DHA的生理功能及其在食品中的稳定性_朱丽娜

Vol.37，No.2 2009(total 219) www.chinadairy.net rpgy@chinajournal.net.cn 中国乳品工业 0 引 言 DHA是二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid）的 简称， 俗称脑黄金。 属ω-3系多不饱和脂肪酸 （ω-3 polyunsaturated fatty acids，ω-3PUFAs）。DHA是神经系 统细胞生长及维持的一种主要元素，是大脑和视网膜 的重要构成成分，在人体大脑皮层中含量高达20%，在 视网膜中所占比例最大，约占50%［1］。 它的缺乏可导致 学习能力下降 ，影响视力。 近年来的研究发现，DHA 对婴幼儿的生长发育具有重要的生理作用， 促进胎 儿、婴幼儿的智力和视力发育 ［2，3］，因此在婴幼儿配方 食品中添加DHA越来越受到重视， 世界许多国家，包 括中国，均已把DHA批准作为营养强化剂，并制定了 相应的添加标准。 但因其不饱和度高，生产应用中易 氧化，稳定性受到影响，容易产生异腥味。 1 DHA的生理功能及应用 1.1 DHA的结构 DHA是一种高度不饱和脂肪酸，它含有22个碳原 子，6个双键，从甲基端起的第三个碳原子上是第六个 双键，属于ω-3（n-3）系列的多不饱和脂肪酸，简记为 22：6（ω-3）。该脂肪酸相邻两个双键间隔一个亚甲基， 所有双键呈顺式构型。 1.2 DHA的来源 DHA的体内来源是前体脂肪酸α-亚麻酸。 α-亚 麻酸进入人体后， 经碳链增长和去饱和酶的作用，在 人体中衍生为DHA。 DHA也可以从某些食物中直接 获得，它广泛的存在于海水鱼贝类中，在鳝鱼、鳗鱼、 金枪鱼、沙丁鱼、墨鱼、小黄鱼、鲫鱼以及鱼卵中含量 较高，尤其是深海冷水区域的鱼油中含量较高。 某些 低等海藻可以合成DHA，DHA就可能通过食物链在 海水鱼体内富集［4］。 目前添加于食品和直接用做营养 补充剂的DHA主要来源于鱼油和微藻油。鱼油主要是 从含脂肪较高的海鱼中提取所得，微藻油则首先要通 收稿日期：2008-05-08 作者简介：朱丽娜（1981-），女，硕士研究生，研究方向为农产品加工及 贮藏。 通讯作者：生庆海 DHA的生理功能及其在食品中的稳定性 朱丽娜1，张志国2，张敏1，生庆海3 （1.东北农业大学 食品学院，哈尔滨 150030；2. 河北省乳业工程技术研究中心，石家庄 050071；3. 东北农业大学 国家乳业工程技术研究中心 哈尔滨 150086） 摘 要：介绍了DHA的生理功能，详细阐述了DHA对婴幼儿、孕妇和哺乳期妇女的生理作用，及在特殊食品中的应用。同时讨论了DHA 在加工和储存过程中稳定性的影响因素，并介绍了增强稳定性的措施。 关键词：DHA；婴儿；生理功能；稳定性 中图分类号：TQ252.12+9 文献标识码：B 文章编号：1001-2230（2009）02-0045-04 Physiological functions and stability of DHA in food ZHU Li-na1,ZHANG Zhi-guo2,ZHANG Min1,SHENG Qing-hai3 （1. The Food Science and Engineering Northeast Agriculture University Harbin 150030, China; 2. Hebei Dairy Engineering and Technology Research Center Shijiazhuang 050071,China; 3. National Dairy Engineering & Technology Research Center,Northeast Agricultural University 150086, China) Abstract: