膳食添加深海魚油對機體內(nèi)EPA和DHA質(zhì)量分數(shù)的影響

王順合， 顧震南， 陳海琴， 張 灝， 陳 衛(wèi)， 陳永泉

（江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214122）

膳食添加深海魚油對機體內(nèi)EPA和DHA質(zhì)量分數(shù)的影響

王順合， 顧震南*， 陳海琴， 張 灝， 陳 衛(wèi)， 陳永泉

（江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214122）

為了研究體內(nèi)EPA和DHA隨膳食補充的變化規(guī)律，根據(jù)能量平衡原則，設計不同EPA和DHA組成的合成飼料，分為ω-3組，ω-6組和對照組（Ctl組）進行小鼠飼養(yǎng)實驗，同時進行深海魚油膳食補充人體實驗，研究機體對EPA和DHA吸收效率。結(jié)果表明，飼養(yǎng)前后，在ω-3組中血液總脂肪酸EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別增加9.1倍和1.99倍。飼養(yǎng)后ω-3組與ω-6組相比，肝臟總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別增加66倍和3倍；附睪脂肪墊總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別增加8.1倍和4.9倍。飼養(yǎng)后ω-3組與Ctl組相比，肝臟總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別增加35倍和3.5倍；附睪脂肪墊總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別增加8.1倍和5.8倍。人體補充深海魚油后，血液總脂肪酸中EPA的質(zhì)量分數(shù)上升4.4倍，而DHA的質(zhì)量分數(shù)上升1.4倍。因此在膳食中富含或缺乏EPA時，機體內(nèi)EPA的質(zhì)量分數(shù)會快速升高或降低，而DHA則相對穩(wěn)定，EPA比DHA更容易受到膳食脂肪酸的影響。

二十碳五烯酸；二十二碳六烯酸；膳食脂肪酸

ω-3多不飽和脂肪酸（ω-3 PUFA）是人體必需脂肪酸，主要包括二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）[1]。 人體自身并不能合成 ω-3 PUFA，必須經(jīng)膳食補充才能滿足機體的需求[2]。流行病學調(diào)查和臨床實驗研究表明ω-3 PUFA對機體健康有非常重要的作用，可以顯著降低機體的炎癥水平，有利于心血管疾病、糖尿病、肥胖、癌癥等的治療與輔助治療[3-4]。

EPA和DHA是膳食補充劑中較為常見的ω-3 PUFA，是魚油和海藻油等產(chǎn)品中的有效成分。EPA在體內(nèi)可與花生四烯酸（AA）通過競爭性作用減少其代謝產(chǎn)物如凝血惡烷A2、前列腺素 E2（PGE2）、白三烯 B4（LTB4）和羥基花生四烯酸類（HETEs）等的含量，降低機體的炎癥水平[5]。EPA主要通過減輕中性粒細胞和T輔助細胞的浸潤來降低早期的炎癥反應，改善和緩解炎癥狀態(tài)，減輕炎癥反應[6]。體外研究表明，EPA和DHA可以顯著抑制前列腺癌細胞的增殖、轉(zhuǎn)移和侵襲[7-11]，但作者所在實驗室之前的研究結(jié)果表明，雖然體外EPA和DHA作用相似，但體內(nèi)結(jié)果明顯不同。同時也有研究表明，雖然ω-3 PUFA包括EPA和DHA都可以顯著抑制乳腺癌的發(fā)展[12]，但是兩者在抑制乳腺癌骨轉(zhuǎn)移方面作用并不相同，DHA比EPA的抑制作用更明顯，可以更好的減少骨溶解和骨損失，進一步減少骨折和骨裂的發(fā)生，增強骨質(zhì)硬度[13]。

