張惠君 - 王興國 - 金青哲 -

(1. 江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2. 江南大學國家功能食品工程技術研究中心，江蘇 無錫 214122；3. 江南大學江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無錫 214122;4. 江南大學食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇 無錫 214122) (1. School of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China; 2. National EngineeringResearch Center for Functional Food, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China; 3. Collaborative InnovationCenter of Food Safety and Quality Control in Jiangsu Province, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China; 4. State Key Laboratory of Food Science and Technology, Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214122, China)

3種海洋魚油脂肪酸組成及其位置分布

張惠君1,2,3,4ZHANGHui-jun1,2,3,4王興國1,2,3,4WANGXing-guo1,2,3,4金青哲1,2,3,4JINQin-zhe1,2,3,4

(1. 江南大學食品學院，江蘇 無錫 214122；2. 江南大學國家功能食品工程技術研究中心，江蘇 無錫 214122；3. 江南大學江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無錫 214122;4. 江南大學食品科學與技術國家重點實驗室，江蘇 無錫 214122) (1.SchoolofFoodScienceandTechnology,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China; 2.NationalEngineering
ResearchCenterforFunctionalFood,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China; 3.CollaborativeInnovationCenterofFoodSafetyandQualityControlinJiangsuProvince,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China; 4.StateKeyLaboratoryofFoodScienceandTechnology,JiangnanUniversity,Wuxi,Jiangsu214122,China)

采用米黑根毛霉源固定化脂肪酶(Lipozyme RM IM)對常見的海洋魚油甘三脂進行水解，分析了鳳尾魚、金槍魚、三文魚甘三酯中脂肪酸的組成及位置分布。采用硅膠色譜柱分離3種海洋魚油甘三脂，利用Lipozyme RM IM的sn-1,3特異性，將酯化在sn-1,3位上的脂肪酸(EFA)水解成游離脂肪酸(FFA)，然后通過薄層層析(TLC)分離得到sn-2-單甘酯，再甲酯化后利用氣相色譜(GC)測定sn-2位脂肪酸組成，并按照脂肪酸的不飽和程度和n-3,6-多不飽和脂肪酸歸類分析海洋魚油甘三酯中各類脂肪酸位置分布的特點。結果表明：3種海洋魚油(鳳尾魚油、金槍魚油、三文魚油)中不飽和脂肪酸含量達到60%以上，其中單不飽和脂肪酸(MUFA)占24.67%～33.51%，多不飽和脂肪酸(PUFA)占26.89%～36.15%，而且一半以上PUFA分布在sn-2位，有利于其吸收和提高其耐氧化性；而SFA和MUFA傾向于分布在sn-1,3位上。n-3與n-6 PUFAs之間的比例均>10，均符合FAO/WHO推薦攝入的標準(>4)，是理想的n-3 PUFA天然營養(yǎng)補充劑。

甘三酯；米黑根毛霉源固定化脂肪酶；sn-2-單甘酯；薄層層析；氣相色譜

n-3型多不飽和脂肪酸在人體中具有許多特殊的生理功能。其中，DHA是大腦和視網(wǎng)膜的重要構成成分，在人體大腦皮層中含量高達20%，在視網(wǎng)膜中所占比例最大，約占50%，與ARA共同作用維持大腦和眼睛正常生理功能，促進胎、嬰幼兒大腦和視力發(fā)育，預防老年癡呆[1-2]；EPA具有抑制血栓，預防心肌梗塞和腦梗塞，治療動脈粥樣硬化和輔助降血壓的功效[3-4]；另外，EPA和DHA還具有抗癌、消炎及免疫調(diào)節(jié)等作用[5-6]。

海洋魚類是n-3多不飽和脂肪酸的主要食物來源[7]。海洋魚油由95%以上的甘三酯組成，是構成中性脂的主要組分，如圖 1 所示，其由1分子的甘油和3分子的脂肪酸分別酯化在甘油骨架的3個位置上生成的，?；晌挥趕n-2 和sn-1,3。

