1 脂肪酸的分類

脂肪酸是具有長(zhǎng)碳?xì)滏満鸵粋€(gè)羧基末端的有機(jī)化合物的總稱。自然界約有40多種脂肪酸，但能被人體吸收利用的卻只有偶數(shù)碳原子的脂肪酸，人體所含的脂肪酸一般為14-24個(gè)碳原子，只有視網(wǎng)膜例外，含有多達(dá)36個(gè)碳原子的脂肪酸。脂肪酸根據(jù)碳?xì)滏滐柡团c不飽和的不同可分為三類，即：飽和脂肪酸（saturated fatty acids，SFA），碳?xì)渖蠜]有不飽和鍵；單不飽和脂肪酸（Monounsaturated fatty acids，MUFA），其碳?xì)滏溣幸粋€(gè)不飽和鍵；多不飽和脂肪（Polyunsaturated fatty acids，PUFA），其碳?xì)滏溣卸€(gè)或二個(gè)以上不飽和鍵。動(dòng)物脂肪主要由飽和脂肪酸組成。在室溫下為固體，而植物油則主要由不飽和脂肪酸構(gòu)成，室溫下一般為液態(tài)。脂肪酸根據(jù)碳鏈長(zhǎng)度的不同又可將其分為短鏈脂肪酸( short chain fatty acids, SCFA)，其碳鏈上的碳原子數(shù)小于6，也稱作揮發(fā)性脂肪酸( volatile fatty acids, VFA)；中鏈脂肪酸（Midchain fatty acids，MCFA），指碳鏈上碳原子數(shù)為6-12的脂肪酸，主要成分是辛酸（C8）和癸酸（C10）；長(zhǎng)鏈脂肪酸（Longchain fatty acids，LCFA），其碳鏈上碳原子數(shù)大于12。脂肪酸還有必需脂肪酸與非必需脂肪酸之分，必需脂肪酸(essential fatty acid , EFA)是指人體不可缺少而自身又不能合成，必須通過食物供給的脂肪酸。不飽和脂肪酸一般含有一個(gè)或兩個(gè)以上的雙鍵，雙鍵之間總是隔有一個(gè)甲基，這些雙鍵的主體構(gòu)型分為兩種，即順式脂肪酸和反式脂肪酸（表1），順式脂肪酸（Cis-form fatty acids，cis-）為植物和動(dòng)物脂肪酸的天然形式。反式脂肪酸（Trans fatty acids，Trans-）反式雙鍵的形成通常由于β氧化引起順式雙鍵重新排列及油脂的加工（氫化過程，目的是降低不飽和度），某些動(dòng)物胃腸內(nèi)的微生物也可以合成反式雙鍵的脂肪酸。反式脂肪酸也包括單不飽和反式脂肪酸與多不飽和反式脂肪酸。各種脂肪酸的結(jié)構(gòu)不同，功能也不一樣，對(duì)它們一些特殊功能的研究是營(yíng)養(yǎng)學(xué)一個(gè)重要的研究開發(fā)領(lǐng)域。目前認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)學(xué)上最具價(jià)值的脂肪酸有兩類：①n-3系列不飽和脂肪酸，即從甲基端數(shù)，第一個(gè)不飽和鍵在第三和第四碳原子之間的各種不飽和脂肪酸；②n-6系列不飽和脂肪酸，從甲基端數(shù)，第一個(gè)雙鍵在第六和第七碳之間。

表1.1 常見的脂肪酸

Table1.1 The familiar fatty acids

名稱

代號(hào)

丁酸（butyric acid）

C4:0

己酸（caproic acid ）

C6:0

辛酸(caprylic acid)

C8:0

癸酸(capric acid)

C10:0

月桂酸 (lauric acid)

C12:0

肉豆蔻酸(myristic acid)

C14:0

棕櫚酸(palmitic acid)

C16:0

棕櫚油酸(palmitoleic acid)

C16:1,n-7cis

硬脂酸(stearic acid)

C18:0

油酸(oleic acid)

