多不飽和脂肪酸的研究進(jìn)展

黃寶璽 王大為 王金鳳

摘要：對(duì)多不飽和脂肪酸——亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸種類與結(jié)構(gòu)、來源、提取分離方法、生理功能、安全性和應(yīng)用現(xiàn)狀及前景等六個(gè)方面進(jìn)行了綜述。

關(guān)鍵詞：多不飽和脂肪酸(PUFAs)亞油酸亞麻酸花生四烯酸(AA)二十碳五烯酸(EPA)二十二碳六烯酸(DHA)

前言

近年來，人們發(fā)現(xiàn)食用較多油脂會(huì)造成高血脂、高膽固醇、肥胖、糖尿病等疾病。由此，國外相繼開發(fā)出一大類新型營養(yǎng)保健型油脂，其功能主要有降膽固醇、降血脂、減肥、抗癌等保健作用，其中的主要功效成分即為多不飽和脂肪酸(PUFAs)。亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸(AA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)、磷脂及現(xiàn)在新興起的結(jié)構(gòu)油脂等。本文將對(duì)膳食脂肪中目前認(rèn)為有特殊生物活性的多不飽和脂肪酸作一綜述。

1多不飽和脂肪酸的結(jié)構(gòu)與分類

多不飽和脂肪酸因其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及在人體內(nèi)代謝的相互轉(zhuǎn)化方式不同，主要分成ε-3及ε-6兩個(gè)系列。在多不飽和脂肪酸分子中，距羧基最遠(yuǎn)端的雙鍵是在倒數(shù)第3個(gè)碳原子的稱為ε-3或n-3多不飽和脂肪酸，如在第6個(gè)碳原子上的，則稱為ε-6(n-6)多不飽和脂肪酸。

(1)3系列：包括十八碳三烯酸(俗稱α-亞麻酸)(ALA)；二十碳五烯酸(EPA)；二十二碳六烯酸(DHA)。

ε-6系列：包括十八碳二烯酸(俗稱亞油酸，LA)；十八碳三烯酸(俗稱Y-亞麻酸，GLA)；二十碳四烯酸(俗稱花生四烯酸，AA)。

2多不飽和脂肪酸的來源

2.1多不飽和脂肪酸的動(dòng)植物資源

亞油酸作為最早被確認(rèn)的必需脂肪酸和重要的多不和脂肪酸，在我們?nèi)粘Ｊ秤玫囊后w植物油中普遍存在，半干性和干性油中含量較多，一般植物油中含量為40％左右，也有高達(dá)70％～85％的如紅花籽油，葵花籽油、綿子油、大豆油、玉米油、芝麻油中含量也較為豐富(含量約為40％～50％)，動(dòng)物脂及含油酸較多的植物油(橄欖油、茶油、棕桐油等)中亞油酸的含量僅為10％左右。

蔬菜油是α-亞麻酸的主要來源，存在于綠色葉菜的葉綠體中，如在馬齒莧、菠菜、亞麻的種子、亞麻仁以及胡桃等中都有一定的含量，其中以亞麻籽油含量最高(高達(dá)57％)其次是菜籽油、大豆油、小麥胚芽油(7％～13％)。其他來源包括一些堅(jiān)果、種子、蔬菜和水果、蛋黃、禽肉等。相對(duì)于亞麻油而言，α-亞麻酸的資源和日?？色@得性要差很多，但在一些藻類與微生物中存在較多的α-亞麻酸資源。

含量較高的Y-亞麻酸資源在自然界和人類食物中不太常見，而且其含量低很難成為有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的可利用資源，如燕麥和大麥中的脂質(zhì)含有0.25％～1.0％的Y-亞麻酸，乳脂中含0.1％～0.35％?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)一些植物的油籽中含有較為豐富的Y.亞麻酸。

花生四烯酸主要存在于海洋魚油中，陸地動(dòng)物油脂中雖普遍存在但含量不大，一般小于1％，植物油脂中含量很少，僅微量存在于苔蘚及蕨類種子油中。研究發(fā)現(xiàn)在腎上腺磷脂中花生四烯酸的含量高達(dá)15％以上，它是人體合成前列腺素的前體物質(zhì)。

