蛋白质利用率的作用,同时还可节约维生素C、维生素B,提高动物的生长性能和抗病力。
6 排出体内过量的或非生理性酰基,以消除酰基积累导致的代谢毒性,防止肌肉和血液中含有过量的丙酮酸盐导致的肌肉疲劳和痛性痉挛等现象发生
体内过量的脂酰辅酶A能抑制线粒体内三羧酸循环和β-氧化的正常进行。
肌肉运动过程中产生的乙酰基和其他短链酰基辅酶A化合物往往在肌肉细胞中积累,破坏肌肉细胞膜,而酰基肉碱可移去这些化合物,并通过尿排出,保护肌肉细胞膜。
肌肉运动过程中,过量的丙酮酸盐可转化为乳酸盐,导致肌肉和血液中乳酸盐含量升高,引起肌肉疲劳痉挛,而L-肉碱则可使丙酮酸盐转化为乙酸盐,减少乳酸盐生成,防止体内酰基过量而产生毒性,并具有生物抗氧化作用,提高机体的免疫力。
7 对公畜禽繁殖力的影响
附睾和精子中含丰富的L-肉碱, L-肉碱对精子的成熟起重要作用,体外成熟精子的配合力依赖于葡萄糖、果糖、丙酮酸、乳酸的氧化,而精子中高浓度L一肉碱、乙酰肉碱能够将丙酮酸转化为乙酰辅酶A,并通过三羧酸循环氧化供能以维持精子活力。
8 其他作用
对脂溶性维生素及钙、磷的吸收有促进作用;影响棕色脂肪组织的生热作用;存储被激活的乙酰基单位;促进ATP转运到线粒体内膜;转移乙酰基单位进入酵母线粒体;促进动物胃液、胰液的分泌,增强消化与吸收,提高氨基酸的利用率,改善动物机体的新陈代谢功能,促进动物生长,增强动物抗病能力。
三、L-肉碱在动物生产中的应用情况
大多数情况下,动物体内生物合成加上从饲料中摄取的L-肉碱可满足其正常需
要。
然而在下列情况下易引起肉碱的缺乏:(1)新生与哺乳幼畜(尤其是早熟幼畜)体内肉碱合成功能还未发育完善,合成的数量很有限,因而易导致肉碱缺乏 (2)植物性饲料原料比例过高,因植物性饲料原料中肉碱含量很低,含量一般在10 mg/kg 左右;(3)饲料中脂肪含量过高;(4)动物处于应激状态时(如处于寒冷环境、仔猪早期断奶等),消耗能量多,脂肪分解增加。
因此,在这种情况下,为满足畜禽快速生长及高繁殖性能需要,需在日粮中添加L一肉碱。
大量研究证明,日粮中添加L一肉碱有利于促进幼年畜禽的生长,提高饲料利用率,节约蛋白饲料,减少畜禽体脂含量,提高胴体瘦肉率,改善肉质等。
其在动物生产中的主要功能表现为:(1)促进生长,提高饲料利用率。
(2)改善产品质量,降低胴体脂肪含量。
(3)提高繁殖性能。
(4)提高动物抗应激能力。
(5)提高产蛋率和孵化率,改善蛋的品质(6)节约饲料蛋白,提高饲料蛋白利用率。
具体如下:
1 肉碱的仔猪阶段的应用
仔猪初生时可以从母体内获得相当量的肉碱贮备。
而早期断奶仔猪阶段体内合成的肉碱就不能满足生长发育的需要,特别是超早期断奶仔猪,会缺乏肉碱。
因此断奶仔猪日粮中必须含有足够的肉碱。
仔猪断奶后生长缓慢和较高的死亡率一直是养猪业的一个严重问题,据报道50%的死亡多发生在断奶后3d以内,而且已经证实能量不足是造成死亡的主要原因之一。
因此,在这一时期添加肉碱可能对提高断奶仔猪能量利用率有很大的效果。
研究也表明,刚断奶仔猪利用高养分日粮中脂肪有困难,而肉碱能改善刚断奶仔猪对脂肪的利用。