C18:1,n-9cis

反油酸(elaidic acid)

C18:1,n-9trans

亞油酸(linoleic acid)

C18:2,n-6,9,all cis

a-亞麻酸(a-linolenic acid)

C18:3,n-3,6,9,all cis

r-亞麻酸(r-linolenic acid)

C18:3,n-6,9,12 all cis

花生酸(arachidic acid)

C20:0

花生四烯酸(arachidonic acid)

C20:4,n-6,9,12,15 all cis

二十碳五烯酸(timnodonic acid,EPA)

C20:5,n-3,6,9,12,15 all cis

芥子酸(erucic acid)

C22:1,n-9 cis

二十二碳六烯酸(docosahexenoic acid)

C22:6,n-3,6,9,12,15,18 all cis

二十四碳單烯酸(神經(jīng)酸)(nervonic acid)

 C24:1,n-9 cis

2 對(duì)人體健康有重要影響的脂肪酸

2.1 單不飽和脂肪酸（MUFA）

單不飽和脂肪酸（MUFA）的碳鏈中只含有一個(gè)不飽和雙鍵，MUFA 可降低血漿總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白（LDL）的水平，但甘油三酯（TG）水平不升高，高密度脂蛋白（HDL）水平有所升高。MUFA 在降低冠心病的危險(xiǎn)性方面具有十分重要的意義。它主要是對(duì)凝血功能，血壓，血脂等方面進(jìn)行調(diào)節(jié)從而影響著冠心病的發(fā)生。

2.1.1 MUFA 對(duì)凝血功能的影響

首先是對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞功能的影響，內(nèi)皮細(xì)胞通過釋放舒血管和縮血管物質(zhì)來調(diào)節(jié)血管的緊張度，內(nèi)皮細(xì)胞分泌的多種代謝產(chǎn)物與血液凝固、血纖蛋白溶解、黏附等有關(guān)。MUFA 可通過影響動(dòng)脈壁中不同物質(zhì)對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的過程發(fā)揮作用。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，細(xì)胞脂質(zhì)中的油酸可在動(dòng)脈內(nèi)膜選擇性吸附單核細(xì)胞，減少幾種內(nèi)皮白細(xì)胞黏附分子的表達(dá)。油酸同時(shí)使這種細(xì)胞mRNA 減少，干擾一種重要的轉(zhuǎn)錄因子κB的活性，該因子可控制內(nèi)皮細(xì)胞的活性。MUFA 預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化可能是由于它改善了內(nèi)皮白細(xì)胞黏附因子的基因表達(dá)。在一項(xiàng)測(cè)定LDL 阻抑銅離子誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)中，MUFA 豐富的食物組的阻抑作用最大。在攝入MUFA 階段中，LDL 導(dǎo)致的單核細(xì)胞粘連到內(nèi)皮細(xì)胞上的程度較對(duì)照組低。Tsimikas 等[1] 的實(shí)驗(yàn)表明，MUFA 可阻抑LDL 向炎性前期物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使LDL的修飾達(dá)到最小限度。另有實(shí)驗(yàn)表明：MUFA可降低血漿中von Willebrand因子、提高組織因子通路抑制劑（TFPI）和組織型纖溶酶原激活劑的水平，而這些物質(zhì)均來源于內(nèi)皮細(xì)胞。高膽固醇血癥患者的內(nèi)皮細(xì)胞功能失調(diào)或缺失是動(dòng)脈粥樣硬化發(fā)生的重要原因之一。膳食是治療高膽固醇血癥的基礎(chǔ)，膳食療法可恢復(fù)內(nèi)皮依賴性擴(kuò)張至正常水平。研究表明在攝入高M(jìn)UFA 的膳食期間，內(nèi)皮依賴性擴(kuò)張明顯增加，血P-selectin水平降低，說明高M(jìn)UFA 膳食可通過降低LDL 的水平影響內(nèi)皮細(xì)胞，促進(jìn)血管的內(nèi)皮依賴性擴(kuò)張，降低P-selectin。平滑肌細(xì)胞增生在動(dòng)脈粥樣硬化損傷過程中具有重要作用，實(shí)驗(yàn)證明，在攝入MUFA 期間[2]，LDL抗氧化修飾作用明顯增強(qiáng)，胸苷摻入到DNA 的量明顯減少，故認(rèn)為富含MUFA 膳食可減少平滑肌細(xì)胞。

