南极磷虾油的营养成分及健康功效研究进展

马娜，李静，李桐，强婉丽

1.中宏生物工程有限责任公司（北京 100101）；2.中粮营养健康研究院，营养健康与食品安全北京市重点实验室（北京 102209）

南极磷虾（Antarctic krill）是一种生活在南极洲海域的甲壳类浮游动物，学名Euphausia superba，属于动物界节肢动物门、甲壳纲、磷虾目、磷虾科，体形似小虾，最大可达7 cm，身体透明，他们是南极海域重要的物种之一，也是各种鱼、鸟和鲸等动物的食料[1]。南极磷虾的生物贮藏量大、分布广、营养价值高，是重要的海洋生物资源，具有潜在的商业开发价值[2]。南极磷虾油是从南极磷虾中提取而成，其主要营养成分有磷脂、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA）、虾青素等，是一种新型海洋ω-3多不饱和脂肪酸（ω-3PUFAs）来源，目前南极磷虾油已被证实具有多种生物学特性，其促进健康效益已被广泛证实，如预防心血管疾病、促进大脑发育、延缓衰老、缓解痛风和类风湿性关节炎等功效[3]。2014年，我国批准磷虾油为新食品原料[4]，这意味着南极磷虾油可以作为食品原料添加到普通食品中，国内对南极磷虾油的研究起步晚，产品较少。文章将对南极磷虾油的营养成分及健康功效研究进展做一综述，以期为南极磷虾油功能性食品开发提供一定参考和理论支持，拓展产品开发思路。

1 南极磷虾油的营养成分

1.1 多不饱和脂肪酸

多不饱和脂肪酸是南极磷虾油中非常重要的功能成分，尤其是EPA和DHA，对人体具有重要的健康作用。EPA和DHA含量是评价鱼油和南极磷虾油质量的重要标准。

表1中对比了不同来源的鱼油和南极磷虾油中EPA和DHA的含量，鱼油和磷虾油中含有丰富的EPA和DHA，其中磷虾油中EPA、DHA的含量均高于鲑鱼油和沙丁鱼油。

表1 南极磷虾油及一些海洋鱼油的典型脂肪酸含量 单位：%

鱼油富含多不饱和脂肪酸，通常被作为良好的EPA和DHA来源，是市面上常见的营养素补充剂，鱼油的多不饱和脂肪酸是以甘油三酯或乙酯型ω-3PUFAs形式存在的。与目前市场上销售的鱼油不同，南极磷虾油含有磷脂质结合型ω-3PUFAs。不同的分子形式会影响EPA和DHA在体内的吸收和代谢，磷脂结合型ω-3PUFAs可以使血液中的EPA和DHA维持在较高的浓度，而乙酯型ω-3PUFAs生物利用率较低[8]。相比鱼油，南极磷虾油更易被人体吸收，生物利用率更高[9-10]。从这一方面来说，南极磷虾油是比鱼油更合适作为人体补充EPA和DHA的来源。

1.2 磷脂

磷脂不仅是生物细胞膜的重要组成成分，同时具有信号转导功能和生理代谢调节作用，南极磷虾油中磷脂种类繁多，包括磷脂酰胆碱（PC）、溶血磷脂酰胆碱（LPC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS）等，不同磷脂具有不同的生理活性功能。南极磷虾油中的重要特征就是含有高含量的多种类型磷脂，磷脂含量常作为评价南极磷虾油产品品质的重要指标。

张千等[11]采用GB/T 5537—2008《粮油检验 磷脂含量的测定》[12]中的方法检测南极磷虾油中磷脂，其含量为47.37%。该检测方法具有一定的局限性，只能检测总磷脂含量，无法分析磷脂组成。

