ω-3多不饱和脂肪酸的来源及生理功能研究进展

杨 敏，魏 冰，孟 橘，沈雷雷，陈 文，李婷婷，陈 琛

(1.中粮工科(西安)国际工程有限公司，西安 710082； 2.己所欲股份有限公司，江苏 宿迁 223800)

ω-3多不饱和脂肪酸(ω-3PUFAs)主要包括α-亚麻酸(ALA)、二十二碳六烯酸(DHA)和二十碳五烯酸(EPA)，是具有多种生物学活性的一类多不饱和脂肪酸[1]，广泛存在于植物、鱼类和藻类生物中。α-亚麻酸是人体必需脂肪酸，能在体内经脱氢和碳链延长合成EPA、DHA等代谢产物，EPA是体内前列腺素、白三烯的前体，DHA是大脑、视网膜等神经系统膜磷脂的主要成分，其在体内在稳定细胞膜功能、细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作为人体重要的生命活性物质，能有效促进人体生长发育，具有防治糖尿病、心脑血管疾病和抗癌、抗炎、降血脂等重要的生理功能和保健作用[3-7]。近几年，ω-3 PUFAs的生理活性是食品、医药等领域的研究热点。目前，国内外对ω-3PUFAs的功效及应用研究较多，其生理保健及疾病防治功效已被部分消费者认可。本文就ω-3PUFAs的来源及生理功能两方面进行阐述，以期为不同来源的ω-3PUFAs在食品、医药等领域的应用提供参考。

1 ω-3PUFAs的来源

α-亚麻酸多存在于植物油中，DHA和EPA主要来源于鱼油和藻油。鱼油主要提取于脂肪含量较高的海鱼，包括凤尾鱼、沙丁鱼、鲑鱼、鲱鱼、金枪鱼和鲟鱼等，藻油是从培养的藻类中提取精炼获取。

1.1 植物来源的ω-3PUFAs

α-亚麻酸主要存在于植物油中[8-12]，包括含量较高的紫苏油和亚麻籽油，含量相对较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 紫苏油

紫苏，是唇形科一年生草本植物，别名红苏、赤苏、苏子、红紫苏等。紫苏是多用途的经济植物，在我国已有2 000多年的栽培历史，主产于甘肃、陕西等地，是我国传统的药食两用植物[13-14]。紫苏油含有大量的不饱和脂肪酸，尤以人体所必需的α-亚麻酸含量最高，高达55%以上[11]。牟朝丽等[15]用气相色谱分析了紫苏油的脂肪酸组成，用高效液相色谱测定了紫苏油中维生素E含量。结果表明，紫苏油中不饱和脂肪酸含量为93.707%，其中亚麻酸含量最高，达60.752%，亚油酸和油酸含量分别为15.761%和17.194%，紫苏油中维生素E的总含量为500.9 mg/kg。紫苏油是一种高α-亚麻酸含量的植物油资源，具有重要营养保健作用和巨大的开发价值。

1.1.2 亚麻籽油

亚麻籽是亚麻科、亚麻属的一年生或多年生草本植物亚麻的种子，主要产于中国、美国、阿根廷、加拿大。在我国亚麻主要分布于甘肃、山西、内蒙和陕西等地，是世界上重要的油料植物之一[16-19]。亚麻籽油富含多种不饱和脂肪酸，其中α-亚麻酸含量高达50%以上。Zhang等[20]研究了两种不同品种亚麻籽油的特征，即亚麻纤维籽和亚麻油籽。结果表明：亚麻籽油的脂肪酸主要有亚麻酸、油酸、亚油酸、硬脂酸和棕榈酸，亚麻籽油中亚麻酸含量(58.03%)高于亚麻纤维籽油(47.37%)，亚麻籽油比亚麻纤维籽油更稳定，且有较高的熔点和较高的热焓，研究结果证明亚麻籽油的可食性优于亚麻纤维籽油。

张晓霞等[17]采用索氏抽提法和GC-MS测定并分析了6个不同产地亚麻籽的油脂含量及亚麻籽油α-亚麻酸含量，结果见表1。由表1可知，不同产地亚麻籽油脂含量在36.59%～44.88%之间，而甘肃陇南地区产亚麻籽的油脂含量最高，达44.88%，其油中α-亚麻酸含量(65.84%)也高于其他地区的亚麻籽油，这可能与当地气候、环境、产地纬度及栽培方式有关。甘肃陇南产亚麻籽在特种食用油开发中有明显优势。