陸地植物油中幾乎不含EPA和DHA，在一般陸地動(dòng)物油中也測不出。但在高等動(dòng)物的某些器官與組織中，例如眼、腦、睪丸等中含有較多的DHA。目前，EPA和EIDHA的唯一商業(yè)來源是海魚。據(jù)報(bào)道，全世界每年的魚產(chǎn)量為100萬噸，其中包含10～25萬噸的EPA和DHA。此外，在藻綱植物中EPA和DDHA的含量也較高。

2.2多不飽和脂肪酸的微生物資源

1962年Eywin和Bloch用人工方法培養(yǎng)某些纖毛綱原生動(dòng)物(Cilliated protoza)，測定其組織中脂肪酸組成，發(fā)現(xiàn)5個(gè)種中有4個(gè)種Y一亞麻酸含量達(dá)到30％以上。由于動(dòng)物、植物資源的種類限制，人們將尋求PUFA的目光轉(zhuǎn)向微生物資源。與動(dòng)植物油生產(chǎn)PUFA相比，微生物油脂的生產(chǎn)具有很多優(yōu)點(diǎn)。比如：(1)生產(chǎn)周期短；(2)微生物生產(chǎn)不受場地、氣候、季節(jié)的影響；(3)利用不同的菌種和培養(yǎng)基適合開發(fā)功能性油脂等。因而有著非常廣闊的前景。

多不飽和脂肪酸(PUFA)廣泛存在于微藻類、細(xì)菌真菌的細(xì)胞中，國外利用產(chǎn)脂內(nèi)孢酶工業(yè)化生產(chǎn)富含亞油酸的油脂。但不同種類以及不同菌株含量及組成不同。美國Market公司已利用微藻Cryptheeodiniumcohnii大規(guī)模生產(chǎn)n-3脂肪酸的油脂。日本培養(yǎng)鈍頂螺旋藻和一種小球藻(Chlorellasp.NKG4240)生產(chǎn)GLA，其含量可達(dá)總脂肪的10％。在真菌中，AA主要分布在原始的幾個(gè)綱中，如：絲壺菌綱(Hyphochytrimycete)、壺茵綱(Hytridiomycetes)、卵菌綱(Oomycetes)及被孢霉屬(Mortierella)等。

3多不飽和脂肪酸的提取及分離方法

脂肪酸分離常用的方法有溶劑分級(jí)分離法、尿素包合法、分子蒸餾法、超臨界流體萃取法、微生物發(fā)酵法、脂肪酶濃縮法等方法。分級(jí)分離法、尿素包合法是傳統(tǒng)較常用的方法。本法工藝原理簡單，操作方便，但分離效率不高。分子蒸餾法，是利用混合物組分的揮發(fā)度不同而得到分離。蒸餾時(shí)，飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸首先被蒸出，而雙鍵較多的不飽和脂肪酸則最后蒸出。該法的優(yōu)點(diǎn)是蒸餾溫度較低，可有效地防止多烯不飽和酸受熱氧化分解，缺點(diǎn)是需要高真空設(shè)備，且能耗較高。超臨界流體萃取法是近幾年發(fā)展起來的一種新的分離技術(shù)。也是目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。它的基本原理是通過調(diào)節(jié)溫度和壓力使原料各組份在超臨界流體中的溶解度發(fā)生大幅度變化而達(dá)到分離目的。與傳統(tǒng)萃取法相比，由于超臨界流體具有良好的近于液體的溶解能力和近于氣體的擴(kuò)散能力，因而萃取效率大大提高。另外，超臨界流體萃取常常選用CO₂(臨界溫度31.3℃，臨界壓力7.374MPa)等臨界溫度低且化學(xué)惰性的物質(zhì)為萃取劑，因此特別適用于熱敏物質(zhì)和易氧化物質(zhì)的分離。此外，還有吸附分離法、微生物發(fā)酵法等分離方法。微生物發(fā)酵法具有微生物生長繁殖迅速，生長周期短，代謝活力強(qiáng)，易于培養(yǎng)，生活所占空間小，不受原料和產(chǎn)地限制等優(yōu)點(diǎn)。