对比不同南极磷虾油提取方法（表2），南极磷虾油磷脂中PC含量＞PE含量，且PC含量均＞62%。试验结果表明，氯仿-甲醇有机溶剂萃取方式得到的磷虾油中磷脂含量较高，但氯仿和甲醇都会对生产加工人员造成一定的伤害。亚临界CO2萃取方法得到的南极磷虾油中磷脂含量较低，亚临界CO2萃取法虽然无毒无害，不需要大量有机溶剂，安全性更高，但其提取效率低、生产设备昂贵，不适宜中小企业进行工业化生产。而体积分数为95%乙醇提取南极磷虾油可以获得较高的得率，且乙醇安全无毒，价格低廉，适合工业化生产。

表2 不同检测方法测定南极磷虾油中磷脂含量

1.3 虾青素

南极磷虾油中含有重要的功能性成分——虾青素，因虾青素的存在，南极磷虾油呈现出深红色的外观，被誉为“海洋中的红宝石”，在保健食品、功能性食品的开发应用方面具有巨大的潜力[16]。有研究证实，虾青素的抗氧化活性是其他类胡萝卜素（如玉米黄质、叶黄素、番茄红素、β-胡萝卜素）的10倍以上，是α-生育酚的100倍以上[17]。南极磷虾油含有的虾青素主要包括虾青素双酯、虾青素单酯、游离虾青素三种形式[18]。南极磷虾油中的虾青素含量受磷虾原料、磷虾油提取、纯化的工艺方法等影响较大[19-21]。周庆新等[22]选用60%（V/V）正己烷-乙醇作为提取溶剂提取南极磷虾油，测定其中的虾青素，含量为286.6 mg/kg，并经液质联用（HPLC-MS）分析检测其中虾青素的分子种组成，研究发现，南极磷虾油中虾青素主要以双酯和单酯形态存在，其中73.5%为虾青素双酯，24.88%为虾青素单酯，游离态虾青素仅有1.62%。不同结构的虾青素会导致其生物活性的不同，虾青素双酯与虾青素单酯和游离虾青素相比具有更强的亲脂性，在肠道中更容易被吸收，生物利用效价更高。王松等[23]将市售磷虾油进行NaOH-甲醇溶液皂化-甲酯反应处理，将其中的虾青素双酯和虾青素单酯全部转化成游离虾青素，脂肪酸全部转化成脂肪酸甲酯，并采用正己烷液液萃取，去除脂肪酸甲酯，用HPLC测定样品中的总虾青素含量，样品中总虾青素含量为65~144 mg/kg，不同产品中虾青素总量差异比较大，可能的原因有：一是不同品种的南极磷虾中的虾青素含量存在差异；二是不同品牌原料工艺不同，南极磷虾油精制过程中出现损失。胥亚夫等[24]以南极磷虾为原料，研究了磷虾油的浓缩工艺对其中虾青素含量的影响，结果发现以乙醇为提取溶剂，真空度-0.1 MPa，加热温度50 ℃、提取3 h是最佳的提取浓缩条件，该条件下得到的南极磷虾油中虾青素含量为411 mg/kg，真空条件可以很好地保护其中的虾青素不被破坏。在无真空条件下，浓缩加热温度和时间对虾青素含量均有影响，温度越高、加热时间越长，影响越显著。与60%正己烷-乙醇溶剂对比，真空浓缩-乙醇提取法提取效率更高，安全无毒，环境污染更低，是一种理想的南极磷虾油提取方法。

