劉曉偉,金青,孟娟
(青島科技大學化工學院,山東青島266042)
共軛亞油酸鹽的研究進展
劉曉偉,金青,孟娟
(青島科技大學化工學院,山東青島266042)
本文通過共軛亞油酸的結構、生理功能,引出了共軛亞油酸鹽的應用。并分別從共軛亞油酸的鈣鹽、鋅鹽、鎂鹽、鈉鹽和鉀鹽的應用出發綜述了近年來有關共軛亞油酸鹽的研究進展,闡述了其廣泛的開發應用前景。
共軛亞油酸;共軛亞油酸鈣;共軛亞油酸鋅;共軛亞油酸鹽
共軛亞油酸(CLA)是在20世紀80年代末發現的具有許多重要生理功能的天然不飽和脂肪酸之一,為含有十八碳二烯酸的異構體的總稱。其共軛雙鍵通常位于C9和C11位或C10和C12位,結構式見圖1[1]:

圖1 共軛亞油酸的兩種主要異構體結構
近來發現[2],生物體內亞油酸異構酶專一地轉化亞油酸成c-9,t-11異構體,故具有生物活性的異構體可能是c-9,t-11 CLA。CLA可以促進生長發育,提高人體免疫力,抗癌和抗動脈粥樣硬化,提高骨骼密度,調節血壓,減少機體脂肪質量,降低膽固醇以及甘油三酯和低密度脂蛋白膽固醇,提高高密度脂蛋白膽固醇,減肥,緩和免疫反應副作用,防治糖尿病等。同時,CLA還具有抗血栓的功能,在于9-c,11-t和10-t,12-c異構體能夠抑制花生四烯酸或膠原質引起的血小板聚集。
由一系列美國專利報導了共軛亞油酸能誘導能量利用,并導致體重下降,且不存儲脂肪[3,4]。還可促進食物的有效吸收[5]。運動員食用后,可以減緩代謝,增強忍耐力[6]。還可緩解如厭食、蛋白質分解等免疫反應的副作用;并具有抗突變,保護人和動物免受一系列癌癥的傷害等作用;同時能夠改變骨骼不正常狀態,維持、甚至增加骨骼礦物質含量[7~10]。歐洲專利報導共軛亞油酸還可提高人類某些生理狀態,如提高體內維生素A的水平,降低體內膽固醇、LDL膽固醇、HDL膽固醇含量。但由于共軛雙鍵易被氧化,穩定性差,可將其制備成不失生物活性的各種鹽,以提高穩定性[11]。
金屬離子在人體內起著不可忽視的作用,利用共軛亞油酸引入機體所需金屬離子已成為研究熱點[12]。本文綜述了共軛亞油酸鹽的制備、生理作用和應用等研究現狀,現綜述如下:
鈣離子是機體各項生理活動不可缺少的離子,具有維持正常的肌肉伸縮與舒張功能以及神經-肌肉傳導功能,是骨骼的重要物質。共軛亞油酸的鈣鹽兼具營養和補鈣功能。它能夠改變骨骼不正常狀態,維持甚至增加骨骼礦物質含量[13]。
普通脂肪酸鈣電離常數在4~5之間,當pH<6時,可促進其電離,在中性環境里呈現不溶解性,當到達胃部以后,因處于酸性環境中而溶解,分解成脂肪酸和鈣離子,到達胃與小腸后作為能源被充分利用,還補充了鈣離子。脂肪酸鈣中的脂肪酸比脂肪中的脂肪酸更易于吸收,能量利用率得到提高,而且其中的鈣比無機鈣更易于吸收。脂肪酸鈣中的脂肪酸可全部作為能量被消耗,在體內無累積。因此既可補充能量,又是一種有機鈣源,有助于鈣在體內吸收。不同的脂肪酸其利用效率不同,碳鏈長度和飽和度決定了脂肪酸的極性和乳化度。試驗表明,長鏈脂肪酸鈣的作用效果優于短鏈的脂肪酸鈣。脂肪酸鈣鹽的降解主要與脂肪酸鈣鹽的不飽和度有關。體外研究結果表明,用1mol/LHCL滴定脂肪酸鈣鹽,在pH=5.5時,共軛亞油酸鈣鹽降解率可達50%,在同樣條件下,硬脂酸鈣的降解率僅為10%。共軛亞油酸鈣被飼養動物食入以后,在消化道中適宜的酸堿條件下,離解成為脂肪酸根離子和鈣離子,以離子的形式被吸收。脂肪酸根離子經血液循環進人脂肪細胞,直接進行9-氧化釋放乙酰輔酶A進人三羧酸循環,而與甘油再結合的機會降低[14]。
