甜菜碱：食品工业里的新功能因子

在营养学领域，有益健康的成分一直以来都备受关注。其中，甜菜碱（化学名：三甲基甘氨酸）作为一种天然存在且具有重要生理功能的营养物质，正逐渐成为健康科学界的热点。这种天然化合物广泛存在于微生物、植物和动物体内，常见于小麦、贝类、菠菜和甜菜等食物中。

作为甘氨酸的甲基化衍生物，甜菜碱已被证实具有多种生理功能。在食品工业中，甜菜碱具有诸多创新应用和显著的功能价值，如在糖果、饮料、乳制品等产品中发挥着重要作用，同时还能为人体提供健康益处。本期，我们将深入探讨甜菜碱的应用进展，并重点分析其在食品加工中的功能价值，希望能够为这一天然化合物的功能开发提供参考和依据。

甜菜碱的概述

甜菜碱（C5H11NO2），又称甜菜素、三甲基甘氨酸等，化学名称为N,N,N-三甲基甘氨酸，是一种天然存在于动植物中的季铵型化合物。在理化性质方面，甜菜碱为白色或微棕色结晶粉末，味甘甜，熔点293℃，易溶于水和有机溶剂，200℃下性质较稳定，遇强碱分解生成三甲胺。

那么甜菜碱都来源于哪里呢？人体又是如何进行吸收的呢？

研究发现，甜菜碱广泛存在于动植物及微生物中，例如谷物中的黑麦、小麦麸皮、藜麦，蔬菜中的菠菜、甜菜根，海产品中的罐装虾、鱼糜制品，以及肉类、蛋类、豆制品等。此外，关于甜菜碱的吸收，一方面是来自食物中直接摄入的外源性甜菜碱，另一方面则来自胆碱在肝 脏和肾 脏氧化而来的内源性甜菜碱，主要在十二指肠被吸收。

甜菜碱的功能价值

甜菜碱具有多种重要的生理功能，对人体健康和动物生长等具有诸多益处。每日适当摄入甜菜碱对人类和动物具有潜在健康益处，对降低同型半胱氨酸（Hcy）水平、促进蛋白合成、抑制肝 脏脂肪沉积等有着重要作用。除此之外，甜菜碱还对维持身体正常生理功能、预防疾病等多个方面发挥着重要作用。

1、提供活性甲基，降低同型半胱氨酸水平

同型半胱氨酸是一种氨基酸，当其在血液中高水平存在时，会增加心脏病、中风和其他健康问题的风险。甜菜碱可以提供一个甲基，使同型半胱氨酸甲基化为蛋氨酸，从而有助于维持血液中同型半胱氨酸的健康水平。

2、节约蛋氨酸，促进蛋白质合成

蛋氨酸是蛋白质合成所必需的氨基酸，甜菜碱有利于组织蛋白质合成，能够显著增加肝 脏和肌肉中粗蛋白含量，从而提高蛋白质的利用率，对于运动员、健身人群以及需要增加肌肉量的人群具有重要意义。

3、促进脂质代谢，抑制肝 脏脂质沉积

甜菜碱可促进磷脂酰胆碱合成，磷脂酰胆碱是极低密度脂蛋白的重要组成部分，而极低密度脂蛋白是把甘油三酯从肝内运输到肝外的主要形式，因此甜菜碱可促进肝 脏脂质向肝外的转运，从而抑制肝 脏脂质沉积，有助于预防脂肪肝等肝 脏疾病。

4、调节细胞渗透压，减轻环境应激反应

甜菜碱作为重要的有机渗透压调节因子，能够增加细胞的保水性，降低水分子对蛋白质的溶解性，从而稳定蛋白质结构，在食品加工过程中，可帮助食品中的细胞保持良好的状态，延长食品的保质期。

5、抗氧化、抗炎作用

甜菜碱具有抗氧化作用，可清除体内自由基，减少氧化损伤。同时，它还能抑制炎症反应，减轻炎症对身体的损害，对预防和治疗炎症相关疾病具有一定的作用。

6、改善肠道功能

甜菜碱可以调节肠道菌群平衡，促进有益菌的生长，抑制有害菌的繁殖，从而改善肠道微生态环境，增强肠道屏障功能，提高肠道对营养物质的吸收能力，预防肠道疾病的发生。

7、对心血管系统的保护作用

甜菜碱可通过降低氧化应激、抑制炎症和降低血压来有效预防心血管损伤，有助于维持心血管系统的健康，降低心血管疾病的发生风险。

8、对神经系统的保护作用

甜菜碱已显示出显著的神经保护作用，可以减轻认知障碍，其机制包括抑制氧化应激和炎症、改善突触功能、抑制小胶质细胞和星形胶质细胞活化、激活BDNF/ERK以及抑制cGAS-STING通路等，对预防和治疗神经系统疾病具有一定的潜力。