其次是對(duì)凝血功能的影響，血栓形成是冠心病的臨床癥狀之一，而血小板聚集、血液凝固和血纖蛋白溶解共同影響著血栓的形成。MUFA 可減少膠原誘導(dǎo)的血小板聚集而影響凝血過程。也有資料證明MUFA可降低血栓形成因子FVⅡ的水平[3]，但也有對(duì)FV Ⅱ因子沒有影響的報(bào)道[4]。還有實(shí)驗(yàn)提示MUFA 可降低組織因子在單核細(xì)胞中的表達(dá)[5]。

MUFA對(duì)血纖蛋白溶解也有影響。在血栓形成過程中，血纖蛋白溶解有重要作用，是通過組織型纖溶解酶原激活劑和抑制劑之間的平衡調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示，攝入富含MUFA膳食導(dǎo)致抑制劑血漿濃度降低，提示血纖蛋白溶解活性升高。還有實(shí)驗(yàn)表明富含MUFA 的地中海膳食具有防止血栓形成的作用[6]。

2.1.2 MUFA 對(duì)血壓的影響[7-8]

MUFA 具有降低血壓的作用，收縮壓和舒張壓均可下降3%～9%。MUFA 能降低冠心病發(fā)病的危險(xiǎn)性達(dá)27%，為高血壓的預(yù)防提供了一條營(yíng)養(yǎng)途徑。在地中海國(guó)家心血管疾病死亡率比美國(guó)低，可能與膳食中富含MUFA 有關(guān)[9]。其作用機(jī)制尚不十分清楚，可能與膳食中的MUFA 影響了內(nèi)皮細(xì)胞功能，包括調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞依賴性舒縮功能有關(guān)。

2.1.3 MUFA 對(duì)血脂的影響

LDL 的氧化修飾是動(dòng)脈粥樣硬化的初始原因，當(dāng)LDL 顆粒中MUFA 含量較高時(shí)，其LDL 的氧化敏感性則降低[10]。Baroni等對(duì)高膽固醇血癥患者的研究中表明[11]：MUFA 含量多的LDL 則不易被氧化修飾。有人認(rèn)為橄欖油的抗LDL 氧化作用可能與其中含有多酚類化合物有關(guān)[12-13]。有人對(duì)花生油的研究證實(shí)[14]：富含MUFA 的花生油可降低血漿中的LDL濃度，升高HDL 的濃度，從而可降低冠心病的發(fā)病危險(xiǎn)性18.4%～21.7%。

2.2 多不飽和脂肪酸（PUFA）

多不飽和脂肪酸具有廣泛而重要的生物學(xué)功能，PU FA 主要包括n-3、n-6 和n-9 系列脂肪酸。但有重要生物學(xué)意義的是n-3 和n-6 PU FA。其中的亞油酸(LA ) 和a-亞麻酸(a-LNA ) 是人類必需脂肪酸(EFA ) , 它們分別是n-6 和n-3 多不飽和脂肪酸(PU FA ) 的前體。n-6 和n-3 PU FA中的花生四烯酸(AA ) 和廿碳五烯酸(EPA )是類廿碳烷酸化合物(eico sano ids) 的前體，而廿二碳六烯酸(DHA ) 是腦和視網(wǎng)膜的重要脂質(zhì)成分，腦和視網(wǎng)膜的功能發(fā)育需要n-3PUFA。