Physiological function of docosahexaenoic acid (DHA) is introduced in this paper. Describe the effect of DHA on infant, pregnant and lactating women, and the application in especial food. Influence factor on stability of DHA in process and storage is discussed and the measure to increase stability is also described. Key words: DHA；infant；physiological functions；stability 45 2009年第 37卷第 2期（总第 219期） 过生物工程的方法进行微藻纯种培养，然后经过抽提 和精炼得到。 鱼油因其含有DHA并且价格便宜，在食 品工业中已广泛的用做食品原料和营养添加剂，并用 作婴幼儿和孕妇食品中强化DHA的来源。 1.3 DHA的生理功能 DHA在大脑中主要存在于灰质部分，是人脑神经 细胞膜中主要的脂质成分，也是大脑细胞优先吸收利 用的脂肪酸成分，胎儿自身并不能合成DHA，而必须 通过胎盘从母体中获得。 DHA是 ω-3 系中惟一可以 通过胎盘的不饱和脂肪酸， 经胎盘进入胎儿脑部的 DHA可提供胎儿脑细胞分裂所需，健全胎儿脑细胞组 织。 胎儿DHA补充不足，可导致其脑细胞生长与发育 不正常，产生弱智；严重缺乏DHA可能导致胎儿无法 正常进行由自身中枢神经系统控制的代谢 ［5，6］。 因此， 妊娠妇女需外源补充DHA， 以确保妊娠后期为胎儿 大脑的快速发育提供充足的脂肪酸来源。 妇女在怀孕 期间，如果饮食中缺少DHA，会影响胎儿大脑及神经 系统的正常发育，以及其后天的智商指数 ［7］。 医学证 明：“怀孕期间接受 DHA 补充的女性， 怀孕期较长， 婴儿出生体重较高［8］。临床实验也证实，处于怀孕及哺 乳期的妇女，如果提高 DHA的摄取量，可降低产后抑 郁症的发生。 大量研究报告表明，DHA有利于婴儿的成长，如 中枢神经系统的发育，视网膜的发育，智力、认知能力 和解决问题能力的发育，脉管系统的发育和免疫系统 发育。 研究表明，出生后到一岁阶段，对婴儿智力、视 力发展至关重要。如果DHA缺乏将会对迅速发育的中 枢神经系统造成损害。 由美国儿童健康及人类发展协 会资助的贝氏婴儿智力测试 (Bayley Scales of Infant Development)表明，DHA能显著提高儿童智力发育水 平。 DHA补充组的儿童记忆力、解决简单问题的能力 及语言能力都明显高于对照组儿童［8，9］。 澳大利亚Flinders医学中心［11］和英国Dundee大学［12］ 的科学家们分别在著名的英国医学杂志 《柳叶刀》发 表研究报告指出，DHA是婴幼儿神经细胞发育过程中 重要的营养成分，与其成长过程中的反应灵敏程度有 很大关系。 如果日常饮食中缺少DHA，会导致儿童(尤 其是婴幼儿) 的学习能力下降， 同时患神经系统疾病 (如神经官能症)的机率也较高。 2002年美国《临床营养 学杂志》报道，食品中补充DHA的婴儿在进食52个星期 后，视觉明显比同组中未进食DHA的健康婴儿灵敏［9］。 在早产儿的体内DHA的浓度偏低， 需要特别补充 DHA，才可使其体内DHA浓度回升到正常水平［9，10］。 对成年人来讲，DHA也是维持大脑机能正常发挥 不可缺少的物质。低DHA含量饮食会加快人体的老化 速度，并且容易导致患老年痴呆症。 日本科学家还指 出，补充DHA可以充分改善中风后的老年痴呆症状。 DHA除以上的生理功能外，还可预防心血管疾病 发生。 