甜菜碱

一、化学结构与理化性质

甜菜碱（betaine，glycine betaine）又称甘氨酸三甲基内盐、三甲铵乙内酯或三甲基甘氨酸，属季胺型生物碱。化学名为1-羧基-N,N,N-三甲基氨基乙内脂，分子式为C5H12NO2，分子量为117.15，CAS号为107-43-7。

甜菜碱的化学结构

甜菜碱常含有1分子结晶水，为鳞状或棱状的白色晶体。沸点273℃，熔点293℃，味甜。具有两性，水溶液呈中性，极易溶于水，可溶于甲醇、乙酸等，微溶于乙醚，极易潮解，在浓的强碱溶液中易分解出三甲胺，其盐酸盐不易潮解。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  甜菜碱广泛存在于动物、植物和微生物中。含量较为丰富的膳食来源包括海产品如海洋无脊椎动物（≈1%）、麦胚和麦麸（≈1%）、菠菜（≈0.7%）[1]1。一些中草药如丁桂、地骨皮、枸杞、黄芪、连翘等也含有较多的甜菜碱。甜菜碱也可以来源于胆碱的氧化。

生产制备方法  甜菜糖蜜是提取天然甜菜碱的主要原料，其提取工艺主要采用离子排斥法，应用聚乙烯-二乙烯树脂色谱分离柱分离出甜菜碱母液，再经蒸发、浓缩、三段结晶、过滤制得纯度约98%的甜菜碱，回收率约70%～80%。

甜菜碱的化学合成一般以氯乙酸和三甲胺为原料在碱液中进行反应，甜菜碱母液经蒸馏、盐酸酸化、浓缩、结晶、过滤成甜菜碱盐，含量约为75%。或将母液经过浓缩、脱盐、吸附后制得纯甜菜碱产品。化学合成法降低了成本，产率相对较高，且不受季节和产量的限制。

三、分析方法

GB GB/T 23710-2009  离子色谱法  饲料中甜菜碱的测定。

NY/T 1746-2009  比色法 甜菜中甜菜碱的测定。

NY/T 1619-2008  离子色谱法 饲料中甜菜碱的测定。

AOAC AOAC 970.41  分光光度法 橘汁中甜菜碱的测定。

其他  高效液相色谱法[2]2，液相色谱-质谱法[3]3。

四、生理功能及作用

甲基供体  甜菜碱分子含有3个活性甲基，是高效的甲基供体。甜菜碱作为机体胱氨酸向蛋氨酸转变的甲基供体，主要在肝中发挥替代蛋氨酸的供甲基作用，可节约蛋氨酸[4]4。

调节体内渗透压  甜菜碱作为生物体内一种重要的渗透压缓冲物质，能防止细胞中离子浓度的激变。当细胞内渗透压激变时，如外部渗透压突然升高时，细胞开始吸收甜菜碱以维持正常的渗透压平衡，同时防止细胞水分流出和盐分浸入。

促进脂肪代谢和蛋白质合成  甜菜碱能促使肉碱的合成量增多，使脂肪酸的运载增强，促进肝和肌细胞线粒体内脂肪酸的β氧化，并反馈性地增强了不同阶段脂肪分解酶的活力，加强了脂肪的分解，使体内脂肪沉积相对减少[5]5。其机制可能是甜菜碱通过增强机体组织的甲基代谢，促进了体内蛋白质的合成，降低了蛋白质的分解，使组织中蛋白质的沉积增加。

五、安全性研究

人群资料  欧盟EFSA的报告中涉及40个临床研究，共包含约700名研究对象，摄入的甜菜碱的剂量范围为1.5～30g/d，其中6g/d是最常用的剂量，摄入时间范围为1天～16年。这些研究均未出现器官的损害，不良反应主要为恶心、腹泻、胃肠疼痛不适（EFSA-Q-2004-090）。

代谢情况  甜菜碱以口服给药为主，吸收和分布迅速，1～2h达到血清峰值，生物利用度个体差异明显。甜菜碱主要经肝代谢消除，极少分泌排泄，甚至在高达100mg/kg剂量时也无排泄。半衰期14h左右。多次给药后，吸收无变化，但分布和半衰期增加明显[6,7]6,7。人体内的血清甜菜碱浓度一般为女性20～60mmol/L，男性25～75mmol/L[3]3。

急性毒性  小鼠皮下注射LD50为10 800mg/kg，表现为惊厥、发绀等。小鼠静脉注射LD50为830mg/kg[8]8。CD大鼠的经口LD50为11g/kg（EFSA-Q-2004-090）。

遗传毒性  甜菜碱一水合物在Ames试验（TA1535、TA 1537、TA1538、TA 98和TA 100）最高浓度达每孔5 000μg/时未表现出致突变性；给予CD-1小鼠口服2 000mg/kg的甜菜碱一水合物不会诱导骨髓细胞发生微核。在人淋巴细胞中剂量达10mg/ml未导致代谢活化（EFSA-Q-2004-090）。

