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L-羥基脯氨酸（通常指反式-4-羥基-L-脯氨酸，簡稱L-羥脯氨酸）是膠原蛋白中含量豐富的特征性氨基酸殘基，由脯氨酸經(jīng)脯氨酸羥化酶催化羥化形成。以下從基本理化性質(zhì)出發(fā)，按不同領(lǐng)域詳細(xì)說明。

一、基本信息

CAS號：51-35-4（反式-4-羥基-L-脯氨酸，即Zui常見的L-羥脯氨酸）

分子式：C?H?NO?

分子量：131.13

性狀：白色或類白色結(jié)晶性粉末，幾乎無臭，味微甜。易溶于水（約36g/100mL，25℃），微溶于醇，幾乎不溶于。熔點(diǎn)約273℃至274℃（分解）。比旋度[α]D2?約為-74.0°至-77.0°（c=4，水）。在水中溶解度好，無顯著吸濕性，儲存穩(wěn)定性較好。

L-羥脯氨酸是L-脯氨酸在吡咯烷環(huán)4位碳上引入羥基的衍生物，天然存在形式以反式-4-羥基-L-脯氨酸為主。該氨基酸不具有標(biāo)準(zhǔn)的遺傳密碼子，是在蛋白質(zhì)翻譯完成后通過脯氨酸羥化酶對已摻入蛋白質(zhì)的脯氨酸殘基進(jìn)行翻譯后修飾生成的。在膠原蛋白中，羥脯氨酸占氨基酸殘基總量的約13%至14%，其羥基參與形成鏈間氫鍵，對膠原三螺旋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。

主要商品形式為反式-4-羥基-L-脯氨酸游離態(tài)，純度因用途不同分為醫(yī)藥級（符合《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)）、食品級和工業(yè)級。另外有少量順式-4-羥基-L-脯氨酸（CAS:618-27-9），理化性質(zhì)和應(yīng)用均與反式體不同，以下內(nèi)容以反式-4-羥基-L-脯氨酸為主。

二、各應(yīng)用領(lǐng)域

1.食品領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在食品領(lǐng)域的直接應(yīng)用相對有限。在部分國家和地區(qū)，羥脯氨酸可作為調(diào)味或營養(yǎng)相關(guān)成分使用。由于羥脯氨酸是膠原蛋白的特征性氨基酸，在膠原蛋白相關(guān)食品和膠原蛋白肽產(chǎn)品中，羥脯氨酸常作為標(biāo)志性成分之一用于含量測定和品質(zhì)評價(jià)。

在特殊膳食用食品領(lǐng)域，如涉及膠原蛋白肽類原料的使用，羥脯氨酸的含量檢測可作為原料鑒別和質(zhì)量控制指標(biāo)。目前，《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品營養(yǎng)強(qiáng)化劑使用標(biāo)準(zhǔn)》（GB14880）中對羥脯氨酸的單獨(dú)使用未見專門規(guī)定，其作為食品原料成分的使用應(yīng)遵循相應(yīng)的食品安全法規(guī)。

膠原蛋白肽類食品原料中羥脯氨酸的含量因原料來源（魚皮、魚鱗、豬皮、牛皮、骨等）和加工工藝不同而有差異，常見魚來源膠原蛋白肽中羥脯氨酸含量約7%至10%（以蛋白計(jì)），豬牛來源約10%至13%，此數(shù)值因具體產(chǎn)品和工藝條件而異，屬原料特征指標(biāo)而非添加量。

2.飼料領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在飼料領(lǐng)域的直接作為單體添加劑使用較少。在富含膠原組織的動物源性飼料原料（如肉骨粉、水解膠原蛋白粉、羽毛粉等）中，羥脯氨酸可作為這類原料中膠原蛋白含量的間接標(biāo)志物。

在飼料檢測和品質(zhì)評價(jià)中，羥脯氨酸含量的測定可作為動物源性飼料原料摻假鑒別和膠原蛋白來源原料質(zhì)量評估的手段之一。在寵物飼料（尤其是含膠原和軟骨成分的配方）中，羥脯氨酸是原料的特征性組成氨基酸。

由于L-羥脯氨酸作為單體直接添加在飼料中的實(shí)際應(yīng)用有限，具體添加量需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)品規(guī)格、生產(chǎn)工藝及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。

3.農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的直接應(yīng)用較為有限。植物體內(nèi)含有少量羥脯氨酸，主要存在于富含羥脯氨酸的糖蛋白（如伸展蛋白）中，參與細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的構(gòu)建。

