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什么是pqq?

foodtalks
2023-04-13
12,315

国内市场尚且空白,pqq或成下一代脑健康潜力股?

pqq头图

pqq相关产品及其食物来源

图片来源:foodtalks整理绘制


微小但持续增加的细胞损伤,经过几十年的不断积累,最终将影响到人体机能
……相传秦始皇为了寻找可以“长生不老”的肉灵芝耗尽心血,也未能逃过衰老的自然规律。


随着研究的不断深入,现代科学对于“老化”有了更深刻的认识,一种几乎存在于我们所有食物中的抗氧化剂pqq——被认为拥有“延年益寿”“保护大脑”功能的因子引起了众多关注。一些商家也开始更为夸张地宣传其作用,如“学霸丸”“大脑减龄素”“每天2粒吃出高级脸”等,让人不禁好奇pqq是否真的如传言般神奇?


科学研究表明,pqq确实有助于改善认知功能睡眠、有助于缓解炎症辅助保护心血管等,但“延年益寿”“学霸丸”等夸张的说法是不科学的。


那么,什么是pqq?本文将从pqq的定义、来源、作用原理、功能等方面,为您科学的解读这个被业界寄予厚望的营养素。


目录

一、什么是pqq?

二、pqq的特性

三、pqq产生的作用

四、pqq是“长生不老药”“大脑减龄素”?

五、pqq的安全性及应用领域

六、pqq的工业制备方法

七、pqq的原料供应与产品

八、foodtalks百科系列

九、相关新闻

十、参考来源


一、什么是pqq?

目前已有的研究表明,生物体内存在大量酶需要pqq作为辅助因子,[1] 因此,pqq在所有生物体的生长和发育中发挥重要作用。

(一)无所不在的pqq

pqq普遍存在于植物中

pqq普遍存在于植物中

图片来源:pexels


吡咯并喹啉醌(pqq),又称甲氧西汀,是一种对于人体健康至关重要的氧化还原辅助因子抗氧化剂[2] pqq直接来自于土壤或土壤细菌,存在于细菌、植物、动物等所有生物中;动物和植物不自主合成pqq,但植物通过土壤提供的环境吸收pqq,动物主要依靠饮食摄入。[3]


自1979年被发现以来,pqq以其优秀的抗氧化能力闻名,而事实上,除了抗氧化之外,它也是人体必需的营养素,在新生儿发育过程中特别重要。[4]


已有的研究均表明人体不进行生物合成pqq,人体内pqq的主要来源是饮食。[5] pqq对于与认知功能睡眠身体炎症心血管等方面的关联,以及其需要外部摄取的特性,让人们对于pqq是否会成为“下一个营养品巨星”展开了热烈的讨论。

(二)人体中pqq的主要来源——饮食

pqq的直接细菌来源是常见土壤细菌,[3] 研究已经证实了人体内常见的肠道细菌不能产生pqq,[6] 饮食摄入是人体中pqq的主要来源。


人体中的pqq主要来自饮食

人体中的pqq主要来自饮食

图片来源:pexels


由于土壤细菌提供的环境,pqq存在于多种食物中。迄今为止,研究分析过的所有植物性食物中都存在pqq。[6] 因此,蔬菜、水果等植物性食物是人体摄入pqq的主要手段。同时,一些发酵性食物(纳豆)、以及动物性食物(鸡蛋)中均被证实存在pqq。


食物中游离pqq的含量范围在1-30ng/g,以下是一些pqq含量较多的食物:[5]


食物

pqq(ng/g)

纳豆

61.0±31.3

欧芹

34.2±11.6

绿茶

29.6±12.9

青椒

28.2±13.7

乌龙茶

27.7±1.92

猕猴桃

27.4±2.64

菠菜

21.9±6.2

豆腐

24.4±12.5


除了发酵食物纳豆中的pqq含量远高于平均水平之外,有研究还发现母乳中pqq及其衍生物ipq(咪唑并吡咯并喹啉),浓度为140至180纳克/毫升。[7]


