多不饱和脂肪酸的营养作用.doc

1、多不饱和脂肪酸的营养作用、医用价值及其开发利用乌日娜 ,李建科(陕西师范大学食品工程系 ,陕西西安 710062)多不饱和脂肪酸 ( Polyunsaturated Fatty Acids , PU FAs)是一 种特殊的生物活性物质 ,对心脑血管疾病有良好保健和治疗作用 1 。主要包括亚油酸、- 亚麻酸两种必需脂肪酸及它们的衍生物。亚油酸在人体内可以变成 - 亚麻酸和花 生四烯酸 ,这一系列统称为 n - 6 系列。- 亚麻酸在人体内通过去饱和酶和碳链延长酶的催 化作 用 ,最后合成 EPA 和 DHA ,统称为 n - 3 系列。但老人、幼儿及糖尿病人则不能转化 ,必需从食 物中直接摄取

2、EPA 和 DHA。PUFAs 不仅是维持正常生命活动所必需的 ,而且对人类很多疾病具有明显预防和治疗作用 , 是其它脂肪酸无法取代的 2 。今天四大文明病严重的威胁着人类的生命 ,PU FAs作 为这四大文明病的克星之一 ,近二十年来倍受瞩目 ,鉴于人们越来越重视身体健康 ,集多种 保健功能于一身的 PU2FAs 必将受到更加广泛的应用。1 PUFAs 的营养作用1. 1 PU FAs 对细胞和细胞膜的影响PU FAs 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。n - 3PU FAs 可以

3、选择性的渗入某些重要器官 ,如大脑皮质、视网膜等 ,参与构成乙醇胺磷脂和神经磷脂 ,对神经系统起作用。人的视网膜、脑及神经组织均含有极高浓度的 DHA。研究表明 ,DHA 在受精卵分裂细胞初期就开始作用 ,若母体缺乏 ,DHA 会造成胎儿或婴儿脑细胞磷脂质 的不足 ,进而影响其脑细胞的生长和发育 ,或造成流产、死胎等。老年人大脑脂质 结构发生变化 ,DHA 含量明显下降 ,加上其他因素 ,使老人记忆力下降 ,甚至出现痴呆症 3 。EPA 可激活脑神经递质 ,使信息传递和处理速度大大加快 ,因而是决定大脑反应能力的关键。n - 3PU FAs 似乎比 n - 6PU FAs 更能迅速地为胎儿和新

4、生儿神经和视网膜的迅速组装 提供延长的 22 碳 -PU FAs。1. 2 PU FAs 对脂类代谢的影响著名营养学家凯斯( Keys) 认为血中胆固醇与膳食中胆固醇的摄入量关系不大 , 但血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。PU FAs 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 5 。- 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

5、样硬化的出现 。李相勤等(1990)通过家兔实验证明亚油酸和 - 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 - 亚麻酸抑制脂肪酸、甘油三酯合成及加速 - 氧化 ,降血脂的同时没有肝脏积累脂质症状 6 。1. 3 PU FAs 对心血管系统的影响前列腺素、血栓素和白三烯是二十碳 PU FAs 在体内的重要衍生物。血小板中的花生四烯酸是血栓素 TXA2 与PGE2 的前体 ,内皮细胞中的花生四烯酸转变为前列腺素PGI2。TXA2 与 PGI2 保持动态平衡 6 。血小板中的 EPA 转变为 TXA3 ,而内皮细胞中 的 EPA 转变为 PGI3。其中 ,TX

6、A2、 PGE2 能促进血小板聚集 ,血管收缩 ,促进凝血及血 栓的形成。PGI2 与 PGI3 都有舒张血管和抗血小板激活作用 ,与 TXA2、PGE2 正好相反 。TXA3 无生理活性 ,但可占据TXA2 的受体 ,从而抑制血栓形成。n - 3 PU FAs 的 代 谢 产 物 EPA 、DHA 在 许 多 方 面 与n - 6PU FAs 的代谢产物花生四烯酸发生竞争 ,当增加膳食中的 n - 3PU FAs 能部分取代花生四烯酸 ,使膜磷脂中的花生四烯酸利用率下降 ,使体内 PGE3、PGI3、TXA3 合成增加。PGI3 能抑制 PGE2 和 TXA2 的合成 ,而 PGI2 合成没

