| 词条 | L-抗坏血酸 |
| 释义 | L-抗坏血酸，即维生素C（简称VC），是高等灵长类动物与其他少数生物的必需营养素。抗坏血酸在大多的生物体可借由新陈代谢制造出来，缺乏L-抗坏血酸会造成坏血病，导致毛细血管破裂，以皮肤虚弱、齿龈松动出血和骨骼脆弱易折断等为标志。 简介维生素C的药效基团是抗坏血酸离子。在生物体内，维生素C是一种抗氧化剂，因为它能够保护身体免于氧化剂的威胁，维生素C同时也是一种辅酶。 由于VC本身的化学结构和生理活性，它可作为酸味剂、还原剂、抗氧化剂、漂白剂和稳定剂用于化妆品、食品、医药中。 多个E字首的数字（E number）收录维生素C，不同的数字取决于它的化学结构 ，像是E300是抗坏血酸，E301为抗坏血酸钠盐，E302为抗坏血酸钙盐，E303为抗坏血酸钾盐，E304为酯类抗坏血酸棕榈和抗坏血酸硬脂酸，E315为异抗坏血酸除虫菊。但VC在水溶液中极不稳定，易被空气中氧和其它氧化剂所氧化，生成的脱氢抗坏血酸就迅速不可逆地进一步氧化或分解成古洛糖酸或其它氧化产物，丧失VC活性；若暴露于中性pH、热、光和重金属下，将导致其快速降解。 发现历史远古时代的时候就已知要摄取新鲜蔬菜或是生的动物肉类能够预防疾病。住在边缘地区的原住民把这相关行为与其药用知识混合。温带地区的云杉针叶，或是在沙漠地区的耐旱植物的叶来熬煮。在1536年，法国探险雅克·卡蒂亚，探索圣罗伦斯河的时候，用当地原住民的知识，以挽救他的人免死于坏血病。他将煮沸的水加入针叶乔木的树叶作茶，后来发现该茶中每100克含有50毫克的维生素C。 综观历史，有时当地机关会建议利用有利于长时间储存蔬菜的方式度过漫长出海。约翰·伍德尔，为第一位外科医生在他1617年著作的"外科医生的伙伴"（The Surgeon's Mate），向英国东印度公司推荐能够预防和治疗用的柠檬汁。而荷兰作家Johann Bachstrom在1734年坚决的提出坏血病是纯粹由于完全禁食新鲜的蔬菜和食品，这是单独的主要病因。 在公元前约400年的文献资料中，希波克拉底有描述坏血病，而第一次试图使用科学依据判断该病的病因是一位英国皇家海军的外科医生詹姆士.林德。坏血病对偏远水手与士兵这类不易食用新鲜蔬果的人是很常见的。在1747年林德在船上做了这个实验，出现坏血病的船员，大家都吃完全相同的食物，唯一不同的药物是当时传说可以治疗坏血病的药方。有些病人每天吃两个橘子和一个柠檬，其他的人喝苹果酒、稀硫酸、醋、海水。而实验的结论是吃柑橘水果的两人好转，其它人病情依然。后来林德在1753年出版《坏血病大全》之中发表了他的实验。 林德的著作迟迟无法注意到，有部分的原因是他的著作内证据有相互矛盾的地方，还有部分原因是海军看到好转的船员还是很虚弱的。此外，新鲜水果是非常难长时间保存在船上，当时是把果汁煮沸在储存起来，虽然易于延长食用期限，但是维生素就被破坏光了（特别是使用铜制水壶煮沸）。所以船长认为林德的建议没有效用，因为这些果汁无法治疗坏血病。 在1795年之前英国海军使用柠檬或莱姆来做坏血病的解决方案。而之后比较常用莱姆来解决病症，因为在英属西印度殖民地能够采得莱姆，而那边并没有柠檬树，所以柠檬比较昂贵。詹姆斯·库克上尉是最先论证使用新鲜蔬果与像德国酸菜的腌渍蔬菜的优点，成功的让他的船员完全没有因坏血病而死亡。因为这个原因英国海军授予奖牌。 “抗坏血酸”这个名称是出现于大约18、19世纪当时已知能够治疗坏血病的食物而名，即使当时还不知道为何会有坏血病。这些食物包括柠檬、莱姆、橘、德国酸菜、白菜、麦芽等。 1907年阿克塞尔·霍尔斯特（Axel Holst）和西奥多·诺普利（Theodor Fr?lich）发表使用天竺鼠做坏血病实验的论文。他们喂食饲料给天竺鼠，而这些饲料之前会使鸽子出现脚气病，但是他们很惊讶的发现天竺鼠出现坏血病的症状。而在之前普遍认为只有人类才会出现此症状。 生物学意义对生物以及人体有意义的"维生素C"是纯的左式右旋光（光学异构）抗坏血酸；相对的"左旋光"异构物在生物体内毫无用处。