4多不飽和脂肪酸的生理功能

4.1多不飽和脂肪酸與心血管系統(tǒng)疾病

膳食中的脂類能夠顯著影響脂蛋白代謝，從而改變心血管疾病的危險(xiǎn)性。多不飽和脂肪酸可降低LDL(低密度脂蛋白)，膽固醇，且隨著脂肪酸不飽和度的增加這種作用更加明顯。

多不飽和脂肪酸對(duì)動(dòng)脈血栓形成和血小板功能有明顯影響。亞油酸的攝入量與血漿磷酯、膽固醇酯和甘油三酯中的亞麻油含量有很強(qiáng)的相關(guān)性，Y－亞麻酸在臨床上的試驗(yàn)結(jié)果表明有降血脂作用，對(duì)甘油三酯、膽固醇、B-脂蛋白的下降有效性在60％以上，而

且Y-亞油酸在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成具有擴(kuò)張血管作用的前列腺環(huán)素(PGl2)，能夠保持與血管收縮素(又名血栓素TXA2)的平衡，可防止血栓形成。

多不飽和脂肪酸可能還具有降血壓作用。通常認(rèn)為，亞油酸能影響血壓的原因在于這兩種物質(zhì)可改變細(xì)胞膜脂肪酸構(gòu)成及膜流動(dòng)性，進(jìn)而影響離子通道活性和前列腺素的合成。

4.2多不飽和脂肪酸與細(xì)胞生長

PUFA是細(xì)胞膜磷脂的主要成分，對(duì)細(xì)胞膜的功能有決定性影響。要保持膜的相對(duì)流動(dòng)性，脂肪酸必須有適度不飽和性，以適應(yīng)體內(nèi)的粘度且具有必要的表面活性。

關(guān)于ε-3和ε-6長鏈PUFA如何影響特定組織生長的資料甚少?，F(xiàn)有研究顯示PUFA對(duì)腦、視網(wǎng)膜和神經(jīng)組織發(fā)育有影響。DHA和AA是腦和視網(wǎng)膜中兩種主要的多不飽和脂肪酸。雖然PUFA對(duì)于成年人而言它們的缺乏表征極少見，但對(duì)于胎兒和嬰幼兒的影響顯著。另外，花生四烯酸攝入不足可導(dǎo)致腦功能障礙。

4.3多不飽和脂肪酸的抗癌作用

膳食中的PUFA的生化合成和氧化，對(duì)癌誘變和膽固醇有獨(dú)特的調(diào)控作用。Y-亞麻酸能夠明顯的抗脂質(zhì)過氧化作用，是通過清除自由基來完成的。同時(shí)Y-亞麻酸通過脫氫酶的作用轉(zhuǎn)化為花生四烯酸等，具有抗癌活性。

4.4多不飽和脂肪酸增強(qiáng)胰島素作用

1998年Houseknecht等人發(fā)現(xiàn)Y-亞麻酸(GLA)有防治糖尿病的作用。由Y-亞麻酸而來的前列腺素等活性物質(zhì)?？梢蕴岣咭葝uβ-細(xì)胞分泌胰島素的功能，能提高肝細(xì)胞中胰島素受體的敏感性，恢復(fù)糖尿病人細(xì)胞的脂肪酸去飽和酶的活性，使受損的葡萄糖耐受性恢復(fù)正常，對(duì)糖尿病有防治作用。

