精氨酸(2)

精氨酸

一、化学结构与理化性质

精氨酸（arginine），化学名为2-氨基-5-胍基戊酸（2-amino-5-guanidinovaleric acid）。分子式为C6 H14N4O2，分子量为174.20，CAS号为74-79-3。

精氨酸的化学结构

从水中结晶出来的L-精氨酸含2分子结晶水，为无色棱形结晶；从66％乙醇中结晶出来的L-精氨酸为无水单斜片状晶体。前者在105℃时变成无水物，在230℃变棕色，熔点238℃，244℃下分解。可溶于水，微溶于乙醇，不溶于乙醚。加热时可产生有毒的焦谷氨酸和氨。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  精氨酸存在于含有蛋白质的食物中，如肉类、家禽、奶酪产品、鱼类等。含有大量精氨酸的食物则包括有巧克力、花生及核桃。

生产制备方法  工业化生产是从明胶的水解产物磺胺酸盐沉淀而制取的。水解蛋白质可得到具有生理活性的L-精氨酸。L-精氨酸也可以在Ba（OH）2存在下，由L-鸟氨酸（1，4-二氨基戊酸）和氨基氰的水溶液制取。

其他  还包括发酵法、交换法等。

三、分析方法

GB GB/T 5009.124-2003  氨基酸自动分析仪法 食品中氨基酸的测定（不适用于蛋白质含量低的水果、蔬菜、饮料和淀粉类食品）。

AOAC  AOAC Official Method 994.12  氨基酸自动分析仪法 饲料中氨基酸测定。

四、生理功能及作用

参与肌酸合成和伤口愈合 肌酸和磷酸肌酸是能量储存利用的重要物质，肌酸合成需要甘氨酸和精氨酸（供给咪基）、S-甲硫氨酸（供给甲基）共同完成。辅助肌肉合成和能量提供。因此具有促进伤口愈合等功能。

免疫调节功能  在诸如创伤、烧伤、手术、癌症、脓毒症等代谢应激时，精氨酸则成为必需氨基酸，是在病理状态下必须补充的重要营养素。精氨酸与免疫功能关系密切，为淋巴细胞增殖、分化及合成细胞因子所必需。还能维持巨噬细胞，中性粒细胞、单核细胞及淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）的活性。

生成一氧化氮  左旋精氨酸（L-arginine，L-Arg）是合成一氧化氮（NO）的底物，它可刺激血管内皮细胞的NO合成酶（NOS）而增加NO的合成和释放。NO和前列环素是两种主要的衍化舒张因子，其中NO作为一种很强的舒血管物质，可降低全身平均动脉血压，增加局部血流和维持血管张力的恒定以及调节血压的稳定。

一氧化氮还可参与巨噬细胞对细菌的吞噬和杀灭。

参与尿素合成  精氨酸是鸟氨酸循环中的三种氨基酸之一，不足则影响尿素合成，影响体内氨排出。

其他  精氨酸对人的肾上腺及垂体系统有较大影响，精氨酸可刺激垂体分泌生长激素，对儿童生长发育产生影响。能增加儿茶酚胺、胰岛素、催乳素的分泌，其机制尚不明确。

五、安全性研究

人群资料  2008年的一项研究显示[8]，在一般情况下，人体经口补充精氨酸不会产生任何毒副作用。目前没有足够的数据来提出其对人体的NOAEL、LOAEL和UL，基于临床使用的剂量和试验，研究人员认为其OSL为20g/d。

成年哺乳动物通过鸟氨酸循环由鸟氨酸、瓜氨酸自身合成，故不列为必需氨基酸。

代谢情况  动物口服或静脉注射精氨酸后，一般在4～5小时内被代谢掉，含氮部分转变为尿素排出。不含精氨酸的膳食会导致氨中毒。精氨酸缺乏会影响肌酸合成[15]。

急性毒性  尚未查到有效资料。

遗传毒性  鼠伤寒沙门菌株TA98，TA100和TA1535及TA1537和大肠杆菌WP2uvrA，在高达5000/皿的L-精氨酸诱变性试验中，结果均为阴性[10]。

亚慢性毒性  食品级L-精氨酸（纯度99.8％），经饮食给予SD大鼠1.25％、2.5％和5％，雄性大鼠平均每天约摄入752mg/kg、1552mg/kg和3131mg/kg；雌性大鼠平均每天约摄入910mg/kg、1 803mg/kg和3 565mg/kg。观察临床症状和体重，结果显示没有剂量-效应关系。此外，眼科检查、尿液、血液、常规血液生化、剖检、病理组织学检查没有发现任何剂量相关的变化，得出精氨酸的NOAEL为3 13lmg/kg[9]。

慢性毒性  尚未查到有效资料。

生殖与发育毒性  尚未查到有效资料。

其他  尚未查到有效资料。

六、常见使用方法与调查/推荐掇入量

1、常见使用方法

（1）食品  作为食品添加剂可应用于各种食品。添加到婴幼儿食品中，其含量不超过总蛋白质质量的6.6％，可安全用于各种食品（FDA，§172.32，1994）。

（2）保健食品  可广泛应用于各种保健食品。

（3）其他  作为特殊的营养药物，临床上把精氨酸用作氨基酸营养强化或输液及混合氨基酸制剂的重要成分，主要用于因手术、严重外伤、烧伤等原因造成的免疫功能低下而出现的合并感染、败血症。一个70kg的人可以在普通食谱中4～6g精氨酸的基础上，在通过非肠道和肠道给药的情况下，可分别耐受6～15g/d的精氨酸用量。