1999年，澳大利亚西澳大学科学家Mori等在《美 国高血压杂志》上发表论文指出，DHA 有降血压的功 能， 并且可以调节人体内血脂和脂蛋白的正常代谢， 降低血液粘稠度和血液中胆固醇水平，增加高密度脂 蛋白含量［13］。 在此之前，日本的科学家也在《血栓形成 研究》杂志中指出，DHA可有效抑制血栓的形成，起到 防止心血管疾病发生的作用［14］。 刊登在1995年著名的 《美国医学会杂志》中的研究报告还指出，临床实验证 明，心脏病患者每日进食DHA可以有效降低心脏猝死 的几率［15］。 此外，在1999年美国油料化学会年会中，有 研究还证明，DHA可以促进骨骼生长，预防骨质疏松。 1.4 DHA在乳粉中的应用 虽然DHA在体内可由α-亚麻酸合成， 不属于必 需脂肪酸，但由于其特殊的生物学功能，而且随年龄 增长 △6 去饱和酶的活性降低， 以α-亚麻酸合成长 链ω-3PUFA 的量下降， 所以在某种意义上又是必需 的。 新生儿（尤其早产新生儿）自身合成这种脂肪酸所 需的去饱和酶活性很低，合成长链多不饱和脂肪酸的 能力较弱，导致DHA合成较少，不能满足其生长发育 所需的营养需求，必须外源补充DHA［5］。 早产缩短了 DHA在胎儿体内的积聚，早产儿需有更快生长发育速 率，因而对DHA的需要量更大。 随着社会的不断发展 和进步， 很多年轻妈妈因为某些原因不能给孩子哺 乳，而是购买婴儿配方奶粉喂养婴儿，婴儿配方奶粉 作为主食一直要吃到十个月大。 故应在婴儿配方奶粉 中强化DHA。添加多不饱和脂肪酸调整婴儿配方奶粉 中的脂肪的比例， 已有美国惠氏药厂进行了申报， DHA按 0.4～1.8g/ kg添加。 在婴儿出生后的第一周就 开始喂养补充 DHA 的婴儿配方奶粉，有利于婴儿的 视觉、运动和认知发育。 用补充了 DHA的奶粉喂养的 婴儿与用普通奶粉喂养的婴儿相比，都表现出更好的 视力准确性，在解决问题的测试中表现更好，在神经 发育测试中的得分更高［16-18］。 DHA是母乳中的多不饱和脂肪酸， 对婴幼儿视 功能完善和智力发育具有重要意义。 1994年，联合国 粮农组织和世界卫生组织 (FAO/WHO)正式推荐在 婴幼儿配方奶粉中添加。 1998年，美国惠氏推出了添 加了AA（二十碳四烯酸）和DHA的婴幼儿配方奶粉 S-26Gold， 标志着以提高智力发育为特点的新一代 婴幼儿配方奶粉的问世， 成为婴幼儿配方奶粉发展 历史上的又一个重要的里程碑。 2000年，美因著名的 婴儿营养专家Birch教授完成了一项随机临床试验， 证实AA十DHA婴幼儿配方奶粉对婴幼儿智力发育 具有显著促进作用。 这一试验结果使得一向以严格 专题论述 Monographs 46 Vol.37，No.2 2009(total 219) 著称的FDA于2001年以GRAS Notice No.000080批 准了DHA在婴幼儿配方奶粉中应用。 2002年， 美赞 臣和雅培在美国市场推出添加DHA的婴幼儿配方奶 粉，2003年， 雀巢公司也推出了添加DHA的婴幼儿配 方奶粉［18，19］。 2 DHA在生产应用中的稳定性 2.1 存在的问题 DHA已在食品中显示极好的开发前景，一些添加 DHA乳制品、饮料、糖果等已在市场出现，特别是婴幼 儿配方食品受到极大关注。 不过，在DHA的生产及其 应用过程中，往往都会遇到两大难题———氧化和异腥 味，这已成为其在食品中广泛应用的瓶颈。 DHA分子中富含不饱和双键，对氧气、光和热敏 感，极易氧化降解。 DHA的氧化首先就是造成食品中 其含量降低，使其功效受到影响；其次，氧化的产物有 害健康，摄入体内会引起脂质过氧化，诱发各种生理 异常而引起疾病的发生；另外，氧化产物还会与食品 中的蛋白质反应，也会引发食品中其他氧敏感成分的 氧化， 从而使食品的营养价值及货架期受到影响。 DHA的氧化也是产生腥异味的重要原因，多不饱和脂 肪酸氧化的最终产物是各种具有挥发性的低级醛、 酮，这些物质使食品出现鱼腥味、油漆味、青草味以及 金属味等异味［19］。 