圖1 甘三酯結構示意圖Figure 1 The structure of triacylglycerol

研究[8-9]表明，脂肪酸在甘三酯中的位置分布決定其消化吸收及氧化穩(wěn)定性。一方面，sn-2位的脂肪酸更利于人體的消化吸收。Christensen等[8]采用灌胃SD大鼠，考察sn-2-EPA+DHA和sn-1,3-EPA+DHA 2種結構類型M-n-3-M和n-3-M-n-3結構脂消化吸收效率，試驗發(fā)現(xiàn)：攝取sn-2-EPA+DHA型甘三酯比sn-1,3-EPA+DHA型甘三酯在淋巴轉(zhuǎn)運過程中具有更高的DHA積累量，說明位于sn-2位的EPA和DHA更容易被吸收利用，具有更高的營養(yǎng)和功效價值。另一方面，sn-2位脂肪酸的氧化穩(wěn)定性更高。Wijesundera等[9]采用加速氧化法和頂空微萃取的方法，分析PPD和PDP，OOD和ODO兩組DHA分別位于sn-2位和sn-1,3位的結構甘三酯的丙醛、反式二烯醛等二級氧化指標及過氧化值(PV)，結果發(fā)現(xiàn)：PPD和OOD比PDP和ODO更快產(chǎn)生以上二級氧化產(chǎn)物，過氧化值更高，說明位于sn-1,3 的DHA比sn-2位的DHA更易被氧化。所以，準確分析n-3 PUFA在甘三脂中的位置分布是評價其營養(yǎng)價值的重要指標。

常用的測定甘三脂sn-2位脂肪酸組成的方法主要有兩類：① 脂肪酶水解法，以胰脂酶為代表[10]；② 格氏降解法，以烯丙基溴化鎂為代表。然而，胰脂酶無法有效水解含有LC-PUFA的甘三酯，同時其活性受到反應條件的影響而不穩(wěn)定；烯丙基溴化鎂是一種遇水極易失活的化學催化劑，同時反應過程中涉及到有毒試劑的使用，不利于環(huán)境友好。米黑根毛霉源固定化脂肪酶(Lipozyme RM IM)是一種來源于微生物發(fā)酵分泌的sn-1,3特異性非常強的脂肪酶，經(jīng)過固定化之后其性質(zhì)很穩(wěn)定[11]。因此，本試驗選取Lipozyme RM IM對3種深海魚油(鳳尾魚、金槍魚、三文魚)甘三酯作用，將sn-1,3位上酯化的脂肪酸水解成游離脂肪酸(FFA)，通過薄層層析(TLC)分離得到sn-2-單甘酯，甲酯化后利用氣相色譜(GC)對脂肪酸進行測定，從而得到脂肪酸在甘三酯中的位置分布情況。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與方法

鳳尾魚油、金槍魚油、三文魚油：豐益油脂化學(上海)有限公司；

米黑根毛霉源固定化脂肪酶(Lipozyme RM IM)：諾維信(中國)生物技術有限公司；

40種脂肪酸甲酯標品：美國Sigma-Aldrich公司；

硅膠及硅膠板：上海上邦生物科技有限公司；

正己烷、鹽酸、BF3-乙醚、甲醇、無水硫酸鈉、氯化鈉、氫氧化鉀、硝酸銀等：均為分析純。

1.1.2 主要儀器與設備

氣相色譜儀：GC-7820A型，安捷倫科技有限公司；

電子天平：AR2140型，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；

微型旋渦混合儀：XW-80A型，上海滬西分析儀器廠；

磁力攪拌器：DF-101S型，上海滬西分析儀器廠；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-2型，壇市精選儀器制造廠；

臺式離心機：TGL-16G型，上海安亭科學儀器廠；

pH計：Delta 320s 型，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 甘三酯的分離制備 參照袁小武等[12]的方法，采用硅膠柱色譜分離魚油甘三酯。洗脫液為石油醚(沸程 30～60 ℃)+乙醚(體積比87∶13)。稱取油脂樣品約 2.5 g，轉(zhuǎn)移至 50 mL 容量瓶中，用洗脫液定容。取層析柱(2 cm×30 cm)，在底部放少許玻璃棉，加入洗脫液和硅膠裝柱。吸取油脂樣品 20 mL，沿柱壁緩緩加到層析柱上，然后用 250 mL 洗脫液洗脫，速度約為 2 mL/min，洗脫完畢，收集物即為甘油三酯。

1.2.2 米黑根毛霉菌產(chǎn)脂肪酶水解甘三酯 于具塞試管中加入 0.2 mol/L Tris 緩沖液(pH=8.0) 1 mL，甘油三酯 30 mg，混合均勻，40 ℃水浴 1 min，再加入Lipozyme RM IM脂肪酶 8 mg，混合均勻，置于恒溫搖床中繼續(xù)反應 30 min。然后向體系中加入1 mL 6 mol/L的鹽酸和2 mL乙醚，震蕩離心。取出乙醚層，并用無水Na2SO4進行脫水處理，然后用氮氣將其濃縮至200 μL。

