多不飽和脂肪酸的研究進展

黃寶璽 王大為 王金鳳

摘要：對多不飽和脂肪酸——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構、來源、提取分離方法、生理功能、安全性和應用現狀及前景等六個方面進行了綜述。

關鍵詞：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，人們發現食用較多油脂會造成高血脂、高膽固醇、肥胖、糖尿病等疾病。由此，國外相繼開發出一大類新型營養保健型油脂，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)、磷脂及現在新興起的結構油脂等。本文將對膳食脂肪中目前認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構與分類

多不飽和脂肪酸因其結構特點及在人體內代謝的相互轉化方式不同，主要分成ε-3及ε-6兩個系列。在多不飽和脂肪酸分子中，距羧基最遠端的雙鍵是在倒數第3個碳原子的稱為ε-3或n-3多不飽和脂肪酸，如在第6個碳原子上的，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植物資源

亞油酸作為最早被確認的必需脂肪酸和重要的多不和脂肪酸，在我們日常食用的液體植物油中普遍存在，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果、種子、蔬菜和水果、蛋黃、禽肉等。相對于亞麻油而言，α-亞麻酸的資源和日常可獲得性要差很多，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濟價值的可利用資源，如燕麥和大麥中的脂質含有0.25％～1.0％的Y-亞麻酸，乳脂中含0.1％～0.35％。現已發現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。研究發現在腎上腺磷脂中花生四烯酸的含量高達15％以上，它是人體合成前列腺素的前體物質。

陸地植物油中幾乎不含EPA和DHA，在一般陸地動物油中也測不出。但在高等動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的唯一商業來源是海魚。據報道，全世界每年的魚產量為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用人工方法培養某些纖毛綱原生動物(Cilliated protoza)，測定其組織中脂肪酸組成，發現5個種中有4個種Y一亞麻酸含量達到30％以上。由于動物、植物資源的種類限制，人們將尋求PUFA的目光轉向微生物資源。與動植物油生產PUFA相比，微生物油脂的生產具有很多優點。比如：(1)生產周期短；(2)微生物生產不受場地、氣候、季節的影響；(3)利用不同的菌種和培養基適合開發功能性油脂等。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、細菌真菌的細胞中，國外利用產脂內孢酶工業化生產富含亞油酸的油脂。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大規模生產n-3脂肪酸的油脂。日本培養鈍頂螺旋藻和一種小球藻(Chlorellasp.NKG4240)生產GLA，其含量可達總脂肪的10％。在真菌中，AA主要分布在原始的幾個綱中，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、微生物發酵法、脂肪酶濃縮法等方法。分級分離法、尿素包合法是傳統較常用的方法。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度不同而得到分離。蒸餾時，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。該法的優點是蒸餾溫度較低，可有效地防止多烯不飽和酸受熱氧化分解，缺點是需要高真空設備，且能耗較高。超臨界流體萃取法是近幾年發展起來的一種新的分離技術。也是目前國內外研究的熱點。它的基本原理是通過調節溫度和壓力使原料各組份在超臨界流體中的溶解度發生大幅度變化而達到分離目的。與傳統萃取法相比，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惰性的物質為萃取劑，因此特別適用于熱敏物質和易氧化物質的分離。此外，還有吸附分離法、微生物發酵法等分離方法。微生物發酵法具有微生物生長繁殖迅速，生長周期短，代謝活力強，易于培養，生活所占空間小，不受原料和產地限制等優點。

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。

多不飽和脂肪酸對動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的相關性，Y－亞麻酸在臨床上的試驗結果表明有降血脂作用，對甘油三酯、膽固醇、B-脂蛋白的下降有效性在60％以上，而

且Y-亞油酸在體內轉變成具有擴張血管作用的前列腺環素(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。通常認為，亞油酸能影響血壓的原因在于這兩種物質可改變細胞膜脂肪酸構成及膜流動性，進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胞生長

PUFA是細胞膜磷脂的主要成分，對細胞膜的功能有決定性影響。要保持膜的相對流動性，脂肪酸必須有適度不飽和性，以適應體內的粘度且具有必要的表面活性。

關于ε-3和ε-6長鏈PUFA如何影響特定組織生長的資料甚少。現有研究顯示PUFA對腦、視網膜和神經組織發育有影響。DHA和AA是腦和視網膜中兩種主要的多不飽和脂肪酸。雖然PUFA對于成年人而言它們的缺乏表征極少見，但對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，對癌誘變和膽固醇有獨特的調控作用。Y-亞麻酸能夠明顯的抗脂質過氧化作用，是通過清除自由基來完成的。同時Y-亞麻酸通過脫氫酶的作用轉化為花生四烯酸等，具有抗癌活性。