由此可見雖然EPA和DHA都是ω-3 PUFA，但在機體內(nèi)的功能卻不盡相同。作者詳細分析了EPA和DHA膳食添加的響應情況。在小鼠膳食中補充等量的EPA和DHA，或者完全不添加這兩種脂肪酸，或者添加與ω-3 PUFA有競爭性抑制作用的ω-6 PUFA，經(jīng)過一周的膳食飼養(yǎng)，獲取小鼠的血液，肝臟和附睪脂肪墊等與脂肪酸代謝相關的組織，測定其在體內(nèi)的變化情況。同時由于小鼠與人體脂肪酸代謝系統(tǒng)的差異，進行人膳食補充深海魚油實驗，確定人體血液中EPA和DHA質(zhì)量分數(shù)變化情況。最終綜合小鼠和人體內(nèi)的數(shù)據(jù)，解釋兩者在機體內(nèi)吸收情況的不同，為今后膳食補充及輔助治療奠定數(shù)據(jù)基礎。

1 材料與方法

1.1 動物實驗及人膳食干預實驗

1.1.1 小鼠及組織獲取 15只SPF（Specific pathogen Free，無特定病原體）級雄性C57BL/6J 6周齡小鼠，隨機分為3組：Ctl組，ω-3組和ω-6組，購自上海西普爾-必凱實驗動物有限公司。經(jīng)適應期（適應期給予小鼠標準維持飼料）后，各組開始飼喂3種飼料：ω-3飼料，ω-6飼料，Ctl飼料，共 7 d。 實驗期間，所有動物均飼養(yǎng)于江南大學實驗動物中心屏障系統(tǒng)，其內(nèi)部濕度控制在40%～60%，溫度控制在（23±2）℃，期間所有小鼠自由采食和飲水。

各組飼料喂食7 d前后，在0、7 d，所有小鼠經(jīng)眼眶后靜脈叢采血，每只獲得100 μL全血，實驗結(jié)束前，犧牲小鼠，獲取肝臟和附睪脂肪墊等組織，至于-80℃冰箱保存，直到進行脂肪酸組分分析使用。

1.1.2 人膳食補充魚油實驗 進行志愿者招募，共招募20位志愿者，其中9名男性，11名女性，年齡范圍為23～27歲，所有志愿者的平均年齡25.1歲。志愿者招募的主要要求為身體健康，無與脂質(zhì)代謝相關的疾病，且最近一個月沒有補充過魚油或海藻油等包含大量EPA或者DHA的產(chǎn)品。

人膳食干預實驗共7 d，期間盡量控制所有志愿者的進餐情況，每天中午和晚上各補充兩粒深海魚油膠囊。每粒深海魚油軟膠囊1.2 g，可為機體提供 684 mg ω-3 PUFA， 其中包含 274 mg DHA和410 mg EPA。實驗前后，志愿者空腹8 h，經(jīng)靜脈穿刺獲得全血樣本，置于-80℃冰箱保存，直到進行脂肪酸組分分析使用。

1.2 實驗材料與儀器

1.2.1 飼料 Ctl飼料、ω-3飼料和ω-6飼料由變化部分和固定部分組成[14]，三組飼料中變化的部分為制作過程中使用的油。ω-3飼料中每種油的添加質(zhì)量分數(shù)為8%棕櫚油、3%橄欖油、1%DHA油和1%EPA油配方；ω-6飼料中每種油的添加質(zhì)量分數(shù)為6.5%棕櫚油和6.5%的紅花籽油；Ctl飼料中每種油的添加質(zhì)量分數(shù)為6.5%棕櫚油和6.5%橄欖油。每種飼料中固定成分的質(zhì)量分數(shù)為30%面粉、10%糊精、10%酪蛋白、10%蔗糖、10%乳白蛋白、4.7%礦物質(zhì)混合物、11%Alphacel，1%維生素混合物、0.006%Tenox 20A、0.015% β-谷甾醇和0.25%酒石酸氫膽堿。其中Ctl飼料不含有EPA或DHA，ω-3飼料中EPA和DHA的質(zhì)量相同。