这两种是同分异构物。但是一般广告经常以左旋C称呼，但事实上指的是L型维生素C。 抗坏血酸是强还原剂，当它进行作用时，会转化为它的氧化形式为左式脱氢抗坏血酸左式脱氢抗坏血酸经由体内的酶和谷胱甘肽可回复至活性的左式抗坏血酸的形式。左式光抗坏血酸是一个与葡萄糖相似的弱糖酸结构，能够很自然的使氢离子附着上去而形成抗坏血酸，或是附着金属离子，形成抗坏血酸矿物质。 功能作用在人体内，维生素C是高效抗氧化剂，用来减轻抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase）基底的氧化应力（oxidative stress）。还有许多重要的生物合成过程中也需要维生素C参与作用。 维生素C为8种不同的酵素作为电子供体； 其中3种参与胶原羟化。这些反应将羟基放入氨基酸的脯氨酸或赖氨酸，再将此氨基酸加入至胶原蛋白分子内（经由脯氨羟化酶和羟化酶），从而使胶原蛋白分子能够承担其三重螺旋结构，使得维生素C必须在维护组织、血管和软骨的时候使用。其中两种要参与组合肉碱。肉碱在运输脂肪酸进入粒线体制造ATP的时候是必需品。 剩下的三种有以下功能： 多巴胺参与肾上腺素来合成多巴胺羟化酶。另一种酶加入胺基成为缩胺酸激素，大大增加其稳定性。 其中一种调节酪氨酸代谢。血浆中的维生素C的累积含量超过100倍的生物器官组织为肾上腺、脑垂体、胸腺、黄体酮及视网膜。而包括脑、脾、肺、睾丸、淋巴结、肝、甲状腺、小肠黏膜、白血球、胰脏、肾脏、唾液腺等器官组织内的维生素C的含量也高于血浆中的维生素C 10至50倍。 生物合成借由一连串的4酶驱动（four enzyme-driven）过程，绝大多数的动植物都可以由葡萄糖自行合成维生素C。在肝脏内从肝糖分解而来的葡萄糖是制造葡萄糖的原料（哺乳类与部分鸟类）；抗坏血酸组织是依赖糖原分解的反应。爬虫类与鸟类的合成器官在肾脏。 失去自行合成维生素C能力的动物有高阶的灵长类、天竺鼠、白喉红臀鹎与食果性蝙蝠。最值得注意的是，人猿族群之中的人类也并没有能力自行合成维生素C。造成这种现象的原因，是这些动物的基因内的伪基因ΨGULO有缺失，在合成过程中最后的一种L-古洛糖酸内酯氧化酶（L-gulonolactone oxidase）就无法产生出来。此突变并不会致命，因为有维生素C的食物来源对这些生物而言不虞匮乏，许多这类物种的主食就包含水果。 大多数的灵长类摄取维生素C的量是高于人类摄取建议值的10到20倍。 人们注意到，抗坏血酸合成的损失与进化造成的尿酸分解能力的损失有着惊人的相似。而尿酸与抗坏血酸都是强还原剂。因此有些人主张高阶灵长类的尿酸的功能可以将抗坏血酸取代掉。抗坏血酸能够被人体的抗坏血酸氧化酶氧化。 以一头成年的山羊为例，它在健康的时候每天会制造出高于13,000毫克的维生素C，而在面临致命疾病、创伤或压力时则会制造出高达100,000毫克的维生素C。受到外伤或其他损伤，也被证明了人体使用了大量的维生素C，即使曾有人提议，基于增高的维生素C的回收效率，人的摄取需求是远远低于其他哺乳动物。 有部分的微生物，如酵母已证实能够从单糖合成维生素C。 缺乏症状坏血病是缺乏维生素C的维生素缺乏症，缺乏维生素C的时候，组织的胶原质会变的不稳定而无法正常发挥功能。坏血病的症状是皮肤出现红色斑点，海绵状的牙龈，与从所有的黏膜出血。皮肤的斑点分布以腿部最多，该病的患者脸色苍白，沮丧的，部分患者甚至无法自行活动。严重的坏血病会出现开放性的溃烂伤口，及掉齿，最终死亡。由于人体无法储存维生素C，所以如果没有摄取新鲜的补给品将会很快的耗尽。 摄取必要性北美饮食摄取参考建议每日至少摄取90毫克，但不要超过每日2公克（每日2000毫克）。但是其他无法产生维生素C的物种需要摄取建议量的20倍至80倍。而科学家们也在争论著最佳摄取的频率（每次服用量与服用时间间隔）。 不过以一般正常成人而言，即使维生素C摄取不足，只要饮食均衡，还是能够预防急性的坏血病，而对于怀孕、吸烟或是压力大的人就需要摄取多一点。 