2 南极磷虾油的健康功效

2.1 降血脂

高血脂症是体内脂肪代谢过程或者转运途径发生了异常，导致血清中总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度胆固醇（LDL-C）中的一个或者几个指标水平升高，或者高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平降低。因磷虾油中含有丰富的ω-3PUFAs，且生物利用率较高，有研究证明磷虾油具有降低血脂的作用。孙昌华[25]采用高脂饲料饲养SD大鼠，造成大鼠高血脂症，试验组采用高脂饲料+磷虾油饲喂，试验结果证实，南极磷虾油有显著降低高血脂大鼠血清TC、LDL-C的功效，对TG和HDL-C的作用不明显，且南极磷虾油剂量与降血脂作用呈现量效关系。降血脂机制研究表明，南极磷虾油能够通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体-α（PPAR-α）、过氧化物酶体增殖物激活受体-γ（PPAR-γ）、丝裂原活化蛋白激酶-7（MARK-7）蛋白分子信号通路或抑制κ基因结合核因[NF-κB（P65）]蛋白分子信号通路，增强脂质代谢来降低血脂。Kim等[26]通过高胆固醇饮食诱导大鼠高胆固醇血症，同时试验组饲料中添加磷虾油，检测血清指标，观察南极磷虾油胆固醇合成和排泄的影响。结果发现南极磷虾油可以通过刺激LDL-C进入组织并促进胆固醇排泄、抑制胆固醇进而降低血清胆固醇。众所周知，ω-3PUFAs有利于血脂健康，南极磷虾油和鱼油都是ω-3PUFAs的优良来源，为了探究南极磷虾油是否比鱼油更有利于降低循环脂质浓度，Kim等[27]对此进行研究并进行荟萃分析，结果发现南极磷虾油和鱼油脂质调节作用并无差异，均可以改善高血脂症，TC的减少量取决于摄入的ω-3PUFAs的剂量。李佳等[28]以高血脂症大鼠为试验模型，对比了南极磷虾油和红曲提取物的降血脂功效。结果发现南极磷虾油、红曲提取物、混合提取物（南极磷虾油+红曲提取物）均具有辅助降血脂作用，且混合物提取物呈现出最佳效果。

2.2 改善认知和记忆力

认知和记忆是大脑的高级功能，包含非常复杂的神经活动，南极磷虾油中含有非常丰富的多不饱和脂肪酸，其中的DHA具有改善记忆的显著作用。刘云等[29]的研究表明南极磷虾油可以改善大鼠学习和记忆的功效，且效果好于鱼油，与脑复康（吡拉西坦）的作用相当。探其机制可能与南极磷虾油中的DHA含量较高且以ω-3磷脂的形式存在，易于吸收和消化，能够透过血脑屏障，增加脑体DHA含量有关[30]。Wang等[31]的研究发现南极磷虾油与川陈皮素（Nob）和L-茶氨酸联合使用，具有改善快速老化小鼠（SAMP8小鼠）识别记忆和空间记忆缺陷作用。机制研究表明，南极磷虾油和Nob可以抑制β-淀粉样蛋白（Aβ）聚集、神经纤维缠结、细胞凋亡和神经炎症方面具有协同作用。因此，南极磷虾油在脑健康食品开发方面具有广阔的应用前景。

2.3 镇痛、抗炎

关于南极磷虾油辅助镇痛、抗炎活性的研究比较少。临床研究表明，每天食用2 g南极磷虾油可以减轻患有临床膝关节炎、膝关节滑膜积液患者的疼痛和炎症[32]，每天食用4 g南极磷虾油（0.60 g EPA，0.28 g DHA，0.45 mg虾青素）可以改善轻度至中度膝关节炎患者的膝盖疼痛、僵硬和身体功能[33]。通过对角叉菜胶致炎模型进行治疗发现，南极磷虾油和鱼油都是通过下调肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素6（IL-6）等促炎因子的表达来发挥抗炎、镇痛作用的，与鱼油相比，南极磷虾油的表现更好[34]。田晓清等[35]通过对南极磷虾油抗炎活性筛选，研究表明南极磷虾油抗炎的功效主要活性成分为多不饱和脂肪酸，如EPA、DHA等。有研究证明了南极磷虾油可以通过NF-κB信号通路抑制IκB-α降解和P65活化，并减少炎性介质的细胞含量来达到抗炎作用，且呈现量效关系[36]。