1.2.3 酶解產(chǎn)物的分析及sn-2-MAG的提取 將酶解產(chǎn)物上樣至薄板，并用正己烷+乙醚+乙酸(體積比50∶50∶1)的擴展液分離獲得sn-2-MAG。

1.2.4 脂肪酸組成分析 參照慕鴻雁等[13]的方法，采用三氟化硼法測定魚油及其水解物中脂肪酸的組成及含量。量取50 μL魚油，加入1 mL體積比1∶3(BF3: CH3OH)的三氟化硼—甲醇溶液，70 ℃反應3 min，加入1 mL正己烷和飽和NaCl溶液提取，上層液于5 000 r/min離心5 min，過膜以備分析。 GC-FID氣相氫火焰離子色譜條件：TR-FAME毛細管色譜柱(60 m×0.32 mm×0.25 μm)；載氣N2(純度 99.999%)；燃燒氣H2(純度99.999%)和空氣；H2壓力60 kPa；空氣壓力50 kPa；柱前壓220 kPa；進樣口溫度250 ℃；檢測器溫度250 ℃；進樣量1.0 μL；分流比100∶1；采用程序升溫模式，80 ℃保持2 min，5 ℃/min 升溫至220 ℃ 并保持40 min。

1.2.5sn-2位脂肪酸組成分析及其比例計算

(1)

式中：

R——sn-2位脂肪酸占總脂肪酸的比例，%；

n1——sn-2位脂肪酸的摩爾百分比，%；

n2——脂肪酸的摩爾百分比，%。

2 結果與分析

2.1 魚油甘三酯總脂肪酸組成分析

由表1可知，海洋魚油的脂肪酸組成相對比較復雜，主要有肉豆蔻酸(C14:0)、棕櫚酸(C16:0)、棕櫚油酸(C16:1)、硬脂酸(C18:0)、油酸(C18:1)、SDA(C18:4)、EPA(C20:5)和DHA(C22:6)。3種海洋魚油中不僅富含n-3 PUFA，同時含有很高的MUFA，尤其是油酸和棕櫚油酸(C16:1)。

表1 3種魚油中總脂肪酸的組成?Table 1 Total fatty acid compositions of anchovy, tuna, salmon oils %

? 采用摩爾百分比表示脂肪酸含量；同行不同字母表示差異顯著，P<0.05。

脂肪酸依據(jù)是否含有雙鍵可以分為兩類：飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸，其中，不飽和脂肪酸又可分為單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸。由圖2可知，飽和脂肪酸(SFA)占30%～50%，不飽和脂肪酸(UFA)占50%～70%，其中，單不飽和脂肪酸(MUFA)含量20%～50%，多不飽和脂肪酸(PUFA)含量高達25%～35%，尤其是EPA和DHA的含量高達20%，成為多不飽和脂肪酸的主要組分。因此，深海魚成為人們?nèi)粘Ｉ攀持蠩PA和DHA的主要來源。對于飽和脂肪酸，含量最為豐富的是C16:0，3種魚油都達到10% 以上，其中，鳳尾魚中高達29.85%；單不飽和脂肪酸中C18:1的含量最多，其中，三文魚中高達27.94%；多不飽和脂肪酸中以EPA和DHA為主，其中，EPA含量最多的是三文魚14.43%，金槍魚中DHA含量最多18.76%。 EPA和DHA在3種海魚中的含量均符合《食品法典標準》(2011修訂版)[14]推薦要求，是理想的EPA和DHA添加源。

值得一提的是，3種深海魚油中豐富的單不飽和脂肪酸可以起到降血糖，調(diào)節(jié)血脂，降膽固醇的功效。油酸(C18:1)降低血清總膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇的效果與亞油酸等多不飽和脂肪酸相當[15]。高密度脂蛋白膽固醇與血清總膽固醇的比值與單不飽和脂防酸呈正相關[16]，減少膳食膽固醇和飽和脂肪酸攝入、適當增加單不飽和脂肪酸的攝入能有效減少高膽固醇血癥及心血管疾病的發(fā)生。由于油酸對低密度脂蛋白膽固醇的作用呈中性，在降低高密度脂蛋白膽固醇的程度上比亞油酸低，沒有多不飽和脂肪酸過量攝入后所帶來的因氧化而引起的負面影響。因此，在某種程度上，單不飽和脂肪酸要優(yōu)于多不飽和脂肪酸?！暗刂泻！笔斤嬍持虚蠙煊透缓退?，當?shù)鼐用裱心懝檀妓胶托呐K病發(fā)生率都相對較低[17]。

圖2 3種魚油中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸和多不飽 和脂肪酸的比例

Figure 2 The percentage of saturated fatty acids, monounsaturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids in three marine fish oils