2.2 影响DHA氧化稳定性的因素 多不饱和脂肪酸的氧化通常主要是以自动氧化 的方式进行，遵循自由基链式反应的机制，影响因素 主要包括内在因素和环境因素。 2.2.1 影响DHA稳定性的内在因素 多不饱和脂肪酸分子链含有双键是引起氧化的 内在关键因素。 含双键数目越多，不饱和度越高，就越 容易氧化。 研究人员研究了不同不饱和度脂肪酸的氧 化情况，结果表明脂肪酸的氧化能力与脂肪酸分子链 中双键数呈正相关［20，21］。 DHA中含有6个碳碳双键，不 饱和度高， 易与氧化剂发生氧化还原反应， 生成醛、 酮、酸、醇及环氧化物等。DHA分布在甘油三酯中的不 同位置氧化稳定性也各不相同。DHA数为1时，分布在 甘油三酯C-2上不易氧化；DHA数为2时，分布在甘油 三酯C-1和C-3上，不易氧化。 2.2.2 影响DHA稳定性的环境因素 引起多不饱和脂肪酸自动氧化的环境因素主要 有氧、温度、光照以及金属离子。 氧是引起多不饱和脂 肪酸自动氧化最主要的因素， 与氧接触程度越大，氧 化速度就越快；温度也是影响多不饱和脂肪酸氧化非 常主要的因素，温度升高会加速多不饱和脂肪酸的氧 化，特别是高度不饱和脂肪酸，对热十分敏感，研究显 示，在21~63 ℃范围内，温度每上升16 ℃，氧化速度就 加快一倍；光照使氧分子活化，促进氧在不饱和双键 处加成形成臭氧化合物，从而加速多不饱和脂肪酸的 氧化；过渡金属钙、铁、锰、钴等金属离子对氧化反应 有催化作用，在光照下促进氢过氧化物的分解，促进 脂肪酸中活性亚甲基的C-H键断裂，使氧分子活化以 及促进氧化物的分解。 2.3 生产应用中抑制DHA氧化的措施 在DHA的生产使用过程中通过避光、低温、隔绝 空气氧、络合金属离子以及添加抗氧化剂，能有效减 缓氧化，提供产品的稳定性。 实际生产中选用稳定的 DHA化学剂型对于缓解产品的氧化和腥异味的产生 是十分重要的。 目前，广泛应用的DHA化学剂型主要 是乙酯和天然甘油三酯。 食品中强化DHA，需要首先 将DHA制成微胶囊，通过微胶囊化后，DHA变成能自 由流散的粉末，易于与其它食品物料混匀；微胶囊化 可延缓DHA的氧化降解， 微胶囊化还能掩盖DHA油 源的腥异味。 DHA产品的异腥味主要来源于油源本身气味以 及DHA的哈败味，氧化哈败味是加重产品异腥味的重 要因素。目前，市售的DHA微胶囊产品，主要采用喷雾 干燥微胶囊化技术， 产品具有水溶性好、DHA含量易 于调整、流动性好等优点。 但是，此类产品在应用过程 中也存在不足，主要表现在：油源情况（种类、新鲜度、 溶氧水平）、 包埋效果 （微囊壁的孔隙和裂缝、 表面 油）、加工温度等。 较高的喷干温度往往在一定程度上 刺激了DHA的氧化，不新鲜的油源严重影响终产品的 氧化稳定性。 包埋率高达99%的变性淀粉包埋不如包 埋率95%的阿拉伯胶包埋稳定， 说明壁材的抗氧化效 果尤为重要［22，23］。 3 结束语 DHA属于长链多不饱和脂肪酸，具有特殊的生理 功能。 对胎儿、婴儿智力和视力发育至关重要，对防治 心血管系统疾病、癌症、炎症等也具有积极的防治作 用。 广泛地应用于食品和功能性食品中，显示极好的 开发前景。 但由于其自身的结构特性，添加了DHA的 食品在加工、贮存和运输过程中，在外界环境因素的 作用下，很容易氧化变质，产生不良气味，导致食品品 质下降，货架期缩短，严重者可危害消费者身体健康。 因此，通过了解DHA的生理功能、研究其在食品中的 稳定性，对开发新产品、更好的发挥DHA的生理作用、 提高产品质量及人们的生活水平，具有重要的意义。 参 考 文 献： [1] 卢定强 ,陈钧 .二十二碳六烯酸和脑的健康 [J].江苏理工大学学报 ， Monographs专题论述 47 2009年第 37卷第 2期（总第 219期） 专题论述 Monographs 1996，17（5）：10-15. 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