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亚麻酸
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α-亚麻酸研究进展
时间:2011-10-8 17:06:22   浏览次数:次  
摘要: α-亚麻酸属于n-3系列多不饱和脂肪酸,分子结构为△9,12,15一18:3,主要来源于陆地植物,如杜仲、蓉香、亚麻、紫苏等。在体内代谢过程中,它主要作为EPA和DIJA前体物质,并具有降低胆固醇、血脂,预防心血管疾病、保护视力和抑制过敏反应等功能。该文主要介绍a一亚麻酸的来源、分离提取方法进展及生理功能,并对a-亚麻酸发展前景进行展望。
关键词:a-亚麻酸;多不饱和脂肪酸;n-3系列脂肪酸
  亚麻酸可以分为a-亚麻酸和γ-亚麻酸二种,它们均为十八个碳原子三个双键直链脂肪酸,相对分子量为278。其中,a-亚麻酸结构为顺9,顺12,顺15十八碳三烯酸,简记为△9,12,15一18:3; γ-亚麻酸结构为顺6,顺9,顺12十八碳三烯酸,简记为△6,9,12一18:3。二者差异仅在于其中一个双键位置不同。在天然油脂中,根据多不饱和脂肪酸甲基端距离最近双键碳原子数不同将不饱和脂肪酸分为3个系列:以油酸为主n-9系列;以亚油酸、γ-亚麻酸、花生四烯酸为主n-6系列:以a-亚麻酸、EPA、DHA为主为n-3系列,这3个系列脂肪酸在体内不能相互转化。n-3系列a-亚麻酸可在体内代谢为EPA和DHA[1],所以a-亚麻酸具有类似与EPA和DHA生理功能和化学特性。
1 a-亚麻酸资源
  a-亚麻酸主要来源于陆地植物。徐爱遐等[5]对自然界中含a-亚麻酸植物含油量、a-亚麻酸含量、资源分布、原料价格等进行比较研究。分析认为苏子和亚麻籽是目前含油量高、资源丰富、原料价格低廉,富含a-亚麻酸植物;轮叶戟是一种具有开发前景富含a-亚麻酸植物。其中,苏子是现有已知植物中a-亚麻酸含量最高物种,含油量为45%一50%,a-亚麻酸含量
  在60%左右[2]。亚麻籽含油35%以上,其a-亚麻酸含量仅次于苏子,在50%以上,高的可达60%[3]。其它一些亚麻酸资源如:接骨木(3921%)[4]、狼籽草(26.88%)[5]、黑加仑(14.75%)[6]、微孔草(13.6%)[7]、蕾香(61.8%*)、风车草(59.0%*)、香蕾(64.9%*)、薄荷(43.1%*)、狭叶荆芥(59.4%*)、罗勒(62.9%*)、黄祀(503%*)、化香树(53.6%*)、独行菜(54.2%*)和辽宁碱蓬(62.4%*)[8]。(*:为亚麻酸在脂肪酸中含量。)
2 a-亚麻酸分离提取研究进展
  由于a-亚麻酸和γ-亚麻酸是同分异构体,性质接近,到目前为止尚无一个很好分离方法,本文主要介绍各种提取方法基本原理、优点和不足。
2.1分子蒸馏法
  分子蒸馏法是利用脂肪酸分子量大小差异进行分离,该方法对设备要求较高,且很难将与亚麻酸分子量相近脂肪酸分开,在应用上有一定局限性。金波等[9]用分子蒸馏和超临界萃取相互结合分离小麦胚芽油中不饱和脂肪酸。长城生物产业有限公司等发明阿法林分子化提取技术,并用该技术在自己培养种植草本植物成功提取纯度高达70%a-亚麻酸,科研成果居世界领先水平。
2.2尿素包合法
  尿素包合法主要是基于脂肪酸不饱和度和碳链长度不同特点进行分离。当尿素溶解于甲醇有机溶剂中,遇到直链脂肪酸、酷醇等有机物时,尿素分子之间通过强大氢键力在有机物周围形成六方晶系,即尿素包和物。尿素包和物为各种形状晶体,低不饱和脂肪酸尿素包和物一般是短而粗晶体,不稳定,利用这一性质可将亚麻酸与直链饱和酸等分开,此种方法所需设备和操作简单,易于推广和应用。韩喜江等[10]用此方法分离提纯紫草油中亚麻酸;张海满等[11]用此法从亚麻油中提取a-亚麻酸,纯度达87%;张燕平[12]等采用碱法精炼苏子粗油,再使用服包合法纯化a-亚麻酸,可将a-亚麻酸含量从粗油57.05%提高到84.24%。
  SangukKim等认为采用脉包法纯化苏子油中a-亚麻酸,效果显著,设备简单,容易操作。但要进一步纯化a-亚麻酸,还需采用多次脉包合,或与分子蒸馏法,膜分离技术,超临界萃取等方法相结合[13,14]。北京万福特工贸公司夏宗建等发明一种从亚麻油中分离提取a-亚麻酸方法,工艺过程是:皂化一尿素包合得到a-亚麻酸和亚油酸混合物,总回收率达到60.4%,富集率达95%以上。中科院新疆理化技术研究所吾满江利用尿素包合法、薄膜蒸发技术和分子蒸馏技术生产a-亚麻酸乙醋。
