ω-3多不飽和脂肪酸的來源及生理功能研究進(jìn)展

楊 敏，魏 冰，孟 橘，沈雷雷，陳 文，李婷婷，陳 琛

(1.中糧工科(西安)國際工程有限公司，西安 710082； 2.己所欲股份有限公司，江蘇 宿遷 223800)

ω-3多不飽和脂肪酸(ω-3PUFAs)主要包括α-亞麻酸(ALA)、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)，是具有多種生物學(xué)活性的一類多不飽和脂肪酸[1]，廣泛存在于植物、魚類和藻類生物中。α-亞麻酸是人體必需脂肪酸，能在體內(nèi)經(jīng)脫氫和碳鏈延長合成EPA、DHA等代謝產(chǎn)物，EPA是體內(nèi)前列腺素、白三烯的前體，DHA是大腦、視網(wǎng)膜等神經(jīng)系統(tǒng)膜磷脂的主要成分，其在體內(nèi)在穩(wěn)定細(xì)胞膜功能、細(xì)胞因子和脂蛋白平衡以及抗血栓、降血脂、防治缺血性心血管疾病等方面起重要作用[2]。

ω-3PUFAs作為人體重要的生命活性物質(zhì)，能有效促進(jìn)人體生長發(fā)育，具有防治糖尿病、心腦血管疾病和抗癌、抗炎、降血脂等重要的生理功能和保健作用[3-7]。近幾年，ω-3 PUFAs的生理活性是食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。目前，國內(nèi)外對ω-3PUFAs的功效及應(yīng)用研究較多，其生理保健及疾病防治功效已被部分消費(fèi)者認(rèn)可。本文就ω-3PUFAs的來源及生理功能兩方面進(jìn)行闡述，以期為不同來源的ω-3PUFAs在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用提供參考。

1 ω-3PUFAs的來源

α-亞麻酸多存在于植物油中，DHA和EPA主要來源于魚油和藻油。魚油主要提取于脂肪含量較高的海魚，包括鳳尾魚、沙丁魚、鮭魚、鯡魚、金槍魚和鱘魚等，藻油是從培養(yǎng)的藻類中提取精煉獲取。

1.1 植物來源的ω-3PUFAs

α-亞麻酸主要存在于植物油中[8-12]，包括含量較高的紫蘇油和亞麻籽油，含量相對較低的菜籽油和核桃油以及含量低于10%的大豆油、米糠油、玉米胚芽油、芝麻油和油茶籽油。

1.1.1 紫蘇油

紫蘇，是唇形科一年生草本植物，別名紅蘇、赤蘇、蘇子、紅紫蘇等。紫蘇是多用途的經(jīng)濟(jì)植物，在我國已有2 000多年的栽培歷史，主產(chǎn)于甘肅、陜西等地，是我國傳統(tǒng)的藥食兩用植物[13-14]。紫蘇油含有大量的不飽和脂肪酸，尤以人體所必需的α-亞麻酸含量最高，高達(dá)55%以上[11]。牟朝麗等[15]用氣相色譜分析了紫蘇油的脂肪酸組成，用高效液相色譜測定了紫蘇油中維生素E含量。結(jié)果表明，紫蘇油中不飽和脂肪酸含量為93.707%，其中亞麻酸含量最高，達(dá)60.752%，亞油酸和油酸含量分別為15.761%和17.194%，紫蘇油中維生素E的總含量為500.9 mg/kg。紫蘇油是一種高α-亞麻酸含量的植物油資源，具有重要營養(yǎng)保健作用和巨大的開發(fā)價(jià)值。

