在營養(yǎng)學(xué)領(lǐng)域，有益健康的成分一直以來都備受關(guān)注。其中，甜菜堿（化學(xué)名：三甲基甘氨酸）作為一種天然存在且具有重要生理功能的營養(yǎng)物質(zhì)，正逐漸成為健康科學(xué)界的熱點。這種天然化合物廣泛存在于微生物、植物和動物體內(nèi)，常見于小麥、貝類、菠菜和甜菜等食物中。

作為甘氨酸的甲基化衍生物，甜菜堿已被證實具有多種生理功能。在食品工業(yè)中，甜菜堿具有諸多創(chuàng)新應(yīng)用和顯著的功能價值，如在糖果、飲料、乳制品等產(chǎn)品中發(fā)揮著重要作用，同時還能為人體提供健康益處。本期，我們將深入探討甜菜堿的應(yīng)用進(jìn)展，并重點分析其在食品加工中的功能價值，希望能夠為這一天然化合物的功能開發(fā)提供參考和依據(jù)。

甜菜堿的概述

甜菜堿（C5H11NO2），又稱甜菜素、三甲基甘氨酸等，化學(xué)名稱為N,N,N-三甲基甘氨酸，是一種天然存在于動植物中的季銨型化合物。在理化性質(zhì)方面，甜菜堿為白色或微棕色結(jié)晶粉末，味甘甜，熔點293℃，易溶于水和有機溶劑，200℃下性質(zhì)較穩(wěn)定，遇強堿分解生成三甲胺。

那么甜菜堿都來源于哪里呢？人體又是如何進(jìn)行吸收的呢？

研究發(fā)現(xiàn)，甜菜堿廣泛存在于動植物及微生物中，例如谷物中的黑麥、小麥麩皮、藜麥，蔬菜中的菠菜、甜菜根，海產(chǎn)品中的罐裝蝦、魚糜制品，以及肉類、蛋類、豆制品等。此外，關(guān)于甜菜堿的吸收，一方面是來自食物中直接攝入的外源性甜菜堿，另一方面則來自膽堿在肝 臟和腎 臟氧化而來的內(nèi)源性甜菜堿，主要在十二指腸被吸收。

甜菜堿的功能價值

甜菜堿具有多種重要的生理功能，對人體健康和動物生長等具有諸多益處。每日適當(dāng)攝入甜菜堿對人類和動物具有潛在健康益處，對降低同型半胱氨酸（Hcy）水平、促進(jìn)蛋白合成、抑制肝 臟脂肪沉積等有著重要作用。除此之外，甜菜堿還對維持身體正常生理功能、預(yù)防疾病等多個方面發(fā)揮著重要作用。

1、提供活性甲基，降低同型半胱氨酸水平

同型半胱氨酸是一種氨基酸，當(dāng)其在血液中高水平存在時，會增加心臟病、中風(fēng)和其他健康問題的風(fēng)險。甜菜堿可以提供一個甲基，使同型半胱氨酸甲基化為蛋氨酸，從而有助于維持血液中同型半胱氨酸的健康水平。

2、節(jié)約蛋氨酸，促進(jìn)蛋白質(zhì)合成

蛋氨酸是蛋白質(zhì)合成所必需的氨基酸，甜菜堿有利于組織蛋白質(zhì)合成，能夠顯著增加肝 臟和肌肉中粗蛋白含量，從而提高蛋白質(zhì)的利用率，對于運動員、健身人群以及需要增加肌肉量的人群具有重要意義。

3、促進(jìn)脂質(zhì)代謝，抑制肝 臟脂質(zhì)沉積

甜菜堿可促進(jìn)磷脂酰膽堿合成，磷脂酰膽堿是極低密度脂蛋白的重要組成部分，而極低密度脂蛋白是把甘油三酯從肝內(nèi)運輸?shù)礁瓮獾闹饕问剑虼颂鸩藟A可促進(jìn)肝 臟脂質(zhì)向肝外的轉(zhuǎn)運，從而抑制肝 臟脂質(zhì)沉積，有助于預(yù)防脂肪肝等肝 臟疾病。

4、調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透壓，減輕環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)

甜菜堿作為重要的有機滲透壓調(diào)節(jié)因子，能夠增加細(xì)胞的保水性，降低水分子對蛋白質(zhì)的溶解性，從而穩(wěn)定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，在食品加工過程中，可幫助食品中的細(xì)胞保持良好的狀態(tài)，延長食品的保質(zhì)期。

5、抗氧化、抗炎作用

甜菜堿具有抗氧化作用，可清除體內(nèi)自由基，減少氧化損傷。同時，它還能抑制炎癥反應(yīng)，減輕炎癥對身體的損害，對預(yù)防和治療炎癥相關(guān)疾病具有一定的作用。

6、改善腸道功能

甜菜堿可以調(diào)節(jié)腸道菌群平衡，促進(jìn)有益菌的生長，抑制有害菌的繁殖，從而改善腸道微生態(tài)環(huán)境，增強腸道屏障功能，提高腸道對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力，預(yù)防腸道疾病的發(fā)生。

7、對心血管系統(tǒng)的保護(hù)作用

甜菜堿可通過降低氧化應(yīng)激、抑制炎癥和降低血壓來有效預(yù)防心血管損傷，有助于維持心血管系統(tǒng)的健康，降低心血管疾病的發(fā)生風(fēng)險。

8、對神經(jīng)系統(tǒng)的保護(hù)作用

甜菜堿已顯示出顯著的神經(jīng)保護(hù)作用，可以減輕認(rèn)知障礙，其機制包括抑制氧化應(yīng)激和炎癥、改善突觸功能、抑制小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞活化、激活BDNF/ERK以及抑制cGAS-STING通路等，對預(yù)防和治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病具有一定的潛力。

