半胱氨酸（1）

半胱氨酸

 一、化学结构与理化性质

半胱氨酸（cysteine）是一种含硫α-氨基酸。分子式为C₃H₇NO₂S，分子量为121.16，CAS号为52-90-4。

胱氨酸的化学结构

根据构型的不同，有L型、D型和DL型之分，天然存在的为L型、D型，在体内具有生理活性的为L-半胱氨酸（L-cysteine）。为白色结晶性粉末，异嗅，味酸，易溶于水，微溶于乙醇，对酸稳定，在中性及碱性溶液中易被空气氧化为胱氨酸，微量铁及重金属可促使其氧化。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  含硫食物中半胱氨酸含量丰富，如动物蛋白、谷类蛋白。在动物毛发（头发、羽毛、猪鬃）中含量也较高。

生产制备方法  主要制备方法有还原法、酶法合成法、化学合成法和发酵法等。工业上一般采用酸水解法和微生物酶法生产。

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。

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

其他  有分光光度法、纸层析法、生物测定法、电化学检测法和高效液相色谱法等。

四、生理功能及作用

维持皮肤正常代谢  在皮肤角蛋白生成中维持重要的巯基酶的活性，并且补充巯基，以维持皮肤的正常代谢，调节表皮最下层的色素细胞生成底层黑色素。

合成蛋白质  半胱氨酸是合成铁硫蛋白和其他含硫化合物所必需的。半胱氨酸经过肝内半胱氨酸磺酸脱羧酶和半胱氨酸过氧化酶作用合成牛磺酸^[6]。

对金属离子的螯合作用  试验以高剂量无机铜饲喂大鼠和鸡，半胱氨酸显著降低了大鼠和鸡肝中铜的沉积。

其他  是合成牛磺酸、氨基丁酸的前体物质。同型半胱氨酸与血管疾病和神经管畸形发病危险的增加有关。

五、安全性研究

人群资料  人群安全性尚未查到。功能与疾病相关观察性研究发现，1160名年龄在67～95岁的研究对象中，轻度同型半胱氨酸血症是脑血管和动脉硬化的独立危险因素。只要增加5μmol/L，脑血管或冠状动脉疾病的发生危险性即可提高50％～80％。

代谢情况 半胱氨酸在体内由蛋氨酸和苯丙氨酸转变而成。半胱氨酸的代谢途径有如下几条：①直接脱去巯基和氨基，生成丙酮酸、NH3和H2S。H2S再经氧化而生成H2SO4；②巯基氧化成亚磺基，然后脱去氨基和亚磺基，最后生成丙酮酸和亚硫酸，后者经氧化后可变为硫酸；③代谢为牛磺酸；④转变为谷氨酰胺。

急性毒性  小鼠经口LD50=660mg/kg，大鼠经口LD50=1890mg/kg。

大剂量的半胱氨酸对动物有兴奋性神经毒性。一次性给予0.6～1.5g/kg可引起神经原广泛损害，视网膜永久性萎缩[6]。

遗传毒性  尚未查到有效资料。

亚慢性毒性  尚未查到有效资料。

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/推荐摄入量

1、常见使用方法

（1）食品  作为面团改良剂，用于炸面圈、面条产品和一些饼干的制作。我国《食品添加剂使用卫生标准》（GB 2760-1996）规定：用于发酵面制品0.069/kg。通常，用于面包的添加量为0.02～0.045g/kg。用于天然果汁，可防止维生素C的氧化和褐变，用量为0.2～0.8g/kg。还可用作食品香料。

（2）保健食品  作为添加剂或功能性原料可广泛应用于保健食品中。

（3）其他 

A 药品：临床主要用作肝炎辅助治疗药和解毒药。应避免采用有毒形式的半胱氨酸，如D-半胱氨酸和5-甲基半胱氨酸，主要以N-乙酰-L-半胱氨酸（NAC）形式作为补充剂，如N-乙酰-L-半胱氨酸的3％水溶液（国外称为“阿西丁”）可治疗角膜炎，还可作为稳定剂用于氨基酸输液。最大剂量的药用量为每日250～1500mg NAC，服用NAC的人每日应饮用至少6～8杯水以避免发生肾结石，服用超过7g的L-半胱氨酸可引起肾结石。服用高剂量时应服用维生素C有助于防止L-半胱氨酸和L-胱氨酸氧化。