1.1.2 亞麻籽油

亞麻籽是亞麻科、亞麻屬的一年生或多年生草本植物亞麻的種子，主要產(chǎn)于中國、美國、阿根廷、加拿大。在我國亞麻主要分布于甘肅、山西、內(nèi)蒙和陜西等地，是世界上重要的油料植物之一[16-19]。亞麻籽油富含多種不飽和脂肪酸，其中α-亞麻酸含量高達(dá)50%以上。Zhang等[20]研究了兩種不同品種亞麻籽油的特征，即亞麻纖維籽和亞麻油籽。結(jié)果表明：亞麻籽油的脂肪酸主要有亞麻酸、油酸、亞油酸、硬脂酸和棕櫚酸，亞麻籽油中亞麻酸含量(58.03%)高于亞麻纖維籽油(47.37%)，亞麻籽油比亞麻纖維籽油更穩(wěn)定，且有較高的熔點(diǎn)和較高的熱焓，研究結(jié)果證明亞麻籽油的可食性優(yōu)于亞麻纖維籽油。

張曉霞等[17]采用索氏抽提法和GC-MS測定并分析了6個(gè)不同產(chǎn)地亞麻籽的油脂含量及亞麻籽油α-亞麻酸含量，結(jié)果見表1。由表1可知，不同產(chǎn)地亞麻籽油脂含量在36.59%～44.88%之間，而甘肅隴南地區(qū)產(chǎn)亞麻籽的油脂含量最高，達(dá)44.88%，其油中α-亞麻酸含量(65.84%)也高于其他地區(qū)的亞麻籽油，這可能與當(dāng)?shù)貧夂?、環(huán)境、產(chǎn)地緯度及栽培方式有關(guān)。甘肅隴南產(chǎn)亞麻籽在特種食用油開發(fā)中有明顯優(yōu)勢。

表1 不同產(chǎn)地亞麻籽的油脂含量和亞麻籽油α-亞麻酸含量[17] %

周亞東等[21]利用氣相色譜法對引自加拿大植物基因資源中心的82份亞麻材料和國內(nèi)23份亞麻品種進(jìn)行脂肪酸含量的測定。結(jié)果顯示：亞麻籽中的平均脂肪酸含量順序?yàn)閬喡樗?47.34%)>油酸(28.62%)>亞油酸(13.15%)>棕櫚酸(5.16%)>硬脂酸(4.76%)，油脂含量與亞麻酸含量呈極顯著正相關(guān)(r=0.30**)，亞麻品種間亞麻酸組分差異極大。

1.1.3 核桃油

核桃主產(chǎn)于我國山西、云南、四川、陜西、甘肅等地。耿鵬飛等[22]對貴州、河北、重慶等8個(gè)地區(qū)的核桃在脂肪酸組成等方面進(jìn)行對比研究。結(jié)果表明：不同地區(qū)核桃的核桃油脂肪酸組成相同，但其含量有顯著差異；脂肪酸以不飽和脂肪酸為主，高達(dá)90%左右，山東核桃油的亞麻酸含量最高，達(dá)13.23%，重慶和云南次之，貴州核桃油的亞麻酸含量最低，為7.05%。朱振寶等[23]對新疆、甘肅、陜西、山西、河北、云南6個(gè)產(chǎn)地的核桃油進(jìn)行脂肪酸組成及含量分析，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行差異分析和變異分析。結(jié)果表明：6種核桃油脂肪酸含量大小依次為亞麻酸>油酸>硬脂酸>棕櫚酸>亞油酸，產(chǎn)地對核桃油中的亞麻酸含量影響很大，甘肅核桃油的亞麻酸含量最高，達(dá)16.8%，新疆的最低，為10.4%。

1.2 魚類來源的ω-3PUFAs

魚類的品種及其部位、捕獲的區(qū)域以及季節(jié)等不同，其DHA和EPA的含量比例會產(chǎn)生一定的差異[24]。Fiori等[25]使用超臨界CO2萃取鱒魚頭、刺和內(nèi)臟中的魚油，刺的油中不飽和脂肪酸含量在72.6%～75.3%，脊椎、頭和內(nèi)臟的油中EPA和DHA含量分別為8.7%和7.3%、7.9%和6.3%、6.4%和6.0%。Sahena等[26]從印度鯖魚的不同部位(魚肉、頭部、內(nèi)臟)提取魚油，使用浸泡和變壓技術(shù)可以獲得最大量的EPA(9%～12%)和DHA(10%～14%)。由于魚類品種的不同，海產(chǎn)魚眼窩中提取的脂肪中DHA和EPA含量也有所不同，具體含量見表2。

