维生素K2是一种脂溶性的维生素，在常温下是黄色晶体粉末，没有气味，维生素K2对光和碱比较敏感，对温度、湿度及酸相对稳定，具有耐热性，并且非常易溶于石油醚、正己烷，溶于乙醇，轻微溶于甲醇，不溶于水，熔点在35-70℃。

在钙和骨骼的代谢过程中，维生素K是必须的物质。在自然界中维生素K2主要存在于原核生物中，具有多种生理药理功能，具有很高的应用价值，维生素K缺乏将导致低羧化、无活性Gla蛋白质的产生，从而导致出血、骨质疏松及动脉钙化等多种疾病。

1 维生素K2概述

维生素K(Vitamin K，VK)是一类含有2-甲基-1,4-奈醌环的脂溶性物质的统称（见图1）。早在1982年，Bentley等就初步阐明了细菌内维生素K2的生物合成机制，对其合成途径有了初步认识。维生素K2由蔡醒环和异戊二烯侧链组成，合成途径主要包括糖酵解(EMP)途径、磷酸戊糖(HMP)途径、甲经戊酸(MVA)途径、甲奈醌合成(MK)途径4个部分

图1 维生素K1和维生素K2的化学结构

2 维生素K2的生理功能及作用机理

自从1975年Pettifor 等首次提出维生素K参与人体骨代谢假说之后的几十年，有关维生素K，尤其是其中维生素K2生理功能的深入持续研究，发现除了传统的凝血功能之外，其在维持正常的骨钙代谢、保护心血管健康、预防肝癌及肝硬化，预防老年痴呆，降低II型糖尿病风险，抗风湿性关节炎，预防静脉曲张及促进人体皮肤健康等诸多方面具有重要的生理功能，维生素K 缺乏不仅体现在凝血障碍，更容易表现在骨与血管疾病方面。

2.1 凝血功能

维生素K 具有凝血功能已广为人知。凝血过程中的许多凝血因子的生物合成有赖于维生素K 的存在，如凝血因子Ⅱ（凝血酶原）、凝血因子Ⅵ（转变加速因子前体）、凝血因子Ⅸ（凝血酶激酶组分）和凝血因子Ⅹ。4 种凝血因子的功能是防止出血和形成血栓。它们依赖维生素K 将其分子中特异性谷氨酸残基羧化为γ-羧基谷氨酸（Gla），与钙结合后，启动凝血机制，而维生素K正是参与羧化过程必不可少的羧化酶的辅酶。

目前的研究发现，至少有12种维生素K依赖性蛋白质。除上述4个凝血因子外，血浆中还有蛋白质C、S、Z和M 4种，其中蛋白质C的功能是在凝血系统中起抗凝剂的作用，它在一种血管内皮细胞蛋白质血栓形成素存在下，由凝血酶（因子Ⅱa）激活，与蛋白质S形成复合物而活化，是特异性水解活化的蛋白质因子Ⅴ和Ⅶ失活，抑制凝血作用。

2.2 参与骨代谢，维护骨健康

维生素K2通过显著地促进Ca2+在骨骼上的矿化及抑制骨钙流失全面调控骨骼代谢过程：

（1）维生素K 增加肠道对钙的吸收与转运，抑制尿及粪便钙的排泄，逆转去卵巢大鼠的骨钙流失，显著促进钙平衡。

（2）维生素K显著提高骨矿化率。维生素K是谷氨酸γ-羧化酶的辅酶，将谷氨酸残基羧化为γ-羧基谷氨酸（骨钙素），其水平直接决定羧化骨钙素浓度。骨钙素是骨钙化的关键因子，与羟磷灰石有特殊亲和性，其结合牢固性受羧化程度的影响，只有羧化过的骨钙素才能与Ca2+结合实现骨的矿化，没有维生素K，钙调节将被中断。

（3）维生素K 显著抑制骨钙流失。维生素K 通过抑制COX4 的表达和前列腺素的合成特异性诱导破骨细胞的凋亡，并通过抑制组织蛋白酶K的mRNA表达抑制骨基质的溶解。

2.3 维护心血管健康

维生素K2是人体钙和骨骼代谢的必需物质，维生素K缺乏将导致钙代谢紊乱，在病理学上，与钙代谢相关的常见疾病所累及的组织除骨外，还包括软骨和动脉血管，有证据表明，在这三类组织中都存在相同的原理和机理来控制钙的释放或蓄积，维生素K 缺乏，不仅易诱发骨质疏松、骨关节炎还会导致血管硬化、畸形等心血管疾病。维生素K在人体内除了可以合成骨钙素（BGP）之外，还可以合成基质γ-羧基谷氨酸蛋白（MGP），MGP 是由软骨中软骨细胞和血管系统中的平滑肌细胞产生。研究表明，MGP 对软骨和血管钙化具有强烈的抑制作用，在转基因MGP 不足的大鼠体内，所有动脉表现出明显钙化，最终导致胸部或腹部大动脉破裂在第八周前死亡。近年来，大量的流行病学研究及人体临床试验已经证实维生素K2（MK-7）对心血管尤其是动脉钙化防治方面的重要生理功能。

3 维生素K2的应用现状

根据相关统计数据显示，十年前，用于治疗骨质疏松药物方面的全球市场份额就达到了万亿美元的标准，而用于治疗心血管疾病药物方面的全球市场份额也有一千多亿美元。而这一数字更是逐年上升，到了近几年，就单美国一个国家的药物市场，每年用于治疗骨质疏松及心血管疾病方面的药物市场份额就分别达到了几百亿及数千亿美元的标准。当前，全球对VK2的需求量仍保持着逐年递增的趋势，切每年的增长幅度都在10%左右。其中是以美国、日本、西欧及澳大利亚为主要的消费群体，而其中又是以美国为重中之重，占到了全球消费市场的三层以上。然而，VK2产品的主要生产基地都在日本，占到了全球生产数量的九层左右，其中最具代表的生产企业有日清、帝国和卫材三家。目前，国际市场上的VK2纯品的价格在每公斤200万-400万元人民币之间。可以看出VK2的国际市场价格还是很高的，而导致这一问题的原因一方面是因为当前VK2的全球产量还比较偏低，另一方面是因为下游分离纯化的成本也相对较高，当前情况下，下游的纯化成本已经可以和生产成本相媲美，使得整个生产成本提高了一倍。虽然广东双骏生物科技有限公司获得了维生素K2生产许可，成为了我国唯一的一家可生产维生素K2的企业，填补了国内相关产业的空白。但是，由于受到企业自身生产规模和产品质量的限制，其还远远无法满足国内市场的需求，所以我国的维生素K2都还是主要依靠进口。

文章来源：《食品与发酵工业》 网址: http://www.spyfjgy.cn/qikandaodu/2021/0507/1255.html