多不饱和脂肪酸的营养作用[指南]

多不饱和脂肪酸的营养作用[指南] 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、α- 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γ- 亚麻酸和花 生四烯酸 ,这一系列统称为 n - 6 系列。α- 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 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面活性。n - 3 PU FAs可以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 。γ- 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 ,导致动脉粥样硬 化的出现 。 李相勤等(1990)通过家兔实验证明亚油酸和γ- 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α- 亚麻酸抑制脂肪酸、甘油三酯合成及 加速β- 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 , TXA2、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α- 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 %α- 亚麻酸 ,则平均动脉压下降 667 Pa 2 。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 PU2 FAs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 FAs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 FAs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 4?1,10?1。 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 , γ- 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 PU2 FAs的纯度 ,并要解决其易氧 化问题。 3. 1 PU FAs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、γ- 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 ,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 FAs 2 。 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 ,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γ- 亚麻酸添加于 奶及奶粉中 ,生产γ- 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 PU 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 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. 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