4.4多不飽和脂肪酸增強胰島素作用

1998年Houseknecht等人發現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。可以提高胰島β-細胞分泌胰島素的功能，能提高肝細胞中胰島素受體的敏感性，恢復糖尿病人細胞的脂肪酸去飽和酶的活性，使受損的葡萄糖耐受性恢復正常，對糖尿病有防治作用。

4.5多不飽和脂肪酸對脂類代謝的影響

著名營養學家凱斯(Keys)認為血液中膽固醇與膳食中膽固醇的攝入量關系不大，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-亞麻酸對血清甘油三酯的降脂作用，是目前報道的治療高血脂療效較佳和安全性最高的，對降低血清膽固醇效果也很好。當缺乏亞油酸和亞麻酸等必需脂肪酸時，膽固醇就會被更多的飽和脂肪酸所酯化，容易在動脈血管中積聚，使得膽固醇的代謝程度降低，導致動脈粥樣硬化的出現。李相勤等(1990)通過家兔實驗證明亞油酸和Y-亞麻酸是通過甘油三酯、膽固醇由血液向肝臟的轉移而降低血脂水平，導致脂肪肝，而α-亞麻酸抑制脂肪酸、甘油三酯合成及加速β-氧化，降血脂的同時沒有肝臟積累脂質癥狀。

4.6多不飽和脂肪酸的免疫調節作用

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。PUFA能影響機體的免疫機能，若PUFA發生脂質過氧化或降低抗氧化水平，則會抑制T細胞的免疫功能。n-6 PUFA和n-3 PUFA比例也會對免疫功能產生影響。Volgarev研究認為：n-6 PUFA與n-3PUFA比率低時能增強免疫反應和非特異性抗性，n-6PUFA攝入過多會使局部二十烷類化合物過多，從而引起關節炎等，如果增加膳食中的n-3 PUFA則能抑制其形成。

Calder在1990年的綜述認為，花生四烯酸等多不飽和脂肪酸能夠影響多種細胞(其中包括那些語言性和免疫性有關的細胞)的不同功能。可能通過多種機制作用于細胞水平。(1)通過免疫系統的細胞調節類二十烷酸(Eicosanoid)的生成，尤其是將促炎因子PGE2和白三烯B4的生成。(2)調節膜流動性。(3)調節細胞信號轉導途徑，尤其是與脂類介質(LipidMediators)、蛋白激酶C和Ca²⁺動員有關的途徑。

4.7PUFAs調控基因表達

PUFAs對基因表達的調控可直接控制細胞核的活動，以調控某些基因的轉錄，膳食中的PUFAs對脂肪酸的生化合成和氧化，癌誘變和膽固醇有獨特的調控作用。這是由于PUFAs可調控一些編碼代謝關鍵酶的基因表達，而飽和脂肪酸和單一不飽和脂肪酸對脂類合成基因的表達無抑制作用。因此PUFAs對細胞的生化活性、轉移過程、細胞刺激反應均有影響，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、抗過敏反應促進毛發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與安全性

中國營養學會推薦成年人攝入膳食脂肪以總能量供應的25％～30％為宜，脂肪中各種脂肪酸的合理比例應為飽和脂肪酸：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使其暴露在空氣中很快發生自動氧化變質，甚至產生有毒有害物質，從而失去其商業和營養價值。

維生素E、C及卵磷脂都是常用的抗氧化劑或抗氧化助劑，同時又是良好的生理活性物質，與多不飽和脂肪酸具有協同功效。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，同時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發展現狀及應用前景

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

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

國家八部委農業發展計劃項目編制申報指南——國家有關部委農業項目政策匯編

【圖書介紹】

該指南收錄了國家農業部、商務部、發展改革委員會、科學技術部、財政部等國家級涉農有關部委局辦，關于農業發展計劃項目的具體說明、行文格式、以及編制方法、申報程序及時間，是各級地方政府、涉農事業單位作為申報2010年國家級及省市有關農業發展計劃項目的重要參考資料和工具書。

【圖書目錄】

2009中央一號文件全文、農業部項目、2009年農業綜合開發農業部專項項目申報指南、財政部項目、2009年國家農業綜合開發產業化經營項目申報指南、發改委項目、生物質能示范項目資金申請報告重點、科技部項目、2009年度農業科技成果轉化資金項目指南。