在断奶仔猪日粮中添加肉碱的多数研究表明,添加L一肉碱可以提高仔猪的增重,改善饲料转化率,降低采食量,减少体内的脂肪沉积率,提高仔猪的抗病抗应激能力。
目前早期断奶仔猪的肉碱需要添加量以50~200mg/kg为宜。
2 肉碱在母猪日粮中的应用
日粮中添加肉碱可以提高母猪的繁殖性能以及后代胴体品质。
研究表明,在母猪产前10d到断奶期间每头每天添加250mg肉碱,结果使哺育期缩短1%,母猪断奶后第一次发情的时间缩短11%,仔猪死亡率降低18%,仔猪13增重提高6%,断奶窝重增加8.4%。
德国Harmeye(1993)研究了在母猪妊娠84 d开始至仔猪断奶期间,饲料中补充肉碱(50mg/kg)对哺乳母猪和仔猪的影响,结果仔猪出生重不受影响,但仔猪
断奶重提高8.89%,哺育期缩短1.43%,仔猪日增重提高11.93%,母猪断奶后再次发情的时间缩短8%。
最近研究表明,泌乳期母猪13粮中添加肉碱可能会因为增强脂肪酸分解供能,而减少肌肉蛋白质的分解,从而提高瘦肉率。
瑞士沙龙公司的推荐量为40mg/kg。
3 肉碱在肥育猪日粮中的应用
肉碱在肥育猪日粮中主要用作减肥剂,以提高胴体瘦肉率,改善肉质。
肉碱可以增加脂肪的分解、减少必需氨基酸的分解,具有减少脂肪沉积、提高瘦肉生长的效果,在屠宰前添加肉碱还可以降低屠宰应激,改善肉质。
据报道,给肥育猪日粮中添加肉碱100,200,300 mg/kg饲喂至体重160kg出栏,可以使猪增重分别提高5.97%,7.46%,10.45%,使饲料转化率分别改善60%,88%,12.5%;都提高了胴体、前腿肉、后腿肉、眼肌的重量;添加300mg/kg的肉碱使胴体、前腿肉、后腿肉、眼肌的重量分别提高7.22%,20.77%,13.55%,18.11%。
Owen等(1994)在肥育猪日粮中添加25mg/kg的肉碱可以显著增加眼肌面积,降低脂肪沉积率。
肥育猪阶段,肉碱在日粮中添加量以50~150mg/kg为宜。
4 肉碱在家禽日粮中的应用
家禽饲料中肉碱含量一般为1O~2Omg/kg,对于生产性能高的品种应该再予补充。
在玉米-豆粕型肉用仔鸡日粮中添加肉碱后,体增重、死亡率和饲料转化率均有所改善,肝脏中脂肪含量减少。
研究表明,肉碱除了刺激脂肪酸氧化、促进体增重的作用外,还有节约蛋白质、增加氮储留的作用,并且降低死亡率。
添加肉碱25~50mg/kg可以提高蛋鸡的产蛋性能,对其他生产性能有改善的趋势。
蛋鸡、肉仔鸡、肉鸡日粮中的推荐量为50mg/kg,雏鸡(1周龄)日粮中推荐量为150mg/kg。
5 肉碱在水产养殖业的应用
综合大量研究发现,在鱼类饲料中添加一定量的肉碱,可提高鱼类的增重率,降低养殖鱼体脂和提高鱼类肉品质,节约饲料蛋白质和提高蛋白质利用率,并能降
-N含量和降低鱼类死亡率以及提高鱼类的低饵料系数,增加氮储,减少水体中NH
3
繁殖率。
研究表明,鱼饲料中添加肉碱的量应不少于200 mg/kg ,以达到使用效果。
四、L-肉碱在动物生产的推荐使用量
畜禽、水产动物对饲粮添加L_肉碱的反应,受其的性别与体重,饲粮中添加脂
肪水平、粗蛋白质及赖氨酸与蛋氨酸含量,肉碱添加量与添加期长短及后续等效应因素的影响。
L-肉碱在畜禽生产的推荐使用量如下:
品种推荐使用量
公猪250mg/头.天母猪(产仔前10天至仔猪断乳)40mg/kg饲料
孤乳猪代乳料300-500mg/kg代乳粉早期断乳仔猪(小于28天)50mg/kg饲料正常断乳仔猪(大于或等于28天)30-50mg/kg饲料
肥育猪30-50mg/kg饲料
雏鸡(1周龄)150mg/kg饲料
种用母鸡50mg/kg饲料
肉用仔鸡50mg/kg饲料
产蛋鸡50mg/kg饲料
鲤鱼、罗非100-400mg/kg饲料
鲑鱼、鲫鱼300-1000mg/kg饲料
鲇鱼300mg/kg饲料
草鱼鱼苗200-250mg/kg饲料
小罗非鱼500mg/kg饲料
幼鳗300-400mg/kg饲料
甲鱼300-500mg/kg饲料
罗氏沼虾150-250mg/kg饲料
中等草鱼100-200mg/kg饲料
中等罗非鱼200-350mg/kg饲料
成鳗400-500mg/kg饲料
鳊鱼100-400mg/kg饲料
对虾200-400mg/kg饲料
五、L-肉碱在其他方面的应用:
1 健康消脂,用于减肥食品
人体内左旋肉碱不足时,易导致脂类代谢紊乱,脂类物质在肌纤维和肝脏中积累,产生肥胖和脂肪肝等。
左旋肉碱能充分利用脂肪转化的能量,提高其燃烧速度,减少多余脂肪的积累。
把肉碱用于治疗肥胖始于20世纪70年代。
运动不足的肥胖者常饮用加有左旋肉碱的饮品,同时加强锻炼,可以使体内积累的脂肪被氧化利用,起到减肥作用。
经常摄人左旋肉碱对保持健美效果明显,不引起体虚乏力和营养不良,是一种安全的减肥品。
目前,此类减肥食品在欧美市场深受消费者青睐。
2 促进生长发育,应用于婴幼儿食品
左旋肉碱属于婴儿的条件必需物质,不但在产能和脂肪代谢过程中起重要作用,而且在促进发育的某些生理过程,如生酮作用、氮代谢等均具有一定的功能。
婴幼儿合成肉碱的机能只有成人的15%,特别是早产儿,仅靠母乳供应是不够的。
缺乏外源性左旋肉碱可导致儿童血浆内物质浓度降低、发育不良,易患心肌病、高氨血症、反应迟钝及常见的反复感染等。
因而须在婴幼儿食品中添加适量的L-肉碱。
目前已有左旋肉碱的母乳奶粉上市
3 提高机体耐受力,用于运动员饮料
左旋肉碱能提高人在运动时的耐氧量,增加骨骼的肌力和耐力,保持竞技时的神经兴奋性,明显减少二氧化碳的产生和血浆中乳酸浓度,有助于提高运动成绩,是运动员的重要营养补充物质。
据报道,人体运动后肌肉组织中的游离肉碱浓度约下降20%,多半是以脂酰左旋肉碱的形式从尿中排出而消耗其在体内的储量从而延长了身体的恢复期,若此时补充一定量的左旋肉碱增加其在血浆中的量,可以节约糖原的消耗,增加精力和耐力,使体能充分发挥,运动成绩提高。
目前,左旋肉碱作为提高比赛成绩合法的营养物已用于运动会中的田径、举重和划艇等运动员的食品中。
国内外均已有以L-肉碱为活性成分的运动饮料上市。
4 保护和支持心、肝和肾的正常功能,应用于中老年人的营养补充剂
心脏60%~80%能量来源于肉碱,左旋肉碱在分解脂肪、降低血脂的同时可增强心肌能力,增加心脏血液输出量,从而保护心脏。
随着年龄的增大,人体内左旋肉碱含量递减,而其合成能力的降低是导致心血管疾病的重要因素,故中老年人补
