牛乳脂共軛亞油酸的合成及其營養(yǎng)調(diào)控

浙江大學動物科學學院 朱 雯 張 莉 吳躍明

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

1 CLA的來源

天然CLA主要來源于反芻動物乳脂和肉中。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%，非反芻動物乳中CLA含量約為0.09%。由于反芻動物腸道中的厭氧溶纖維丁酸弧菌異構酶能使亞油酸轉(zhuǎn)化為CLA，所以動物食品中的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，從植物性飼料中獲取CLA是反芻動物獲得CLA的有效途徑。

2 牛乳脂CLA的合成機制

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，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化產(chǎn)生CLA。當生物氫化不完全時c-9，t-11 CLA可溢出瘤胃而進入腸道中，被乳腺吸收并整合至乳汁中。

2.2 反芻動物內(nèi)源合成 Chouinard等（1998）通過真胃灌注CLA使乳脂CLA含量達到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c-9，t-11 CLA的貢獻，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異構體可以直接被吸收或被瘤胃微生物進一步代謝生成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雜的多酶體系，包括NADH-細胞色素b5還原酶、細胞色素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），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），因此新鮮牧草對乳脂CLA含量的促進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 動物脂肪 動物脂肪中十八碳多不飽和脂肪酸（PUFA）含量很低。Givens等（2000）報道，牛、羊等反芻動物脂肪的十八碳PUFA含量不足5%。Chouinaed等（1998）給奶牛補飼 4.4%的動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）通過補飼魚油可使奶牛乳脂CLA含量由補飼前的1.6 mg/g提高到15.5 mg/g。Chouinard等（2002）對泌乳牛補飼魚油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鏈UFA，但其具體代謝機制目前還不清楚，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 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化，因此向飼料中添加UFA可以提高乳脂CLA。Kelly等 （1998）給奶牛補飼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。Dhiman（2000）研究發(fā)現(xiàn)，豆油添加水平在1%～4%時，奶牛乳脂CLA含量隨豆油添加量的增加而逐漸上升。

添加油料籽實對乳脂CLA的提高效果不如植物油。Dhiman等（1999）給奶牛補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)，補飼粉碎生大豆對乳脂CLA無顯著影響，而補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，日糧中添加保護蛋氨酸也會對乳脂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，抑制革蘭氏陽性菌等瘤胃生物氫化菌的生長。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的瘤胃細菌體外培養(yǎng)48 h發(fā)現(xiàn)，當pH值為5.5～6.5時，CLA濃度在前8 h無變化，在24～30 h CLA濃度最高，隨后逐漸減??；而當pH值為5.0時，CLA的濃度則不發(fā)生變化。這主要是由于當瘤胃具有最佳的pH和發(fā)酵能力時才能保證乳脂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，通過營養(yǎng)手段提高乳脂CLA，可提高牛奶的附加值，具有深遠的社會意義。

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