共轭亚油酸盐的研究进展
2011-10-13刘晓伟金青孟娟
刘晓伟,金青,孟娟
(青岛科技大学化工学院,山东青岛266042)
共轭亚油酸盐的研究进展
刘晓伟,金青,孟娟
(青岛科技大学化工学院,山东青岛266042)
本文通过共轭亚油酸的结构、生理功能,引出了共轭亚油酸盐的应用。并分别从共轭亚油酸的钙盐、锌盐、镁盐、钠盐和钾盐的应用出发综述了近年来有关共轭亚油酸盐的研究进展,阐述了其广泛的开发应用前景。
共轭亚油酸;共轭亚油酸钙;共轭亚油酸锌;共轭亚油酸盐
共轭亚油酸(CLA)是在20世纪80年代末发现的具有许多重要生理功能的天然不饱和脂肪酸之一,为含有十八碳二烯酸的异构体的总称。其共轭双键通常位于C9和C11位或C10和C12位,结构式见图1[1]:
图1 共轭亚油酸的两种主要异构体结构
近来发现[2],生物体内亚油酸异构酶专一地转化亚油酸成c-9,t-11异构体,故具有生物活性的异构体可能是c-9,t-11 CLA。CLA可以促进生长发育,提高人体免疫力,抗癌和抗动脉粥样硬化,提高骨骼密度,调节血压,减少机体脂肪质量,降低胆固醇以及甘油三酯和低密度脂蛋白胆固醇,提高高密度脂蛋白胆固醇,减肥,缓和免疫反应副作用,防治糖尿病等。同时,CLA还具有抗血栓的功能,在于9-c,11-t和10-t,12-c异构体能够抑制花生四烯酸或胶原质引起的血小板聚集。
由一系列美国专利报导了共轭亚油酸能诱导能量利用,并导致体重下降,且不存储脂肪[3,4]。还可促进食物的有效吸收[5]。运动员食用后,可以减缓代谢,增强忍耐力[6]。还可缓解如厌食、蛋白质分解等免疫反应的副作用;并具有抗突变,保护人和动物免受一系列癌症的伤害等作用;同时能够改变骨骼不正常状态,维持、甚至增加骨骼矿物质含量[7~10]。欧洲专利报导共轭亚油酸还可提高人类某些生理状态,如提高体内维生素A的水平,降低体内胆固醇、LDL胆固醇、HDL胆固醇含量。但由于共轭双键易被氧化,稳定性差,可将其制备成不失生物活性的各种盐,以提高稳定性[11]。
金属离子在人体内起着不可忽视的作用,利用共轭亚油酸引入机体所需金属离子已成为研究热点[12]。本文综述了共轭亚油酸盐的制备、生理作用和应用等研究现状,现综述如下:
1 共轭亚油酸钙
钙离子是机体各项生理活动不可缺少的离子,具有维持正常的肌肉伸缩与舒张功能以及神经-肌肉传导功能,是骨骼的重要物质。共轭亚油酸的钙盐兼具营养和补钙功能。它能够改变骨骼不正常状态,维持甚至增加骨骼矿物质含量[13]。
普通脂肪酸钙电离常数在4~5之间,当pH<6时,可促进其电离,在中性环境里呈现不溶解性,当到达胃部以后,因处于酸性环境中而溶解,分解成脂肪酸和钙离子,到达胃与小肠后作为能源被充分利用,还补充了钙离子。脂肪酸钙中的脂肪酸比脂肪中的脂肪酸更易于吸收,能量利用率得到提高,而且其中的钙比无机钙更易于吸收。脂肪酸钙中的脂肪酸可全部作为能量被消耗,在体内无累积。因此既可补充能量,又是一种有机钙源,有助于钙在体内吸收。不同的脂肪酸其利用效率不同,碳链长度和饱和度决定了脂肪酸的极性和乳化度。试验表明,长链脂肪酸钙的作用效果优于短链的脂肪酸钙。脂肪酸钙盐的降解主要与脂肪酸钙盐的不饱和度有关。体外研究结果表明,用1mol/LHCL滴定脂肪酸钙盐,在pH=5.5时,共轭亚油酸钙盐降解率可达50%,在同样条件下,硬脂酸钙的降解率仅为10%。共轭亚油酸钙被饲养动物食入以后,在消化道中适宜的酸碱条件下,离解成为脂肪酸根离子和钙离子,以离子的形式被吸收。脂肪酸根离子经血液循环进人脂肪细胞,直接进行9-氧化释放乙酰辅酶A进人三羧酸循环,而与甘油再结合的机会降低[14]。
