牛乳脂共軛亞油酸的合成及其營(yíng)養(yǎng)調(diào)控

浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院 朱 雯 張 莉 吳躍明

共軛亞油酸（CLA）是一族十八碳二烯酸異構(gòu)體的總稱。研究表明，CLA具有抗癌、增加免疫力及抗動(dòng)脈硬化等生物學(xué)功能。乳脂CLA是人體CLA的重要來源，因此提高乳脂CLA對(duì)人體健康具有重要意義。本文綜述了CLA的來源合成機(jī)制及其營(yíng)養(yǎng)調(diào)控。

1 CLA的來源

天然CLA主要來源于反芻動(dòng)物乳脂和肉中。乳脂中CLA含量為2.5～17.7 mg/g，且90%以上的是具有生物活性的c-9，t-11十八碳二烯酸異構(gòu)體（Parodi，1977）。 Jahreis 等（1999）研究發(fā)現(xiàn)，母羊乳中CLA含量較豐富，約為1.1%，非反芻動(dòng)物乳中CLA含量約為0.09%。由于反芻動(dòng)物腸道中的厭氧溶纖維丁酸弧菌異構(gòu)酶能使亞油酸轉(zhuǎn)化為CLA，所以動(dòng)物食品中的CLA主要是微生物產(chǎn)物。植物性食品如豆油、亞麻油、菜籽油和向日葵油等也含有較高的CLA，但具有生物活性的c-9，t-11 CLA含量卻很少。由此可以推測(cè)，從植物性飼料中獲取CLA是反芻動(dòng)物獲得CLA的有效途徑。

2 牛乳脂CLA的合成機(jī)制

2.1 瘤胃微生物的不完全氫化作用 研究發(fā)現(xiàn)，CLA是不飽和脂肪酸（UFA）在瘤胃內(nèi)進(jìn)行生物加氫過程的中間體。在生物加氫的過程中，大部分CLA先變成t-11十八碳烯酸，進(jìn)一步氫化變成硬脂酸。但在特定條件下，如日糧中亞油酸濃度較高時(shí)，抑制了t-11十八碳烯酸經(jīng)生物加氫變成硬脂酸的過程，從而造成CLA的積累、合成增多。亞油酸和亞麻酸在瘤胃厭氧微生物的作用下，生物氫化過程中也能異構(gòu)化產(chǎn)生CLA。當(dāng)生物氫化不完全時(shí)c-9，t-11 CLA可溢出瘤胃而進(jìn)入腸道中，被乳腺吸收并整合至乳汁中。

2.2 反芻動(dòng)物內(nèi)源合成 Chouinard等（1998）通過真胃灌注CLA使乳脂CLA含量達(dá)到63.6 mg/g，而普通牛乳脂CLA含量在3～6 mg/g（Kelly等，1998）。唐海翠等（2006）通過皺胃灌注t-11十八碳烯酸 （12.5 g/d）使乳脂中CLA的含量提高了40%。以上試驗(yàn)都證明了泌乳牛具有內(nèi)源合成CLA 的能力。Lock和Garnsworthy（2002）研究了日糧不同亞油酸和亞麻酸水平下內(nèi)源合成對(duì)c-9，t-11 CLA的貢獻(xiàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)80%的c-9，t-11 CLA可經(jīng)t-11 C18∶1去飽和途徑內(nèi)源合成。Corl等（2001）研究結(jié)果表明，牛乳脂中78%的c-9，t-11 CLA來源于t-11十八碳烯酸的Δ9-去飽和酶脫氫作用。Kay等（2004）給奶牛皺胃灌注蘋婆酸（Δ9-去飽和酶的抑制劑），乳脂中的CLA降低71%，進(jìn)一步證明了Δ9-去飽和酶在c-9，t-11 CLA合成中的重要作用。乳脂CLA的內(nèi)源合成途徑包括t-11十八碳烯酸的吸收及其在Δ9-去飽和酶作用下向c-9，t-11 CLA轉(zhuǎn)化的過程。在瘤胃形成的c-9，t-11 CLA異構(gòu)體可以直接被吸收或被瘤胃微生物進(jìn)一步代謝生成t-11十八碳烯酸，t-11十八碳烯酸經(jīng)組織吸收后，在乳腺細(xì)胞中被硬脂酰輔酶A去飽和酶（SCD酶）轉(zhuǎn)化重新生成c-9，t-11 CLA（Holman 和 Mahfouz，1980）。去飽和作用首先是脂肪酸必須在脂酰輔酶A合成酶的作用下活化成脂酰輔酶A，然后在c-9，t-11 CLA之間引入雙鍵，但該過程需要Δ9-去飽和酶系參與，Δ9-去飽和酶系是一套復(fù)雜的多酶體系，包括NADH-細(xì)胞色素b5還原酶、細(xì)胞色素b5、脂酰輔酶A合成酶、Δ9-去飽和酶終止酶 （Bauman等，2006）。