甜菜碱在食品加工领域中的应用

甜菜碱在食品加工中的应用主要体现在天然色素、调味剂、保鲜剂等方面。

1、在天然色素中的应用

作为天然色素的稳定剂：甜菜碱具有抗氧化作用，能够清除自由基，减少氧化反应的发生。在天然色素的提取和保存过程中，添加甜菜碱可以有效防止色素被氧化，从而保持其颜色的稳定性和鲜艳度。例如，在提取花青素等天然色素时，加入甜菜碱可以提高花青素的稳定性，延长其保质期。

参与天然色素的合成：甜菜碱可以作为甲基供体，参与一些天然色素的合成过程。在植物细胞中，甜菜碱能够为色素合成提供必要的甲基，促进色素的合成和积累。例如，在甜菜根中，甜菜碱参与了甜菜红素的合成，使甜菜根呈现出鲜艳的红色。

2、在调味剂中的应用

改善风味：甜菜碱本身具有一定的甜味，可以作为天然甜味剂使用。在一些食品中，添加甜菜碱可以增加食品的甜味，改善食品的风味。例如，在饮料、糖果等食品中，甜菜碱可以替代部分人工甜味剂，提供天然的甜味。

增强风味：甜菜碱能够与食品中的其他成分相互作用，增强食品的风味。它可以促进食品中香味物质的释放，使食品的香味更加浓郁。例如，在肉类加工中，添加甜菜碱可以改善肉制品的风味，使其更加鲜美。

掩盖不良风味：甜菜碱具有一定的掩盖不良风味的作用。在一些食品中，添加甜菜碱可以掩盖食品中的苦味、涩味等不良风味，使食品的口感更加纯正。例如，在一些中药制剂中，添加甜菜碱可以掩盖中药的苦味，提高患者的接受度。

3、在保鲜剂中的应用

维持细胞渗透压平衡：甜菜碱是一种重要的有机渗透压调节因子。在食品保鲜过程中，添加甜菜碱可以维持食品细胞的渗透压平衡，防止细胞因失水或吸水而受损。例如，在水果和蔬菜的保鲜中，甜菜碱可以保持细胞的水分含量，延长水果和蔬菜的保鲜期。

抗氧化作用：甜菜碱具有抗氧化作用，能够清除食品中的自由基，减少氧化反应的发生。在食品保鲜中，添加甜菜碱可以延缓食品的氧化变质过程，保持食品的品质。例如，在肉类、鱼类等易氧化的食品中，添加甜菜碱可以防止食品的氧化变色和变质。

抗菌作用：甜菜碱对一些细菌和霉菌具有一定的抑制作用。在食品保鲜中，添加甜菜碱可以抑制食品中微生物的生长和繁殖，延长食品的保质期。例如，在面包、糕点等食品中，添加甜菜碱可以防止食品的霉变和腐败。

甜菜碱在食品工业中的创新和具体应用

1、糖果类应用

在功能性硬糖中添加甜菜碱，添加量一般为0.5%-1.2%，可赋予硬糖独特的功能特性，如促进新陈代谢等；无糖巧克力中添加甜菜碱，不仅增加了产品的营养价值，还能改善口感；维生素软糖中添加甜菜碱，可增强营养素的稳定性，使软糖在储存过程中更好地保留维生素等营养成分。

2、饮料产品应用

在运动饮料中，甜菜碱可维持渗透压平衡，替代部分电解质，帮助运动员在运动过程中保持身体的水分平衡和电解质稳定，同时还能抗热应激，降低热应激损伤；在护肝解酒饮料中，甜菜碱常与奶蓟草、姜黄素等复配，发挥协同作用，增强护肝解酒的效果；在代餐奶昔中，甜菜碱可促进蛋白质利用，提高代餐奶昔的营养价值，帮助消费者在控制热量摄入的同时，满足身体对蛋白质的需求。

3、乳制品创新应用

在发酵乳中添加甜菜碱，可调节乳酸菌的生长和代谢，改善发酵乳的风味和质地，同时还能提高乳制品的营养价值，为消费者提供更多的健康益处。

结语

总的来说，甜菜碱作为一种具有多种功效的生物活性物质，在食品加工中具有广阔的应用前景。在功能性食品方面，甜菜碱能为人体提供营养，具有抗氧化、抗炎、调节代谢等功效，可用于开发运动饮料等产品。随着研究的不断深入，甜菜碱的应用领域将进一步拓展，并为消费者提供更多健康、安全的食品选择。

作者简介：

辛夷，主要从事食品安全、食品包装与加工管理工作。