2.3银离子络合法
  银离子络合法是利用脂肪酸不饱和度差异进行分离方法,根据脂肪酸双键数不同,基于银离子与碳碳双键形成极性络合物双键越多、络合作用越强,并据作用力不同而达到分离目的,这种方法在EPA、DHA分离上得到广泛应用。刘冬等用硝酸银柱层析法由亚麻籽制备a-亚
  麻酸甲脂,纯度可达97%。殷丽君[15]等探讨从喜树种子油中使用硝酸银络合法提取纯化亚麻酸工艺,研究结果表明,最佳硝酸银络合浓度为4mol/L,络合温度低于15℃,时间2h,得到a-亚麻酸相对含量可达91.25%,利用该法可较好纯化喜树果实油脂中a-亚麻酸。
  银离子与不同类型脂肪酸中碳碳双键络合机理及在a-亚麻酸分离方面应用前景有待于进一步研究。
2.4柱色谱分离
  柱色谱分离主要是利用脂肪酸极性大小差异进行分离。在实验中分离a-亚麻酸较多,是一种在实验中和商业上用于生产高含量n-3产品有效方法。张海满等[16]采用反相液液色谱分离a-亚麻酸,固定相为非极性,流动相为极性,上样前样品进行甲醋化,可达到最佳分离效果。
2.5真空冷榨法
  胡晓军等[17]以晋亚8号亚麻籽为原料,采用冷榨方法,控制加工过程中温度,在高度真空环境下生产亚麻油中a-亚麻酸含量达53.6%,比传统压榨制取亚麻油中a-亚麻酸含量提高38.86%,样品理化指标达到和超过国家色拉油标准。
3 a-亚麻酸生理代谢及功能
  a-亚麻酸在体内可直接进行分解代谢,代谢产物作为人体细胞膜组成成份,成为重要结构物质,其中最重要的是DHA和EPA等多不饱和脂肪酸及PG(前列腺素)。EPA可衍生为PGG3,PGG3进而生成PGH3,PGH3又会生成TXA3、PGI3,PGI3也叫前列腺环素,它可以扩张血管、抑制血小板凝集、改善血液循环;TXA3又称血栓素A3,其作用与PGI3基本相同,可阻止血管收缩和血小板凝集。作用机制与提升环磷腺昔(cAMP)浓度密切相关,因为cAMP可使血小板内环氧化酶活性下降,从而使TXA2(血栓素A2,是一种促进血液凝集重要物质)生成减少,防止血栓形成。DHA和EPA是脑、视网膜等组织细胞膜重要成份,它们选择性渗入大脑皮质、视网膜、肇丸和精子等中,参与构成乙醇胺磷脂和神经磷脂。DHA和EPA参与到神经元细胞膜磷脂中,使细胞膜液态流动性提高,通透性增加,细胞充满活力。DHA对大脑神经细胞分裂、增殖、神经传导、突触生长和发育起着极为重要作用,是大脑形成和智力开发必需物质,并对大脑各项功能都有极大影响[18]。大量基础研究、流行病学调查、动物试验及临床观察表明,a-亚麻酸以下几方面生理功效,已被国际医学界、营养学界所认可。
3.1降低胆固醇含量
  n-3系列多不饱和脂肪酸被认为是动脉硬化保护神,但其在胆固醇代谢过程中作用尚不清楚。Arme Morise等[19]将雄性和雌性大鼠分别用含有12.5%亚麻酸(亚麻籽油)和饱和脂肪酸(黄油)饲料连续饲养9周。亚麻酸组大鼠血浆胆固醇含量低,与饱和脂肪酸组相比,LDL降低35%,HDL降低17%,葡萄糖降低20%,LDL/HDL降低27%。亚麻酸组肝胆固醇较饱和脂肪酸组低2.7倍,而HDL受体(SR--BI)浓度和HMGCoA还原酶和胆固醇7一经化酶活性比饱和脂肪酸组高30%一50%。相对来说,LDL受体浓度变化不大。雌性大鼠变化更大,LDL浓度下降24%,血浆甘油三酷浓度下降34%。因此,性别对亚麻酸降低胆固醇能力有一定差别,可推断脂肪酸代谢受到性别基因操控,这样就可解释雄性大鼠对饱和脂肪酸更加敏感原因。
3.2抑制过敏反应、抗炎作用
  a-亚麻酸可降低多核白细胞(RMNS)及肥大细胞膜磷脂中花生四烯酸(AA)含量,使过敏反应发生时AA释放量减少,从而降低LT4(白三烯)生成;代谢产物EPA还有与AA竞争△5去饱和酶作用;a-亚麻酸对过敏反应中间体RAF(血小板凝集活化因)有抑制作用,所以认为,a-亚麻酸对过敏反应及炎症有抑制效果[20]。临床研究得出,牛皮癣发病机理主要由花生四烯酸代谢紊乱所致,而摄入一定量EPA后症状得以减轻。Caughcy等[21]研究表明,健康人补充亚麻籽油(约含56%ALA)4周,发现体内白细胞EPA浓度提高,IL-lβ和TNF-a产生被抑制约30%;主要原因是a-亚麻酸摄入体内后,EPA细胞浓度增高,EPA能抑制细胞因子产生。所以,提高体内细胞EPA浓度方法是增加EPA前体物质a-亚麻酸摄入。
