谷胱甘肽保健领域受青睐□卫功元 李寅 堵国成 陈坚 谷胱甘肽（GSH）是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三
谷胱甘肽（GSH）是一种由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸组成的三肽化合物，它在自然界中主要存在于酵母、动物肝脏、肌肉和血液中，一些植物如蔬菜、豆类、谷物、薯类和菇类中也含有GSH。作为含巯基的多肽物质，GSH是重要的生物化学药物，科学家一直在研究它在各种生物体内的生理作用，以及在人体各种组织细胞中的含量和各种疾病与组织损伤的关系。另外，GSH在生物化学等基础研究领域中也一直受到广泛关注。随着GSH更多功能和性质被发现，人们对其在食品添加剂、临床医学和运动营养学上的应用日益关注，需求量也在不断增加。 一、 应用领域
一、 应用领域 1.医药
1.医药 谷胱甘肽作为一种重要的生理活性物质，在抗辐射、肿瘤、氧中
谷胱甘肽作为一种重要的生理活性物质，在抗辐射、肿瘤、氧中毒、衰老和协调内分泌的治疗中效果明显且无副作用。临床上主要用于：①保护蛋白质或酶的巯基免遭氧化性破坏，防止红细胞溶血，促进高铁血红蛋白的还原，抑制白内障以及角膜与视网膜疾病的发展；②清除体内自由基，恢复细胞功能，防止机体衰老、肿瘤或动脉硬化的产生；③抗辐射，对放射线照射、放射性药物及抗肿瘤药物所引起的白血球减少、放射线引起的骨髓组织炎与口腔粘膜炎均有保护或减轻症状的作用；④解除丙烯腈、氟化物、一氧化碳、重金属、农药、药物和有机溶剂造成的中毒症状；⑤维持并促进肝细胞的正常功能，减轻脂肪肝与感染性肝炎症状；⑥纠正乙酰胆碱及脂碱酯酶之间的不平衡，解除过敏症状；⑦促进胆酸代谢和消化道对脂溶性维生素的吸收，从而促进肝脏合成凝血因子,减轻出血倾向；⑧作为多种酶的辅酶和辅基，参与TCA循环和糖代谢；⑨通过γ－谷氨酰循环参与众多氨基酸向胞内转运，促进蛋白质的合成。 GSH具有改善性功能和消除疲劳的作用，近年来还发现它具有抑
GSH具有改善性功能和消除疲劳的作用，近年来还发现它具有抑制艾滋病病毒的功效。此外，GSH还被用于与其他物质组合构成治疗或保健药物，以解除这些药物对肝脏和肾脏的毒性。随着对GSH研究的不断深入，GSH在医药及临床领域内还会有更多的用途。 2.食品
2.食品 在食品加工领域，作为一种抗氧化剂，GSH具有增强食品营养价
在食品加工领域，作为一种抗氧化剂，GSH具有增强食品营养价值和强化食品风味等功能。GSH在面制品中具有还原作用并强化氨基酸，在酸奶和婴儿食品中起稳定和抗氧化作用，在鱼糕中可抑制核酸分解并强化风味，在水果罐头中具有防止褐变的功能，在肉制品和干酪等食品中也具有强化风味的效果。由于GSH在强化食品风味的同时对人体有保健作用，它在食品加工业中的应用前景显然要优于其他防腐剂或抗氧化剂。因此，采用GSH作为食品抗氧化剂是食品加工业发展的必然趋势。日本等发达国家已经将GSH作为生物活性食品添加剂并积极开发在保健食品中的应用。据国外信息机构预测，GSH作为一种多功能的生物活性添加剂在食品加工业中的应用将会愈来愈广，且需求量正日益增大。 3.体育运动
3.体育运动 GSH能够提高体内血红蛋白的含量，并保护红细胞免遭氧化性破
GSH能够提高体内血红蛋白的含量，并保护红细胞免遭氧化性破坏。因此，GSH在体育领域内，无论是在运动性贫血机理的探讨，还是训练过度的预防、运动性疲劳机理的研究，以及运动营养的补充方面都备受关注。 二、生产方法
二、生产方法 自1938年用酵母制造GSH的专利发表以来，广大学者围绕GSH
自1938年用酵母制造GSH的专利发表以来，广大学者围绕GSH的生产开展了大量研究。概括来说，目前谷胱甘肽的生产方法主要有溶剂萃取法、化学合成法、酶转化法和发酵法。 1.溶剂萃取法
1.溶剂萃取法 溶剂萃取法主要是通过萃取和沉淀的方法从含有GSH的动植物组