共轭亚油酸的钙盐(CCLA)目前已广泛应用于畜牧业,作为功能性饲料添加剂。CCLA具有较低的过氧化值,可用于营养品的功能添加剂,药品及饲料添加剂。在低温0℃、氮气保护下,将氢氧化钠乙醇溶液中加入等当量的、过氧化值低于1的共轭亚油酸,搅拌反应一定时间,得共轭亚油酸的钠盐溶液;再加入等当量的氯化钙溶液,搅拌反应至固体析出,液体部分澄清,弃去清液,得粗共轭亚油酸的钙盐;再将共轭亚油酸钙盐的粗品用去离子水和乙醇洗涤干燥后得成品。过氧化值低于10[15]。
共轭亚油酸钙的组合物由于含有互为亚油酸异构体的顺-9,反-11-共轭亚油酸酰基(简称为c9-t11CLA)和反-10,顺-12-共轭亚油酸酰基(简称为t10-c12CLA)的结构,应用于人体及家禽、家畜脂肪代谢,可以改善脂肪堆积,达到预防肥胖,减少腹部脂肪含量的目的;还可作为功能性饲料添加剂,如用于奶牛饲料添加剂,明显降低了牛奶中脂肪含量。用共轭亚油酸钙饲喂奶牛50 g/d,五天后显示出牛奶中脂肪降低,效果同皱胃灌输共轭亚油酸一致。在试验结束时,牛奶脂肪从4.08%减少到2.69%,CLA含量从6.2mg/g提高到10.1mg/g。共轭亚油酸钙对奶牛食物摄取和牛奶蛋白含量没有影响。研究显示,对于哺乳早期奶牛,可以改善能量状况,增加牛奶产量和增强能量平衡。共轭亚油酸钙的颗粒产品用于猪饲料,可明显改善猪肉质量,减少猪背部脂肪和总脂肪含量。当用于鸡饲料时,对于鸡蛋胆固醇具有明显降低作用,1.0%饲喂30 d,胆固醇可以降低40%[16]。因此,共轭亚油酸钙在食品、化妆品、饲料行业中具有广阔的应用前景,还可以作为预防肥胖的药品,运用于日常生活中。
2 共轭亚油酸锌
锌是调节基因表达即调节DNA复制、转译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分,因此,缺锌动物的突出症状是生长、蛋白质合成、DNA和RNA代谢等发生障碍。不论成人或儿童缺锌都能使创伤的组织愈合困难。锌不仅对于蛋白质和核酸的合成而且对于细胞的生长、分裂和分化的各个过程都是必需的。因此,锌对于正处于生长发育旺盛期的婴儿、儿童和青少年,对于组织创伤的患者,是非常重要的营养素。锌还可以保护皮肤健康,缺锌会出现皮肤粗糙、干燥等现象。因此,利用共轭亚油酸合成的共轭亚油酸锌对于治疗皮肤病有很好的疗效。
共轭亚油酸锌的制剂主要用于局部外用。共轭亚油酸加热至一定温度,加入一定量的的乳膏剂(BP),再加入氧化锌慢慢加热搅拌,然后慢慢加入纯净水,搅拌。热的产品通过机械搅拌乳化至冷却。当冷却至白色半乳状时,轻轻涂抹可以很好的被局部皮肤吸收[17]。