7、受明显抑制 ,它与 PGI3 共同作用 ,因此 ,最终导致止血平衡朝着血管舒张和抑制血小板 凝集的方向发展 7 。饮食中 - 亚麻酸与亚油酸的比率被认为是影响花生四烯酸转化为 TXA2 的主要因素 ,而与各自量的多少关系不大。研究表明 ,摄入适当大剂量的鱼油可使 TXA2 和 PGI2平衡向有利方面转变 ,可对抗血栓的形成。n - 3PU FAs 有降血压和降低全血粘度作用。实验表明 ,人体内脂肪组织中增加 1 %- 亚麻酸 ,则平均动脉压下降 667 Pa2 。哈佛医学院专家认为 ,每周至少两次摄入鱼肉如金枪鱼、沙丁鱼、青鱼等能阻止突发性猝死 ,因为鱼肉中的不 饱和脂肪酸能阻止危险性心律不齐

8、的发生 8 。1. 4 PU FAs 的免疫调节作用脂质中的 PUFAs 可作为生物体内细胞因子基因转录的响应因子 2 。 研究表明 PUFAs 能影响机体的免疫机能 , 若 PU2FAs 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 - 6PUFAs 和 n - 3PUFAs 比例也会对免疫功能产52 中兽医医药杂志 J TCV M 2004 年第 2 期=资料生影响。 Volgarev 研究认为 : n - 6PUFAs 与 n - 3PUFAs 比率低时能增强免疫反应和非特异性抗性 9 。n - 6PUFAs 摄 入过多会使局部二十烷类化合物过多 ,从而引起关节炎

9、等 ,如果增加膳食中的 n - 3PUFAs 则能 抑制其形成。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 2 。1. 5 PU FAs 调控基因表达PU FAs 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 10 。膳食中的 PU FAs 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 11 。这是由于 PU FAs 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 PU FAs 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 11 。2 PU FA

10、s 的潜在副作用虽然 PU FAs 具有很多生物活性 ,但摄入过量会带来某些不良后果。n - 3PU FAs 具有抗动脉硬化、降血压、降血脂作用 ,但超大剂量鱼油可促进动脉粥样硬化的形成。过盛PU FA s 可能损伤动脉壁 ,参与衰老过程。摄入 n - 3PU FAs过量还会产生自发性出血。长期过量食用 DHA 会引起精神过度兴奋 ,不易入睡。欧洲儿科胃肠病和营养学会提出:应避免过多摄入 EPA ,因为它可能对婴儿的生长与智力发育有不利影响 12 。类二十烷缺乏可能导致一些疾病和生理机能失调 , 如心血管病、呼吸疾病、肠胃病、肾病、皮肤病、免疫疾病、脑和眼的发育不全及致癌性。主要因 PU FA

11、s 吸收不平衡所致 ,医学上通常诊断为 n - 3PU FAs 的缺乏而导致 n - 6 类二十烷的过量产生或 n - 3 类二十烷的合成不足。如果没有足量n - 3PU FAs 衍生物进行调节 ,可能形成恶性循环 11 。目前人们普遍缺乏 n - 3PU FAs , 营养学家认为适量增加之对人体健康有利 12 。 PU FAs 的摄入量至少占总脂质摄入量的 3 % , 最好为 8 %23 %。 理想的 n - 6PU FAs 与n - 3PU FAs 比例应为 41 101。 PU FAs 搭配不同 , 对人体影响不同。 一般以花生四烯酸与 EPA 或 DHA 搭配为好。 当采用亚油酸 ,