3 CLA的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控

3.1 調(diào)控日糧組成

3.1.1 選擇青牧草 Kelly等（1998）的研究顯示，與對(duì)照組相比，奶牛由混合日糧飼養(yǎng)轉(zhuǎn)換到青綠牧草飼養(yǎng)時(shí)生產(chǎn)性能顯著下降，但飼養(yǎng)后期其乳脂CLA含量卻提高了1倍 （10.9 mg/g）。Dhiman等（1999）的研究也表明，放牧且無補(bǔ)飼其他飼料的奶牛乳脂CLA含量（約為22.1 mg/g）比飼喂典型日糧組奶牛高。青綠牧草的脂肪酸含量在1%～3%（以干物質(zhì)為基礎(chǔ)），其中90%以上為不飽和脂肪酸（Nombekela 和 Murphy，1995）。新鮮牧草的 C18∶4 含量豐富，占一半以上，其次是 C18∶1。牧草中所含C18∶2的雙鍵分別在第7和第9位，不具有通過瘤胃氫化產(chǎn)生乳脂CLA前體的功能（Givens等，2000），因此新鮮牧草對(duì)乳脂CLA含量的促進(jìn)作用可能主要來自于C18∶4和C18∶3。

3.1.2 脂肪酸的含量與組成

3.1.2.1 動(dòng)物脂肪 動(dòng)物脂肪中十八碳多不飽和脂肪酸（PUFA）含量很低。Givens等（2000）報(bào)道，牛、羊等反芻動(dòng)物脂肪的十八碳PUFA含量不足5%。Chouinaed等（1998）給奶牛補(bǔ)飼 4.4%的動(dòng)物脂與奶油混合物可使乳脂CLA含量由2.2 mg/g提高到4.7 mg/g。

3.1.2.2 魚油 魚油中的十八碳PUFA含量較少，其亞油酸和亞麻酸總量不超過5%。Offer等（1999）通過補(bǔ)飼魚油可使奶牛乳脂CLA含量由補(bǔ)飼前的1.6 mg/g提高到15.5 mg/g。Chouinard等（2002）對(duì)泌乳牛補(bǔ)飼魚油200 g/d，可使奶牛乳脂CLA含量從6.2 mg/g提高到17.4 mg/g。魚油富含二十碳以上長(zhǎng)鏈UFA，但其具體代謝機(jī)制目前還不清楚，因此魚油增加乳脂CLA含量的原因尚未探明。Chouinard等（1998）發(fā)現(xiàn)，飼喂魚油瘤胃中t-11十八碳烯酸含量增加，該結(jié)果與亞油酸抑制瘤胃氫化t-11十八碳烯酸增加結(jié)果一致。因此，魚油中的UFA可能有抑制氫化的作用。

3.1.2.3 植物油或植物籽實(shí) 植物油的十八碳PUFA含量非常豐富。乳脂中部分CLA直接來自瘤胃亞油酸的異構(gòu)化，因此向飼料中添加UFA可以提高乳脂CLA。Kelly等 （1998）給奶牛補(bǔ)飼5.3%的花生油、亞麻油和葵花籽油分別可使乳脂CLA濃度達(dá)到13.3、16.7 mg/g和24.4 mg/g；在一定范圍內(nèi)，乳脂CLA含量與油脂添加量呈正相關(guān)。Dhiman（2000）研究發(fā)現(xiàn)，豆油添加水平在1%～4%時(shí)，奶牛乳脂CLA含量隨豆油添加量的增加而逐漸上升。