目前已有人将共轭亚油酸锌用于治疗皮肤病,主要用于湿疹、牛皮癣、皮炎,还包括癌症的治疗使用,特别是皮肤癌。共轭亚油酸锌制成软膏用于皮肤表面可以显著改善患者皮肤病变,它能覆盖并保护创面,调节创面使之处于湿润的微环境中,并以独特的愈合方式加速局部干燥和渗出性伤口的二期愈合。它可以安全敷用于各类开放性伤口。干燥创面吸收共轭亚油酸锌软膏中的水分,并促进坏死组织和痂的分解;渗出创面激活共轭亚油酸锌软膏,随后活化的凝胶吸收创面的渗出物,确保伤口处于湿润的微环境中,并且具有冷却作用,易于除去而无痛感。Bryce-Smith研究证明,共轭亚油酸锌盐比非共轭亚油酸锌盐在治疗皮肤病方面有很好的效果。当治疗或预防皮肤病如湿疹、牛皮癣、疱疹和皮炎,共轭亚油酸锌盐比单独使用共轭亚油酸(可能作为刺激物)和亚油酸锌盐疗效显著[18]。如湿疹男性病人,可以通过每天给予共轭亚油酸锌4d内痊愈,而服用其他药物却要用更长时间才能达到相同的治疗效果。
共轭亚油酸锌软膏因为具有杀菌、镇痛、修复组织等功效,可有效抑制并杀灭烧伤、烫伤及创面常见细菌如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌等各类引起创面感染的G+、G-致病菌,适用于各类烧伤、烫伤、供皮区、溃疡及破损创面[19]。由此可见,共轭亚油酸的锌盐比其他脂肪酸锌盐在治疗皮肤病方面更有研究价值。
3 共轭亚油酸的其它盐
共轭亚油酸的其他盐还有共轭亚油酸镁盐、钠盐、钾盐等。共轭亚油酸镁为白色或淡黄色粉末,可广泛应用于药剂、食品添加剂行业,以制备各种保健食品、药品等。镁是人体内一种金属辅酶,镁参与人体内所有的能量代谢,激活或催化325种重要的酶系统,它不仅可以战胜疲劳,而且还有利于肌肉生长。将共轭亚油酸制成镁盐是一种很有发展前途的新型镁制剂。其制备工艺如下:共轭亚油酸与碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐的水溶液反应,然后向溶液中加入镁盐进行反应,形成共轭亚油酸镁沉淀。将沉淀过滤、分离、干燥,得到共轭亚油酸镁制剂[20]。
共轭亚油酸的钾盐、钠盐可作为食品、饲料的防腐剂,同时兼具营养保健功能。在细胞内液中,钾离子和钠离子可以产生—种活动电位,维持渗透压,并能修复神经细胞的电位、减小电阻,保持神经系统的电流通畅,使神经电信号传递流畅,因此能促进相关组织病痛的康复。CLA的钠盐、钾盐可以抑制霉菌和有害细菌的生长,且无毒副作用,性质相对比较稳定,在食品、化妆品中,可作为苯甲酸钠的代替品。CLA的钾盐能够抑制单细胞增生性李斯忒氏菌的感染[21]。
4 展望
综上所述,共轭亚油酸盐具有制备工艺简单,易于操作,生理作用明显,性质稳定等特点,在食品、化妆品、饲料、医药等领域具有较好的研究和利用价值。综观国内外发展态势,对于脂肪酸钙、锌、镁盐等的报导很多,制备工艺主要为皂化、沉淀、过滤、酸化等,原料主要为植物油,沉淀是采用乙醇,制备工艺较为繁琐。且主要为单不饱和脂肪酸盐,对于双不饱和脂肪酸盐的报导和研究还很少。而单不饱和酸盐的吸收要比双不饱和酸盐的吸收弱。共轭亚油酸盐含有9-c,11-t和10-t,12-c共轭双键,是双不饱和酸盐的典型代表,有很好的生理功能和广阔的应用前景,近年来日益受到人们重视。但由于人们对它的结构与性能虽然有了一定的认知,但在许多细节方面还存在着不同的看法,仍未发挥其应有的价值。有关共轭亚油酸盐剂型的报道还很少,有待于进行进一步研究与开发。
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10.3969/j.issn.1008-1267.2011.01.002
R961
A
1008-1267(2011)01-004-04
2010-08-10