表1 不同产地亚麻籽的油脂含量和亚麻籽油α-亚麻酸含量[17] %

周亚东等[21]利用气相色谱法对引自加拿大植物基因资源中心的82份亚麻材料和国内23份亚麻品种进行脂肪酸含量的测定。结果显示：亚麻籽中的平均脂肪酸含量顺序为亚麻酸(47.34%)>油酸(28.62%)>亚油酸(13.15%)>棕榈酸(5.16%)>硬脂酸(4.76%)，油脂含量与亚麻酸含量呈极显著正相关(r=0.30**)，亚麻品种间亚麻酸组分差异极大。

1.1.3 核桃油

核桃主产于我国山西、云南、四川、陕西、甘肃等地。耿鹏飞等[22]对贵州、河北、重庆等8个地区的核桃在脂肪酸组成等方面进行对比研究。结果表明：不同地区核桃的核桃油脂肪酸组成相同，但其含量有显著差异；脂肪酸以不饱和脂肪酸为主，高达90%左右，山东核桃油的亚麻酸含量最高，达13.23%，重庆和云南次之，贵州核桃油的亚麻酸含量最低，为7.05%。朱振宝等[23]对新疆、甘肃、陕西、山西、河北、云南6个产地的核桃油进行脂肪酸组成及含量分析，在此基础上进行差异分析和变异分析。结果表明：6种核桃油脂肪酸含量大小依次为亚麻酸>油酸>硬脂酸>棕榈酸>亚油酸，产地对核桃油中的亚麻酸含量影响很大，甘肃核桃油的亚麻酸含量最高，达16.8%，新疆的最低，为10.4%。

1.2 鱼类来源的ω-3PUFAs

鱼类的品种及其部位、捕获的区域以及季节等不同，其DHA和EPA的含量比例会产生一定的差异[24]。Fiori等[25]使用超临界CO2萃取鳟鱼头、刺和内脏中的鱼油，刺的油中不饱和脂肪酸含量在72.6%～75.3%，脊椎、头和内脏的油中EPA和DHA含量分别为8.7%和7.3%、7.9%和6.3%、6.4%和6.0%。Sahena等[26]从印度鲭鱼的不同部位(鱼肉、头部、内脏)提取鱼油，使用浸泡和变压技术可以获得最大量的EPA(9%～12%)和DHA(10%～14%)。由于鱼类品种的不同，海产鱼眼窝中提取的脂肪中DHA和EPA含量也有所不同，具体含量见表2。

表2 海产鱼眼窝脂肪中的DHA和EPA含量[24]%

品种DHAEPA松鱼42.59.5宽纹虎鲨29.03.0金枪鱼28.56.1紫鰤20.56.5竹筴鱼15.315.3虎纹猫鲨12.513.4远东拟沙丁鱼12.122.6黄条鰤10.83.3箭鱼9.63.4

1.3 藻类来源的ω-3PUFAs

藻的种类不同，其油脂含量也有所不同，甚至同一种类不同品系之间也存在较大差异。藻类富含油脂，藻油中含有丰富的PUFAs，特别是EPA和DHA，因此藻油可作为营养保健品的原料。Zhukova等[27]研究了绿藻纲、甲藻纲、硅藻纲、金藻纲、黄藻纲等不同品种海藻的总脂含量及脂肪酸组成。数据显示：绿藻纲油脂总量较高，脂肪酸中C16∶4(ω-3)的含量超过10%；甲藻纲的DHA和C18∶5(ω-3)的含量较高；硅藻纲的EPA含量较高；金藻纲总脂含量占干质量的8.5%～46.3%，其DHA含量均高于10%；黄藻纲的脂肪酸则以EPA和C16∶0为主。