在含氨基酸水溶肥料和生物刺激素產(chǎn)品中，羥脯氨酸通常以水解膠原蛋白或復(fù)合氨基酸的形式作為組分之一存在。在某些研究中，脯氨酸及羥脯氨酸相關(guān)代謝物被關(guān)注與植物抗逆響應(yīng)有關(guān)，但單獨(dú)將L-羥脯氨酸作為農(nóng)用產(chǎn)品的商業(yè)化應(yīng)用較少。

具體施用量和方式因產(chǎn)品配方和作物種類不同而變化，目前未有專門針對L-羥脯氨酸在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的法定添加標(biāo)準(zhǔn)，使用時(shí)應(yīng)以產(chǎn)品肥料登記證批準(zhǔn)的內(nèi)容為準(zhǔn)。

4.工業(yè)領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在工業(yè)領(lǐng)域主要作為生物化工原料和精細(xì)化學(xué)品。

在細(xì)胞培養(yǎng)領(lǐng)域，L-羥脯氨酸在部分特殊培養(yǎng)基中可能添加，但在常用標(biāo)準(zhǔn)哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)基（如DMEM、RPMI1640、MEM等）中通常不是必需成分。在三維細(xì)胞培養(yǎng)和類器官培養(yǎng)中，由于涉及膠原基質(zhì)的使用，羥脯氨酸作為膠原的結(jié)構(gòu)組分間接存在。

在生物制藥領(lǐng)域，L-羥脯氨酸可作為膠原蛋白類藥物和膠原基生物材料（如膠原海綿、膠原膜、膠原水凝膠等）的質(zhì)量控制標(biāo)志物。羥脯氨酸含量測定是膠原蛋白定量分析的重要方法之一（通常采用氯胺T氧化-對顯色法），在膠原類醫(yī)療器械和生物制品的質(zhì)量控制中廣泛使用。

在分析檢測領(lǐng)域，L-羥脯氨酸可用作標(biāo)準(zhǔn)品，用于食品、飼料和生物樣品中羥脯氨酸的定量測定。

5.醫(yī)藥領(lǐng)域（從原料角度說明）

L-羥脯氨酸收載于《中國藥典》，作為原料藥在醫(yī)藥工業(yè)中使用。其質(zhì)量應(yīng)符合《中國藥典》項(xiàng)下各項(xiàng)規(guī)定，包括含量（不得少于98.5%，以干基計(jì)）、比旋度、酸度、溶液的透光率、氯化物、鹽、鐵鹽、重金屬、砷鹽、干燥失重、熾灼殘?jiān)葯z驗(yàn)項(xiàng)目。

在制劑生產(chǎn)中，L-羥脯氨酸是復(fù)方氨基酸注射液中的組成氨基酸之一。以部分18AA等規(guī)格的復(fù)方氨基酸注射液為例，處方中L-羥脯氨酸的含量因具體產(chǎn)品批準(zhǔn)文號不同而有差異。某些含氨基酸的制劑中羥脯氨酸的具體用量需依據(jù)該品種的注冊標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

L-羥脯氨酸在醫(yī)藥工業(yè)中還作為合成某些藥物中間體和膠原水解產(chǎn)物制劑的原料。在膠原蛋白水解物相關(guān)制劑中，L-羥脯氨酸含量的測定常作為活性成分的定量依據(jù)。

關(guān)于L-羥脯氨酸的醫(yī)藥應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)以藥品標(biāo)準(zhǔn)和注冊批準(zhǔn)文件為依據(jù)進(jìn)行介紹。

6.保健品領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在保健食品中的使用主要與膠原蛋白類產(chǎn)品有關(guān)。在膠原蛋白肽類保健食品中，羥脯氨酸作為膠原蛋白的特征性氨基酸，常作為質(zhì)量標(biāo)志物用于原料鑒別和含量控制。

保健食品中使用含有羥脯氨酸的膠原蛋白肽原料時(shí)，應(yīng)符合保健食品注冊或備案的要求，按照批準(zhǔn)的配方和工藝組織生產(chǎn)。不同產(chǎn)品的膠原蛋白肽種類、來源和添加量差異較大，羥脯氨酸作為原料中的天然成分，其在終產(chǎn)品中的含量取決于所用膠原蛋白肽的質(zhì)量規(guī)格和添加比例。

在部分以改善骨關(guān)節(jié)和皮膚為定位的膳食補(bǔ)充劑中，含羥脯氨酸的膠原蛋白水解物或明膠水解物有使用。產(chǎn)品標(biāo)簽和宣傳中不得涉及疾病預(yù)防、治療等內(nèi)容。涉及跨境貿(mào)易時(shí)，應(yīng)符合目的地國對此類產(chǎn)品的監(jiān)管要求。