3種魚油中都含有豐富的油酸，尤其是三文魚中的含量高達27.94%，所以具有極高的營養(yǎng)價值。棕櫚油酸(C16:1)具有增加細胞膜流動性，抑制腫瘤，減輕炎癥及糖尿病和心臟病的特殊功效。棕櫚油酸盡管在乳脂中的含量極微，卻能夠加強血管的代謝過程，可降低患高血壓和中風的風險。同時，單不飽和脂肪酸與DHA、EPA具有協(xié)同作用，可用于治療白細胞營養(yǎng)不良。3種魚油中均含有較高比例的棕櫚油酸，尤其是金槍魚中高達10.03%，說明其具有較高的藥用價值。

另外，3種海洋魚油中C20:1和C22:1的含量明顯高于動植物油脂。試驗發(fā)現(xiàn)：C20:1和C22:1的總含量影響EPA和DHA的總含量。隨著C20:1含量的依次減少，C20:5的含量依次增加；同時，隨著C22:1含量依次增加，C22:6的含量依次減少。兩組脂肪酸呈現(xiàn)出此消彼長的關系，說明在脂肪酸代謝途徑中，C20:1和C22:1作為前體物通過酶系催化生成C20:5和 C22:6，因而不斷被轉(zhuǎn)化。這與鄧澤元等[18]關于鄱陽湖淡水魚脂肪酸的變化規(guī)律相似，可能與魚體內(nèi)脂肪酸的合成代謝規(guī)律存在密切相關性。因為飽和脂肪酸在去飽和酶脂肪酶的作用下首先轉(zhuǎn)化為單不飽和脂肪酸，而C20:1和C22:1作為重要的中間產(chǎn)物控制著C20:5和C22:6的轉(zhuǎn)化率，然而其具體的代謝途徑及產(chǎn)物轉(zhuǎn)化機制有待于進一步研究。

2.2 魚油甘三酯脂肪酸在sn-1,3和sn-2位的分布

飽和脂肪酸，單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸在sn-1,3 和sn-2位的分布比例情況見圖3。對于飽和脂肪酸，除了金槍魚sn-2位高于sn-1,3位約10%以外，鳳尾魚和三文魚中飽和脂肪酸在sn-2和sn-1,3位的分布比例相當；3種魚油中單不飽和脂肪酸在sn-1,3位的比例顯著高于其在sn-2 位的，其中三文魚中sn-1,3的單不飽和脂肪酸高達54.9%；對于多不飽和脂肪酸來說，情況恰好相反，3種魚油中多不飽和脂肪酸傾向于分布在sn-2位，不僅有利于其在體內(nèi)代謝和利用，而且在加工和貯藏過程中還不易被氧化。

1. SFA 2. MUFA 3. PUFA圖3 3種魚油中飽和、單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸 sn-1,3和sn-2位的分布

Figure 3 The positionaldistribution of SFA, MUFA and PUFA from three marine fish oils

由表2可知，3種海洋魚油sn-2位脂肪酸組成中，飽和脂肪酸(SFA)占20%以上，含量最為豐富的是C16:0，占10%以上，鳳尾魚最多(27.35%)；單不飽和脂肪酸(MUFA)占20%左右，C18:1的含量最多，占10%左右，三文魚最高(16.15%)；多不飽和脂肪酸(PUFA)含量高達30%以上，金槍魚最多(40.86%)。其中，sn-2位上PUFA主要由EPA和DHA構成，EPA含量最多的是三文魚(17.54%)，金槍魚中DHA含量最多(25.88%)。不飽和脂肪酸(UFA)在sn-2位的含量占到總脂肪酸含量的一半以上，這種不飽和脂肪酸分布的特征有利于機體對其吸收和利用。

同樣，sn-2位上的C20:1和C22:1的含量也影響EPA和DHA在sn-2位上的含量。從表2還可以看出，金槍魚、鳳尾魚、三文魚中sn-2位上C20:1含量依次減少，而sn-2位上C20:5的含量依次增加；而金槍魚、鳳尾魚、三文魚中sn-2位上C22:1含量依次增加，而sn-2位上C22:6的含量依次減少，這與C20:1和C22:1總脂肪酸含量影響C20:5和C22:6總脂肪酸含量的變化規(guī)律一致。說明在脂肪酸代謝途徑中，C20:1和C22:12種單不飽和脂肪酸作為前體物通過一系列酶催化生成C20:5和C22:6，然而具體代謝通路和各種酶所起的作用有待學者們進一步詳細研究來證實。