2 ω-3PUFAs的生理功能

随着经济的发展，人们生活水平的提高，消费者饮食中的ω-3脂肪酸与ω-6脂肪酸比例出现了极大的不均衡。最新研究发现：长期过量摄入ω-6脂肪酸而缺乏ω-3脂肪酸易导致遗传性肥胖、机体代谢紊乱，进而影响人体健康。据有关部门统计，2012年我国心血管病患者2.9亿，相对2002年1.6亿，增长接近1倍，我国每年约350万人死于心血管疾病，部分地区近50%的18岁以上人群血脂水平超出正常范围，患者大部分是中老年人群，并呈现年轻化的趋势。20世纪80年代，有研究者在格陵兰岛发现，心肌梗死、中风之类的慢性疾病很少在当地的爱斯基摩人身上发现，通过对爱斯基摩人的血清分析发现ω-3脂肪酸在人体中具有极其重要的作用[28]。

2.1 促进人体生长、发育的作用

DHA和EPA是大脑中含量最丰富的两种长链多不饱和脂肪酸[29]。有资料显示，胎儿在孕末期可能日平均积聚50～60 mg的ω-3PUFAs[30]。挪威的一项研究显示，母亲从孕期18周开始直到产后3个月，持续补充高水平的DHA，小孩在4岁时智商测试分数得到提升。据研究表明：DHA的摄入量严重影响人体的体格发育、视力发育及智力发育[31]；当DHA缺乏时，可引发生长发育迟缓、皮肤异常鳞屑、智力障碍、免疫力低下甚至癌变等一系列症状。儿童期DHA有助于脑神经细胞间突触联系的增加，老年期DHA则有助于延缓大脑萎缩、改善记忆力减退。

α-亚麻酸与人体的生长、发育也紧密相关[29]，其在人体内经过脱氢酶及碳链延长酶的催化，转化成EPA和DHA发挥其功能。

2.2 抗炎作用

2.3 防治糖尿病作用

国内外研究表明，ω-3PUFAs具有降低血糖、增加机体对胰岛素的敏感性的作用[35-36]。α-亚麻酸可促进胰岛素β-细胞分泌胰岛素，预防糖尿病的发生、减少糖尿病患者的心机梗死面积和细胞凋亡及预防糖尿病患者的心肌缺血/再灌注(MI/R)损伤[37-38]。Ghafoorunissa等[39]在饲料中添加亚麻籽油，发现亚麻籽油能够显著降低蔗糖诱导的胰岛素抵抗大鼠的胰岛素水平，增加胰岛素敏感性，并呈现剂量依赖性。Matravadia等[40]添加10%亚麻籽油于饲料中，可显著抑制肥胖大鼠葡萄糖耐受、胰岛素抵抗，平衡大鼠的血糖。亚麻籽油可调节人体内脂类代谢，防治糖尿病及并发症[38]，保护人体各器官及神经系统，对糖尿病病人有很好的保健功效。

2.4 抗氧化作用

孔海军等[41]将SD大鼠分为安静对照组、运动对照组、低剂量ω-3PUFAs灌胃组、中剂量ω-3PUFAs灌胃组和高剂量ω-3PUFAs灌胃组，对SD大鼠进行8周递增负荷跑台运动复合ω-3PUFAs干预实验。结果表明：不同剂量ω-3PUFAs对大鼠心肌细胞代谢、抗氧化能力及血清 IL-4、IL-6、INF-γ具有干预作用。孙丽君等[42]研究发现，α-亚麻酸具有明显的抗氧化作用，其通过降低氧化应激水平，促进卵母细胞体外成熟，提高胚胎发育潜能。

2.5 抗癌作用

大量体内和体外实验证明[43]，ω-3PUFAs为天然抗癌活性物质，虽然抗癌机制不明确，但可以通过抑制炎性因子含量、减少氧化产物产生、调节信号通路和酶活性，降低人患癌风险，且没有不良反应。ω-3PUFAs在抗癌方面的使用不仅包括改善癌症患者的健康状况，还可提高患者生活质量。

Beck等[44]研究发现，鱼油可减少结肠癌的风险，其抗肿瘤的发生机制与其降低PGE2和可诱导型的一氧化氮合酶(NOS)水平，增加脂质过氧化、翻译抑制及细胞周期的破坏有关。进一步研究发现，EPA对肿瘤体积的抑制是通过下调血管内皮细胞生长因子-α(VEGF-α)mRNA表达而起作用的。王新颖等[32]研究表明，亚麻籽油中的α-亚麻酸可抑制Min小鼠肠道中的肿瘤发生，对偶氮甲烷所致结肠癌具有显著的抑制作用，在前列腺癌上可起到一定的预防作用。