4.5多不飽和脂肪酸對(duì)脂類代謝的影響

著名營養(yǎng)學(xué)家凱斯(Keys)認(rèn)為血液中膽固醇與膳食中膽固醇的攝入量關(guān)系不大，但血液中膽固醇與膳食中飽和脂肪酸成正比，與膳食中不飽和脂肪酸成反比。PUFAs的作用之一是使膽固醇酯化，從而降低血清和肝臟中膽固醇和甘油三酯水平，Y-亞麻酸對(duì)血清甘油三酯的降脂作用，是目前報(bào)道的治療高血脂療效較佳和安全性最高的，對(duì)降低血清膽固醇效果也很好。當(dāng)缺乏亞油酸和亞麻酸等必需脂肪酸時(shí)，膽固醇就會(huì)被更多的飽和脂肪酸所酯化，容易在動(dòng)脈血管中積聚，使得膽固醇的代謝程度降低，導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化的出現(xiàn)。李相勤等(1990)通過家兔實(shí)驗(yàn)證明亞油酸和Y-亞麻酸是通過甘油三酯、膽固醇由血液向肝臟的轉(zhuǎn)移而降低血脂水平，導(dǎo)致脂肪肝，而α-亞麻酸抑制脂肪酸、甘油三酯合成及加速β-氧化，降血脂的同時(shí)沒有肝臟積累脂質(zhì)癥狀。

4.6多不飽和脂肪酸的免疫調(diào)節(jié)作用

近期研究表明，膳食中脂肪酸的含量及其組成與免疫力有關(guān)。PUFA能影響機(jī)體的免疫機(jī)能，若PUFA發(fā)生脂質(zhì)過氧化或降低抗氧化水平，則會(huì)抑制T細(xì)胞的免疫功能。n-6 PUFA和n-3 PUFA比例也會(huì)對(duì)免疫功能產(chǎn)生影響。Volgarev研究認(rèn)為：n-6 PUFA與n-3PUFA比率低時(shí)能增強(qiáng)免疫反應(yīng)和非特異性抗性，n-6PUFA攝入過多會(huì)使局部二十烷類化合物過多，從而引起關(guān)節(jié)炎等，如果增加膳食中的n-3 PUFA則能抑制其形成。

Calder在1990年的綜述認(rèn)為，花生四烯酸等多不飽和脂肪酸能夠影響多種細(xì)胞(其中包括那些語言性和免疫性有關(guān)的細(xì)胞)的不同功能。可能通過多種機(jī)制作用于細(xì)胞水平。(1)通過免疫系統(tǒng)的細(xì)胞調(diào)節(jié)類二十烷酸(Eicosanoid)的生成，尤其是將促炎因子PGE2和白三烯B4的生成。(2)調(diào)節(jié)膜流動(dòng)性。(3)調(diào)節(jié)細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，尤其是與脂類介質(zhì)(LipidMediators)、蛋白激酶C和Ca²⁺動(dòng)員有關(guān)的途徑。

4.7PUFAs調(diào)控基因表達(dá)

PUFAs對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控可直接控制細(xì)胞核的活動(dòng)，以調(diào)控某些基因的轉(zhuǎn)錄，膳食中的PUFAs對(duì)脂肪酸的生化合成和氧化，癌誘變和膽固醇有獨(dú)特的調(diào)控作用。這是由于PUFAs可調(diào)控一些編碼代謝關(guān)鍵酶的基因表達(dá)，而飽和脂肪酸和單一不飽和脂肪酸對(duì)脂類合成基因的表達(dá)無抑制作用。因此PUFAs對(duì)細(xì)胞的生化活性、轉(zhuǎn)移過程、細(xì)胞刺激反應(yīng)均有影響，并參與病理過程，如致癌作用和心血管疾病。

4.8其他作用

多不飽和脂肪酸還能防止皮膚老化、延緩衰老、抗炎、抗過敏反應(yīng)促進(jìn)毛發(fā)生長及抑制胃潰瘍及胃出血等作用。

5多不飽和脂肪酸的保護(hù)與安全性

中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成年人攝入膳食脂肪以總能量供應(yīng)的25％～30％為宜，脂肪中各種脂肪酸的合理比例應(yīng)為飽和脂肪酸：單不飽和脂肪酸：多不飽和脂肪酸等于或接近于1：1：1。

多不飽和脂肪酸制品由于其活潑的性質(zhì)使其暴露在空氣中很快發(fā)生自動(dòng)氧化變質(zhì)，甚至產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，從而失去其商業(yè)和營養(yǎng)價(jià)值。

