唾液酸的生物活性及其在乳品中分布

程家丽，王竹，刘婷婷，沈箷，杨月欣*
（中国疾病预防控制中心营养与健康所，北京100050）

摘　要：唾液酸广泛存在于多种生物组织中，是构成细胞表面复合糖质的重要组分。唾液酸参与细胞表面的多种生理功能，在各种生命活动中有着重要作用。唾液酸的食物来源主要是乳及乳品，尤其初乳中含量较高。就唾液酸的结构性质、生物学功能及其唾液酸在乳品中的分布等进行综述，并展望唾液酸的应用前景。

唾液酸（Sialic acid，简称SA）是九碳糖神经氨酸酰化物的总称，最早由Blix[1]从唾液腺黏蛋白中提取分离得到，因而命名为唾液酸。唾液酸广泛存在于各种生物组织中，是糖蛋白、低聚糖和糖脂的重要成分，通常在糖蛋白和糖脂的末端以糖甙的形式存在，特别在哺乳动物的脑、神经组织、血液、颌下腺、黏蛋白、初乳中存在较多。但有时，血清、体液和尿中也能发现游离的唾液酸[2]。唾液酸的食物来源主要为母乳，尤其是初乳中含量较高。唾液酸也存在于牛奶、奶粉和鸡蛋等[3-4]。唾液酸具有多种生理功能，在调节人体生理、生化功能方面起到非常重要的作用，如抗炎、治疗流感、抗病毒、抗肿瘤等[5]。研究发现，唾液酸是一种天然的大脑营养素，能促进婴儿的认知发育、增强学习和记忆能力[6]。目前，唾液酸生物学功能以及其应用于疾病预防与治疗方面的研究日益受到重视，同时唾液酸的食物来源尤其是乳及乳制品中唾液酸的分布也成为重要的研究方向。本文就唾液酸的结构性质、生物学功能以及食物来源等研究进展进行了综述，以期为唾液酸的研究与开发提供参考。

1　唾液酸的结构及性质

唾液酸是一类神经氨酸的衍生物，是一个含有9个碳原子并具有吡喃糖结构的酸性氨基糖，系统命名为5-氨基-3，5-二脱氧-D-甘油-D-半乳壬酮糖。根据5号碳上不同的连接基团，构成了不同的唾液酸衍生物，目前唾液酸家族成员已经超过50个化合物[7-8]。其中N-乙酰神经氨酸（Neu5Ac）和N-羟乙酰神经氨酸（Neu5Gc）是两种重要的唾液酸（图1所示）。

它们的结构差别仅仅在于1个氧原子。研究发现，奶中唾液酸主要有3种状态，即与蛋白质结合状态、游离状态和与低聚糖结合状态。母乳中的唾液酸绝大多数是Neu5Ac，主要是以低聚糖的形式存在；奶粉中的唾液酸主要是Neu5Ac，但也含有一定量的Neu5Gc，主要是以蛋白结合形式存在[9]。

纯唾液酸是无色的，易溶于水，在水溶液中不发生变旋作用。纯的N-乙酰神经氨酸和N-羟乙酰神经氨酸在水溶液中很稳定，4℃时贮藏数月不发生变化。但当溶液中即使含有非常微量的有机酸，其稳定性也会受到很大影响。二乙酰神经氨酸和三乙酰神经氨酸不稳定，在常温下很易转变成N-乙酰神经氨酸。

2　唾液酸的生物学功能

2.1　唾液酸促进脑部发育

唾液酸是大脑神经节苷脂和糖蛋白结构和功能的重要组成部分，可以提高脑细胞神经节糖苷水平。人体中，脑中唾液酸含量最高，是其它细胞含唾液酸水平的20倍[10]。唾液酸在神经突触的形成和神经中枢传导过程中起着关键作用。唾液酸可促进神经细胞的分化、发育和再生，参与神经突出的传递，参与记忆和学习功能[11]。研究发现一些神经性疾病，如早老性痴呆和老年痴呆症脑中的唾液酸含量下降；经药物治疗康复后，其含量又显正常[12]。

人体内可由肝脏合成内源性的唾液酸，但是婴幼儿体内器官由于还没有像成年人那样发育成熟，不足以合成足量的内源性唾液酸。对于婴幼儿大脑发育来说，唾液酸是必不可少的营养因子之一，婴幼儿需要足够的外源性唾液酸去满足的大脑正常发育。研究发现外源性唾液酸，即通过饮食补充唾液酸可以增加脑部唾液酸含量，提高儿童智力发展水平[13]。对于母乳喂养儿和人工喂养儿的比较研究发现，母乳喂养儿唾液中唾液酸含量比人工喂养儿高[14]。