二、pqq的特性

(一)强抗氧化性

抗氧化剂对抗破坏性因子

抗氧化剂对抗破坏性因子

图片来源:health concept


pqq的强抗氧化性体现在,它可很大程度地催化重复的氧化还原反应。其强抗氧化性可对抗损害细胞的破坏性分子,从而可防止心脏、大脑、皮肤细胞受损。


  • 在同等的环境和条件下,pqq可进行20000次催化转化,而维生素c只能进行4次。[8][9]

(二)促进神经细胞生长

人类大脑

人类大脑

图片来源:christopher reeve foundation


研究者在治疗认知障碍以及一些痴呆症时,发现pqq可帮助增强体内神经细胞,[10] 在含有pqq的环境中,这种有利于神经元发育的神经细胞合成峰值可增加40倍。[11]


  • 在2014年的组织氧运输学会(isott)上,日本研究员masahiko nakano等人提出pqq二钠盐(biopqq™)有助于改善人类的认知功能。[12]
  • 在一项在大鼠上进行的实验中,研究数据显示,在大鼠创伤性脑损伤前注射5-10mg/kg的pqq能对其大脑做一些保护,有助于改善大鼠创伤性脑损伤后的行为表现。[13]

(三)催化线粒体生长

线粒体

线粒体

图片来源:everyday nutrition


pqq作为一个辅助因子,可参与衰老细胞内的线粒体新生过程,增加相关酶的活性,刺激线粒体生长,从而提升器官的能量水平。[14]


  • 在对大鼠进行饮食缺乏pqq和pqq充足的对比实验中,研究数据表明补充pqq的饮食,可让肝脏中的线粒体可增加20-30%。[15]


三、pqq产生的作用

(一)促进认知功能

失智症会让大脑发生变化

失智症会让大脑发生变化

图片来源:getty images


多项研究的相关数据都证明,pqq可促进神经细胞的生长,有助于善人类的认知障碍问题


  • masahiko nakano等人通过对20名被自我或家人认定为健忘的中老年受试者进行对照临床实验,证实了pqq有助于增强人类认知功能。[12]
  • masahiko nakano和yuji itoh等人在另一个对41名老年人的实验中发现,受试者持续12周每天口服20mg的biopqq™后,前额皮质中的脑血流有所增加,这表明pqq可以辅助降低老年人注意力和记忆力下降的概率。[16]

(二)改善睡眠、缓解疲劳

改善睡眠品质

改善睡眠品质

图片来源:vogue


在临床临床实验中,研究员发现pqq有助于改善睡眠质量,一定程度上缓解疲劳感。研究者认为,pqq对睡眠质量的提升和疲劳感的缓解,可能是因为其强抗氧化性以及对线粒体的促进生长作用,不过这一因果关系还有待进一步研究的验证。[17]


  • 研究者让17名日本成年受试者连续8周每天口服摄入20mgpqq。在试验期问卷评估数据显示,pqq显著缓解了失眠,并可减少不良的精神状态,缓解疲劳并增加积极情绪。[17]

(三)缓解炎症

抵抗炎症

抵抗炎症

图片来源:浙江省卫生健康委员会


服用pqq可显著降低炎症因子的指标


  • 在一项10位受试者服用含有pqq果味饮料的交叉实验中(pqq在实验中的服用剂量为每天0.3mg/kg),pqq的服用可显著降低多个炎症指标。[18]

(四)保护心血管

心血管保护

心血管保护

图片来源:ingimage


pqq的强抗氧化性以及对线粒体新生的促进特性,能帮助提升心肌细胞的活力,保护心脏以及心血管。


  • 在pqq和心脏疾病常用药美托洛尔的比较实验中,单独使用pqq可更好地帮助保护心肌中的线粒体免受缺血、氧化损伤。[19]


四、pqq是“长生不老药”“大脑减龄素”?