充左旋肉碱,有利于心肌细胞的活力,还可保护和支持肝、肾功能。
目前已将左旋肉碱作为心血管病、高血脂症、肾脏病、糖尿病及脂肪肝患者的营养补充剂
5 作为营养补充剂
随着年龄的增长,体内L-肉碱不断减少,从而导致中老年人患上各种疾病,如心肌缺血、心率失常、血脂升高等。
因而,中老年朋友补充L-肉碱是必须的。
国外已将L-肉碱列入预防冠心病发生的主要物质。
同时,糖尿病人和肾功能疾病者由于排尿液过多而引起体内L-肉碱大量消耗,易导致L-肉碱缺乏,需长期补充。
研究表明,补充L-肉碱是“最理想的健康水平”的需要,其重要性不亚于补充维生素和矿物元素,因此,L-肉碱作为营养补充剂在食品工业中应用极为广泛。
6 医学上的临床应用
L-肉碱可广泛用于各种缺血性心脏病的治疗、肝病患者的辅助治疗。
另外,由于它主要是通过肾脏代谢,糖尿病患者以及患有肾功能疾病的人由于尿液排泄过多使得体内左旋肉碱的消耗量大,需要长期补充以满足需要。
六、L-肉碱的生产途径及现状
1 化学合成法
1.1 以环氧氯丙烷为起始原料
1.2 以氯乙酰乙酸乙酯为起始原料
1.3 以甘露糖醇为起始原料
2 消旋体拆分法
化学合成消旋肉碱虽已完全工业化,但不能将L-型和有负作用的D-型分开。
如果将消旋肉碱(DL-肉碱)乙酰化,再光学拆分,可得到较高光学纯度的左旋肉碱。
2.1 化学拆分
美国专利3151149使用D-(+)-樟脑-10-磺酸对DL一肉碱进行拆分,但要使用AgNO3除去cl-,成本高,收率低(<50%),纯度低(Ag+存在),生产条件苛刻(AgC1见光使容器变黑)。
李全等人研究了左旋肉碱盐酸盐的新合成法,以氯乙酸乙酯为原料,经格氏反应、还原、铵化、水解及拆分反应,合成了产物。
2.2 酶法拆分
将DL一肉碱酰化,制成酰胺、乙酰肉碱等,再筛选动物微生物中存在的酯酶、酰胺酶等进行生物转化。
中山清等报道用假单孢菌的酰胺酶光学拆分DL-构型的诮旋肉碱,以制备得到光学纯度为99%的左旋肉碱。
3 微生物发酵法
细菌、放线菌、酵母菌和霉菌等许多微生物中都有能水解合成L-肉碱的菌株。
利用液体深层培养或固体发酵,筛选优良菌株,可生产左旋肉碱。
世界上L-肉碱的大部分产品由意大利的Sigma—Tan公司和瑞士的Lonza公司生产。
Sigma—Tau公司采用化学合成拆分法,主要生产药用原料L一肉碱内酯及衍生物产品,供应全世界3O 余家药厂;Lonza公司利用农杆菌发酵,添加前体γ-丁基甜菜碱转化,主要产品为L-肉碱酒石酸盐,用于食品和饲料。
4 肉碱衍生化法
4.1 从脱氢肉碱出发
在由40单位的肉碱脱氢酶、NAD+ 2mM、甲酸脱氢酶40单位、HCO2NH4150mM、磷酸50mM(pH7.5)、氯霉素6mg/50mL组成的混合液中匀速加入脱氢肉碱盐酸盐0.8M、甲酸0.8M。
加完后,调节温度至30℃,加入2MNH OH,调pH7.0。
经过70h,获得10.3g 左旋肉碱,收率96%。
4.2 从巴豆甜菜碱出发
巴豆甜菜碱是生物合成L-肉碱的前体。