2、调查/推荐摄入量

（1）调查摄入量 未查到相关资料。

（2）推荐摄入量  未查到相关资料。

七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  GB 2760规定L-精氨酸为允许使用的食品用香料，使用量＜250mg/kg。卫生部2009年卫221号文件解释1999年批准精氨酸作为新药品种予以公告（第2号）。保健食品标标签有应用记录。

美国  FDA两次将L-精氨酸归入GRAS名单，GRN：000290（2009年）和GRN：000317（2010年）。

欧盟  1999年欧盟将精氨酸归入一般认为安全的物质[14]。 82/471/EEC将L-精氨酸列入其范围内。欧盟制定的婴儿奶粉标准[15]，对其中蛋白质的含量进行了规定，精氨酸含量为16mg/100kJ或69mg/100kcal。EFSA在2007年对来源于谷氨酸棒状杆菌发酵产生的L-精氨酸在动物饲料中的安全性应用和功效进行了评价[12]。

澳/新  可在食品生产过程中可以用作微生物营养强化剂，并对多种食物中精氨酸的含量进行了分析，包括添加剂和调味料（458～8 1 93mg/100g），无酒精饮料（32～162mg/100g），饼干（473～621mg/100g）等[12]。

其他  食品法典委员会（CAC）食品添加剂专家委员会（JECFA）于2002年将精氨酸归于风味调节剂类，认为每人每天摄入90μg范围内不会引起安全问题。加拿大卫生部发布信息[11]，建议有心脏病发作史的患者不要使用含有L-精氨酸的产品，并要求所有L-精氨酸产品必须在说明书中加入警告，以反映最新的研究结果。加拿大卫生部已下令停止使用和召回说明书中没有相关信息的产品，同样，含L-精氨酸的产品必须经过批准。日本福利保障和健康部在2005年发布的通告（NO.498）中认为精氨酸对人体健康没有潜在危害。

八、注意事项和禁忌

不适宜人群  下列人群应在医师指导下或询问医生之后决定是否可以摄入。

（1）精氨酸可改变体内钾的水平，尤其是肝病患者体内钾的水平。对于肝病患者、服用ACE抑制剂或服用保钾利尿药的人，精氨酸可能会改变其他化学物质和电解质的水平，如氯、钠和磷。

（2）在心脏病发作后，在使用含L-精氨酸的药物前应咨询医生。有心脏疾患但没有心脏病发作史的病人，使用L-精氨酸出现风险的可能性不大，使用L-精氨酸可能会帮助机体修复心脏和血管的损伤。

（3）服用精氨酸可使体内血糖水平升高，糖尿病患者应慎用。

禁忌  肾功能不全者忌用。

与药物相互作用  未查见相关文献资料。

其他  精氨酸可降低血压，其作用与NO合成有关，由此会引起消化不良、恶心、头痛。高剂量的精氨酸还会引起胃酸增加，加重由药物引起的胃灼热、胃溃疡、消化不良。注入过快可引起流涎、颜面或皮肤潮红、呕吐，其盐酸盐可引起高氯酸血症。

九、小结

精氨酸是一种非必需氨基酸，可以从任何含有蛋白质的食物中摄取，工业化生产是从明胶的水解产物磺胺酸盐沉淀中制取。目前对其含量的分析主要采用氨基酸自动分析仪法。具有参与肌酸合成、伤口愈合、免疫调节等多种生理功能及作用，安全性较高。各国政府对其在食品中的应用用途不统一，我国规定L-精氨酸为允许使用的食品用香料。

参考文献

[1]Schulman SP．L-arginine therapy in acute myocardial infarction：the Vascular Interaction With Age in Myocardial Infarction（VINTAGE MI）randomized clinical trial．JAMA，2006．295：58-64．

[2]lgnarro L J，Cirino G，Casini A，et al．Nitric oxide as a signaling molecule in the vascular system：an overview．Cardiovase Phar 1999，34：879-886．

[3]Wu G．Baser FW，Cudd TA，et al．Pharmaeokinetics and safety of arginine supplementation in animals．J Nutr，2007，137（6）：1673-1680．

[4]Evaluation of certain food additives．Sixty-third report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives．2005．

[5]George J，Shmuel SB，Roth A．et al．L-arginine attenuates lymphocyte activation and anti-oxidized LDL antibody levels in patients undergoing angioplasty．Atherosclerosis，2004，174（2）：323-327．

[6]FDA，Health and Human Services，Federal Regulations l72．320．2008．

[7]Alba-Roth J．Arginine stimulates growth hormone secretion by suppressing endogenous somatostatin secretion．J Clin Endocri Metab，1988，67（6）：1186-1189．

[8]Shao A，Hathcock JN．Risk Assessment for the amino acids taurine，L-glutamine，and L-arginine．Regu Toxi and Phar,2008，50：376-399．

[9]Morris JG，Rogers QR．Ammonia intoxication in the near-adult cat as a result of a dietary deficiency of arginine．Science，1978, 199（4327）：431-432．

[10]Kwon H．Wu G，Bazer Fw, et al．Developmental changes in polyamine levels and synthesis in the ovine conceptus．Biol Reprod，2003，69：1626-1634．

[11]Advisory．Health Canada．http：∥www.hc-sc.gc.ca.

[12]Opinion of the Scientific Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed on the safety and efficacy of the product containing L-arginine produced by fermentation from Corynebacterium glutamicum（ATCC-13870）for all animal species．The EFSA Journal，2007，473：1-19．

[13]NUTTAB．2006．http：∥www．foodstandards．gov．au/

search/? keywords=arginine．

[14]Amending Annexes I，II and III of Council Regulation （EEC）No 2377/90 layingdown a Community procedure for the establishment of maximum residue limits of veterinary medicinal products in foodstuffs of animal origin．

[15]Commission Regulation（EC）No 1931/1999 of 9 September 1999