共軛亞油酸的鈣鹽(CCLA)目前已廣泛應用于畜牧業,作為功能性飼料添加劑。CCLA具有較低的過氧化值,可用于營養品的功能添加劑,藥品及飼料添加劑。在低溫0℃、氮氣保護下,將氫氧化鈉乙醇溶液中加入等當量的、過氧化值低于1的共軛亞油酸,攪拌反應一定時間,得共軛亞油酸的鈉鹽溶液;再加入等當量的氯化鈣溶液,攪拌反應至固體析出,液體部分澄清,棄去清液,得粗共軛亞油酸的鈣鹽;再將共軛亞油酸鈣鹽的粗品用去離子水和乙醇洗滌干燥后得成品。過氧化值低于10[15]。
共軛亞油酸鈣的組合物由于含有互為亞油酸異構體的順-9,反-11-共軛亞油酸?;ê喎Q為c9-t11CLA)和反-10,順-12-共軛亞油酸?;ê喎Q為t10-c12CLA)的結構,應用于人體及家禽、家畜脂肪代謝,可以改善脂肪堆積,達到預防肥胖,減少腹部脂肪含量的目的;還可作為功能性飼料添加劑,如用于奶牛飼料添加劑,明顯降低了牛奶中脂肪含量。用共軛亞油酸鈣飼喂奶牛50 g/d,五天后顯示出牛奶中脂肪降低,效果同皺胃灌輸共軛亞油酸一致。在試驗結束時,牛奶脂肪從4.08%減少到2.69%,CLA含量從6.2mg/g提高到10.1mg/g。共軛亞油酸鈣對奶牛食物攝取和牛奶蛋白含量沒有影響。研究顯示,對于哺乳早期奶牛,可以改善能量狀況,增加牛奶產量和增強能量平衡。共軛亞油酸鈣的顆粒產品用于豬飼料,可明顯改善豬肉質量,減少豬背部脂肪和總脂肪含量。當用于雞飼料時,對于雞蛋膽固醇具有明顯降低作用,1.0%飼喂30 d,膽固醇可以降低40%[16]。因此,共軛亞油酸鈣在食品、化妝品、飼料行業中具有廣闊的應用前景,還可以作為預防肥胖的藥品,運用于日常生活中。
鋅是調節基因表達即調節DNA復制、轉譯和轉錄的DNA聚合酶的必需組成部分,因此,缺鋅動物的突出癥狀是生長、蛋白質合成、DNA和RNA代謝等發生障礙。不論成人或兒童缺鋅都能使創傷的組織愈合困難。鋅不僅對于蛋白質和核酸的合成而且對于細胞的生長、分裂和分化的各個過程都是必需的。因此,鋅對于正處于生長發育旺盛期的嬰兒、兒童和青少年,對于組織創傷的患者,是非常重要的營養素。鋅還可以保護皮膚健康,缺鋅會出現皮膚粗糙、干燥等現象。因此,利用共軛亞油酸合成的共軛亞油酸鋅對于治療皮膚病有很好的療效。
共軛亞油酸鋅的制劑主要用于局部外用。共軛亞油酸加熱至一定溫度,加入一定量的的乳膏劑(BP),再加入氧化鋅慢慢加熱攪拌,然后慢慢加入純凈水,攪拌。熱的產品通過機械攪拌乳化至冷卻。當冷卻至白色半乳狀時,輕輕涂抹可以很好的被局部皮膚吸收[17]。