以巴豆甜菜碱为底物的文献报道很多,可用的菌也很多.Yokozeki等人测试了686种菌株,结果发现Proteust和Escherichia colJ(E.C)这两种菌的转化效果最好.他们选用Proteus mirabilisAJ-2772和
AJ-12137来产L-肉碱脱水酶.培养基中添加富马酸、巴豆甜菜碱或L-肉碱均可诱导酶产生.加入葡萄糖或D-肉碱则抑制酶的产生。
当细胞于300C,pH6.5,部分厌氧条件下转化,L-肉碱的最大产量可达40g/L,底物转化率为50%。
可实现连续化生产的有瑞士Lonza公司用Achromobaceter xylosoxydams DMJ3225来生产.培养液不断流经细胞分离器,然后从不含细胞的培养液中回收L-肉碱.当选用的培养基中添加巴豆甜菜碱、三甲基甘氨酸、胆碱、戊二酸盐和己酸盐时可提高产量。
江苏省微生物研究所用此法酶转化产L-肉碱5g/L,转化率40%。
Obon报道通过固定化E.C.04K74细胞连续化生产L-肉碱.细胞首先被固定在孔径为0.15 nm的玻璃珠或孔径为0.75 nm的聚胺酯泡沫中,然后在含巴豆甜菜碱和富马酸的复杂培养基中于370C,无氧条件下培养,产率达1.8 g/L.h,转化率达26%.后经改进用膜细胞循环系统连续生产L-肉碱.细胞在25mM和5 g/L蛋白胨组成的培养基中产量达26 g干细胞/L.将分离出的休止细胞作为催化剂,巴豆甜菜碱作为唯一反应物,L-肉碱产率达6.2 g/L.h,细胞的催化力可保持4天后开始下降.这么高的产率可考虑投产,但需设法延长细胞催化周期。
4.3 从γ-丁基甜菜碱出发
γ-丁基甜菜碱是合成L-肉碱的直接前体,可用酶法羟化而得:体内赖氨酸、甲硫氨酸等物质生物合成8-三甲-β-羟基赖氨酸,再由醛缩酶、醛氧化酶合成γ-丁基甜菜碱,最后由羟化酶转化为左旋肉碱。
1991年瑞士Kulla H报道其突变株HK1349在400L反应器中,细胞循环法连续转化γ-丁基甜菜碱,产左旋肉碱60g/L,
转化率95%以上(图1)。
Lonza则采用分批培养的方式将γ-丁基甜菜碱转变成左旋肉碱,使用的微生物包括假单胞杆菌、酵母菌、根瘤菌、土壤杆菌及大肠杆菌。
还有一些真菌如Pencillium、Rhizopus、Mucor、Actinomucor、Neuropora、Aspeergillus也可在以谷物、淀粉、鱼粉、磷酸二氢钾和γ-丁基甜菜碱组成的培养基中培养7天,γ-丁基甜菜碱转化率达72%。
七、市场情况
左旋肉碱,又名L-卡尼丁,属于赖氨酸衍生物。
自20世纪90年代以来,“L-卡尼丁热”在国际市场上经久不衰。
个中原因与左旋肉碱是一种天然“脂肪助燃剂”有关。
人体本来就能分泌左旋肉碱,但到中年以后,体内左旋肉碱分泌量锐减,仅有年青人的50%。
而左旋肉碱在人体内能协助将脂肪分子送入细胞“燃烧室”内燃烧掉并产生热量。
中年人之所以会发福,很大原因在于其体内左旋肉碱分泌量不足,从而使摄入体内的脂肪不易消耗掉,最终导致产生肥胖症与糖尿病。
西方学者认为,中年人应适当补充外源性的左旋肉碱,有助于加速体内脂肪的“燃烧”并达到减肥瘦身的效果。
另外,L-卡尼丁与α-硫辛酸组合,能预防和治疗高血压、糖尿病和阿尔茨海默病,在西方国家被开发成多种保健食品尤其是瘦身食品。