高剂量摄取（数千毫克计）可能会导致腹泻，不过只要立刻降低摄取量就不会对人体有害。赞同药物替代方案（不服用药物而服用维生素C）的人则是声明足以腹泻的最低剂量才是真正的维生素C需求量。Cathcart与Cameron两人演示了癌症末期或是严重的流行性感冒的病患摄取高达200公克的抗坏血酸不会出现任何腹泻状况。症状的加重，人体会增加维生素C的摄取量，来对抗病毒及其它高度紧张的危机。病好了，维生素C的饱和量就减少到每天4-15克。维生素C有辅助消灭病毒的作用，但也是人体补充营养，中和病毒产生的毒素和修复被病毒破坏的体质之必要成份。 官方建议摄取量中国标准中华民国行政院卫生署维生素C建议摄取表 年龄 建议摄取量（mg/日） 上限摄取量（mg/日） 0~3月~ 40 6~9月~ 50 1岁~ 40 400 4岁~ 50 650 7岁~ 60 650 10岁~ 80 1200 13岁~ 90 1800 16岁~71岁~ 100 2000 怀孕期 110 2000 哺乳期 140 2000 外国标准维生素C的建议摄取量有被一些国家机关订定出来： 英国食品标准局提出：每日40毫克。世界卫生组织提出：每日45毫克。美国国家科学学会提出：每日60–95毫克。美国官方定义25岁男性的可容忍的最高摄取量（Tolerable Upper Intake Level）为每日2,000毫克。 非官方建议摄取量有些独立的研究人员计算出来一个成人达到与哺乳动物的血浆浓度相近的摄取量而订定出来： 每日400毫克：莱纳斯·鲍林 研究所。每12小时500毫克：Roc Ordman教授，研究生物体内自由基推论得。每日3,000毫克（或患病时上修到300,000毫克）：维生素C基金会。每日6,000–12,000毫克：Thomas E. Levy，科罗拉多州的综合医疗中心。每日6,000–18,000毫克：莱纳斯·鲍林对自己采用此剂量标准.每日3,000–200,000毫克：Robert Cathcart的建议称之为"维生素C腹泻容忍量"，不断口服维生素C，直到造成腹泻，正确剂量就是不会腹泻的最高剂量。 在人体中的作用维生素C治疗坏血病是250年来医学证实的事实。坏血病是长期缺乏维生素C的最终病况，它在人体上的表现是极度疲乏，肌肉无力，皮肤肿胀疼痛，牙龈出血，口臭，皮下及肌肉中血管破裂出血，关节软弱，骨骼脆弱以致骨折，虚脱，泻痢，肺脏及肾脏衰竭而导致昏迷以致死亡。由此可见维生素C对各个主要器官都有影响。 肾上腺是人体含维生素C最高的器官。人体在紧张的时候，肾上腺分泌大量的肾上腺素到全身的肌肉中，准备好随时动作，应付危机。肾上腺素是从酪氨酸（Tyrosine）制成多巴（Dopa），转化成多巴胺（Dopamine），再转化为降肾上腺素（Noradrenaline），最后制成肾上腺素（Adrenaline）。其中每一步骤都要消耗维生素C进行羟基化反应（Hydroxylation）。这是为什么人和动物的肾上腺必须储备大量维生素C的原因。 胶原（Collagen）是一种蛋白质，它存在人体的结缔组织、血管和骨骼的组织及牙本质细胞之间。它的机械强度超过同重量的钢铁，是动物体型的基本支撑物质。所以它可以使细胞排列紧密，皮肤紧致，骨骼牙齿坚固。当受到外伤时或是手术后它可以帮助细胞修复、促进伤口的愈合。 维生素C促进胶原质的形成。胶原质是由两种氨基酸，赖氨酸（Lysine）和脯氨酸（Proline），组合成的聚合巨分子。胶原质的强度是因为消耗维生素C方才使吡咯氨酸醇化而加强了巨分子间的吸引力。缺乏维生素C时胶原质的强度不足，则所有的器官组织都减弱而产生各种疾病，最严重的时候就成为坏血病。正常人的血管壁细胞，由于有胶原质填塞所以能排列整齐，并确保其严密性。当缺乏维生素C时，血管组织的严密性受到损害，只要外界稍加压力，血液即自行渗出，这就是所谓的坏血病最表面的现象。合成胶原质时必定消耗维生素C，所以要维持身体各个器和组织器官的健康，必须经常摄取足够的维生素C。 