1.2.2 主要試劑與儀器 正己烷和氯仿：色譜純，國藥集團化學試劑有限公司；質(zhì)量分數(shù)14%三氟化硼甲醇（BF3·甲醇）：西格瑪奧德里奇（上海）貿(mào)易有限公司；紅花籽油：珍生集團；棕櫚油：金龍魚集團；EPA油和DHA油：德陽華泰生物醫(yī)藥資源有限公司；橄欖油：寧波南苑食品有限公司；魚油軟膠囊：Kirkland Signature公司產(chǎn)品。

儀器：GCMS-QP2100型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀：日本島津公司；氮吹儀：上海泉島公司。

1.3 脂肪酸成分測定

血液，組織和飼料的脂肪酸前處理方法及氣象色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀使用條件參見文獻[15]。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析方法

利用Excel 2010對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和繪圖，利用SPSS 17.0以實驗結(jié)果進行顯著性統(tǒng)計分析（p<0.01）。

2 結(jié)果與討論

2.1 飼料主要成分及脂肪酸組成

為了闡明膳食補充EPA和DHA對機體內(nèi)EPA和DHA質(zhì)量分數(shù)的影響，在營養(yǎng)物質(zhì)全面和各組分能量平衡的基礎上設計和使用合成飼料，并對合成的飼料進行脂肪酸成分分析，確保飼料與實驗設計相符，結(jié)果見表1。由表1可知，ω-3飼料中EPA/DHA為1.07，與設計值1非常接近，同時各飼料的脂肪酸組成與實驗預期值相似，因此制作的各飼料可以真實地反映出其不同的脂肪酸組成，進一步說明EPA和DHA受膳食脂肪酸補充的影響。

表1 3種飼料中脂肪酸占總脂肪的百分比Table 1 Percentage of the fatty acid of total fatty acid in three diets %

2.2 小鼠體內(nèi)EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)受膳食補充的影響

2.2.1 血液總脂肪酸中EPA和DHA質(zhì)量分數(shù)受膳食補充的影響在適應期過后，喂食小鼠特定的實驗飼料，為期一周。在喂食前后采全血測定血中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)，結(jié)果見圖1。

圖1 小鼠血液總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)及兩者的比值Fig.1 Percent and ratio of EPA and DHA in blood of mice

從圖1a～b可知，與喂食實驗飼料之前相比，在ω-3組中EPA的質(zhì)量分數(shù)從0.92%上升到8.39%，DHA的質(zhì)量分數(shù)從4.35%上升到8.67%，EPA和DHA的上升倍數(shù)分別為9.1倍和1.99倍，兩者質(zhì)量分數(shù)的比值從0.21上升為0.97；在ω-6組中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別從0.92%和4.35%下降到0.39%和3.39%，下降比例為原來的57.6%和22%，兩者質(zhì)量分數(shù)的比值從0.21下降為0.11；在Ctl組中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別從0.92%和4.35%下降到0.33%和3.65%，下降比例分別為原來的64.13%和16.09%，兩者質(zhì)量分數(shù)的比值從0.21下降為0.09。

由以上分析可知，EPA和DHA在機體內(nèi)的本底質(zhì)量分數(shù)相差較大，DHA的質(zhì)量分數(shù)顯著高于EPA的質(zhì)量分數(shù)，分別約為0.8%和4%左右，在機體補充等量的EPA和DHA時，EPA質(zhì)量分數(shù)的上升倍數(shù)顯著高于DHA的上升倍數(shù)。

由此可見血液中EPA的質(zhì)量分數(shù)比DHA更加容易受到膳食補充的影響，在補充等量EPA和DHA后可使EPA的質(zhì)量分數(shù)達到和DHA相似的水平。

2.2.2 組織總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)受膳食補充的影響 為了了解機體組織中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)對膳食補充的響應情況，在飼養(yǎng)7 d以后代表性摘取小鼠的肝臟和附睪脂肪墊兩種與脂肪酸代謝相關的組織[16]，測定EPA和DHA的水平，見圖2。

