EPA、DHA的生理功能及提取方法的研究進(jìn)展

石 雨，田 媛，李 磊，2，李國巍，闞 侃

(1.黑龍江省科學(xué)院大慶分院，黑龍江大慶163319;2.黑龍江省八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶163319)

EPA和DHA作為人體必需脂肪酸，因具有獨(dú)特的生理活性而受到了廣泛關(guān)注。它們都屬ω－3系列多不飽和脂肪酸，其從甲基端數(shù)第1個(gè)雙鍵的位置在第3碳位。這類多不飽和脂肪酸無法在動(dòng)物體內(nèi)與ω－6系列脂肪酸相互轉(zhuǎn)化，人體自身也無法合成。一般人健康所需的EPA和DHA能夠從植物中攝取的α－亞麻酸微量轉(zhuǎn)化，但對于不能將α－亞麻酸有效轉(zhuǎn)化的人群來說，從食物中直接攝取是很有必要的。

1 EPA和DHA的生理功能

1.1 預(yù)防心血管疾病

心腦血管疾病嚴(yán)重威脅人類健康，我國每年有近300萬人死于心腦血管疾病，占我國每年總死亡病因的一半以上。

研究表明，心血管疾病與人們的飲食習(xí)慣直接相關(guān)，尤其是脂肪的攝食種類與數(shù)量［1］。人體血液中含有低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白，它們會促進(jìn)血管平滑肌細(xì)胞增生，因此誘發(fā)動(dòng)脈硬化和血栓的形成。EPA和DHA一方面降低人體血液中的血漿甘油三酯、總膽固醇、低密度脂蛋白和極低密度脂蛋白含量，另一方面增加高密度脂蛋白的含量，因此改善了血液循環(huán)，進(jìn)而降低血液黏度，促進(jìn)膽固醇的排泄，降低血液中膽固醇的含量［2］。

1.2 抗癌作用

癌癥是因控制細(xì)胞的生長增殖機(jī)制失常所引起的疾病。癌細(xì)胞能無限制、無止境的增生，大量消耗患者體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)，導(dǎo)致人體消瘦、貧血以及嚴(yán)重的臟器功能受損等。

DHA能夠促進(jìn)T淋巴細(xì)胞的增殖，提高細(xì)胞因子IL－1β、IL－6和TNF－2的轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而提高免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的殺傷力［3］。另外，DHA和EPA結(jié)構(gòu)中的多個(gè)雙鍵使其成為脂質(zhì)過氧化的天然底物。腫瘤細(xì)胞對治療藥物的敏感性能夠被脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的活性氧所提高，產(chǎn)生的自由基和脂質(zhì)過氧化物會抑制腫瘤細(xì)胞的表達(dá)，縮短染色體的端粒，進(jìn)而促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡［4］。

1.3 抗炎、抗過敏作用

EPA和DHA的抗炎作用機(jī)理是抑制單核細(xì)胞和中性細(xì)胞的5－脂氧化酶的代謝途徑，增加白三烯B5(LTB5)的合成。AA能夠促進(jìn)LTB4的形成，因而起到助炎的作用。在白細(xì)胞的凝集能力、趨化性、游走性及溶酶體酶的釋放等方面，LTB5的活性只有LTB4的1/10～1/30。因此EPA通過增加LTB5的競爭性來抑制LTB4的形成?；罨姆蚀蠹?xì)胞在過敏反應(yīng)中釋放的LTS會促進(jìn)嗜中性白細(xì)胞釋放出血小板活化因子，它會引起過敏反應(yīng)的亢進(jìn)［5］。DHA能抑制LTS的合成，進(jìn)而抑制血小板活化因子的產(chǎn)生，因此具有抗過敏作用。

1.4 健腦明目的作用

DHA是神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞生長及維持的不可缺少的主要元素，更是大腦和視網(wǎng)膜的重要構(gòu)成成分。DHA在人體大腦皮層中含量約為20%，在視網(wǎng)膜中比例高達(dá)50%，因此，對胎嬰兒智力和視力發(fā)育極其重要。DHA能夠促進(jìn)胎兒大腦發(fā)育和視網(wǎng)膜光感細(xì)胞的成熟。若食物中缺乏DHA，視網(wǎng)膜組織中的DHA含量就會隨之降低，從而導(dǎo)致視力下降。

2 正確攝入EPA和DHA

人們雖然已經(jīng)意識到了攝入EPA和DHA的重要性，但很多消費(fèi)者對于其攝入方法存在誤區(qū)。大量攝入會產(chǎn)生出血傾向，所以，有凝血功能障礙和嚴(yán)重高血壓的患者要慎用。EPA和DHA的脂質(zhì)過氧化作用使得人體對抗氧化劑的要求提高，若抗氧化劑不足，EPA和DHA在體內(nèi)極易氧化生成過氧化物，會對人體產(chǎn)生一定的毒副作用。因此，在攝入EPA和DHA的同時(shí)還要攝入一定量的抗氧化劑，如維生素E來防止其產(chǎn)生脂質(zhì)過氧化作用。推薦膳食中由ω－3多不飽和脂肪酸所提供的能量不多于總能量的10%［6］。

