文： ZMY
來源：食品加工包裝在線
麥角硫因是一種天然稀有的氨基酸，屬于含硫氨基酸，是目前發(fā)現(xiàn)的唯一的天然的2-硫代咪唑氨基酸（2-thio-imdazole）。其化學(xué)結(jié)構(gòu)與氨基酸甲硫氨酸和半胱氨酸相似，它的硫原子位于側(cè)鏈上。在自然界，麥角硫因通常由細菌和真菌生物合成，天然存在于平菇、香菇、金針菇等食用菌以及某些動植物中，比如在哺乳動物的眼睛和腎臟中以及血液中都發(fā)現(xiàn)有麥角硫因的存在。
近些年，麥角硫因以其較強的抗氧化性而風(fēng)靡抗氧化市場，尤其在化妝品領(lǐng)域非常熱門。實際上，麥角硫因的上位之路并不容易，甚至差點被埋沒。Charles Tanret在研究破壞黑麥谷物的麥角真菌時，分離出了一種獨特的結(jié)晶體含硫化合物，隨后以此菌命名為麥角硫因。1911年，Barger 和 Ewins 確定了其結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)麥角硫因是組氨酸甜菜堿衍生物。因其分子結(jié)構(gòu)與谷胱甘肽、組氨酸和甜菜堿等確定生物活性的成分相似，從而引起了科學(xué)界的關(guān)注。
不過在后續(xù)的研究中并沒有發(fā)現(xiàn)其顯著的功能性，一度讓人認為其對人可能是惰性的。直到2005年，科學(xué)家才發(fā)現(xiàn)了其發(fā)揮作用的關(guān)鍵通路：一種特殊的轉(zhuǎn)運蛋白OCTN1（有機陽離子轉(zhuǎn)運蛋白N1，SLC22A4基因的產(chǎn)物）。OCTN1存在于角質(zhì)細胞和黑素細胞中，對麥角硫因有很高的親和力，麥角硫因能夠通過特異性的OCTN-1轉(zhuǎn)運蛋白進行肉堿、乙酰膽堿等的運輸和積累，尤其是在關(guān)鍵的線粒體和細胞核中，使其在人體各組織中都能積累并發(fā)揮其作用。由于麥角硫因可以直接進入線粒體內(nèi)，因此其發(fā)揮抗氧化作用更為容易。
01
麥角硫因持續(xù)技術(shù)迭代
早期的麥角硫因主要從食用菌的子實體、豬血、動物組織、麥角和谷物中提取麥角硫因，豬血是主要提取原料。但上述原料中麥角硫因的含量仍然很低，且存在原料雜質(zhì)多的問題，其提取成分較為高昂。
化學(xué)合成方式合成的難點是很難制備原料 2- 巰基咪唑，并且α位碳的酸性會使反應(yīng)很容易發(fā)生外消旋作用。OXIS 國際公司第一個研制出了高效、商業(yè)化合成麥角硫因的方法 ，并于1995 年申請了專利，但價格極為昂貴，嚴重限制了市場食用。
生物發(fā)酵技術(shù)的發(fā)展為麥角硫因的生產(chǎn)大幅降低了成本。一是通過具有麥角硫因合成能力的天然微生物如蕈菌進行發(fā)酵生產(chǎn)；二是通過質(zhì)粒表達麥角硫因合成酶類，以L-His、L-Cys 和L-Met為底物，通過生物轉(zhuǎn)化的方式合成麥角硫因；利用麥角硫因工程菌株進行發(fā)酵。生物發(fā)酵生產(chǎn)麥角硫因也是目前的主流生產(chǎn)方式，生產(chǎn)成本的降低也為麥角硫因的應(yīng)用打下了堅實的基礎(chǔ)。
02
穩(wěn)定的抗氧之星
研究指出，麥角硫因與經(jīng)典抗氧化劑谷胱甘肽、維生素E等相比，麥角硫因具有較強的抗羥基自由基、過氧自由基和過氧亞硝酸根自由基的活性。與輔酶Q10或艾地苯醌相比，其抗氧化活性也更勝一籌，在直接清除自由基和保護細胞免受紫外線誘導(dǎo)的ROS方面相對更有效。其可以通過抑制人皮膚成纖維細胞（HSF）中UVA誘導(dǎo)的活性氧ROS產(chǎn)生、抑制HSF中基質(zhì)金屬蛋白酶-1（MMP-1）和炎癥因子（IL-1β）的表達等多途徑起到保護皮膚的作用。同時，麥角硫因還具有顯著的抑制晚期糖基化終產(chǎn)物產(chǎn)生的作用，可以通過抗糖作用保護皮膚細胞的健康。
目前人們發(fā)現(xiàn)的抗氧化劑產(chǎn)品并不少，但穩(wěn)定性是限制其應(yīng)用的重要原因之一。而麥角硫因自身的性質(zhì)較為穩(wěn)定，其在中性和堿性水溶液中一般以硫酮的形式存在，能夠抵抗自身氧化。只有在H2O2、Cu2+、低pH等條件下才會被氧化成二硫化合物。即便是高溫環(huán)境，麥角硫因同樣具有較高的穩(wěn)定性。研究指出，麥角硫因在不同溫度下（≤90℃）均表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。同時，麥角硫因?qū)τ谌芙庑?、成分配伍的要求不高，在?yīng)用上更為簡捷便利。
03
口服美容“虎視眈眈”
近幾年，隨著膠原蛋白、透明質(zhì)酸等口服美容食品的興起，口服美容市場迅速成為食品領(lǐng)域的新賽道。InsightAce Analytic預(yù)計，2021年全球口服美容的市場規(guī)模將從2021年的32.9億美元增長到2030年的83億美元，2022年至2030年的復(fù)合年增長率將達到11%。
當(dāng)然，麥角硫因的應(yīng)用目前來說只是冰山一角。研究指出，麥角硫因還可以螯合重金屬離子，可以使機體內(nèi)的紅細胞免于自由基的損傷。并且能協(xié)同穩(wěn)定維生素以及衍生物、蝦青素、依克多因、視黃醇及衍生物等發(fā)揮更好的抗氧化作用。比如，2020年日本市場就已經(jīng)推出含有麥角硫因的機能性標示食品，用于改善老年人記憶功能。
24年5月17日，國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布了麥角硫因的新食品原料受理情況公告，雖然這是麥角硫因的首次受理，但考慮到目前國外的應(yīng)用情況，比如歐盟批準其為新食品成分、美國給予其GRAS認證，安全性、功能性等方面已經(jīng)有了很好的法規(guī)及市場驗證，其在國內(nèi)市場的上市也將只是時間問題。
