多不饱和脂肪酸的研究进展

黄宝玺 王大为 王金凤

摘要：对多不饱和脂肪酸——亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸种类与结构、来源、提取分离方法、生理功能、安全性和应用现状及前景等六个方面进行了综述。

关键词：多不饱和脂肪酸(PUFAs)亚油酸亚麻酸花生四烯酸(AA)二十碳五烯酸(EPA)二十二碳六烯酸(DHA)

前言

近年来，人们发现食用较多油脂会造成高血脂、高胆固醇、肥胖、糖尿病等疾病。由此，国外相继开发出一大类新型营养保健型油脂，其功能主要有降胆固醇、降血脂、减肥、抗癌等保健作用，其中的主要功效成分即为多不饱和脂肪酸(PUFAs)。亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸(AA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)、磷脂及现在新兴起的结构油脂等。本文将对膳食脂肪中目前认为有特殊生物活性的多不饱和脂肪酸作一综述。

1多不饱和脂肪酸的结构与分类

多不饱和脂肪酸因其结构特点及在人体内代谢的相互转化方式不同，主要分成ε-3及ε-6两个系列。在多不饱和脂肪酸分子中，距羧基最远端的双键是在倒数第3个碳原子的称为ε-3或n-3多不饱和脂肪酸，如在第6个碳原子上的，则称为ε-6(n-6)多不饱和脂肪酸。

(1)3系列：包括十八碳三烯酸(俗称α-亚麻酸)(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(俗称亚油酸，LA)；十八碳三烯酸(俗称Y-亚麻酸，GLA)；二十碳四烯酸(俗称花生四烯酸，AA)。

2多不饱和脂肪酸的来源

2.1多不饱和脂肪酸的动植物资源

亚油酸作为最早被确认的必需脂肪酸和重要的多不和脂肪酸，在我们日常食用的液体植物油中普遍存在，半干性和干性油中含量较多，一般植物油中含量为40％左右，也有高达70％～85％的如红花籽油，葵花籽油、绵子油、大豆油、玉米油、芝麻油中含量也较为丰富(含量约为40％～50％)，动物脂及含油酸较多的植物油(橄榄油、茶油、棕桐油等)中亚油酸的含量仅为10％左右。

蔬菜油是α-亚麻酸的主要来源，存在于绿色叶菜的叶绿体中，如在马齿苋、菠菜、亚麻的种子、亚麻仁以及胡桃等中都有一定的含量，其中以亚麻籽油含量最高(高达57％)其次是菜籽油、大豆油、小麦胚芽油(7％～13％)。其他来源包括一些坚果、种子、蔬菜和水果、蛋黄、禽肉等。相对于亚麻油而言，α-亚麻酸的资源和日常可获得性要差很多，但在一些藻类与微生物中存在较多的α-亚麻酸资源。

含量较高的Y-亚麻酸资源在自然界和人类食物中不太常见，而且其含量低很难成为有经济价值的可利用资源，如燕麦和大麦中的脂质含有0.25％～1.0％的Y-亚麻酸，乳脂中含0.1％～0.35％。现已发现一些植物的油籽中含有较为丰富的Y.亚麻酸。

花生四烯酸主要存在于海洋鱼油中，陆地动物油脂中虽普遍存在但含量不大，一般小于1％，植物油脂中含量很少，仅微量存在于苔藓及蕨类种子油中。研究发现在肾上腺磷脂中花生四烯酸的含量高达15％以上，它是人体合成前列腺素的前体物质。

陆地植物油中几乎不含EPA和DHA，在一般陆地动物油中也测不出。但在高等动物的某些器官与组织中，例如眼、脑、睾丸等中含有较多的DHA。目前，EPA和EIDHA的唯一商业来源是海鱼。据报道，全世界每年的鱼产量为100万吨，其中包含10～25万吨的EPA和DHA。此外，在藻纲植物中EPA和DDHA的含量也较高。