3 高純度EPA和DHA的分離提取方法

目前，分離提純EPA和DHA的主要方法有:第一，低溫結(jié)晶法:主要是利用不同脂肪酸或脂肪酸鹽低溫時(shí)在溶劑中的溶解度不同進(jìn)行分離［7］。第二，尿素包合法:原理是尿素分子在結(jié)晶過程中與飽和脂肪酸和單價(jià)不飽和脂肪酸能夠形成晶體包合物析出，但是多價(jià)不飽和脂肪酸卻不易被尿素包合，經(jīng)過濾除去包合物，就能得到較為純凈的多價(jià)不飽和脂肪酸［8］。第三，分子蒸餾法:原理是利用混合物組分揮發(fā)度的不同而進(jìn)行分離。第四，超臨界流體萃取法:通過調(diào)節(jié)壓力和溫度使各組分在超臨界流體中的溶解度發(fā)生巨大變化而使之分離。第五，酶法:即利用微生物酶分離提取EPA和DHA的方法。第六，吸附分離法:利用吸附劑選擇性吸附分離多價(jià)不飽和脂肪酸。

隨著對EPA和DHA的生理功能等方面的深入研究，其在藥品和高級營養(yǎng)品方面的純度要求也不斷提高。很多發(fā)達(dá)國家都在研究分離制備EPA和DHA的技術(shù)，努力開發(fā)出高純度的EPA和DHA單體，用以滿足市場需求。

日本資生堂開發(fā)出一種方法，將負(fù)載銀離子的球狀黏土礦物系作為填充劑，填充到超臨界流體色柱法的柱中，能實(shí)現(xiàn)一次性完成精制純度高達(dá)99%的DHA，這種方法時(shí)間短、成本低、效率高。目前，日本的Mochida公司和美國的Amarin公司均已實(shí)現(xiàn)高純度EPA的生產(chǎn)和銷售。

3.1 超臨界流體色譜法

C18柱能夠根據(jù)碳鏈長度的不同將物質(zhì)進(jìn)行分離，硅膠柱則是按照不同的雙鍵數(shù)來分離物質(zhì)。結(jié)合C18柱和硅膠柱不同的分離機(jī)理和效果，浙江大學(xué)的楊亦文［9］等人提出以超臨界二氧化碳為流動(dòng)相，結(jié)合C18和硅膠柱為固定相的超臨界流體色譜法來分離EPA－EE和DHA－EE。此方法可從含EPA－EE 19%，DHA－EE 41%的精制魚油中將二者分離且純度大于98%。

3.2 超臨界二氧化碳精餾與硝酸銀絡(luò)合結(jié)合法

超臨界二氧化碳精餾的分離機(jī)理是按碳原子數(shù)不同進(jìn)行分離，硝酸銀絡(luò)合是以雙鍵數(shù)不同進(jìn)行分離。江蘇理工大學(xué)的趙亞平［10］等人將這兩種方法結(jié)合起來，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)又互相彌補(bǔ)彼此的缺點(diǎn)，對EPA和DHA進(jìn)行了高純度的分離提取。先對從市場購買的魚油進(jìn)行乙酯化，制得魚油乙酯，此時(shí)EPA和DHA的相對含量分別是8.0%和28.2%。再通過硝酸銀水溶液進(jìn)行預(yù)處理，最后采用超臨界二氧化碳精餾，可獲得純度在90%以上的EPA和DHA，以及純度高達(dá)99%的DHA單體。

3.3 低溫結(jié)晶、減壓蒸餾及薄層色譜逐步提純法

北京師范大學(xué)的陶海榮等［11］先將魚油進(jìn)行皂化、酸化處理，經(jīng)水洗得到魚油混合脂肪酸，其中 EPA含量為5.6%，DHA含量為6.8%。然后采取低溫結(jié)晶法，用丙酮—干冰制冷液冷卻至－47℃，恒溫?cái)嚢?0 min后去除溶劑，EPA和DHA的含量分別提高到了10.1%和27.3%。再將混合脂肪酸甲酯化，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行減壓蒸餾，分別收集187℃ ～192℃和204℃ ～218℃的餾出物。最后用薄層色譜法處理，經(jīng)氣相色譜分析，分別得到含量為99.1%的EPA(甲酯)和含量為99.4%的DHA(甲酯)，實(shí)現(xiàn)了EPA和DHA的高純度分離提取。

4 結(jié)語

EPA和DHA給人體帶來的有益的功效是有目共睹的，但也避免不了它們造成的副作用，所以人們應(yīng)當(dāng)更加關(guān)注如何正確攝入EPA和DHA。高純度EPA和DHA的市場需求日益增大，因此對于其分離提取的要求也隨之提高。目前通常采用2～3種傳統(tǒng)方法相結(jié)合的方式來提取分離高純度EPA和DHA。如何更加簡單高效地提取高純度EPA和DHA將是未來需要關(guān)注的領(lǐng)域。

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