7.化妝品領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在化妝品中可作為皮膚調(diào)理劑使用?！兑咽褂没瘖y品原料名稱目錄》中收錄了羥脯氨酸，可作為化妝品原料。

在護(hù)膚類化妝品中，L-羥脯氨酸可作為氨基酸類調(diào)理成分。由于羥脯氨酸是皮膚膠原蛋白的標(biāo)志性氨基酸，在部分定位抗皺和緊致的護(hù)膚產(chǎn)品中常與膠原蛋白肽或其他氨基酸復(fù)合使用。

在以膠原蛋白或水解膠原蛋白為主打成分的化妝品中，羥脯氨酸含量有時(shí)用作原料的質(zhì)量監(jiān)控指標(biāo)之一。

化妝品中游離L-羥脯氨酸作為單體直接添加時(shí)，添加量一般較低，常見為百分之零點(diǎn)零幾到百分之零點(diǎn)幾，具體用量需根據(jù)產(chǎn)品劑型、配方配伍性、穩(wěn)定性和安全性評價(jià)結(jié)果確定。含有羥脯氨酸的化妝品應(yīng)符合《化妝品安全技術(shù)規(guī)范》的要求。

8.日化領(lǐng)域

在日化產(chǎn)品中，L-羥脯氨酸的直接應(yīng)用較為有限。在部分高品質(zhì)洗發(fā)水、護(hù)發(fā)產(chǎn)品和沐浴產(chǎn)品中，水解膠原蛋白或氨基酸復(fù)合物中可能含有羥脯氨酸成分，間接作為調(diào)理成分存在。

在口腔護(hù)理產(chǎn)品中，有將羥脯氨酸或含羥脯氨酸的膠原水解物作為配方成分的個別應(yīng)用報(bào)道。

日化產(chǎn)品中若使用L-羥脯氨酸，其添加量因產(chǎn)品品類和配方差異較大，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求、配伍性和安全性確定用量。不同應(yīng)用場景的使用比例存在差異，應(yīng)結(jié)合具體配方進(jìn)行調(diào)整。

9.發(fā)酵領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在發(fā)酵領(lǐng)域既是產(chǎn)品也是原料。

作為發(fā)酵產(chǎn)品：L-羥脯氨酸可通過微生物發(fā)酵法生產(chǎn)。一種常見路線是利用大腸桿菌或谷氨酸棒桿菌等宿主菌，通過代謝工程改造表達(dá)脯氨酸羥化酶基因，以L-脯氨酸為前體進(jìn)行全細(xì)胞催化轉(zhuǎn)化或直接發(fā)酵生產(chǎn)。由于脯氨酸羥化酶屬于2-酮戊二酸依賴型雙加氧酶，需要2-酮戊二酸和氧分子作為共底物，因此發(fā)酵工藝中需優(yōu)化供氧條件和2-酮戊二酸的供給。直接以葡萄糖為碳源發(fā)酵生產(chǎn)羥脯氨酸的路線亦有研究，但商業(yè)化程度不如以脯氨酸為前體的酶轉(zhuǎn)化路線成熟。

另一種生產(chǎn)方式是先從發(fā)酵液中提取L-脯氨酸，再通過體外酶催化羥化生成L-羥脯氨酸，或?qū)⒋瞬襟E整合到發(fā)酵過程中。發(fā)酵法和酶法的產(chǎn)率因菌種和工藝條件不同而異。

作為檢測對照品：在發(fā)酵法生產(chǎn)膠原蛋白肽或重組膠原蛋白的過程中，羥脯氨酸含量的測定可作為發(fā)酵產(chǎn)物的分析指標(biāo)。

10.合成領(lǐng)域

L-羥脯氨酸在有機(jī)合成中作為重要的手性原料和中間體。

在手性合成領(lǐng)域，L-羥脯氨酸因具有兩個手性中心（2位和4位碳）且含有羥基和羧基兩個可修飾官能團(tuán)，是手性配體和手性催化劑合成中常用的手性源。以L-羥脯氨酸為原料可以合成一系列手性噁唑啉配體、手性吡咯烷類催化劑和手性輔助試劑。

在多肽合成領(lǐng)域，F(xiàn)moc-Hyp(tBu)-OH（Fmoc-反式-4-叔丁氧基-L-脯氨酸）是固相多肽合成中常用的保護(hù)氨基酸，用于合成含羥脯氨酸殘基的多肽。羥脯氨酸殘基常出現(xiàn)在膠原蛋白模擬肽和具有生物活性的多肽序列中。