B 化妆品：常用作外涂美白化妆，使用的L-半胱氨酸有各种形式，如L-半胱氨酸盐酸盐、L-半胱氨酸酯盐酸盐、L-半胱氨酸酯有机酸盐等。尤其是L-半胱氨酸酯二羧酸盐，其美白效果更好。

2、调查/推荐摄入量

（1）调查摄入量  尚未查到有效资料。含硫氨基酸包括半胱氨酸和蛋氨酸，可作为蛋白质的组成部分。

（2）推荐摄入量  尚未查到有效资料。FAO推荐成人含硫氨基酸摄入量为每日13mg/kg^[6]。婴儿上限值估计为58mg/kg。3～12岁儿童为22mg/kg。据保守推算半胱氨酸是蛋胺酸需要量的30％。

七、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国  半胱氨酸盐酸盐作为保鲜剂和抗氧化剂允许添加于发酵面制品，且最大允许使用量0.069／kg。保健食品中已有应用，其他未查到有效文件明文规定。

美国  FDA认为是安全物质(GRAS)，作为膳食补充剂成分在1994年之前即被批准使用。即使食品中含很少量的半胱氨酸，只要有功效，食品包装上就要注明。摄入值为每天293μg^[4]。

欧盟  95/2/EC批准L-半胱氨酸作为食品添加剂，摄入值为每天642μg。96/5/EC（附件Ⅳ）允许其添加于婴幼儿食品。91/321/EC（附件Ⅲ）允许其应用于婴儿配方奶粉；2001/15/EC批准也可作为营养物质应用于食品，作特殊营养用途使用。

澳/新  提议婴幼儿奶粉中半胱氨酸的最小值为每100g蛋白质含2.45g^[3]。

其他  食品法典委员会（CAC）分委会食品添加剂专家委员会（JECFA）将半胱氨酸归于风味调节剂类，认为每人每日摄入低于8mg时不会引起安全问题[5]。加拿大允许L型半胱氨酸作为食品添加剂加入到食品中，作为抗氧化剂、增白剂和面团改质剂。

八、注意事项和禁忌

不适宜人群  尚未查到有效资料。

禁忌  糖尿病病人和遗传紊乱胱氨酸尿症患者应避免服用L-半胱氨酸。支气管哮喘患者禁用。支气管痉挛可用异丙肾上腺素缓解。与异丙肾上腺素合用或交替使用可提高药效，减少不良反应。本品能减弱青霉素、四环素和头孢菌素类的抗菌活性，故不宜与这些药物共用。必要时可间隔4 小时交替使用。

与药物相互作用  未查见相关文献资料。

其他  半胱氨酸作为药品，直接滴入呼吸道可产生大量痰液。

九、小结

半胱氨酸为含硫α-氨基酸之一，是条件必需氨基酸。含硫食物中半胱氨酸含量丰富。主要制备方法有分离法、合成法和发酵法等。常用分析方法为氨基酸自动分析仪法。半胱氨酸是合成谷胱苷肽、蛋白质和牛磺酸的原料，具有多种生理功能及作用，安全性高，各国政府和国际组织对其应用和安全进行评价，我国允许半胱氨酸盐酸盐添加于发酵面制品，且最大允许使用量0.06g/kg，发现在保健食品中有使用。

参考文献

[1]    Baker D，Czarnecki-Maulden G．Pharmacologic role of cysteine in ameliorating or exacerbating mineral toxicities．J Nutr, 1987，117（6）：1003-1010．

[2]    Opinion of the scientific panel on food additives, flavourings，processing aids and materials in contact with food on a request from the commission related to the use of L-cysteine in foods intended for infants and young children．The EFSA Journal，2006，390：l-7．

[3]    Proposal p93-review of infant formula，summary of issues raised in a submission from the infant formula manufacturers’ association of australia（ifmaa）and the new zealand infant formula marketers association（naifma）following inquiry（nov 1999）．

[4]    FDA，Health and Human Services，Federal Regulations 172.320，2008．

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

[6]    葛可佑．中国营养科学全书．北京：人民卫生出版社. 2004.