辅酶q10、nmn等营养素在网络上月销破万,中国市场正兴起着营养素的“购买潮”。同样也是一种辅酶的pqq,它的热度也开始逐渐上升。


一些媒体将pqq和有着“长生不老药”之称的“太岁肉灵芝”相关联,声称pqq能延年益寿。还有商家宣传称,pqq可预防老年痴呆症,是一种“大脑减龄素”。这些说法是否有科学依据?


pqq可以延年益寿显然是夸张说法,且当前的临床研究结论,也并不足以支持pqq可预防老年痴呆症这样的说法。


前文的各项研究实验已证明,pqq有强抗氧化性以及催化线粒体新生的性质,但因此去宣扬它可以延长寿命是不科学的说法。不过,从理论上来说,其抗氧化性在一定程度上是可以帮助延缓衰老的。[20] 


另外,商家宣传的pqq防脑雾、提升记忆力等功能,已被临床实验证实确实有此效果,但当前的实验只证实了该效果仅产生于有认知障碍的中老年人,因此不可一概而论地认为pqq对所有消费群体都有效。[21] 


五、pqq的安全性及应用领域

pqq作为一种较为安全的补充剂,符合所有美国食品和药物管理局“一般认为安全”(gras)的要求,先后通过了加拿大、日本和欧盟的安全认证;也在2022年被中国国家卫生健康委员会认证为新食品原料,不过规定的使用范围仅限于饮料。[22]


中国pqq的适用范围仅限饮料

中国pqq的适用范围仅限饮料

图片来源:pexels


中国国家卫健委推荐的pqq食用量为≤20毫克/天,在饮料中的最大使用量为40毫克/千克,固体饮料按照冲调后液体质量折算。[22]


尽管目前存在许多关于pqq与肾毒性的争议,现有研究均表明推荐水平的pqq没有已知的副作用或毒性,且pqq没有遗传毒性。[23] 不过,鉴于pqq在婴幼儿、孕妇以及哺乳期妇女等人群中的食用安全性资料不足,上述人群仍然不建议食用。


也正是由于新食品原料pqq在中国的应用范围仅限于饮料,应用范围的限制加上缺乏对其生产工艺的研究,目前中国市场pqq的应用产品近乎空白,主要集中在海外市场。[24]


各类保健

各类保健品

图片来源:pexels


在美国,pqq可作原料用于能量饮料、运动饮料、电解质饮料等产品之中,欧盟和加拿大将pqq作为膳食补充剂和天然保健品,主要应用于心脏及脑部健康、能量补充、口服美容、生殖健康等方向,常与nmn、辅酶q10、银杏叶提取物、ps等各类原料搭配使用。[25] 由于pqq多种多样的功能特性,其在健康市场中仍有较大的应用潜力。


、pqq的工业制备方法

pqq当前的制备方法主要是化学合成法、提取法和微生物发酵法。


化学合成法是当前主要的pqq合成方法。原料易获取、成本相对较低、反应可控、生产效率高等是这种制备方法的优势。但化学合成过程中会产生较多污染环境的废弃物,且制剂有一定的腐蚀性,有试剂和气体泄漏的潜在危险。[26]


天然物质的提取法对环境友好,但其限制生产的最大问题在于,天然物质中的pqq含量极低,成本较高、利润较低,不利于大规模生产。[27]


微生物发酵法是更为绿色且生产更安全的pqq制备方法,该制备法已获得欧盟市场的认可。不过微生物发酵法同样具有一些劣势,如菌株获取困难、反应效率低、产物分离困难等问题。[26]


以上三种制备方法的优劣势如下表:


特性

化学合成

天然提取

微生物发酵

原料易获取



环境友好


反应易控制



生产安全


未知

生产能耗低


未知

成本较低


利润较高



目前国内已有多家pqq原料供应商已具备微生物发酵制备技术,如诸城浩天药业、福建优佰福、、山东金城药业等。


pqq的原料供应与产品

(一)pqq的原料供应商

早期,受制于生产技术,pqq原料十分昂贵,仅限于科研使用。经过制备技术的不断升级,现在中国的pqq原料供应企业主要有浩天药业、浙江医药、康泰生物等,长期以出口为主。