2.2　唾液酸具有抗炎和抗病毒作用

研究发现[15]，人体的器官或组织发炎时，白细胞就会聚集到发炎部位，而白细胞的聚集与细胞黏附密切相关。研究发现唾液酸可以抑制白细胞黏附，并且可以抗击炎症，发挥抗菌消炎作用。大量研究表明，唾液酸不仅能与细菌相互作用，而且可能与病毒相互作用从而发挥抗病毒功能。例如，唾液酸衍生物在抑制抗呼吸道内合胞病毒[16]、抗引发副流感病变的病毒[17]、抗引发流感病变的病毒[18]、抗某些腺病毒[19]、抗体内特异性轮状病毒[20]等多种病毒中，发挥着重要的作用。

此外，唾液酸在抑制HIV病毒中也发挥着一定作用。Bergey等[21]研究发现唾液黏蛋白可抑制HIV的复制，具有抗人自身免疫缺陷病毒作用，可用于治疗艾滋病。

2.3　唾液酸具有抗肿瘤作用

肿瘤是危害人类生命和健康的疾病之一。与正常组织相比，肿瘤组织和肿瘤细胞表面糖链结构发生明显变化。研究证实[22]，组织中唾液酸的显著变化与恶性肿瘤的发生、发展、侵袭与转移等相关。细胞膜表面唾液酸含量高的肿瘤细胞，肿瘤转移性也高。唾液酸可作为部分肿瘤标记物或预后标记物，也可能成为肿瘤免疫治疗的靶点。

Bruner等[23]通过试验发现恶性肿瘤的细胞膜随着唾液酸含量的增加，可起到遮盖体内肿瘤抗原决定簇的功能。这实际上是唾液酸参与体内细胞识别的一类方式，具有改善生理和治疗疾病的意义。Cattel等[24]通过试验发现肿瘤疾病患者的瘤体和血液中唾液酸总量会提高，且随着病情的严重而逐渐增加，随肿瘤病情的缓解而逐渐减少。因此，唾液酸在肿瘤的临床诊断和肿瘤治疗中有着重要作用。

2.4　唾液酸的其它作用

除了促进大脑发育、提高记忆力、抗病毒、抗肿瘤等作用外，唾液酸还具有抗识别及维持人体黏蛋白润滑等作用。研究发现[25]，在分子和细胞间、细胞和细胞间及细胞和外界间，糖链末端的唾液酸既可以作为识别位点，也可以掩蔽识别位点。通过糖苷键连接在糖缀合物末端的唾液酸，能有效地阻止细胞表面上一些重要的抗原位点和识别标记，从而保护这些糖缀合物不被周围的免疫系统识别和降解。此外，人体唾液中含有黏蛋白，唾液中黏蛋白富含唾液酸和硫酸盐，唾液中黏蛋白润滑功能与其唾液酸含量息息有关，这是唾液可润滑口腔的主要因素。郑新山[26]采用唾液酸酶法检测细菌性阴道病，发现唾液酸酶法具有较高的特异性、敏感性和准确性，操作更为简便，具有临床应用价值。

3　食品中唾液酸分布

3.1　乳及乳制品中唾液酸分布

目前，国内外学者对乳及乳制品中唾液酸也进行了大量研究，包括母乳初乳、过度乳、成熟乳、牛乳、配方奶粉等。表1为乳及乳制品中唾液酸的分布特征。

由表1可见，母乳、牛乳及奶粉中均含有不同浓度的唾液酸，其中人初乳和牛初乳中唾液酸的含量最高，母乳中唾液酸含量较普通配方奶粉及牛乳高。随着哺乳期延长，人乳和牛乳中唾液酸含量呈下降趋势。研究发现，人体初乳中唾液酸含量可高达2 157 mg/L；哺乳期在10周～28周时，人乳中唾液酸含量仅为有208 mg/L。由表1还可见，奶粉中唾液酸含量基本为50 mg/100 g～300 mg/100 g，但不同奶粉中唾液酸含量差异较大。这可能是与奶牛品种、奶牛的饮食结构以及奶牛生长环境不同有关。

Tang等[27]对牛乳中唾液酸研究发现，牛乳中Neu5Ac含量为8.72 mg/L～19.8 mg/L，而Neu5Gc含量却为0.16mg/L～10.4mg/L。Véronique对配方奶粉中唾液酸进行了分析[28]，发现婴儿配方奶粉中Neu5Ac为92.0mg/100g～250 mg/100 g，而Neu5Gc含量仅为3.70 mg/100 g～11.0 mg/100 g。可见，牛乳及奶粉中唾液酸主要以N-乙酰神经氨酸为（Neu5Ac）为主，而Neu5Gc含量非常低。