2.2多不饱和脂肪酸的微生物资源

1962年Eywin和Bloch用人工方法培养某些纤毛纲原生动物(Cilliated protoza)，测定其组织中脂肪酸组成，发现5个种中有4个种Y一亚麻酸含量达到30％以上。由于动物、植物资源的种类限制，人们将寻求PUFA的目光转向微生物资源。与动植物油生产PUFA相比，微生物油脂的生产具有很多优点。比如：(1)生产周期短；(2)微生物生产不受场地、气候、季节的影响；(3)利用不同的菌种和培养基适合开发功能性油脂等。因而有着非常广阔的前景。

多不饱和脂肪酸(PUFA)广泛存在于微藻类、细菌真菌的细胞中，国外利用产脂内孢酶工业化生产富含亚油酸的油脂。但不同种类以及不同菌株含量及组成不同。美国Market公司已利用微藻Cryptheeodiniumcohnii大规模生产n-3脂肪酸的油脂。日本培养钝顶螺旋藻和一种小球藻(Chlorellasp.NKG4240)生产GLA，其含量可达总脂肪的10％。在真菌中，AA主要分布在原始的几个纲中，如：丝壶菌纲(Hyphochytrimycete)、壶茵纲(Hytridiomycetes)、卵菌纲(Oomycetes)及被孢霉属(Mortierella)等。

3多不饱和脂肪酸的提取及分离方法

脂肪酸分离常用的方法有溶剂分级分离法、尿素包合法、分子蒸馏法、超临界流体萃取法、微生物发酵法、脂肪酶浓缩法等方法。分级分离法、尿素包合法是传统较常用的方法。本法工艺原理简单，操作方便，但分离效率不高。分子蒸馏法，是利用混合物组分的挥发度不同而得到分离。蒸馏时，饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸首先被蒸出，而双键较多的不饱和脂肪酸则最后蒸出。该法的优点是蒸馏温度较低，可有效地防止多烯不饱和酸受热氧化分解，缺点是需要高真空设备，且能耗较高。超临界流体萃取法是近几年发展起来的一种新的分离技术。也是目前国内外研究的热点。它的基本原理是通过调节温度和压力使原料各组份在超临界流体中的溶解度发生大幅度变化而达到分离目的。与传统萃取法相比，由于超临界流体具有良好的近于液体的溶解能力和近于气体的扩散能力，因而萃取效率大大提高。另外，超临界流体萃取常常选用CO₂(临界温度31.3℃，临界压力7.374MPa)等临界温度低且化学惰性的物质为萃取剂，因此特别适用于热敏物质和易氧化物质的分离。此外，还有吸附分离法、微生物发酵法等分离方法。微生物发酵法具有微生物生长繁殖迅速，生长周期短，代谢活力强，易于培养，生活所占空间小，不受原料和产地限制等优点。

4多不饱和脂肪酸的生理功能

4.1多不饱和脂肪酸与心血管系统疾病

膳食中的脂类能够显著影响脂蛋白代谢，从而改变心血管疾病的危险性。多不饱和脂肪酸可降低LDL(低密度脂蛋白)，胆固醇，且随着脂肪酸不饱和度的增加这种作用更加明显。

多不饱和脂肪酸对动脉血栓形成和血小板功能有明显影响。亚油酸的摄入量与血浆磷酯、胆固醇酯和甘油三酯中的亚麻油含量有很强的相关性，Y－亚麻酸在临床上的试验结果表明有降血脂作用，对甘油三酯、胆固醇、B-脂蛋白的下降有效性在60％以上，而

且Y-亚油酸在体内转变成具有扩张血管作用的前列腺环素(PGl2)，能够保持与血管收缩素(又名血栓素TXA2)的平衡，可防止血栓形成。

多不饱和脂肪酸可能还具有降血压作用。通常认为，亚油酸能影响血压的原因在于这两种物质可改变细胞膜脂肪酸构成及膜流动性，进而影响离子通道活性和前列腺素的合成。

4.2多不饱和脂肪酸与细胞生长

PUFA是细胞膜磷脂的主要成分，对细胞膜的功能有决定性影响。要保持膜的相对流动性，脂肪酸必须有适度不饱和性，以适应体内的粘度且具有必要的表面活性。

关于ε-3和ε-6长链PUFA如何影响特定组织生长的资料甚少。现有研究显示PUFA对脑、视网膜和神经组织发育有影响。DHA和AA是脑和视网膜中两种主要的多不饱和脂肪酸。虽然PUFA对于成年人而言它们的缺乏表征极少见，但对于胎儿和婴幼儿的影响显著。另外，花生四烯酸摄入不足可导致脑功能障碍。