添加油料籽實(shí)對(duì)乳脂CLA的提高效果不如植物油。Dhiman等（1999）給奶牛補(bǔ)飼全脂膨化大豆和全脂膨化棉籽粕，使CLA含量由3.6 mg/g分別提高到8.6 mg/g和7.2 mg/g。Dhiman等（2000）發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)飼粉碎生大豆對(duì)乳脂CLA無顯著影響，而補(bǔ)飼破碎烘烤大豆使乳脂CLA提高1倍。分析其原因可能是未經(jīng)處理的油料種子中的不飽合脂肪酸難被瘤胃微生物利用，甚至還可能具有毒性。而經(jīng)過加工處理過的油料種子的UFA無毒且易被瘤胃微生物利用。

3.1.3 其他 日糧中一些微量成分如銅和蛋氨酸含量也會(huì)影響瘤胃的生物加氫過程，從而影響乳脂CLA含量。低銅日糧有助于提高牛奶CLA含量（Morales 等，2000），日糧中添加銅（40 mg/kg）可降低乳脂 CLA 含量（Engle和 Spears，2000）。另外，日糧中添加保護(hù)蛋氨酸也會(huì)對(duì)乳脂CLA有影響（Loor等，2002）。

3.2 調(diào)控瘤胃發(fā)酵環(huán)境 乳脂CLA前體幾乎產(chǎn)自瘤胃，因此可以通過調(diào)控瘤胃發(fā)酵環(huán)境來提高乳脂CLA含量。離子載體可以調(diào)節(jié)瘤胃微生物的生長(zhǎng)，抑制革蘭氏陽性菌等瘤胃生物氫化菌的生長(zhǎng)。Fellner等（1997）用持續(xù)外流瘤胃發(fā)酵罐發(fā)現(xiàn)，離子載體可以抑制亞油酸的生物氫化作用，從而降低了瘤胃內(nèi)硬脂酸的濃度，使單不飽和脂肪酸濃度升高。灌注亞油酸同時(shí)添加離子載體，CLA在總脂肪酸中的比例提高了2～3倍。

改變瘤胃的pH值可以改變微生物菌群。Martinand和 Jenkins（2002）用 0.5 g/L的瘤胃細(xì)菌體外培養(yǎng)48 h發(fā)現(xiàn)，當(dāng)pH值為5.5～6.5時(shí)，CLA濃度在前8 h無變化，在24～30 h CLA濃度最高，隨后逐漸減小；而當(dāng)pH值為5.0時(shí)，CLA的濃度則不發(fā)生變化。這主要是由于當(dāng)瘤胃具有最佳的pH和發(fā)酵能力時(shí)才能保證乳脂CLA的最佳濃度（Precht和 Molkentin，1999）。瘤胃 pH 值降低，改變了瘤胃微生物的生態(tài)系統(tǒng)，則合成更多c-10單烯酸或共軛二烯酸。所以，維持正常的瘤胃pH值對(duì)CLA的合成是非常重要。

4 小結(jié)

乳脂CLA主要由瘤胃微生物不完全加氫、反芻動(dòng)物內(nèi)源合成以及直接吸收外源添加的CLA三種途徑合成，其中內(nèi)源合成是乳脂CLA的主要合成途徑。合理選擇青牧草、添加不飽和脂肪酸、調(diào)控瘤胃發(fā)酵環(huán)境等均可影響乳脂CLA水平。總之，通過營(yíng)養(yǎng)手段提高乳脂CLA，可提高牛奶的附加值，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。

[1]唐海翠，莊蘇，王恬.共軛亞油酸及其在反芻動(dòng)物中的研究進(jìn)展[J].乳業(yè)科學(xué)與技術(shù)，2006，5：237 ～ 239.

[2]Bauman D E，Mather I H，Wall R J，et al.Major Advances Associated with the Biosynthesis of Milk[J].Dairy Sci，2006，89：1235 ～ 1243.

[3]Chouinard P Y，Corneau L，Bauman D E，et al.Conjugated linoleic acid content of milk from cows fed different sources of dietary fat[J].Dairy Sci，1998，81（1）：223.

[4]Chouinard P Y，Corneau L，Butler W R，et al.Effect of Dietary Lipid Source on Conjugated Linoleic Acid Concentrations in Milk Fat[J].Dairy Science，2001，84：680 ～ 690.