2.6 预防心脑血管疾病

ω-3PUFAs对人体的代谢有着广泛的作用，通过调节肠道菌群、血浆瘦素水平以及对食欲的影响控制体重、调节血糖和脂类代谢，进而预防心脑血管疾病的发生发展[45]。美国心脏协会在一份最新的科学建议中再次强调，每周食用2次富含ω-3PUFAs的鱼类可降低冠心病、心力衰竭、心脏骤停和缺血性卒中的发生风险[46]。

2.7 降血脂作用

ω-3PUFAs的代谢物能在细胞水平上通过与核受体和转录因子结合对不同的基因表达进行调控，从而发挥其生物学功能，在血脂调节方面主要是通过对脂肪酸代谢疾病表达的调控来实现。EPA和DHA可以抑制甘油三酯和内源性胆固醇的合成，增加蛋白质酶的活性，促进周围组织对极低密度脂蛋白的清除，降低血清中甘油三酯、胆固醇和低密度脂蛋白的含量，提高高密度脂蛋白的含量[46]，从而起到降低血脂的功效。陈彩锐等[28]在0.5～5 g/kg的亚麻籽油剂量范围内灌胃大鼠28 d，发现各剂量组较模型组、对照组TG显著降低，HDL-C呈递增趋势，证明亚麻籽油具有血脂调节作用。

2.8 其他功能

ω-3PUFAs是视网膜的重要组成部分，缺乏ω-3PUFAs易发干眼症、视网膜色素变性、青光眼和早产儿视网膜病变等多种眼部疾病，补充之后可以缓解和预防[47]。

3 ω-3PUFAs的比较

目前，消费者摄取ω-3PUFAs的主要来源是鱼油、藻油、富含α-亚麻酸的植物油(如亚麻籽油、紫苏油、核桃油等)。鱼油有强烈鱼腥味，一般采用胶囊的形式遮蔽，胆固醇含量高，存在有机污染物累积的风险，可能会影响DHA和EPA的品质，且存在过度捕杀及破坏生态平衡等问题。而藻油与鱼油相比，采用生物工程的方法培养，通过人工控制条件，不会受到外界环境的污染，不破坏生态环境，符合生态可持续发展战略。与鱼油DHA相比，藻油DHA更容易被人体吸收及代谢，且生物利用度高[48]。紫苏油、亚麻籽油及核桃油等植物油，来源绿色、健康、广泛。

目前，随着消费者对健康的追求，DHA和EPA产品已走进人们的生活，并逐步得到消费者的认可，其产品主要是通过营养补充剂的形式或调和油的方式食用，摄入渠道单一。而α-亚麻酸主要是日常通过食用植物油等方式摄入，相较于DHA和EPA产品来说，α-亚麻酸的摄入更普遍。如今，亚麻籽油和核桃油已作为膳食油脂，慢慢进入人们的餐桌。从消费者的饮食习惯来说，相比于鱼油和藻油，消费者更趋向于通过食用植物油补充人体所需的ω-3PUFAs。因此，植物来源的α-亚麻酸是人体摄入ω-3PUFAs的主要来源。

4 结束语

ω-3PUFAs在预防心脑血管疾病、抗衰老、降血脂等功效上已被广泛认可。目前，随着对EPA和DHA的深入研究，EPA和DHA在婴幼儿生长发育、预防老年痴呆及抗菌消炎各方面应用越来越成熟。而α-亚麻酸作为一种重要的ω-3PUFAs，渐渐受到研究学者的关注，其作为重要的生物调节剂，特别是在影响细胞膜受体活性、细胞膜的结构和功能作用逐渐被认识。亚麻籽油中α-亚麻酸含量在55%以上，在体内可转化为DHA和EPA，被西方研究人员称为“陆地上的鱼油”。由于“天然”“绿色”的新消费理念不断被接受，亚麻籽油作为一种植物来源的ω-3PUFAs,将越来越受到消费者的青睐，市场前景广阔。