乳及乳品中唾液酸主要以低聚糖结合态、蛋白结合态及游离态3种形态存在（图2）。

母乳中唾液酸主要以低聚糖结合态为主，而奶粉中唾液酸则主要以蛋白结合态为主。研究发现，婴儿分娩后头3个月的母乳中，73.8 %的唾液酸与低聚糖结合，而与蛋白质结合仅占23.4 %，游离形式存在的唾液酸仅占2.8 %。婴儿配方奶粉中，70 %的唾液酸与蛋白质结合，而27.8 %的唾液酸为低聚糖结合态[42-43]。3.2其它食品中唾液酸分布

唾液酸的食物来源主要为乳及乳制品，但鸡蛋、鹿茸与燕窝等食品中也含有唾液酸。食品中唾液酸的含量如表2所示。

由表2可见，鸡蛋不同部位唾液酸的含量差异较大，蛋黄中唾液酸含量可高达到205 μg/mg，而蛋白及卵带中唾液酸含量仅为12.0 μg/mg和0.83 μg/mg。不同品种鸡蛋唾液酸含量差异一般较小，其平均含量一般为27.0 μg/mL左右。鹿茸、鹿肉和鹿血中也含有少量唾液酸，其中鹿尖中唾液酸的含量相对较高。燕窝中唾液酸一般大于100 μg/mg，高于鸡蛋含量。研究还发现[47]，燕窝主要成分是唾液酸糖蛋白（含量大于50 %），在一定酸性条件下可水解出游离的N-乙酰神经氨酸单体。因此，可通过测定燕窝中唾液酸含量鉴别燕窝类保健品真伪。

4　唾液酸应用前景

由于唾液酸具有抗细菌、抗病毒、抗肿瘤、抗炎及维持神经系统生理活动等多种生物学功能，因此唾液酸及其衍生药物成为了唾液酸研究领域的重要方向。目前，以唾液酸为母体化合物开发流感病毒抑制剂的研究已成为抗流感药物研究的热点，其中已有2种疗效较好的药物上市，即扎那米韦（Zanamivir，商品名为Relenza）和奥司米韦（Oseltamivir，商品名为Tamiflu）。其中扎那米韦是以N-乙酰神经氨酸为前体合成的，而奥司米韦则是以莽草酸为原料经过10步反应得到的。英国的LipoXen公司对聚唾液酸化干扰素进行了临床研究，发现其效果较PEG化干扰素的半衰期更长。随着研究的深入，将会有更多唾液酸药物被开发和应用于治疗人体疾病。

唾液酸可从多种食源性物料获得，如牛奶、鸡蛋和燕窝等。由于唾液酸有利于人体神经系统成长发育、以及促进婴幼儿大脑发育和提高记忆力，对含唾液酸保健食品的研究开发也将成为唾液酸研究的重要领域。例如，一些机构在婴幼儿奶粉中添加唾液酸，研制开发模拟母乳的婴幼儿健脑食品。目前，国内某公司在其配方奶粉中提高了唾液酸含量，使其更接近母乳的黄金标准。日本某公司开发了蛋黄唾液酸低聚糖，可作为婴儿食品的配料和营养增补剂。

随着生物学功能及其应用研究的深入，唾液酸在疾病诊断、治疗与预防以及食品、保健品等方面有着十分广阔的应用前景。

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CHENG Jia-li，WANG Zhu，LIU Ting-ting，SHEN Shi，YANG Yue-xin*
（National Institute for Nutrition and Health，Chinese Center for Disease Control and Prevention，Beijing 100050，China）

Abstract：Salivary acid is widely present in many biological tissues and is important in the composition of complex carbohydrates in the cell surfaces. Sialic acid participates in variety of physiological functions of cell surface，and plays important role in many life activities. In foods，sialic acid is mainly from the milk and dairy products and in particular，higher levels in the colostrums. Biological function and structural properties of sialic acid，and its distribution in foods were summarized in the paper. Further，the trend of the using of sialic acid was discussed.

作者简介：程家丽（1977—），女（汉），助理研究员，硕士研究生，研究方向：食品营养与安全。

唾液酸的生物活性及其在乳品中分布

1 唾液酸的结构及性质

2 唾液酸的生物学功能

3 食品中唾液酸分布

4 唾液酸应用前景

1　唾液酸的结构及性质

2　唾液酸的生物学功能

3　食品中唾液酸分布

4　唾液酸应用前景