原料供应商

九游会的简介

浩天药业
  • 浩天药业创建于1999年,是一家天然甜味剂、植提营养成分、功能性食品配料的生产商和供应商。
  • 在pqq最主要的消费市场北美洲,浩天市场份额位居前列,是全球最主要的pqq原料供应商之一
浙江医药
  • 浙江医药成立于1997年,1999年在上海证券交易所挂牌上市。
  • 2023年3月,浙江医药携pqq亮相fic2023。
康泰生物
  • 是一家发酵类原料药研发商,专注于促进人类健康的生物新医药和新资源(营养保健品)等领域。
  • 自2015年创立起,在其药品gmp工厂内使用自有发酵法技术生产pqq,产品已在美国fda完成gras备案。
山东金城药业
  • 金城医药成立于2004年,总部位于山东省淄博市,2011年在深圳证券交易所创业板上市(股票代码sz300233)。
  • 其生产的pqq已完成fda的gras认证。
湖北美琪健康有限公司
  • 美琪健康创立于2021年,中美华东、安琪集团、浙江珲达共同出资建立。专业从事健康食品原料、功能性个护原料等产品的研发、生产和销售。

  • 优佰福成立于2013年1月31日,公司开发的产品已广泛应用于医药、营养补充剂、食品和饲料添加剂等行业。
  • 主导产品为γ-氨基丁酸,pqq,虾青素,辅酶q10等。

(二)市面上的pqq产品

由于pqq可以促进神经生长因子的特性,与不同原料搭配的应用方向也多种多样。市面上常见的pqq产品以营养保健品为主,功能方向有保护心脏、大脑健康、辅助提高认知能力、延缓衰老、补充能量、促进睡眠健康等,下面的表格展示了一些市面上pqq的应用产品:


产品

功能方向

应用

有助于提高精神、精力

与红参搭配,由华熙生物九游会的旗下品牌黑零推出的日出红参姜黄饮,主打提振精神、保持精力、辅助增强记忆等

2

有助于心脏、大脑健康

与辅酶 q10、喜来芝搭配使用,有助于促进心脏及大脑健康,辅助促进细胞能量生成

3

脑健康、认知能力

与ps、猴头菇、假马齿苋、维生素b6、9、12、软磷脂、红景天、松树皮提取物等成分搭配使用

4

有助于延缓衰老、能量补充

与nmn搭配使用,辅助促进线粒体能量供给和线粒体再生,有助于补充细胞能量

5

睡眠健康

与褪黑素、gaba、l-茶氨酸、缬草等原料结合使用,有助于缓解焦虑情绪所导致的睡眠障碍

6

生殖健康

l-蛋氨酸、谷胱甘肽、 ksm-66南非醉茄提取物、番茄红素,和多种维生素矿物质配合使用,有助于增加生殖活性

7

有助于促进线粒体能量产生及糖代谢

与维生素b族、nadh配合使用,辅助增加细胞能量的产生、有助于神经系统和糖代谢

8

辅助改善记忆

pqq有助于神经细胞免受损伤和死亡,可辅助抗氧化,通过神经生长因子生物合成确认细胞的存活

图片来源:产品九游会官网


其中值得一提的是九游会的旗下品牌「黑零」于2022年11月推出的日出红参姜黄饮,以红参和pqq为原料,主打提振精神、保持精力等方向,面向熬夜、饮酒后遗症等场景,十分契合当下年轻人的需求,也是国内市场上较早推出的,以pqq为原料的产品。


此外,中国市场上已经推出相关产品的还有:北京智干生物科技有限公司生产的pqq固体饮料,主打大脑营养;山东裕盛生物科技有限公司的谦之益系列pqq固体饮料,主打护肝方向;广州臻品康生物科技有限公司牛初乳益生菌酵母β葡聚糖pqq固体饮料,主打免疫力方向等。[26]