表2 海產(chǎn)魚眼窩脂肪中的DHA和EPA含量[24]%

品種DHAEPA松魚42.59.5寬紋虎鯊29.03.0金槍魚28.56.1紫鰤20.56.5竹筴魚15.315.3虎紋貓鯊12.513.4遠(yuǎn)東擬沙丁魚12.122.6黃條鰤10.83.3箭魚9.63.4

1.3 藻類來源的ω-3PUFAs

藻的種類不同，其油脂含量也有所不同，甚至同一種類不同品系之間也存在較大差異。藻類富含油脂，藻油中含有豐富的PUFAs，特別是EPA和DHA，因此藻油可作為營養(yǎng)保健品的原料。Zhukova等[27]研究了綠藻綱、甲藻綱、硅藻綱、金藻綱、黃藻綱等不同品種海藻的總脂含量及脂肪酸組成。數(shù)據(jù)顯示：綠藻綱油脂總量較高，脂肪酸中C16∶4(ω-3)的含量超過10%；甲藻綱的DHA和C18∶5(ω-3)的含量較高；硅藻綱的EPA含量較高；金藻綱總脂含量占干質(zhì)量的8.5%～46.3%，其DHA含量均高于10%；黃藻綱的脂肪酸則以EPA和C16∶0為主。

2 ω-3PUFAs的生理功能

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，消費(fèi)者飲食中的ω-3脂肪酸與ω-6脂肪酸比例出現(xiàn)了極大的不均衡。最新研究發(fā)現(xiàn)：長期過量攝入ω-6脂肪酸而缺乏ω-3脂肪酸易導(dǎo)致遺傳性肥胖、機(jī)體代謝紊亂，進(jìn)而影響人體健康。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2012年我國心血管病患者2.9億，相對2002年1.6億，增長接近1倍，我國每年約350萬人死于心血管疾病，部分地區(qū)近50%的18歲以上人群血脂水平超出正常范圍，患者大部分是中老年人群，并呈現(xiàn)年輕化的趨勢。20世紀(jì)80年代，有研究者在格陵蘭島發(fā)現(xiàn)，心肌梗死、中風(fēng)之類的慢性疾病很少在當(dāng)?shù)氐膼鬯够θ松砩习l(fā)現(xiàn)，通過對愛斯基摩人的血清分析發(fā)現(xiàn)ω-3脂肪酸在人體中具有極其重要的作用[28]。

2.1 促進(jìn)人體生長、發(fā)育的作用

DHA和EPA是大腦中含量最豐富的兩種長鏈多不飽和脂肪酸[29]。有資料顯示，胎兒在孕末期可能日平均積聚50～60 mg的ω-3PUFAs[30]。挪威的一項(xiàng)研究顯示，母親從孕期18周開始直到產(chǎn)后3個(gè)月，持續(xù)補(bǔ)充高水平的DHA，小孩在4歲時(shí)智商測試分?jǐn)?shù)得到提升。據(jù)研究表明：DHA的攝入量嚴(yán)重影響人體的體格發(fā)育、視力發(fā)育及智力發(fā)育[31]；當(dāng)DHA缺乏時(shí)，可引發(fā)生長發(fā)育遲緩、皮膚異常鱗屑、智力障礙、免疫力低下甚至癌變等一系列癥狀。兒童期DHA有助于腦神經(jīng)細(xì)胞間突觸聯(lián)系的增加，老年期DHA則有助于延緩大腦萎縮、改善記憶力減退。

α-亞麻酸與人體的生長、發(fā)育也緊密相關(guān)[29]，其在人體內(nèi)經(jīng)過脫氫酶及碳鏈延長酶的催化，轉(zhuǎn)化成EPA和DHA發(fā)揮其功能。