亚慢性毒性  用含5%甜菜碱的饲料喂养大鼠未发现任何毒性作用[9]9。

慢性毒性与致癌性  未查见相关文献资料。

生殖与发育毒性  未查见相关文献资料。

其他  未查见相关文献资料。

六、常见使用方法与调查/推荐摄入量

常见使用方法

食品  甜菜碱在小麦和小麦食品中含量最高（>1mg/100g）。在生意大利面、法式脆饼、奶酪饼干、通用面粉的含量也较高。在啤酒、冰茶和牛肉馅中含量为<6mg/100g。在肉类，奶类，水果和饮料中含量更低[10]10。

保健食品  用于保健食品，常见于片剂、粉末等剂型。

其他  药品：作为药品[6]6使用，用于心脏病和中风的预防或治疗，500～1000mg/d；用于高胱胺酸尿症：6000g/d；用于酒精性脂肪肝患者，推荐的甜菜碱柠檬酸盐或甜菜碱天冬氨酸盐使用量为1 000～2 000mg，每日3次。对不满3岁的儿童，起始剂量为100mg/kg，以后每周增加100mg/kg，直至同型半胱氨酸水平恢复正常。建议甜菜碱与叶酸、维生素B6和维生素B12联合使用。

调查/推荐摄入量

调查摄入量  从膳食中来源的甜菜碱平均为0.5g，富含全谷物和海洋鱼类的膳食中的甜菜碱摄入量可以高达2.5g[11]11。

推荐摄入量  有报道甜菜碱的安全剂量每日9～15g（平均为12g）[9]9。

七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  批准甜菜碱（天然提取）为食品用香料（中华人民共和国卫生部公告，2007年第5号），并允许天然甜菜碱为饲料添加剂（GB/T 21515-2008）。

美国  从20世纪60年代开始有甜菜碱作为膳食补充剂销售，剂量为0.5～1.5g/d。1966年FDA批准甜菜碱为治疗高胱氨酸尿的药物，一般剂量为6～20g/d。

欧盟  将甜菜碱批准为新资源食品，允许应用于饮料（最大添加量1.2%）、谷物制品（最大添加量4.0%）、糖果（最大添加量6.7%）、奶制品（最大添加量2.7%），应用人群不包括儿童、怀孕及哺乳期妇女（EFSA-Q-2004-090）。并从1982年起可以应用于膳食补充剂，剂量范围为7～324mg。2003年，甜菜碱被申报新资源食品，由于现有资料不足以证明其安全性，未被批准为新资源食品（EFSA-Q-2004-090）。

澳/新  甜菜碱允许添加到食品中，但其安全性评价资料不足。

八、注意事项和禁忌

不适宜人群  孕妇和哺乳期女性避免使用甜菜碱补充剂。

禁忌  对甜菜碱和盐酸甜菜碱高度敏感者禁用含有甜菜碱或盐酸甜菜碱的补充剂。

与药物相互作用  未查见相关文献资料。

其他  甜菜碱副作用少，偶有轻微胃肠道反应，如恶心、呕吐和腹泻等。有相关报道指出，甜菜碱可以引起血蛋氨酸升高，当血蛋氨酸浓度大于1mg/L，可以引起脑水肿[4]4。

九、小结

甜菜碱可来源于膳食食物或胆碱的氧化，常用离子色谱法、比色法、高效液相色谱法分析测定。甜菜碱是动物体的中间代谢产物，具有提供甲基、调节体内渗透压、促进脂肪代谢和蛋白质合成等作用，用于降血脂、保护肝和降血压等功效。毒理学研究资料尚不完全。中国批准甜菜碱（天然提取）为食品用香料，并允许天然甜菜碱为饲料添加剂。美国批准其为膳食补充剂和药物。

参考文献

[1] Craig SAS. Betaine in human nutrition. Am J Clin Nutr, 2004,80:539-549.

[2] Rajakylä E, Paloposki M. Determination of sugars （and betaine） in molasses by high-pressure liquid chromatography. J Chromatogr, 1983, 282:595-602.

[3] Lever M, Slow S. The clinical significance of betaine, an osmolyte with a key role in methyl group metabolism. Clin Biochem, 2010, 43（9）:732-744.

[4] Lawson YA, Levy HL. The use of betaine in the treatment of elevated homocysteine. Mol Genet Metab, 2006, 88（3）:201.

[5] Sparks JD, Collins HL, Chirieac DV, et al. Hepatic very-low-density lipop rotein and apolipoprotein b production are increased following in vivo induction of betaine homocysteines methyl transferase. Biochem J, 2006, 395（2）:363.

[6] Schwahn BC, HafnerD, Hohlfeld T, et al. Pharmacokinetics of oral betaine in healthy subjects and patients with homocystinuria. Br J Clin pharmacol, 2003, 55（1）:6.

[7] Matthews A, Johnson TN, RostamiHodjegan A, et al. An indirect responsemodel of homocysteine suppression by betaine:optimising the dosageregimen of betaine in homocystinuria. Br J Clin Pharmacol, 2002, 54（2）:140.

[8] http://www.chemdrug.com/MSDSInfo.asp?id=5269.

[9] Hayes KC, Pronczuk A, Cook MW, et al. Betaine in sub-acute and sub-chronic rat studies. Food Chem Toxicol, 2003, 41:1685-1700.

[10] http://www.umm.edu/altmed/articles/betaine-000287.htm.

[11] Craig SAS. Betaine in human nutrition. Am J Clin Nutr, 2004, 80:539-549.