坏血病是维生素C枯竭的终结症状，它最明显的特征就是血管系统的崩溃。在长期缺乏维生素C的情况下，血管的组织减弱因此导致各种心脏和血管的疾病。血管之中冠状动脉是受压力最高的部分，为了防止冠状动脉渗血及破裂，血管自行修补的方法一是加厚血管而使血管硬化，二是沈积胆固醇堵塞渗血的漏洞而使血管阻塞。 赖斯医师Rath和鲍林Pauling发现大量的维生素C加上离氨基酸（Lysine）和吡咯氨基酸（Proline）可以清除冠状动脉现有沈积的粥样硬化块（Plaques）。 癌细胞其实普遍存在人体的许多组织中，但是它们不能无限制地增长和扩散，只形成良性肿瘤。只有在胶原质减弱时，癌细胞才能溶化胶原质的屏障，从原始病灶扩展到其它的组织和器官，对人体造成危害。平时维持足够的维生素C，可以降低癌症发生率。癌症病人服用大量维生素C，可以延缓癌细胞的扩展，甚至压制癌细胞的生长。 眼睛中的晶状体和视网膜都含有高浓度的维生素C。缺乏维生素C时，晶状体中的胶原质就失去它的透明性而产生白内障。维生素C也可以降低眼球内液体的压力，避免青光眼的病症。 卡尼汀（Carnitine）是一种氨基化合物，它在肌肉组织中帮助肌肉获得收缩需要的能量。卡尼汀也是由离氨酸（Lysine）经过醇化而制成的。这个醇化反应，也要消耗维生素C。卡尼汀是脂肪酸氧化产生能量之重要运送者，因此当维生素C缺乏时，就会使人感到精神不济，同时血液中亦会积存多量的中性脂肪。 维生素C可以增强血管的组织和减少血液中胆固醇的含量，对于动脉硬化性心脏血管的疾病与高血压、中风等的成人病都有很好的预防和治疗效果。缺乏维生素C时，胆固醇不易分解成胆酸，而使血清胆固量提高，容易导致血管粥状硬化及血栓症。 人类和动物的免疫系统的主要工作是由白血球和淋巴球来完成的。白血球和淋巴球中维生素C的含量是血液中维生素C含量的30倍。白血球和淋巴球必须有足够维生素C才能吞噬滤过性病毒与细菌，所以人体的免疫力，是和维生素C的存量是切切相关的。维生素C有很强的还原的能力。体内许多生化反应都需要维生素C的帮助才得以完成。维生素C可避免白血球受自体氧化的伤害，因此可强化免疫系统。 服用大量维生素C会增加血液中IgA，IgG及IgM等抗体的浓度。这些抗体附着在外来的病毒和细菌上，指引白血球和淋巴球来将它们消灭。 维生素C可以帮助钙、磷、铁这类的矿物质在小肠的吸收，所以对于贫血或是骨质疏松症者很有帮助。大多数钙、磷、铁的化合物，都不溶于水，所以不容易被人体吸收。维生素C的钙、磷、铁盐则有很高的水溶解性，所以能够帮助这类的矿物质在小肠的吸收。 维生素C是一种抗氧化极强的物质，对于人体长期暴露在不良的环境中（过氧化脂质、抽烟、喝酒、虫蛇咬伤及许多化学毒素）所产生的自由基物质，都可以有效的清除。医学界认为自由基与癌症或老化的发生有关。亚硝酸胺是一种致癌物质，体内若有足量维生素C存在时，就可以防止腌肉用的亚硝酸转化产生亚硝酸铵。 维生素C参与人体内许多的生化反应，缺乏维生素C时这些反应都不能顺利进行，在许多相关的器官中产生病变。大多数动物都能在肝脏中自行生产维生素C，所以很少会染上伤风，感冒，冠状动脉阻塞和癌症这些人类特有的病症。 来源蔬菜水果中含有很多的维生素C。固体的维生素C， 维生素C化钙和维生素C化钠都是很稳定的化合物，在干燥的空气和室温下可以无限期地储存。但是维生素C溶解在水中时，就很容易氧化。水果切开后发黄并逐渐转成褐色，蔬菜炒得过熟时变黑，都显示维生素C被氧化的结果。所以生食蔬菜水果可以摄取最多的维生素C。 从蔬菜水果中摄取维生素C，是可以防止坏血病的，但是不足以保持所有器官的最理想的状态，更无法积极地对抗病毒传染的疾病。 维生素C片在市面上很普遍，早年是有从天然水果提炼的，现在则完全是从葡萄糖用化学和发酵方法合成的。合成的维生素C因为经过细菌发酵，和天然的维生素C完全相同，都同样的有左旋旋光性。 还有药厂将1克维生素C粉末和碳酸钙，碳酸钠等的粉末压片，服用时倒入水中，就像汽水一样冒泡，称为维生素C泡腾片。 