2.2 抗炎作用

2.3 防治糖尿病作用

國內(nèi)外研究表明，ω-3PUFAs具有降低血糖、增加機(jī)體對胰島素的敏感性的作用[35-36]。α-亞麻酸可促進(jìn)胰島素β-細(xì)胞分泌胰島素，預(yù)防糖尿病的發(fā)生、減少糖尿病患者的心機(jī)梗死面積和細(xì)胞凋亡及預(yù)防糖尿病患者的心肌缺血/再灌注(MI/R)損傷[37-38]。Ghafoorunissa等[39]在飼料中添加亞麻籽油，發(fā)現(xiàn)亞麻籽油能夠顯著降低蔗糖誘導(dǎo)的胰島素抵抗大鼠的胰島素水平，增加胰島素敏感性，并呈現(xiàn)劑量依賴性。Matravadia等[40]添加10%亞麻籽油于飼料中，可顯著抑制肥胖大鼠葡萄糖耐受、胰島素抵抗，平衡大鼠的血糖。亞麻籽油可調(diào)節(jié)人體內(nèi)脂類代謝，防治糖尿病及并發(fā)癥[38]，保護(hù)人體各器官及神經(jīng)系統(tǒng)，對糖尿病病人有很好的保健功效。

2.4 抗氧化作用

孔海軍等[41]將SD大鼠分為安靜對照組、運(yùn)動對照組、低劑量ω-3PUFAs灌胃組、中劑量ω-3PUFAs灌胃組和高劑量ω-3PUFAs灌胃組，對SD大鼠進(jìn)行8周遞增負(fù)荷跑臺運(yùn)動復(fù)合ω-3PUFAs干預(yù)實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：不同劑量ω-3PUFAs對大鼠心肌細(xì)胞代謝、抗氧化能力及血清 IL-4、IL-6、INF-γ具有干預(yù)作用。孫麗君等[42]研究發(fā)現(xiàn)，α-亞麻酸具有明顯的抗氧化作用，其通過降低氧化應(yīng)激水平，促進(jìn)卵母細(xì)胞體外成熟，提高胚胎發(fā)育潛能。

2.5 抗癌作用

大量體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)證明[43]，ω-3PUFAs為天然抗癌活性物質(zhì)，雖然抗癌機(jī)制不明確，但可以通過抑制炎性因子含量、減少氧化產(chǎn)物產(chǎn)生、調(diào)節(jié)信號通路和酶活性，降低人患癌風(fēng)險(xiǎn)，且沒有不良反應(yīng)。ω-3PUFAs在抗癌方面的使用不僅包括改善癌癥患者的健康狀況，還可提高患者生活質(zhì)量。

Beck等[44]研究發(fā)現(xiàn)，魚油可減少結(jié)腸癌的風(fēng)險(xiǎn)，其抗腫瘤的發(fā)生機(jī)制與其降低PGE2和可誘導(dǎo)型的一氧化氮合酶(NOS)水平，增加脂質(zhì)過氧化、翻譯抑制及細(xì)胞周期的破壞有關(guān)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，EPA對腫瘤體積的抑制是通過下調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子-α(VEGF-α)mRNA表達(dá)而起作用的。王新穎等[32]研究表明，亞麻籽油中的α-亞麻酸可抑制Min小鼠腸道中的腫瘤發(fā)生，對偶氮甲烷所致結(jié)腸癌具有顯著的抑制作用，在前列腺癌上可起到一定的預(yù)防作用。

2.6 預(yù)防心腦血管疾病

ω-3PUFAs對人體的代謝有著廣泛的作用，通過調(diào)節(jié)腸道菌群、血漿瘦素水平以及對食欲的影響控制體重、調(diào)節(jié)血糖和脂類代謝，進(jìn)而預(yù)防心腦血管疾病的發(fā)生發(fā)展[45]。美國心臟協(xié)會在一份最新的科學(xué)建議中再次強(qiáng)調(diào)，每周食用2次富含ω-3PUFAs的魚類可降低冠心病、心力衰竭、心臟驟停和缺血性卒中的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[46]。