12、- 亚麻酸与 EPA、DHA 搭配时 , n- 6PU FAs 与 n - 3PU FAs 比值不宜太低。在抗氧化剂和蛋白质不足的情况下 ,当长期过量摄入多不饱和植物油时 ,会引起体内脂质过氧化反应上升和抗氧化酶活性降低 ,导致负面作用。大量新近的研究证实 :超生理平衡的脂质过氧化作用 ,首先破坏细胞膜结构和功能 ,引发蛋白质交联 ,破坏酶活性 ,损伤细胞核 , 参与许多慢性病的病理过程 ,如引发炎症、动脉粥样硬化、免疫功能下降、致突变、癌变等 。因此 ,当增加膳食中的 PU FAs 时 ,应当相应增加 V E 或微量元素硒等自由基清除剂的量。此外 ,PU FAs 的来源和加工过程不当也会造成

13、对人的危害。如近海水域或湖泊 ,由于重金属和毒素污染 ,使鱼富集汞和有毒化学物质 ,这些毒物主要富集在鱼油中 ,制备鱼油时应清除这些毒物 3 。油脂氢化产生的反式酸会导致冠心病、动脉粥样硬化的发生 1 3 。传统压榨法和化学溶剂浸出法生产植物油脂 ,使功能成分损失大 ,有害物残留多以 及易氧化变质 ,从而有损人类健康 2 。因此不断提高 PU FAs 在开发、利用中的有关技术 ,才能拓展 PU FAs 在营养保健品和生物制药等领域的作用。3 PU FAs 的开发与利用为了拓展 PU FAs 在保健食品方面的作用 ,需提高 PU2FAs 的纯度 ,并要解决其易氧 化问题。3. 1 PU FAs

14、的分离提取及分析方法传统的方法存在许多弊端 ,目前已报道的提取、提纯方法有尿素包合法、冷冻结晶法、- 沸石分离法、超临界二氧化碳萃取法、分子蒸馏法、脂肪酶催化水解法等。用 尿素包合法富集微生物油脂中的花生四烯酸行之有效 ,此法操作简便 ,易推广 ,国外已实现商业化。超临界二氧化碳萃取技术和分子蒸馏技术都是纯物理方法 ,有利于保持产品纯天然特性 ,是提取及精制 PU FAs 的理想方法 14 。分析 PU FAs 通常的方法是将它们衍生为易挥发的甲酯 ,经气相色谱分离。用气相色谱质谱联用可以对 PU FAs进行定性分析。使用 HPLC 代替气相色谱可以避免衍生过程发生的异构化 ,而且具有条件温和

15、 ,适于极性 ,低挥发性及热敏性化合物的优点。近来 ,配有火焰离子化检测器或紫外检测器的毛细管超临界色谱已被用来分析 PU FAs2 。3. 3 PU FAs 的抗氧化问题抗氧化是 PU FAs 开发利用的关键问题 1 。PU FAs 含有多个双键 ,极易自动氧化 ,氧化程度越深 ,营养价值损失越多 ,氧化生成的过氧化脂质 ,还产生毒性作用 ,有损健康 ,剂量大的话还会引起死亡。如何防止或减慢 PU FAs 的氧化速度 ,已引起广泛重视 ,目前已报道的有微胶囊化、惰性气体等阻断与空气接触或加入高效抗氧化剂 (V E、BHT 茶多酚 ) 。加入高效抗氧化剂不但能在体外抗氧化 ,也能在体内抗氧化

16、,有益于健康 ,这是其它方法无法比拟的 1 。3. 4 PU FAs 在功能食品中的应用国外及我国近期推出的 PU FAs 的保健食品有 : (1) 生产富含 PU FAs 的油脂及营养胶丸。如孟都山公司选用微藻Schlzoclytyiu 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制成微胶囊粉末油脂 ,因其流动性好 ,易加工处理 ,可加在婴儿奶粉类食品 中。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) PU FAs 的强化产品。生 命机体具有筛选作用 ,可滤去或减少有害的污染物。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 PU FAs 的强化蛋