甜菜堿在食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用

甜菜堿在食品加工中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在天然色素、調(diào)味劑、保鮮劑等方面。

1、在天然色素中的應(yīng)用

作為天然色素的穩(wěn)定劑：甜菜堿具有抗氧化作用，能夠清除自由基，減少氧化反應(yīng)的發(fā)生。在天然色素的提取和保存過程中，添加甜菜堿可以有效防止色素被氧化，從而保持其顏色的穩(wěn)定性和鮮艷度。例如，在提取花青素等天然色素時，加入甜菜堿可以提高花青素的穩(wěn)定性，延長其保質(zhì)期。

參與天然色素的合成：甜菜堿可以作為甲基供體，參與一些天然色素的合成過程。在植物細(xì)胞中，甜菜堿能夠為色素合成提供必要的甲基，促進(jìn)色素的合成和積累。例如，在甜菜根中，甜菜堿參與了甜菜紅素的合成，使甜菜根呈現(xiàn)出鮮艷的紅色。

2、在調(diào)味劑中的應(yīng)用

改善風(fēng)味：甜菜堿本身具有一定的甜味，可以作為天然甜味劑使用。在一些食品中，添加甜菜堿可以增加食品的甜味，改善食品的風(fēng)味。例如，在飲料、糖果等食品中，甜菜堿可以替代部分人工甜味劑，提供天然的甜味。

增強風(fēng)味：甜菜堿能夠與食品中的其他成分相互作用，增強食品的風(fēng)味。它可以促進(jìn)食品中香味物質(zhì)的釋放，使食品的香味更加濃郁。例如，在肉類加工中，添加甜菜堿可以改善肉制品的風(fēng)味，使其更加鮮美。

掩蓋不良風(fēng)味：甜菜堿具有一定的掩蓋不良風(fēng)味的作用。在一些食品中，添加甜菜堿可以掩蓋食品中的苦味、澀味等不良風(fēng)味，使食品的口感更加純正。例如，在一些中藥制劑中，添加甜菜堿可以掩蓋中藥的苦味，提高患者的接受度。

3、在保鮮劑中的應(yīng)用

維持細(xì)胞滲透壓平衡：甜菜堿是一種重要的有機滲透壓調(diào)節(jié)因子。在食品保鮮過程中，添加甜菜堿可以維持食品細(xì)胞的滲透壓平衡，防止細(xì)胞因失水或吸水而受損。例如，在水果和蔬菜的保鮮中，甜菜堿可以保持細(xì)胞的水分含量，延長水果和蔬菜的保鮮期。

抗氧化作用：甜菜堿具有抗氧化作用，能夠清除食品中的自由基，減少氧化反應(yīng)的發(fā)生。在食品保鮮中，添加甜菜堿可以延緩食品的氧化變質(zhì)過程，保持食品的品質(zhì)。例如，在肉類、魚類等易氧化的食品中，添加甜菜堿可以防止食品的氧化變色和變質(zhì)。

抗菌作用：甜菜堿對一些細(xì)菌和霉菌具有一定的抑制作用。在食品保鮮中，添加甜菜堿可以抑制食品中微生物的生長和繁殖，延長食品的保質(zhì)期。例如，在面包、糕點等食品中，添加甜菜堿可以防止食品的霉變和腐敗。

甜菜堿在食品工業(yè)中的創(chuàng)新和具體應(yīng)用

1、糖果類應(yīng)用

在功能性硬糖中添加甜菜堿，添加量一般為0.5%-1.2%，可賦予硬糖獨特的功能特性，如促進(jìn)新陳代謝等；無糖巧克力中添加甜菜堿，不僅增加了產(chǎn)品的營養(yǎng)價值，還能改善口感；維生素軟糖中添加甜菜堿，可增強營養(yǎng)素的穩(wěn)定性，使軟糖在儲存過程中更好地保留維生素等營養(yǎng)成分。

2、飲料產(chǎn)品應(yīng)用

在運動飲料中，甜菜堿可維持滲透壓平衡，替代部分電解質(zhì)，幫助運動員在運動過程中保持身體的水分平衡和電解質(zhì)穩(wěn)定，同時還能抗熱應(yīng)激，降低熱應(yīng)激損傷；在護(hù)肝解酒飲料中，甜菜堿常與奶薊草、姜黃素等復(fù)配，發(fā)揮協(xié)同作用，增強護(hù)肝解酒的效果；在代餐奶昔中，甜菜堿可促進(jìn)蛋白質(zhì)利用，提高代餐奶昔的營養(yǎng)價值，幫助消費者在控制熱量攝入的同時，滿足身體對蛋白質(zhì)的需求。

3、乳制品創(chuàng)新應(yīng)用

在發(fā)酵乳中添加甜菜堿，可調(diào)節(jié)乳酸菌的生長和代謝，改善發(fā)酵乳的風(fēng)味和質(zhì)地，同時還能提高乳制品的營養(yǎng)價值，為消費者提供更多的健康益處。

結(jié)語

總的來說，甜菜堿作為一種具有多種功效的生物活性物質(zhì)，在食品加工中具有廣闊的應(yīng)用前景。在功能性食品方面，甜菜堿能為人體提供營養(yǎng)，具有抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)代謝等功效，可用于開發(fā)運動飲料等產(chǎn)品。隨著研究的不斷深入，甜菜堿的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓展，并為消費者提供更多健康、安全的食品選擇。

作者簡介：

辛夷，主要從事食品安全、食品包裝與加工管理工作。