目前已有人將共軛亞油酸鋅用于治療皮膚病,主要用于濕疹、牛皮癬、皮炎,還包括癌癥的治療使用,特別是皮膚癌。共軛亞油酸鋅制成軟膏用于皮膚表面可以顯著改善患者皮膚病變,它能覆蓋并保護創面,調節創面使之處于濕潤的微環境中,并以獨特的愈合方式加速局部干燥和滲出性傷口的二期愈合。它可以安全敷用于各類開放性傷口。干燥創面吸收共軛亞油酸鋅軟膏中的水分,并促進壞死組織和痂的分解;滲出創面激活共軛亞油酸鋅軟膏,隨后活化的凝膠吸收創面的滲出物,確保傷口處于濕潤的微環境中,并且具有冷卻作用,易于除去而無痛感。Bryce-Smith研究證明,共軛亞油酸鋅鹽比非共軛亞油酸鋅鹽在治療皮膚病方面有很好的效果。當治療或預防皮膚病如濕疹、牛皮癬、皰疹和皮炎,共軛亞油酸鋅鹽比單獨使用共軛亞油酸(可能作為刺激物)和亞油酸鋅鹽療效顯著[18]。如濕疹男性病人,可以通過每天給予共軛亞油酸鋅4d內痊愈,而服用其他藥物卻要用更長時間才能達到相同的治療效果。
共軛亞油酸鋅軟膏因為具有殺菌、鎮痛、修復組織等功效,可有效抑制并殺滅燒傷、燙傷及創面常見細菌如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、白色念珠菌等各類引起創面感染的G+、G-致病菌,適用于各類燒傷、燙傷、供皮區、潰瘍及破損創面[19]。由此可見,共軛亞油酸的鋅鹽比其他脂肪酸鋅鹽在治療皮膚病方面更有研究價值。
共軛亞油酸的其他鹽還有共軛亞油酸鎂鹽、鈉鹽、鉀鹽等。共軛亞油酸鎂為白色或淡黃色粉末,可廣泛應用于藥劑、食品添加劑行業,以制備各種保健食品、藥品等。鎂是人體內一種金屬輔酶,鎂參與人體內所有的能量代謝,激活或催化325種重要的酶系統,它不僅可以戰勝疲勞,而且還有利于肌肉生長。將共軛亞油酸制成鎂鹽是一種很有發展前途的新型鎂制劑。其制備工藝如下:共軛亞油酸與堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽的水溶液反應,然后向溶液中加入鎂鹽進行反應,形成共軛亞油酸鎂沉淀。將沉淀過濾、分離、干燥,得到共軛亞油酸鎂制劑[20]。
共軛亞油酸的鉀鹽、鈉鹽可作為食品、飼料的防腐劑,同時兼具營養保健功能。在細胞內液中,鉀離子和鈉離子可以產生—種活動電位,維持滲透壓,并能修復神經細胞的電位、減小電阻,保持神經系統的電流通暢,使神經電信號傳遞流暢,因此能促進相關組織病痛的康復。CLA的鈉鹽、鉀鹽可以抑制霉菌和有害細菌的生長,且無毒副作用,性質相對比較穩定,在食品、化妝品中,可作為苯甲酸鈉的代替品。CLA的鉀鹽能夠抑制單細胞增生性李斯忒氏菌的感染[21]。
綜上所述,共軛亞油酸鹽具有制備工藝簡單,易于操作,生理作用明顯,性質穩定等特點,在食品、化妝品、飼料、醫藥等領域具有較好的研究和利用價值。綜觀國內外發展態勢,對于脂肪酸鈣、鋅、鎂鹽等的報導很多,制備工藝主要為皂化、沉淀、過濾、酸化等,原料主要為植物油,沉淀是采用乙醇,制備工藝較為繁瑣。且主要為單不飽和脂肪酸鹽,對于雙不飽和脂肪酸鹽的報導和研究還很少。而單不飽和酸鹽的吸收要比雙不飽和酸鹽的吸收弱。共軛亞油酸鹽含有9-c,11-t和10-t,12-c共軛雙鍵,是雙不飽和酸鹽的典型代表,有很好的生理功能和廣闊的應用前景,近年來日益受到人們重視。但由于人們對它的結構與性能雖然有了一定的認知,但在許多細節方面還存在著不同的看法,仍未發揮其應有的價值。有關共軛亞油酸鹽劑型的報道還很少,有待于進行進一步研究與開發。
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A
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2010-08-10