4.3多不饱和脂肪酸的抗癌作用

膳食中的PUFA的生化合成和氧化，对癌诱变和胆固醇有独特的调控作用。Y-亚麻酸能够明显的抗脂质过氧化作用，是通过清除自由基来完成的。同时Y-亚麻酸通过脱氢酶的作用转化为花生四烯酸等，具有抗癌活性。

4.4多不饱和脂肪酸增强胰岛素作用

1998年Houseknecht等人发现Y-亚麻酸(GLA)有防治糖尿病的作用。由Y-亚麻酸而来的前列腺素等活性物质。可以提高胰岛β-细胞分泌胰岛素的功能，能提高肝细胞中胰岛素受体的敏感性，恢复糖尿病人细胞的脂肪酸去饱和酶的活性，使受损的葡萄糖耐受性恢复正常，对糖尿病有防治作用。

4.5多不饱和脂肪酸对脂类代谢的影响

著名营养学家凯斯(Keys)认为血液中胆固醇与膳食中胆固醇的摄入量关系不大，但血液中胆固醇与膳食中饱和脂肪酸成正比，与膳食中不饱和脂肪酸成反比。PUFAs的作用之一是使胆固醇酯化，从而降低血清和肝脏中胆固醇和甘油三酯水平，Y-亚麻酸对血清甘油三酯的降脂作用，是目前报道的治疗高血脂疗效较佳和安全性最高的，对降低血清胆固醇效果也很好。当缺乏亚油酸和亚麻酸等必需脂肪酸时，胆固醇就会被更多的饱和脂肪酸所酯化，容易在动脉血管中积聚，使得胆固醇的代谢程度降低，导致动脉粥样硬化的出现。李相勤等(1990)通过家兔实验证明亚油酸和Y-亚麻酸是通过甘油三酯、胆固醇由血液向肝脏的转移而降低血脂水平，导致脂肪肝，而α-亚麻酸抑制脂肪酸、甘油三酯合成及加速β-氧化，降血脂的同时没有肝脏积累脂质症状。

4.6多不饱和脂肪酸的免疫调节作用

近期研究表明，膳食中脂肪酸的含量及其组成与免疫力有关。PUFA能影响机体的免疫机能，若PUFA发生脂质过氧化或降低抗氧化水平，则会抑制T细胞的免疫功能。n-6 PUFA和n-3 PUFA比例也会对免疫功能产生影响。Volgarev研究认为：n-6 PUFA与n-3PUFA比率低时能增强免疫反应和非特异性抗性，n-6PUFA摄入过多会使局部二十烷类化合物过多，从而引起关节炎等，如果增加膳食中的n-3 PUFA则能抑制其形成。

Calder在1990年的综述认为，花生四烯酸等多不饱和脂肪酸能够影响多种细胞(其中包括那些语言性和免疫性有关的细胞)的不同功能。可能通过多种机制作用于细胞水平。(1)通过免疫系统的细胞调节类二十烷酸(Eicosanoid)的生成，尤其是将促炎因子PGE2和白三烯B4的生成。(2)调节膜流动性。(3)调节细胞信号转导途径，尤其是与脂类介质(LipidMediators)、蛋白激酶C和Ca²⁺动员有关的途径。

4.7PUFAs调控基因表达

PUFAs对基因表达的调控可直接控制细胞核的活动，以调控某些基因的转录，膳食中的PUFAs对脂肪酸的生化合成和氧化，癌诱变和胆固醇有独特的调控作用。这是由于PUFAs可调控一些编码代谢关键酶的基因表达，而饱和脂肪酸和单一不饱和脂肪酸对脂类合成基因的表达无抑制作用。因此PUFAs对细胞的生化活性、转移过程、细胞刺激反应均有影响，并参与病理过程，如致癌作用和心血管疾病。