PU FA s與類脂質(zhì)結(jié)構(gòu)、代謝及精子的形成等有關(guān)。多不飽和脂肪酸是組成組織細(xì)胞生物膜必不可少的成份, 它在體內(nèi)參與磷脂的合成, 并以磷脂的形式出現(xiàn)在線粒體和細(xì)胞膜中，磷脂成分是決定細(xì)胞膜功能的重要因素。用單核細(xì)胞、原核生物和實(shí)驗(yàn)酵母模型研究表明, 細(xì)胞膜的生物起源和完整性需要PU FA。PU FA 可促進(jìn)細(xì)胞膜的流動(dòng)性和組裝[15]。哺乳動(dòng)物細(xì)胞膜形成需要由膳食提供n-3 和n-6 PU FA。在細(xì)胞分裂期間需要某些PU FA 支撐線粒體膜的復(fù)制和組裝，若PUFA 供應(yīng)不足致使線粒體組裝失敗, 導(dǎo)致子代細(xì)胞缺失線粒體DNA , 從而積聚的小型突變體較長(zhǎng)時(shí)間不能形成有功能的線粒體。

PUFA對(duì)基因表達(dá)具有調(diào)節(jié)作用，PU FA 對(duì)基因表達(dá)的調(diào)控可直接控制細(xì)胞核的活動(dòng), 以調(diào)控某些基因的轉(zhuǎn)錄[ 16 ] 。PU FA 對(duì)肝臟脂肪生成的抑制作用是通過抑制肝臟脂肪生成和糖酵解酶(如脂肪合成酶) 基因?qū)崿F(xiàn)的。與此相反, 飽和或單不飽和脂肪酸則無此作用。

PUFA可防治心血管疾病，它對(duì)于防治心血管病的作用是多方面的。N-3 PU FA 抗心律不齊, 主要是抗心室纖顫效應(yīng), 其機(jī)制是游離形式的PU FA 能使心肌細(xì)胞導(dǎo)電性更加穩(wěn)定, PUFA 的直接和特異性電生理效應(yīng)阻斷快電壓依賴型鈉離子通道。游離脂肪酸直接與鈉通道蛋白結(jié)合, 從而引起該通道不活潑狀態(tài)的延長(zhǎng)。 PUFA 影響動(dòng)脈粥樣硬化形成和炎癥,是因?yàn)镻U FA 有調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞激活和細(xì)胞因子的功能。在缺乏膳食PUFA 時(shí), 可提高人體對(duì)白細(xì)胞與血管內(nèi)皮細(xì)胞相互作用病理過程的敏感性。

PUFA在生長(zhǎng)發(fā)育中也起到了重要的作用，n-6 PU FA 促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育, 除AA 能增加與生長(zhǎng)有關(guān)的早期反應(yīng)基因c-f os 和E g r-1 的表達(dá)從而誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)外, 還有AA 衍生的PG2 系列調(diào)節(jié)下丘腦功能，盡管n-3PU FA 的促生長(zhǎng)作用很弱, 但對(duì)腦和視網(wǎng)膜、皮膚和腎功能的健全十分重要。對(duì)羅猴的研究證實(shí), 在妊娠期限制n-3 PUFA 的攝入,可影響子代視力, 損傷學(xué)習(xí)能力, 出現(xiàn)異常視網(wǎng)膜電流圖(ERG) 和煩渴。對(duì)小鼠的研究發(fā)現(xiàn), 隨年齡增長(zhǎng)的△4 脫飽和酶系統(tǒng)的損傷,可能是造成視網(wǎng)膜DHA 濃度下降的原因。

大量實(shí)驗(yàn)表明，多不飽和脂肪酸還具有較好的抗癌作用，其抗癌機(jī)理主要有四個(gè)方面：①ω-3脂肪酸干擾ω-6多不飽和脂肪酸的形成，并降低花生四烯酸的濃度，降低促進(jìn)PGE2 生成的白細(xì)胞介素的量，進(jìn)而減少了被確信為對(duì)癌發(fā)生有促進(jìn)作用的PGE2 的生成；②癌細(xì)胞的膜合成對(duì)膽固醇的需要量大，而ω-3脂肪酸能降低膽固醇水平，從而能抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)；③在免疫細(xì)胞中的DHA和EPA產(chǎn)生了更多的有益生理效應(yīng)的物質(zhì)，參與了細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控，提高了機(jī)體免疫能力，減少了腫瘤壞死因子；④ EPA 和DHA 大大增加細(xì)胞膜的流動(dòng)性，有利于細(xì)胞代謝和修復(fù)，阻止腫瘤細(xì)胞的異常增生[17-18]。