維生素E、C及卵磷脂都是常用的抗氧化劑或抗氧化助劑，同時(shí)又是良好的生理活性物質(zhì)，與多不飽和脂肪酸具有協(xié)同功效。卵磷脂的乳化功能更是多不飽和脂肪酸制品中常用的。另外，茶多酚、黃酮類化合物也是有效的抗氧化物質(zhì)，同時(shí)具有一定的保健功能作用。

除使用抗氧化劑等外，多不飽和脂肪酸如EPA、DHA等常被制成膠囊形式，進(jìn)一步降低光線、氧氣等的影響，防止高不飽和脂肪酸的快速氧化酸敗，延長其貨架期。

6發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景

目前亞麻酸主要用于醫(yī)藥、保健食品、功能性飲料和高級(jí)化妝品。(1)PUFAs保健食品。國外及中國近期推出的PUFAs的保健食品有：生產(chǎn)富含PUFAs的油脂及營養(yǎng)膠丸。如孟都山公司選用微藻Sehlzoclytyiu來生產(chǎn)富含DHA的油脂。巴斯夫日本公司將食用多不飽和脂肪酸利用復(fù)合包壁材料及先進(jìn)的加工技術(shù)，對(duì)精制魚油進(jìn)行微膠囊化處理，制成微膠囊粉末油脂，并通過二次包埋改善其流動(dòng)性，有效防止傳統(tǒng)魚油產(chǎn)品易氧化，有異味等缺陷。拓寬其應(yīng)用范圍，可加在嬰兒奶粉類食品中及廣泛用于其他各類食品。小麥胚芽油營養(yǎng)膠丸是目前國際最流行的一種營養(yǎng)滋補(bǔ)品。(2)PUFAs的強(qiáng)化產(chǎn)品。日本市場上推出含有DHA的魚肉香腸、火腿腸、漢堡包、即食醬菜、調(diào)料、豆腐、蛋黃醬、面包、糖果、香口膠等DHA強(qiáng)化食品。1994年，日本銷售的EPA和DHA營養(yǎng)保健食品就有三十多種。1995年DHA的用量達(dá)700t，健康食品銷售值高達(dá)130億日元。而EPA的價(jià)格更高，每公斤原料(約含DHA27％)高達(dá)3～5萬日元。禽類產(chǎn)品一直被認(rèn)為是高品質(zhì)食品，因此以禽類為載體可生產(chǎn)PUFAs的強(qiáng)化蛋和富含PUFAs的禽肉產(chǎn)品。用天然海藻飼喂產(chǎn)蛋雞，DHA在蛋黃中沉積。用亞麻油飼喂雞，雞肉中的PUFAs含量升高。(3)培養(yǎng)能產(chǎn)生高含量的DHA和EPA的微生物。DHA和EPA作為預(yù)防疾病的藥物被廣泛應(yīng)用，而且現(xiàn)今的年產(chǎn)量很難滿足市場需求，所以從自然界中尋找、培養(yǎng)能產(chǎn)生高含量的DHA和EPA的微生物，以及利用生物技術(shù)生產(chǎn)DHA和EPA亦將是今后研究的主要內(nèi)容之一。美國、日本以及中國一些單位已成功進(jìn)行了微藻培養(yǎng)生產(chǎn)PUFA的研究，通過這些前期的研究工作，有望近期內(nèi)在中國實(shí)現(xiàn)多不飽和脂肪酸的工業(yè)化生產(chǎn)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，身體健康水平已是人們普遍關(guān)心的大事，無疑PUFA的應(yīng)用前景很好。

作者簡介：黃寶璽(1979—)，男，吉林長春人，碩士研究生，齊齊哈爾職業(yè)學(xué)院外語系食品加工技術(shù)專業(yè)講師。

國家八部委農(nóng)業(yè)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目編制申報(bào)指南——國家有關(guān)部委農(nóng)業(yè)項(xiàng)目政策匯編

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