溶剂萃取法主要是通过萃取和沉淀的方法从含有GSH的动植物组织中进行分离提取，由于原料不易获得且GSH的含量极低，该法的实际应用价值不大。 2.化学合成法
2.化学合成法 化学合成法是将L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸缩合成GSH。该
化学合成法是将L-谷氨酸、L-半胱氨酸和甘氨酸缩合成GSH。该法较早应用于GSH生产，但操作过程复杂、耗时，且得到的GSH是左旋体和右旋体的混合物，分离十分困难，造成产品纯度不高和生物效价很难保持一致等问题。 3.酶法
3.酶法 GSH的酶法合成是利用合成酶系，在三磷酸腺苷（ATP）的存在
GSH的酶法合成是利用合成酶系，在三磷酸腺苷（ATP）的存在下将3种组分氨基酸催化形成GSH。该法首先需要获得GSH合成的相关酶系，其次需要加入价格昂贵的前体氨基酸和ATP，目前还处于实验研究阶段。综合比较，发酵法生产GSH最具有竞争力，由于微生物容易培养，因此该法将具有极大的应用潜力。 发酵法是采用廉价的糖类原料，利用细菌或酵母体内物质的代谢
发酵法是采用廉价的糖类原料，利用细菌或酵母体内物质的代谢途径来进行GSH生物合成的方法。一般情况下，微生物细胞中GSH的含量不高（<1%），GSH的含量过高容易破坏体内氧化还原环境的平衡。生物合成的GSH是胞内产物，实际生产过程中需要进行提取，较低的含量无疑会大大提高生产成本。因此，发酵法生产GSH的最关键问题在于提高微生物体内的GSH含量，通常是通过菌种选育来实现。主要有2种方法：一是采用常规诱变育种选育高产菌株，二是利用遗传工程技术构建具有GSH合成活性的基因工程菌。此外，对发酵过程进行控制和优化也可以提高GSH的产量。 目前，利用化学合成法和从富含GSH的酵母中提取的方法来生产
目前，利用化学合成法和从富含GSH的酵母中提取的方法来生产GSH已经实现了工业化。我国从20世纪80年代末期至今，曾开展过从酵母中提取GSH的研究，但由于生产菌株中GSH含量较低，成本过不了关，一直未能实现工业化。目前，国内GSH主要依靠进口。 三、研究情况
三、研究情况 GSH作为生化药物，长期以来多用于治疗肝脏疾病。近年来，随
GSH作为生化药物，长期以来多用于治疗肝脏疾病。近年来，随着GSH的生理生化功能的不断研究开发，它的用途也越来越广。医药工业、食品工业、体育运动领域及有关生物研究领域对GSH的需求越来越大。 日本很早就开始对发酵法生产GSH进行研究，其中利用酵母发酵
日本很早就开始对发酵法生产GSH进行研究，其中利用酵母发酵的方法已成功地用于工业化生产。一些大公司（如协和发酵）利用该法生产的GSH早在1985年就取得了中国卫生部的原料药进口许可文号，基本垄断中国市场。而在国内，80年代末中山大学卓肇文等人开展过从酵母中提取GSH的研究。随后，浙江大学利用产朊假丝酵母也开展过类似的研究，但结果都不很理想。目前，在GSH的工业化生产过程中，产品的产量和成本还存在一些问题，尚不能满足市场需求。 自90年代中期开始，江南大学开始对GSH的生物合成进行研究，
自90年代中期开始，江南大学开始对GSH的生物合成进行研究，先后完成了 “ATP再生系统的构建及在GSH生物合成中的应用”和 “发酵法生产GSH”项目。据估算，GSH的生产成本约为900～1000元/kg(包括原料、提取、能耗和管理费用)，而目前GSH原料药的市场价约为3000元/kg，如果新建一个10t/a生产规模的车间，设备总投资约500万元，每年可为企业增加销售收入3000万元，利润2000万元，经济效益非常可观。 GSH是一种重要的药物，在临床上的用途极广。GSH的抗氧化性
GSH是一种重要的药物，在临床上的用途极广。GSH的抗氧化性能又使得它作为食品添加剂在食品加工业中备受青睐。实现GSH的国产化，改变我国GSH原料药依赖进口的局面，同时为GSH作为食品添加剂得到大规模应用奠定基础。无论从理论还是从实践的角度来看，实现发酵法生产GSH的产业化，不仅能填补我国在这一领域的空白，对我国医药工业、临床医学和食品工业均具有重大的社会和经济效益。