Zhu 等研究發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)后的乳癌病人，攝入的EPA 和DHA 在膳食中的比例及乳腺脂肪組織中DHA 占磷脂的比例，明顯低于乳腺良性疾病病人，建議攝入ω-3脂肪酸可以預(yù)防（尤其是絕經(jīng)后婦女）乳癌的發(fā)生[19]。

除此之外，多不飽和脂肪酸還能防止皮膚老化、延緩衰老、抗過敏反應(yīng)以及促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)等。

   近年來，ω-3 多不飽和脂肪酸EPA 和DHA逐漸成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)，這與其重要的生理功能有關(guān)，DHA 和EPA 主要存在于深海冷水魚體內(nèi)，海魚隨季節(jié)、產(chǎn)地不同，魚油DHA 和EPA 含量在4%~40%之間，目前全球共有1000t DHA+EPA的年產(chǎn)量[20-22]。在海藻中也有大量的DHA 和EPA積累[23]。海水細(xì)菌中也有DHA 和EPA 存在，日本京都大學(xué)培養(yǎng)出產(chǎn)400μg 的細(xì)菌[24]。另外，有許多真菌DHA、EPA，目前已報(bào)道在高山被孢霉[25]、長(zhǎng)孢被孢霉[26]、終極腐霉[27]等真菌中發(fā)現(xiàn)EPA，在破囊壺菌中發(fā)現(xiàn)DHA[28]。主要的生理功能有抗凝血、防心血管疾??；降血脂、防動(dòng)脈硬化；健腦增智；保護(hù)視力；抗癌、抗炎等作用[28]。

由于EPA、DHA具有如此重要的生理功能，目前已在醫(yī)藥保健，食品工業(yè)，飼料工業(yè)等多方面廣泛應(yīng)用。

2.4  共軛亞油酸(conjugated linoleic acid，CLA )

共軛亞油酸（CLA )可以看成是由必需脂肪酸亞油酸衍生的共軛雙烯酸的多種位置和幾何異構(gòu)體的總稱，是亞油酸的一組構(gòu)象和位置異構(gòu)體，這些異構(gòu)體的共同特征為2個(gè)雙鍵直接通過1個(gè)碳-碳單鍵連接[29]。

許多食物中含有CLA，不過其含量都很低。反芻動(dòng)物來源的食品是最主要的CLA天然來源， 并且主要是具有生物活性的c-9， t -11異構(gòu)體。天然的CLA主要存在于瘤胃動(dòng)物如牛、羊的乳脂及肉制品中[12]，每克乳脂中含量從2-25 mg不等。c-9，t-11共軛亞油酸是亞油酸在厭氧的溶纖維丁酸弧菌亞油酸異構(gòu)酶催化下轉(zhuǎn)化而成的。老鼠大腸也能把亞油酸轉(zhuǎn)化為c-9，t-11異構(gòu)體，但在缺乏必要細(xì)菌的生物體內(nèi)不能發(fā)生這個(gè)轉(zhuǎn)化。反芻動(dòng)物腸道中厭氧的溶纖維丁酸弧菌產(chǎn)生的亞油酸異構(gòu)酶能使亞油酸轉(zhuǎn)化為CLA，且主要以c-9，t-11異構(gòu)體形式存在[30-31]。共軛亞油酸也少量存在于其他動(dòng)物的組織、血液中，但植物中CLA含量很少，海洋食品中CLA含量也很少。人類CLA的膳食來源主要是奶制品和反芻動(dòng)物的肉[32-33]。有人發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵乳制品中的CLA含量較原料乳要高得多，且奶酪等乳制品中CLA的含量受到加工過程、貯存期的影響[34]。牛乳和牛乳制品脂肪酸的CLA含量在4-17mg/g之間；羊肉脂肪酸的CLA含量為12 mg/g， 明顯比其它肉類的含量高；魚類脂肪酸的CLA含量在0.01%-0.09%之間， 而在植物油脂和人造黃油中沒有檢測(cè)到CLA [35]。在制備干酪過程中發(fā)現(xiàn)，提高加工溫度和添加劑乳清蛋白的濃度可增加產(chǎn)品中CLA的含量，牛肉燒烤之后CLA含量會(huì)有所增加[36]。

