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牛磺酸(Taurine)又称β-氨基乙磺酸，最早由牛黄中分离出来，故得名。化学性质稳定，不溶于乙醚等有机溶剂，是一种含硫的非蛋白氨基酸，在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白的生物合成。牛磺酸虽然不参与蛋白质合成，但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。
牛磺酸的食物来源有很多，但尤其以肉食和海鲜含量最高。扇贝，虾，蛤蜊和其它贝类都含有大量牛磺酸，有些海鲜的含量甚至超过肉类。根据食品安全国家标准，牛磺酸作为营养强化剂可以添加在调制乳、调制乳粉、风味发酵乳、奶片、含乳饮料、豆浆/豆浆粉、特殊用途饮料、果冻等食品中。
机体以含硫氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸等）为原料，经一系列酶促反应合成牛磺酸，不同年龄段的人体内牛磺酸合成的速度差异很大，婴幼儿时期自身合成极少，故调制乳粉中需添加牛磺酸；而成年人一般不需额外补充，但在剧烈运动时机体对牛磺酸的需求增加，自身合成已不能满足需求；到老年期需注意从膳食中获取足够的牛磺酸。
牛磺酸是大脑神经元（神经细胞）之间相互传递信息的介质，能促进神经元的增殖分化、神经元网络的形成和延长神经元的存活时间，在脑神经细胞发育过程中起重要作用。母乳中的牛磺酸含量较高，尤其初乳中含量更高。如果补充不足，将会使幼儿生长发育缓慢、智力发育迟缓。牛磺酸与幼儿、胎儿的中枢神经及视网膜等的发育有密切的关系，长期单纯的牛奶喂养，易造成牛磺酸的缺乏。
牛磺酸可通过分子中的氨基与氧化剂结合而阻止氧化的发生，也可通过提高组织细胞中SOD等抗氧化酶活性而发挥抗氧化作用，同时作为一种良好的细胞保护剂，还可减少细胞膜脂质的过氧化、稳定细胞膜结构以维护细胞的正常功能。
牛磺酸是视网膜中含量最丰富的氨基酸，约占视网膜游离氨基酸总量的40%-50%，对神经传导起重要作用。缺乏牛磺酸可导致视细胞变性退化，牛磺酸还可通过抗氧化作用而保护受蓝光刺激的视网膜。牛磺酸具有调节晶体渗透压和抗氧化等重要作用，补充牛磺酸可抑制白内障的发生发展。
牛磺酸能促进垂体激素分泌，活化胰腺功能，从而改善机体内分泌系统的状态，对机体代谢以有益的调节；并具有促进有机体免疫力的增强和抗疲劳的作用。
牛磺酸通过保护胰岛β细胞、促进胰岛素分泌、改善胰岛素抵抗等作用改善血糖水平，在一定程度上干预糖尿病的发生发展。牛磺酸可与胰岛素受体结合，促进细胞摄取和利用葡萄糖，加速糖酵解，降低血糖浓度。牛磺酸对细胞糖代谢的调节作用可能是通过受体后机制实现的，它主要依靠与胰岛素受体蛋白的相互作用，而不是直接与胰岛受体结合。
有研究表明，牛磺酸能促进脂肪分解、促进胆固醇转化与排出，使高脂血症动物的血浆甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇（LDL）水平有所下降，降低动脉粥样硬化风险。
牛磺酸防治缺铁性贫血有明显效果，它不仅可以促进肠道对铁的吸收，还可增加红细胞膜的稳定性；牛磺酸还是人体肠道内双歧菌的促生因子，优化肠道内细菌群结构；还具有抗氧化、延缓衰老作用；能够促进急性肝炎恢复正常；对四氯化碳中毒有保护作用，并能抑制由此所引起的血清谷丙转氨酶的升高。对肾毒性有保护作用，牛磺酸对顺铂所致的兔原代肾小管上皮细胞改变有保护作用；牛磺酸可镇静、镇痛和消炎，对冻伤、KCN中毒及偏头疼也有防治作用。