在藥物合成領(lǐng)域，L-羥脯氨酸是合成某些藥物分子的重要手性原料和中間體，如部分碳青霉烯類抗生素的側(cè)鏈合成中有所應(yīng)用。

在生物共軛化學(xué)中，L-羥脯氨酸的羥基提供了額外的偶聯(lián)位點(diǎn)，可用于引入修飾基團(tuán)。

在分析化學(xué)中，L-羥脯氨酸作為標(biāo)準(zhǔn)品用于羥脯氨酸的定量測定，是膠原蛋白定量分析的關(guān)鍵參照物質(zhì)。

11.衍生物

L-羥脯氨酸（反式-4-羥基-L-脯氨酸）的主要衍生物包括：

順式-4-羥基-L-脯氨酸（CAS:618-27-9）：反式體的立體異構(gòu)體，天然豐度極低，主要通過化學(xué)合成或特定異構(gòu)化反應(yīng)獲得，在藥物化學(xué)和構(gòu)效關(guān)系研究中有應(yīng)用。

順式-3-羥基-L-脯氨酸（CAS:4298-08-2）、反式-3-羥基-L-脯氨酸（CAS:10139-07-4）：羥基于吡咯烷環(huán)3位的異構(gòu)體，在天然產(chǎn)物（如部分肽類抗生素）中偶有出現(xiàn)，在藥物化學(xué)研究中有涉及。

N-酰-L-羥脯氨酸（CAS:33996-33-7）：羥脯氨酸的N-?；苌铮谏芯亢痛x分析中作為參考物質(zhì)。

L-羥脯氨酸甲酯鹽（CAS:40216-83-9）：羥脯氨酸的甲酯化衍生物，作為有機(jī)合成中間體。

N--L-羥脯氨酸（Boc-Hyp-OH，CAS:13726-69-7，反式）：多肽合成中的保護(hù)氨基酸中間體。其4位羥基常進(jìn)一步以叔丁基、芐基等保護(hù)基保護(hù)后使用。

N-芴甲氧羰基-4-叔丁氧基-L-脯氨酸（Fmoc-Hyp(tBu)-OH，CAS:122996-47-8）：固相多肽合成中引入羥脯氨酸殘基的關(guān)鍵保護(hù)氨基酸衍生物，在膠原蛋白模擬肽和生物活性多肽的合成中廣泛使用。

L-羥脯氨酸芐酯鹽（CAS:62147-63-3）：羥脯氨酸的芐酯保護(hù)形式，在肽合成中作為中間體。

(S)-4-羥基吡咯烷-2-酮類衍生物：由L-羥脯氨酸經(jīng)還原或內(nèi)酰胺化反應(yīng)制得，作為手性合成砌塊和藥物中間體。

雙保護(hù)的L-羥脯氨酸衍生物（如Boc-Hyp(tBu)-OH）：在多肽合成中同時(shí)保護(hù)氨基和羥基，實(shí)現(xiàn)區(qū)域選擇性反應(yīng)。

羥脯氨酸二肽（如脯氨酰-羥脯氨酸、羥脯氨酰-甘氨酸等）：膠原蛋白中常見重復(fù)序列Gly-Pro-Hyp和Gly-X-Hyp的組成片段，在膠原相關(guān)研究中作為模型肽使用，也有用于功能性食品原料的研究。

三、綜合說明

L-羥脯氨酸（反式-4-羥基-L-脯氨酸）作為膠原蛋白的特征性氨基酸，在醫(yī)藥、化妝品和生化研究領(lǐng)域有獨(dú)特應(yīng)用。其在食品和飼料中的直接單體添加使用較為有限，更多是作為膠原蛋白類產(chǎn)品的特征成分和質(zhì)量標(biāo)志物被關(guān)注。

在醫(yī)藥領(lǐng)域，L-羥脯氨酸的質(zhì)量應(yīng)滿足《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)。在膠原蛋白類化妝品原料和食品原料中，羥脯氨酸作為組成部分天然存在，其含量因原料來源、提取工藝和純化程度不同而有較大差異。在不同應(yīng)用場景中選擇相應(yīng)質(zhì)量等級的產(chǎn)品，實(shí)際使用量需根據(jù)產(chǎn)品含量、規(guī)格及具體配方進(jìn)行換算。

在食品、化妝品和保健品等受法規(guī)嚴(yán)格約束的領(lǐng)域，應(yīng)遵守相應(yīng)國家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)要求。對于沒有統(tǒng)一法定標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用領(lǐng)域，具體添加量需根據(jù)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域、產(chǎn)品規(guī)格、生產(chǎn)工藝及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定。不同應(yīng)用場景的使用比例存在差異，應(yīng)結(jié)合具體配方進(jìn)行調(diào)整。目前未查詢到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)添加量，實(shí)際使用時(shí)應(yīng)以相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品技術(shù)資料或?qū)嶋H工藝要求為準(zhǔn)。