17、和富含 PU FAs 的禽肉产品。用天然海藻饲喂产蛋鸡 ,DH A 在蛋黄中沉积 9 。用亚麻油饲喂鸡 ,鸡肉中的 PU FAS 含量升高。 (3) 添加 PU FAs 的功能食品与药用制剂。日本研光通商公司以红花籽为原料 ,制成含共轭亚油酸的“活性亚 油酸”制品 ,可作为运动辅助营养品 ,抗氧化、抗变应性食品。我国主要有 - 亚麻酸添加于奶及奶粉中 ,生产 - 亚麻酸强化奶及奶粉。用功能性油脂如月见草油、小麦胚芽油等生 产适宜乳糖不耐症及肥胖冠中兽医医药杂志 J TCV M 2004 年第 2 期 53=资料心病人服用的滋补乳化饮料 15 。4 前景展望随着保健食品逐渐被消费者接受 ,因 P

18、U FAs 缺乏可能导致疾病的研究已使这些化合物受到食品和制药公司的关注 ,人们正在积极开发它的生物制药和保健品市场。虽然其功 能仍然有待进一步证实 ,但 PU FAS 的食品资源开发正成为功能食品研究的热点领域之一 ,几 种特定的 PU FAs 类脂质已在保健食品和医学研究中使用。随着生物技术的发展 ,我国有望近期内实现 PU FAs 的工业化生产。那时 , PU FAs及其衍生而来的高档类二十烷用来治疗特殊疾病将会在医疗产品市场占有一席之地。此外 ,鉴于 n - 3PU FAs 摄入量偏低所带来的不良作用 ,把 n - 3 和 n - 6PU FAs 结合应用的思路是有价值的 ,它可能是

19、PU FAs 研究的一个新方向 7 。对于 PU FAs 的一些作用机理 ,尤其对其核内作用因子的确定以及 n - 6 与 n - 3 PU FAs 在功能食品应用中的比率问题等尚需深入研究。参考文献:1 翁新楚 ,董新伟 ,任国谱. EPA 和 DHA 的生理功能及其氧化稳定性J. 生物 工程进展 , 1994 ,14 (6) :5660.2 阮 征 ,吴谋成 , 胡筱波 ,等. 多不饱和脂肪酸的研究进展J.中国油脂 ,2003 ,28 (2) :5559.3 郑建仙.功能性食品(第二卷 )M. 北京: 中国轻工业出版社 ,1999 ,153 155.4 William EM. Ann Re

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21、FAs 对动脉粥样硬化的作用 J .中国动脉硬化杂志 ,1995 ,(3) :130132.8 Harvard Medical. School Fish oils in heart cells can blockdangero us heart rhythmsJ . Biotech Week - J une , 2003 ,216 ,18.9 陈伟亮 ,王志跃 ,王 健. 多不饱和脂肪酸的营养功能及其在家禽生产中的 应用J. 国外畜牧科技 ,2001 ,(10) :710.10 余文三.多不饱和脂肪酸的研究概况J. 国外医学卫生学分册 ,1998 , 25 (6) :359367.11 杭晓敏 ,唐涌濂 ,柳向龙. 多不饱和脂肪酸的研究进展J. 生物工程进展 , 2001 ,20 (4) :1821.12 吴克刚 ,柴向华. n - 3 系列 PU FAs 与健康J . 国外医学卫生学分册 ,2000 ,27 (5) :300303.13 陈震南 ,陈震东 ,魏正惠. 浅析 PU FAs 植物油的负面作用与品种改良J. 福建农业科学 ,1998 ,(3) :1420.14 金 波 ,龚春晖.高新分离技术在天然 PUFAs 功能食品开发中的应用J. 中国食品添加剂 ,1996 ,(2) :1115.15 郑建仙. 功能性食品M. 北京:中国轻工业出版社 ,1999 ,190195.