3.3保护视力
  视网膜中,特别是视细胞外DHA特别多,如果缺乏,视力就会下降,视网膜反射能力恢复时间延长;而a-亚麻酸作为DHA前体物质,可提高和保护视力。BOurre等[22]采用全合成饲料对Wistar大鼠进行两代喂养,以Morris水迷宫、视网膜电位测定仪及气相色谱仪进行第二代大鼠学习记忆、视网膜电位及肝、脑脂肪酸构成分析。结果表明,a-亚麻酸能促进大鼠脑、视觉发育,提高仔代大鼠学习记忆能力和视网膜电位;并提高肝总脂中C18:3酸、C20:5酸和脑总脂中C22:6酸百分含量;而a-亚麻酸缺乏将对脑、视觉发挥正常功能造成不利影响。
3.4增强智力
  Franees等[23]认为健全大脑绝对不可缺少脂肪酸,特别是a-亚麻酸,脂肪酸为大脑提供所需能量,人脑能从事高度复杂工作,离不开高质量脂肪酸。wainwrlght进一步研究发现,a-亚麻酸可进一步延伸碳链,增加双键个数,生成EPA和DHA,而DHA在脑神经细胞中大量集存,是大脑形成和智商开发必需物质。
3.5抑制衰老
  随年龄增加,体内各种自由基量不断增多,而谷胧甘肤过氧化物酶(GSH-Px)及超氧化物歧化酶(SOD)数量逐渐降低,活性逐渐减弱,造成自由基代谢物丙二醛(MDA)生成增多,使细胞受到损伤,组织器官功能下降。摄入a-亚麻酸后,GSH-Px及SOD活性增强,MDA生成减少,这是a-亚麻酸抗衰老基本作用方式。
3.6降血脂
  a-亚麻酸代谢产物对血脂代谢有温和调节作用,能促进血浆低密度脂蛋白(LDL)向高密度脂蛋白(HDL)转化,使低密度脂蛋白降低,高密度脂蛋白升高,从而能达到降低血脂,防止动脉粥样硬化。
3.7预防心脑血管病
  促成血栓形成重要因素是血小板凝集过程。a-亚麻酸可改变血小板膜流动性,从而改变血小板对刺激反应性及血小板表面受体数目,所以,可有效防止血栓形成。有关该方面论著已很多,不再赘述。
3.8降低临界性高血压
  血压在145/90mmHg~160/95mmHg之间叫临界性高血压,是初期性高血压;若长期使用降压药,易引起许多不良反应。a-亚麻酸代谢产物能扩张血管,增强血管弹性,从而起到降血压作用。
3.9抑制癌症发生和转移
  正常体细胞会因机体功能失衡而产生病变,而癌细胞形成后会产生大量能抑制多种免疫细胞机能的二烯前列腺素,降低人体免疫系统功能,使癌细胞得以增殖和转移。a-亚麻酸代谢产物可直接减少致癌细胞生成量,同时削弱血小板凝集作用,抑制二烯前列腺素生成,恢复及提高人体免疫系统功能,从而能有效防止癌症形成及抑制其转移。
4 a-亚麻酸发展前景
  鉴于a-亚麻酸所具有重要生理活性和人体普遍缺乏现状,联合国粮农组织1978年宣布将其作为人类食物中必需成分,1993年又决定在世界范围内专项推广。20世纪90年代以来,美国等许多国家立法规定,在指定食品中必须添加a-亚麻酸及其代谢物方可销售。2002年4月,在我国上海召开“必需脂肪酸与人类营养健康国际研讨会”上,世界卫生组织公布21世纪威胁人类生命“四大杀手”一心脑血管病、癌症、糖尿病、痴呆症。而a一亚麻酸对防治“四大杀手”有显著作用,所以被会议定为“21世纪绿色营养保健食品”。我国医学界和营养界专家纷纷呼吁国家立法,国家食品与营养发展战略专家也正积极规划,专项推广补充a-亚麻酸。
  从我国食物结构来看,脂肪来自动物脂和植物油约各占一半。动物性食物所提供大多是饱和脂肪酸,而植物油则提供大多为不饱和脂肪酸。因此,植物油对人体膳食各脂肪酸比例达到l:1:l(4~6:l)标准起到至关重要作用。我们日常饮食中最缺乏必须脂肪酸是a-亚麻酸,我国沿海地区食物中有丰富海产品,一般不会缺少a-亚麻酸;而内陆大部分地区饮食中a-亚麻酸严重缺乏。据调查,我国这两种脂肪酸摄入比例为20~30:1,离我国提出营养标准4~6:1差距很大。以每日需a-亚麻酸l克计,我国每年至少需要51.1万吨,是一项市场前景广阔产业。
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