维生素C化钙是最适于作为营养剂每天服用的。因为维生素C和钙是食物以外最重要的两种营养素。对美国人来说，钙的每天需求量是1克，维生素C是每天10克，中国人应该减半，0.5克钙和5克维生素C。如果服用5克抗坏血酸钙，可以获得4.5克的维生素C和0.5克的钙。 如果要服用大量的维生素C来治疗疾病，不宜使用抗坏血酸钙，因为过量的钙会消耗维生素C以排出体外。口服大量的维生素C，还是要用纯粹的维生素C或是抗坏血酸钠。 静脉注射维生素C或皮下注射维生素C，则必须使用抗坏血酸钠的溶液。 人工合成维生素C最早是从动植物中提炼出来的。后来发展出化学制造法，以及发酵及化学共享的制造法。发酵法是用微生物或酶将有机化合物分解成其它化合物的方法。现在的维生素C工业制造法有两种，一种是Reichstein发明的一段发酵制造法，一种是尹光琳发明较新的两段发酵法。 Reichstein制造法是瑞士化学家Reichstein发明的制造法，现在还是被西方大药厂如罗氏公司（Hoffmann-La Roche），BASF及日本的武田制药厂等采用。中国药厂全部采用两段发酵法，欧洲的新厂也开始使用两段发酵法。 两种方法的第一阶段都相同，就是先将葡萄糖在高温下还原而制成山梨醇（Sorbitol），再将山梨醇发酵变成山梨糖（Sorbose）。Reichstein制造法将山梨糖加丙酮制成二丙酮山梨糖（Di-acetone sorbose），然后再用氯及氢氧化钠氧化成为二丙酮古龙酸DAKS（Di-acetone-ketogulonic acid）。DAKS溶解在混合的有机溶液中，经过酸的催化重组成为维生素C。最后粗制的维生素C经过再结晶成为纯粹的维生素C。Reichstein制造法多年来经过许多技术及化学的改进。使得每一步骤的转化效率都提高到90%，所以从葡萄糖制造成的维生素C的整体效率是60%。 Reichstein制造法需要许多有机及无机化学物质和溶剂，例如丙酮，硫酸，氢氧化钠等。虽然有些化合物可以回收，但是需要严格的环保控制，和高昂的废弃物处理费用。两段发酵法是中国微生物学家尹光琳发展出来的，所有的中国维生素C药厂都采用此法。许多西方药厂也得到此法的专利使用权，包括Roche和BASF-Merck合作的计划。此法的设备费用及操作投资都较低，生产成本只有Reichstein制造法的三分之一。 两段发酵法是用另一发酵法代替Reichstein制造法制造DAKS的步骤。发酵的结果是另一种中间产物2-酮基古龙酸（2-Keto-L-gulonic acid KGA）。最后将KGA转化为维生素C的方法与Reichstein制造法类似。两段发酵法比Reichstein制造法使用的化学原料少，所以成本降低，而且废弃物处的费用也减少。 现在有许多其它制造维生素C的方法在研究发展中，其中最值得注意的有以下两种方法；一是将葡萄糖直接发酵成为KGA，在美国有Genencor, Eastman, Electrosynthesis, MicroGenomics 等公司及美国阿冈国家实验室Argonne National Laboratory在进行。另一是将细菌的基因重组使得可能用一步发酵直接将葡萄糖转化为维生素C。 许多维生素在高温，日晒，及水溶的环境中不稳定。为避免维生素在使用过程中分解，维生素可以加入其它稳定剂或制造成化学衍生物以维持其稳定性。市售的维生素C制成不同的型式以适合不同的应用，有不同纯度的粉末和结晶，也有做成维生素C化钠及维生素C化钙等衍生化合物。维生素C化钠较适合做为肉类保鲜的抗氧化剂，维生素C化钙则适合做为同时提供维生素C和钙质的营养素。可以抗热抗压的单磷酸维生素C化钙Calcium Ascorbyl Monophosphate主要是供应饲料加工业。其它特殊用途的维生素C产品，例如罗氏药厂出品Stay-C，它不容易溶解于水，所以可以做为鱼类的饲料。 |
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