2.7 降血脂作用

ω-3PUFAs的代謝物能在細(xì)胞水平上通過與核受體和轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合對不同的基因表達(dá)進(jìn)行調(diào)控，從而發(fā)揮其生物學(xué)功能，在血脂調(diào)節(jié)方面主要是通過對脂肪酸代謝疾病表達(dá)的調(diào)控來實(shí)現(xiàn)。EPA和DHA可以抑制甘油三酯和內(nèi)源性膽固醇的合成，增加蛋白質(zhì)酶的活性，促進(jìn)周圍組織對極低密度脂蛋白的清除，降低血清中甘油三酯、膽固醇和低密度脂蛋白的含量，提高高密度脂蛋白的含量[46]，從而起到降低血脂的功效。陳彩銳等[28]在0.5～5 g/kg的亞麻籽油劑量范圍內(nèi)灌胃大鼠28 d，發(fā)現(xiàn)各劑量組較模型組、對照組TG顯著降低，HDL-C呈遞增趨勢，證明亞麻籽油具有血脂調(diào)節(jié)作用。

2.8 其他功能

ω-3PUFAs是視網(wǎng)膜的重要組成部分，缺乏ω-3PUFAs易發(fā)干眼癥、視網(wǎng)膜色素變性、青光眼和早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變等多種眼部疾病，補(bǔ)充之后可以緩解和預(yù)防[47]。

3 ω-3PUFAs的比較

目前，消費(fèi)者攝取ω-3PUFAs的主要來源是魚油、藻油、富含α-亞麻酸的植物油(如亞麻籽油、紫蘇油、核桃油等)。魚油有強(qiáng)烈魚腥味，一般采用膠囊的形式遮蔽，膽固醇含量高，存在有機(jī)污染物累積的風(fēng)險(xiǎn)，可能會影響DHA和EPA的品質(zhì)，且存在過度捕殺及破壞生態(tài)平衡等問題。而藻油與魚油相比，采用生物工程的方法培養(yǎng)，通過人工控制條件，不會受到外界環(huán)境的污染，不破壞生態(tài)環(huán)境，符合生態(tài)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。與魚油DHA相比，藻油DHA更容易被人體吸收及代謝，且生物利用度高[48]。紫蘇油、亞麻籽油及核桃油等植物油，來源綠色、健康、廣泛。

目前，隨著消費(fèi)者對健康的追求，DHA和EPA產(chǎn)品已走進(jìn)人們的生活，并逐步得到消費(fèi)者的認(rèn)可，其產(chǎn)品主要是通過營養(yǎng)補(bǔ)充劑的形式或調(diào)和油的方式食用，攝入渠道單一。而α-亞麻酸主要是日常通過食用植物油等方式攝入，相較于DHA和EPA產(chǎn)品來說，α-亞麻酸的攝入更普遍。如今，亞麻籽油和核桃油已作為膳食油脂，慢慢進(jìn)入人們的餐桌。從消費(fèi)者的飲食習(xí)慣來說，相比于魚油和藻油，消費(fèi)者更趨向于通過食用植物油補(bǔ)充人體所需的ω-3PUFAs。因此，植物來源的α-亞麻酸是人體攝入ω-3PUFAs的主要來源。

4 結(jié)束語

ω-3PUFAs在預(yù)防心腦血管疾病、抗衰老、降血脂等功效上已被廣泛認(rèn)可。目前，隨著對EPA和DHA的深入研究，EPA和DHA在嬰幼兒生長發(fā)育、預(yù)防老年癡呆及抗菌消炎各方面應(yīng)用越來越成熟。而α-亞麻酸作為一種重要的ω-3PUFAs，漸漸受到研究學(xué)者的關(guān)注，其作為重要的生物調(diào)節(jié)劑，特別是在影響細(xì)胞膜受體活性、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能作用逐漸被認(rèn)識。亞麻籽油中α-亞麻酸含量在55%以上，在體內(nèi)可轉(zhuǎn)化為DHA和EPA，被西方研究人員稱為“陸地上的魚油”。由于“天然”“綠色”的新消費(fèi)理念不斷被接受，亞麻籽油作為一種植物來源的ω-3PUFAs,將越來越受到消費(fèi)者的青睞，市場前景廣闊。