圖2 肝臟和附睪脂肪墊總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)及兩者的比值Fig.2 Percent composition and raito of EPA and DHA in liver and epididymal fat pad

從圖2a～d可看出，各組織中EPA的質(zhì)量分數(shù)均低于DHA的質(zhì)量分數(shù)。經(jīng)7 d飼養(yǎng)期后，ω-3組肝臟和附睪脂肪墊總脂肪酸中EPA的質(zhì)量分數(shù)分別為5.30%和0.65%，ω-6組中兩組織EPA的質(zhì)量分數(shù)均為0.08%，Ctl組中兩組織EPA的質(zhì)量分數(shù)分別為0.15%和0.08%，與EPA不同，ω-3組肝臟和附睪脂肪墊總脂肪酸中DHA的質(zhì)量分數(shù)分別為14.72%和1.33%，ω-6組中兩組織DHA的質(zhì)量分數(shù)分別為4.47%和0.27%，Ctl組中兩組織DHA的質(zhì)量分數(shù)分別為4.13%和0.23%。在肝臟中3組的EPA/DHA比值分別為0.36，0.02和0.04，附睪脂肪墊中3組的EPA/DHA比值分別為0.49，0.29，0.37。

從3組中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)高低可以看出，在肝臟中，ω-3組與ω-6組相比，兩者的水平分別高出66倍和3倍；ω-3組與Ctl組相比，兩者的水平分別高出35倍和3.5倍。在附睪脂肪墊中，ω-3組與ω-6組相比，兩者的水平分別高出8.1倍和4.9倍；ω-3組與Ctl組相比，兩者的水平分別高出8.1倍和5.8倍。

由以上分析可知，與血液中的結(jié)果相似，在組織中，EPA比DHA更容易受到膳食脂肪酸的影響。

2.3 人血液總脂肪酸中EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)受膳食補充的影響

為了探明EPA與DHA受膳食補充影響的現(xiàn)象只在小鼠體內(nèi)發(fā)生還是在人體內(nèi)也普遍存在，招募20名健康志愿者，進行膳食魚油補充劑實驗，考察血液中EPA和DHA受膳食補充劑的影響，見圖3。

從圖3a～b中可以看出，經(jīng)過一周膳食補充劑以后，EPA和DHA的質(zhì)量分數(shù)分別從0.4%和2.01%上升到1.78%和2.73%，上升倍數(shù)分別為4.4倍和1.4倍，兩者的比值由0.2上升到0.65。人血液中EPA質(zhì)量分數(shù)的升高倍數(shù)顯著高于DHA。因此不僅僅是小鼠體內(nèi)，在人的血液中也存在這種現(xiàn)象，即EPA和DHA受膳食脂肪酸質(zhì)量分數(shù)的影響不同，EPA更易受到膳食補充劑的影響。

3 結(jié)語

作者研究了EPA和DHA對膳食補充的響應關系。結(jié)果表明，在膳食中添加等量的EPA和DHA時，小鼠血液，肝臟和附睪脂肪墊中EPA的質(zhì)量分數(shù)增加倍數(shù)顯著高于DHA的增加倍數(shù)，在膳食中添加與ω-3脂肪酸有競爭關系的ω-6脂肪酸時或者在膳食中兩者都不添加時，EPA質(zhì)量分數(shù)的下降程度也顯著大于DHA的下降程度。同時在人膳食補充實驗中我們也看到了相似的實驗結(jié)果。因此機體內(nèi)EPA和DHA對膳食補充的響應情況不同，EPA比DHA更加容易受到膳食補充的影響。這為今后膳食補充EPA與DHA在預防和治療各種相關疾病中的作用提了供數(shù)據(jù)支撐。

圖3 人血液總脂肪酸中EPA和DHA質(zhì)量分數(shù)及兩者的比值Fig.3 Percent and ratio of EPA and DHA inblood of human