4.8其他作用

多不饱和脂肪酸还能防止皮肤老化、延缓衰老、抗炎、抗过敏反应促进毛发生长及抑制胃溃疡及胃出血等作用。

5多不饱和脂肪酸的保护与安全性

中国营养学会推荐成年人摄入膳食脂肪以总能量供应的25％～30％为宜，脂肪中各种脂肪酸的合理比例应为饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸等于或接近于1：1：1。

多不饱和脂肪酸制品由于其活泼的性质使其暴露在空气中很快发生自动氧化变质，甚至产生有毒有害物质，从而失去其商业和营养价值。

维生素E、C及卵磷脂都是常用的抗氧化剂或抗氧化助剂，同时又是良好的生理活性物质，与多不饱和脂肪酸具有协同功效。卵磷脂的乳化功能更是多不饱和脂肪酸制品中常用的。另外，茶多酚、黄酮类化合物也是有效的抗氧化物质，同时具有一定的保健功能作用。

除使用抗氧化剂等外，多不饱和脂肪酸如EPA、DHA等常被制成胶囊形式，进一步降低光线、氧气等的影响，防止高不饱和脂肪酸的快速氧化酸败，延长其货架期。

6发展现状及应用前景

目前亚麻酸主要用于医药、保健食品、功能性饮料和高级化妆品。(1)PUFAs保健食品。国外及中国近期推出的PUFAs的保健食品有：生产富含PUFAs的油脂及营养胶丸。如孟都山公司选用微藻Sehlzoclytyiu来生产富含DHA的油脂。巴斯夫日本公司将食用多不饱和脂肪酸利用复合包壁材料及先进的加工技术，对精制鱼油进行微胶囊化处理，制成微胶囊粉末油脂，并通过二次包埋改善其流动性，有效防止传统鱼油产品易氧化，有异味等缺陷。拓宽其应用范围，可加在婴儿奶粉类食品中及广泛用于其他各类食品。小麦胚芽油营养胶丸是目前国际最流行的一种营养滋补品。(2)PUFAs的强化产品。日本市场上推出含有DHA的鱼肉香肠、火腿肠、汉堡包、即食酱菜、调料、豆腐、蛋黄酱、面包、糖果、香口胶等DHA强化食品。1994年，日本销售的EPA和DHA营养保健食品就有三十多种。1995年DHA的用量达700t，健康食品销售值高达130亿日元。而EPA的价格更高，每公斤原料(约含DHA27％)高达3～5万日元。禽类产品一直被认为是高品质食品，因此以禽类为载体可生产PUFAs的强化蛋和富含PUFAs的禽肉产品。用天然海藻饲喂产蛋鸡，DHA在蛋黄中沉积。用亚麻油饲喂鸡，鸡肉中的PUFAs含量升高。(3)培养能产生高含量的DHA和EPA的微生物。DHA和EPA作为预防疾病的药物被广泛应用，而且现今的年产量很难满足市场需求，所以从自然界中寻找、培养能产生高含量的DHA和EPA的微生物，以及利用生物技术生产DHA和EPA亦将是今后研究的主要内容之一。美国、日本以及中国一些单位已成功进行了微藻培养生产PUFA的研究，通过这些前期的研究工作，有望近期内在中国实现多不饱和脂肪酸的工业化生产。随着经济的发展，生活水平的提高，身体健康水平已是人们普遍关心的大事，无疑PUFA的应用前景很好。

作者简介：黄宝玺(1979—)，男，吉林长春人，硕士研究生，齐齐哈尔职业学院外语系食品加工技术专业讲师。

国家八部委农业发展计划项目编制申报指南——国家有关部委农业项目政策汇编

【图书介绍】

该指南收录了国家农业部、商务部、发展改革委员会、科学技术部、财政部等国家级涉农有关部委局办，关于农业发展计划项目的具体说明、行文格式、以及编制方法、申报程序及时间，是各级地方政府、涉农事业单位作为申报2010年国家级及省市有关农业发展计划项目的重要参考资料和工具书。

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