[5]Chouinard P Y，Corneau L，kelly M L.Effect of dietary manipulation on milk conjugated linoleic acid concentrations[J].J Dairy Sci，1998，81：233.

[6]Corl B A，Baumgard L H，Dwyer D A，et al.The role of Δ9-desaturase in the production of cis-9，trans-11 CLA[J].Journal of Nutritional Biochemistry，2001，12：622 ～ 630.

[7]Dhiman T R，Anand G R，Satter L D，et al.Conjugated linoleic acid content of milk from cows fed different diets[J].J Dairy Sci，1999，82：2146 ～2156.

[8]Dhiman T R.conjugated linoleic acid：A food for cancer prevention[J].Feedstuffs，2000，72（8）：24 ～ 32.

[9]Engle T E，Spears J W.Effects of dietary copper concentration and source on performance and copper status of growing and finishing steers[J].Animal Science，2000，78：2446 ～ 2451.

[10]Fellner V，Sauer F D，Kramer J K G.Effect of nigerricin，monensin，and tetronasin on biohhysrogenation in continuous flow-through ruminal fermentors[J].J Dairy Sci，1997，80：921 ～ 928.

[11]Givens D L，Cottrill B R，Davies M，et al.Sources of n-3 polyunsaturated fatty acids additional to fish oil for livestock diets[J].Nutrition abstracts and reviews，2000，70：1 ～ 19.

[12]Holman R T，Mahfouz M M.Cis-and trans-octadecadienoic acids as precursors of polyunsaturated fatty acids[J].Prog Lipis Res，1980，20，151 ～ 156.

[13]Jahreis G，F(xiàn)ritsche J，Mockel P，et al.The potential anticarcinogenic conjugated linoleic acid，cis-9cis-11 C18∶2，in milk of different species：cow，goat，ewe，sow，mare，woman[J].Nutr Res，1999，10（19）：1541 ～ 1549.

[14]Kay J K，Mackle T R，Auldist M J，et al.Endogenous synthesis of cis-9，trans-11 conjugated linoleic acid in dairy cows fed fresh pasture[J].J Dairy Sci，2004，87（2）：369 ～ 446.

[15]Kelly M L，Berry J R，Dwyer D A，et al.Dietary fatty acid sources affect conjugated linoleic acid concentrations in milk from lactating dairy cows[J].Journal of Nutrition，1998，128（5）：881 ～ 885.

[16]Lock A L，Garnsworthy P C.Independent effects of dietary linoleic and linolenic fatty acids on the conjugated linoleic acid content of cows’milk[J].Animal Science，2002，74：163 ～ 176.

[17]Loor J J，Bandan A B，Herbein J H.Characterization of 18∶1 and 18∶2 isomers proudced during microbial biohydrogenation of unsaturated fatty acids from canola and soya bean oil in the rumen of lacting cows[J].Anim Physiol Anim Ntur（Berl），2002，86：422 ～ 432.

[18]Martinand S A，Jenkins T C.Factors affecting conjugated linoleic acid and trans-C18 ∶1 fatty acid production by mixed ruminal bacteria[J].Anim Sci，2002，80：3347 ～ 3352.

[19]Morales M S，Palmquist D L，Weiss W P.Effects of fat source and copper on unsaturation of blood and milk triacylglycerol fatty acids in Holstein and Jersey cows[J].Dairy Sci，2000，83：2105 ～ 2111.

[20]Nombekela S W，Murphy M R.Sucrose Supplementation and Feed of Dairy Cows in Early Lactation[J].Dairy Sci，1995，7：4880 ～ 885.

[21]Offer N W，Maraden M，Dixon J，et al.Effect of dietary fat supplements on levels of n-3，poly-unsaturaty fatty acids，trans acid and conjugated linoleic acid in bovine milk[J].Anim sci，1999，69：613 ～ 625.

[22]Parodi P W.Conjugated Octadecadienoic Acids of Milk Fat[J].Dairy Science，1977，60（10）：1550 ～ 1553.

[23]Precht D，Molkentin J.c18∶1，c18∶2 and c18∶3 tras and cis fatty acid isomers including conjugated cis Delta 9，trans Delta 11 linoleic acid （CLA）as well as total fat composition of German human milk lipid[J].Nahrung/Food，1999，43：233 ～ 244.