世界左旋肉碱总销量缺乏精确统计资料,估计每年有8000~12000吨。
我国左旋肉碱年产量约为1000~2000吨。
我国的肥胖人群正在不断扩大,作为减肥瘦身食品的主要原料,卡尼丁在我国市场及出口的前景令人乐观。
左旋肉碱的国外生产厂家主要有意大利的Sigma-Tao,瑞士的Lonza公司以及日本的Ajinomo(味之素)和大塚公司。
Sigma-Tao公司采用化学合成方法生产左旋肉毒碱,它于1981年在意大利上市左旋肉毒碱内盐,商品名为Carnitene,用于治疗心血管疾病。
Lonza公司是世界上左旋肉毒碱产量最大的公司,其产量约占世界总产量的2/3,采用微生物发酵方法,利用脓杆菌连续转化γ-丁基甜菜碱生产左旋肉毒碱,并拥有酒石酸盐的专利及独特的拆分技术。
国内原料的生产主要有东北制药总厂、东宇药业以及抚顺顺辉化工有限公司、开原亨泰化工有限公司等。
沈阳科硕营养科技有限公司(原沈阳东宇精细化工有限公司)左旋肉碱及其十余种系列产品的年生产能力为600吨,并且拥有全新化合物:
左旋肉碱富马酸钙的世界性自主知识产权;是目前国内最大、最专业的左旋肉碱生产基地之一。
抚顺顺辉化工有限公司拥有每年左旋肉碱120吨、左旋肉碱酒石酸盐120吨、乙酰左旋肉碱盐酸盐120吨的生产能力,其他几家产量不大也为几百吨的产量。
另外常州三维工业技术研究所、华中理工大学也都曾提供过左旋肉毒碱的原料,但均未规模生产。
左旋肉毒碱作为保健品在国内市场早已有应用,但主要集中在南方,如广东的东方人(集团)生物保健品有限公司的"康丽亭"胶囊,广州贝氏药业有限公司的"贝康亭"针剂及胶囊,太阳神保健品公司的"圣力"功能饮料,珠海东佳公司的"康之美"片剂和广东湛江龙虎豹酒业有限公司生产的"天地一号"陈醋饮料,江苏永仁堂的"富贵乐"胶囊,以及江西力克制药公司的"力克"口服液等。
但它们所用的原料大多是进口的,用得最多的是Lonza公司的。
随着左旋肉毒碱功能的增加,市场前景看好,不断有厂家上原料及制剂生产,原有的生产厂家也不断扩大生产规模,增加品种。
现在含量99%的肉碱的价格一般集中在210-265元/Kg,
目前国内原料品种有左旋肉毒碱内盐、酒石酸盐,乙酰化肉毒碱等。
制剂品种主要有片剂、胶囊、口服液。
生产方法多采用合成方法。
八、相关专利项目生产方法具体案例分析肉碱生产方法汇总
1、名称: L-肉碱的酶法制备(收率52%)
申请(专利)号: CN96117166.9 申请日: 1996.11.08
申请(专利权)人: 江苏省微生物研究所
地址: 214063江苏省无锡市钱荣路
发明(设计)人: 孙志浩;郑璞;王蕾;金梅
专利代理机构: 无锡市专利事务所
代理人: 孙兹美;时旭丹
摘要:
本发明涉及酶转化生产L-肉碱的方法。
其特征是以大肠杆菌为出发株,经紫外线、Co-60诱变,得到不同化L-肉碱的产酶菌株(CGMCC 0276),经诱导培养,离心收集菌体,以菌体游离细胞或固定化细胞为酶源,以巴豆甜菜碱为底物,酶转化生产L-肉碱。
本发明克服或改善了动物组织提取法、化学合成拆分法、微生物直接发酵法制备L-肉碱工艺的缺陷,国外酶法制备L-肉碱工艺其菌体只能进行一次酶转化。