2.4 辅助降血糖

现如今，糖尿病的发病率越来越高，临床常使用口服降糖药，但具有一定的副作用，因此寻找并开发具有降血糖作用的保健食品用于辅助药物治疗很有必要。宋迪等[37]给患有高血糖（空腹血糖7.3 mmol/L）的中年男子（38岁）服用南极磷虾油软胶囊，食用45 d后，空腹血糖恢复至6.7 mmol/L，未发现任何副作用。高脂肪饮食会导致脂肪在体内堆积，引起肥胖和代谢紊乱[38]，包括糖代谢和胰岛素抵抗。在一项C57BL6J小鼠糖代谢研究中发现[39]，食用南极磷虾油可以改善高脂饲料喂养引起的小鼠的葡萄糖代谢紊乱。Tandy等[40]的研究发现，食用南极磷虾油可以显著降低高脂饮食小鼠的空腹血糖值，同时提高血清脂联素水平，且呈现量效关系。这与南极磷虾油中的ω-3PUFAs有关，已有研究显示[41]，ω-3PUFAs能够增加机体对胰岛素的敏感性，PPARγ是参与脂肪细胞和胰岛素代谢的重要受体，EPA和DHA是PPARγ最合适的配体，当两者在体内结合后，能激活形成脂肪和吸收葡萄糖的基因，从而导致了葡萄糖在血浆内的含量降低，同时，血清脂联素也有所增加。

2.5 抗氧化

机体正常有氧代谢产生的自由基和活性氧（ROS），具有很强的生理活性，过多的自由基和活性氧能够与机体内的蛋白质、脂质和DHA发生反应，导致衰老或损伤，甚至是引起机体各种疾病[42]。李辉等[43]研究发现，南极磷虾油能够显著提高衰老模型小鼠血清超氧化物歧化酶（SOD）活性和谷胱甘肽（GSH）含量，降低血液中过氧化脂质（LPO）含量。这说明南极磷虾油具有明确的抗氧化作用。丛心缘[44]利用D-半乳糖诱导的衰老小鼠模型进行南极磷虾油来源虾青素抗氧化研究，结果显示，南极磷虾油来源的虾青素具有显著的抗氧化作用，且在相同剂量下，南极磷虾油来源虾青素的抗氧化作用要高于合成虾青素。探究其原因，可能与南极磷虾油中虾青素大多是以虾青素酯的形式存在，其性质较游离虾青素更加稳定[45]，且虾青素中连接的不饱和脂肪酸也具有一定抗氧化作用[46]。

3 结语与展望

南极磷虾油含有丰富的营养成分和优异的生理活性，关于南极磷虾油的研究发展迅速，在食品、医药领域都呈现出良好的应用前景，但也存在部分问题：（1）南极磷虾油中的磷脂、ω-3PUFAs和虾青素是其重要的功能性成分，也是评价南极磷虾油品质的关键指标。南极磷虾油中的功能性成分含量受提取方法、加工工艺影响较大，在南极磷虾油产业化进程中，高额的设备投入、有毒有害溶剂的应用等，都限制了南极磷虾油的深加工；（2）南极磷虾油中除了磷脂、DHA、EPA、虾青素外，还含有维生素A、生育酚等成分，但目前对其中的维生素A和生育酚研究比较少；（3）市面上有不少南极磷虾油软胶囊保健食品，其主打的保健功效是辅助降血脂、抗氧化，产品剂型单一，同质化严重；（4）南极磷虾油原料的产品形态是油状物，在食品和医药产品中的应用受到限制，例如片剂、颗粒剂、粉剂等中无法应用。以上问题是限制南极磷虾油的研究和应用的重要因素。

对于上述问题，今后的研究也可以从以下方向开展：（1）优化南极磷虾油的提取、浓缩工艺，保护其中功效成分不被破坏，探寻更加经济、环保、高效的生产加工方式；（2）深入研究南极磷虾油中的其他功能性成分，例如维生素A、生育酚等，并探究其各个组分之间的协同效应关系；（3）根据上述综述可知，南极磷虾油在骨关节健康、脑健康、辅助降血糖和抗氧化方面都有着积极的作用，可以考虑与其他功效成分做复配，研发出不同功能方向的产品，拓宽南极磷虾油的应用领域；（4）目前油脂可以通过微胶囊包埋等技术，经过乳化、喷雾干燥等工艺制成粉末油脂，从而改善其稳定性、保护其生物活性、遮盖其不良风味，南极磷虾油也可以通过这种方式制成固体形态，增加应用的剂型，拓宽应用领域。