具有生物活性的c-9，t-11異構(gòu)體在植物食品中的含量很少。如在一般植物油中每克僅含有0.1 mg-0.7 mg CLA，且其中c-9，t-11異構(gòu)體的含量少于50 %。對(duì)食品進(jìn)行熱異構(gòu)化、部分加氫等工業(yè)處理也能產(chǎn)生共軛亞油酸的混合物，如火雞由于熱處理發(fā)生異構(gòu)化可生成CLA。但與用異構(gòu)化酶產(chǎn)生的產(chǎn)物不同的是，形成了一系列具有位置和幾何異構(gòu)的混合物。其中CLA的含量在每克脂肪2. 5 mg到11 mg之間，并且75 %以上的CLA是c-9，t-11異構(gòu)體。在常規(guī)食品處理和儲(chǔ)存中的氧化反應(yīng)對(duì)CLA沒有很大的影響?？傊?，自然界中CLA 的含量并不是很高。

研究結(jié)果表明，共軛亞油酸具有抗動(dòng)脈粥樣化形成，抗糖尿病、抗過敏、調(diào)節(jié)免疫、促進(jìn)生長(zhǎng)、降低身體脂肪并增加瘦肉量及影響骨骼形成等多種生理作用。在CLA的降脂作用方面，動(dòng)物研究表明，CLA能降低動(dòng)物脂肪，防止動(dòng)脈粥樣硬化，這與發(fā)揮生物活性的CLA 的主要異構(gòu)體c-9、t-11和t-10，c-12對(duì)脂肪代謝的影響密切相關(guān)。CLA能參與脂肪的分解和新陳代謝[37-39]，誘導(dǎo)能量利用，導(dǎo)致體重下降且不儲(chǔ)存脂肪。CLA 能防止脂肪和血小板在粥狀病變動(dòng)脈壁上沉積，這是CLA 抗粥樣硬化的主要原因。在這方面CLA的作用效果是亞油酸的5倍。同時(shí)，CLA還可降低血液中的膽固醇含量[40]。

2.5 反式脂肪酸（Trans fatty acids，TFA）

在以雙鍵結(jié)合的不飽和脂肪酸中，分子結(jié)構(gòu)上可能會(huì)出現(xiàn)順、反兩種幾何異構(gòu)體，TFA是指至少含有一個(gè)反式構(gòu)型雙鍵的脂肪酸，即：反式構(gòu)型C=C上2個(gè)碳原子所結(jié)合的氫原子分別位于雙鍵的兩側(cè)，空間構(gòu)象呈現(xiàn)形，與飽和脂肪酸相似。目前普遍認(rèn)為反式脂肪酸（TFA）是一種不可忽視的具有潛在危害因素的不飽和脂肪酸，過量攝入有害于人體健康。對(duì)TFA的警覺始自荷蘭和英國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)研究結(jié)果：人造奶油中的降低了有益的高密度膽固醇（HDL ） 的含量而使有害的低密度膽固醇（ LDL）的含量增加。這一發(fā)現(xiàn)在國(guó)際上引起了人們對(duì)安全性的普遍重視。目前的研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)人體健康的危害主要存在于影響生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致血栓形成，促進(jìn)動(dòng)脈硬化，造成大腦功能衰退以及誘發(fā)婦女患Ⅱ型糖尿病等幾方面[41]。

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