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會議消息

會議名稱(中文)：食品發(fā)酵微生物組論壇

所屬學科：動植物微生物學,生物物理學、生物化學及分子生物學

開始日期：2017-10-25 結(jié)束日期：2017-10-29

所在城市：北京市 朝陽區(qū)

具體地點：中國科學院微生物研究所

主辦單位：中國菌物學會、中國科學院真菌學國家重點實驗室

聯(lián)系人：蔣娜、齊莎 聯(lián)系電話：01064807455、01064807515

E-MAIL：microb2017@163.com

會議網(wǎng)站：http://www.mscfungi.org.cn/templates/T_Contents/index.aspx?nodeid=8&page=ContentPage&contentid=815

會議背景介紹：由中國菌物學會、中國科學院真菌學國家重點實驗室共同主辦的“食品發(fā)酵微生物組論壇暨培訓班”，將于2017年10月25-29日在北京舉行。本次會議將通過講授食品發(fā)酵微生物組和相關領域的國際最新研究進展，更新我國相關企業(yè)、科研和教學單位相關人員的食品微生物學知識和技能，促進傳統(tǒng)食品發(fā)酵工藝的現(xiàn)代化升級改造和企業(yè)發(fā)展。

會議將特邀各個研究方向?qū)＜遥v授下列內(nèi)容：1)國際微生物組，特別是食品發(fā)酵微生物組研究的最新進展及其應用潛力；2)食品微生物分類系統(tǒng)和鑒定方法更新；3)培養(yǎng)和非培養(yǎng)微生物多樣性和群落研究新技術；4)食品發(fā)酵微生物基因組、宏基因組、宏轉(zhuǎn)錄組和代謝組研究理論與方法；5)食品發(fā)酵微生物新分離鑒定方法實驗和演示；6)食品發(fā)酵微生物基因組、宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組生物信息學分析方法介紹和演示。

Effects of Dietary Supplementation of Fish Oil on Levels of EPA and DHA in Vivo

WANG Shunhe， GU Zhennan*， CHEN Haiqin， ZHANG Hao， CHEN Wei， CHEN Yongquan
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，WuXi 214122，China）

The main focus of this study is to evaluate the effects of dietary supplement of EPA and DHA in vivo.The design of this study including the synthetic diets for mice，which were based on the balance of total energy，comprised the ω-3，ω-6 and control groups，and oral supplementation of fish oil for human；and to analyze the absorption efficiency of EPA and DHA in mice and in human after specified dietary supplementation.Our study showed that before and after one week dietary supplementation，the increasing ratio of EPA and DHA in blood of ω-3 group were 9.1 fold and 1.99fold respectively.Compared to ω-6 group，the increase ratio of EPA and DHA in ω-3 group were 66 and 3 fold in liver，8.1 and 4.9 fold in epididymal fat pad respectively.Compared to Ctl group，the increasing ratio of EPA and DHA in ω-3 group were 35 and 3.5 fold in liver，8.1 and 5.8 fold in epididymal fat pad respectively.Human study also showed that oral administration of fish oil led to an increase of 4.4 and 1.4 fold for EPA and DHA respectively.Relative to DHA，the change of EPA level in body was more subjected to dietary fatty acid supplementation.Thus，EPA levels in mice and human are more subject to the dietary supplement compared to DHA level，probably due to the insufficient EPA intake or high turnover ratio in vivo，supplementation of fish oil to increase EPA levelin vivo is effective and probably necessary.

EPA，DHA，dietary fatty acid

TS 201.4

A

1673—1689（2017）09—0912—06

2015-07-10

國家自然科學基金項目（31571827）。

*通信作者：顧震南（1960—），男，上海人，生物化學博士，教授，博士研究生導師，主要從事食源性功能物質(zhì)的研究。

E-mail：zhennangu@jiangnan.edu.cn

王順合，顧震南，陳海琴，等.膳食添加深海魚油對機體內(nèi)EPA和DHA質(zhì)量分數(shù)的影響[J].食品與生物技術學報，2017，36（09）：912-917.