八、foodtalks百科系列


九、相关新闻


十、参考来源

[1] misra hs, rajpurohit ys, khairnar np. (2012), pyrroloquinoline-quinone and its versatile roles in biological processes

[2] wen, hao, et al. (2020), mini-review: functions and action mechanisms of pqq in osteoporosis and neuro injury

[3] watson r., and preedy v. (2019), dietary interventions in liver disease

[4] steinberg, f. m., gershwin, m. e., & rucker, r. b. (1994), dietary pyrroloquinoline quinone: growth and immune response in balb/c mice

[5] kumazawa t, sato k, seno h, ishii a, suzuki o (1995), levels of pyrroloquinoline quinone in various foods

[6] rucker, r.; chowanadisai, w.; nakano, m. (2009), potential physiological importance of pyrroloquinoline quinone

[7] mitchell, a. e., et al. (1999), characterization of pyrroloquinoline quinone amino acid derivatives by electrospray ionization mass

spectrometry and detection in human milk

[8] robert rucker, tracy stites, et al. (2000), physiological importance of pyrroloquinoline quinone

[9] mitsugu akagawa, masahiko nakano, et al. (2016), recent progress in studies on the health benefits of pyrroloquinoline quinone

[10] kohji yamaguchi, akeri sasano, et al. (2014), stimulation of nerve growth factor production by pyrroloquinoline quinone and its derivatives in vitro and in vivo

[11] he b, liu sq, et al. (2010), the roles of pi3k/akt pathway in proliferation of schwann cells promoted by pyrroloquinoline quinone

[12] masahiko nakano, et al (2016), effects of antioxidant supplements (biopqq™) on cerebral blood flow and oxygen metabolism in the prefrontal cortex

[13] lili zhang, jie liu, et al. (2011), the neuroprotective effect of pyrroloquinoline quinone on traumatic brain injury

[14] michael murray (2018), pyrroloquinoline quinone (pqq): the next essential nutrient and supplement superstar

[15] bauerly k, harris c, et al. (2011), altering pyrroloquinoline quinone nutritional status modulates mitochondrial, lipid, and energy metabolism in rats

[16] yuji itoh, et al. (2016), effect of the antioxidant supplement pyrroloquinoline quinone disodium salt (biopqq™) on cognitive functions

[17] masahiko nakano, tetsuro yamamoto, et al. (2012), effects of oral supplementation withpyrroloquinoline quinoneon stress, fatigue, and sleep

[18] calliandra b.harris, winyoo chowanadisai, et al. (2013), dietary pyrroloquinoline quinone (pqq) alters indicators of inflammation and mitochondrial-related metabolism in human subjects

[19] bo-qing zhu, ursula simonis, et al. (2006), comparison of pyrroloquinoline quinone and/or metoprolol on myocardial infarct size and mitochondrial damage in a rat model of ischemia/reperfusion injury

[20] 新营养 (2022), 《探索抗氧化市场新机会,先来看看神秘营养物质pqq》

[21] examine (2022), pqq research breakdown

[22] 食品安全标准与监测评估司 (2022), 《解读<关于关山樱花等32种“三新食品”的公告>(2022年第1号)》

[23] nakano m, suzuki h, imamura t, lau a, lynch b. (2013), genotoxicity of pyrroloquinoline quinone (pqq) disodium salt (biopqq™)

[24] 中国食品网 (2022), 《成为下一个“透明质酸钠” pqq还有多长的路要走?》

[25] 食研汇fta (2022), 《吡咯并喹啉醌二钠盐正式成为新食品原料,会是下一个透明质酸钠吗?》

[26] 植提桥 (2023), 《再度受理新食品原料!pqq在2023年能“狂飙”起来吗?》

[27] 杨蒙雅, 张春月等 (2022), 《大肠杆菌中吡咯喹啉醌合成途径的建构》


本文作者:kee & renee,foodtalks


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