2.3 魚油甘三酯中n-3和n-6系列脂肪酸的組成和位置分布

多不飽和脂肪酸按照雙鍵位置的不同可分為n-3和n-6系列。由圖4可知，在多不飽和脂肪酸中，n-3含量和比例明顯高于n-6多不飽和脂肪酸，其中，n-3系列占20%以上，而n-6系列僅占5%以下。膳食中補充n-3和n-6系列脂肪酸的攝入量有助于人體健康，然而，n-3和n-6系列多不飽和脂肪酸的比例平衡遠比其含量重要。膳食中n-3多不飽和脂肪酸攝入不足會增加罹患癌癥和心腦血管疾病的風險。FAO/WHO(1994)推薦攝入n-3/n-6多不飽和脂肪酸的比例>4[19]。本試驗表明：3種魚油中二者的比例均>10，因此，這3種魚成為非常理想的平衡n-3和n-6系列脂肪酸的食物。在西方膳食和中國內(nèi)陸居民飲食結構中，n-3多不飽和脂肪酸的攝入量嚴重不足，所以多食用海魚有助于平衡n-3 和n-6 PUFA的攝取，降低心腦血管疾病和癌癥的發(fā)病率。

表2 3種魚油中sn-2位脂肪酸的組成?Table 2 sn-2 Fatty Acid Compositions of Anchovy, Tuna and Salmon Oils %

? 采用摩爾百分比表示脂肪酸含量；同行不同字母表示差異顯著，P<0.05。

圖4 3種魚油中n-3和n-6系列脂肪酸的比例

Figure 4 The percentage ofn-3 andn-6 series fatty acids from three marine fish oils

由圖5可知，n-3多不飽和脂肪酸在sn-2位的比例顯著高于其在sn-1,3位的；而對于n-6多不飽和脂肪酸而言，僅有金槍魚中在sn-1,3位的比例明顯高于sn-2位的，鳳尾魚和三文魚中沒有明顯的位置分布差別。同時，金槍魚中n-6多不飽和脂肪酸在sn-1,3位的含量顯著高于其他2種海魚的，從而導致金槍魚中n-6多不飽和脂肪酸的含量相對較高，而3種魚油n-6多不飽和脂肪酸在sn-2位上的含量均維持在2%左右，并無明顯差異性，可能與海魚的品種及其生活的海域環(huán)境有關[20]。

圖5 3種魚油中n-3和n-6系列脂肪酸在sn-2和 sn-1,3位的分布

Figure 5 The positional distribution ofn-3 andn-6 series fatty acids from three marine fish oils

3 結論

魚油甘三酯中脂肪酸的組成及其位置分布是評價其營養(yǎng)價值和功能性質(zhì)的重要指標。海洋魚油富含多不飽和脂肪酸，n-3與n-6 PUFAs之間的比例均>10，符合FAO/WHO推薦攝入的標準(>4)；Lipozyme RM IM可以有效水解PUFAs，SFAs和MUFAs主要分布于sn-1,3位上，而PUFAs主要位于sn-2位上，這種分布特征有利于機體對脂肪酸的利用，同時具有耐氧化性，因此海洋魚油可以作為n-3和n-6 PUFAs的優(yōu)質(zhì)原料來添加于膳食中。該研究為分析甘三酯中脂肪酸的位置分布提供了一條新途徑，也為評價海洋魚油的消化和吸收特性及其氧化穩(wěn)定性提供了理論依據(jù)。

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Compositionandpositionaldistributionoffattyacidsintriacylglycerolsofthreemarinefishoils

In this study, the purified triacylglycerols (TAG) of selected marine fish oils (anchovy, tuna and salmon oils) were subjected to stereospecific hydrolysis by an sn-1, 3-specific lipase (Lipozyme RM IM) which cleaves selectively the sn-1 and sn-3 position ester bonds of TAG yielding tosn-2-monoglycerides (2-MAG). After lipase hydrolysis, the released free fatty acids andsn-2-MAG were isolated by thin-layer chromatography (TLC). The original TAG andsn-2-MAG were respectively converted to fatty acid methyl esters (FAME), then analyzed by gas chromatography(GC). Results showed that TAG of these marine fish oils were made up of unsaturated fatty acids mainly accounting for 60%. Polyunsaturated fatty acids are preferentially located atsn-2 position, whose percentage is more than 50%, while saturated fatty acids and monounsaturated fatty acids are most distributed insn-1,3 position. The ratio betweenn-3 andn-6 PUFAs is greater than 10, which is in line with the FAO/WHO recommended intake standard (> 4) and is ideal forn-3 PUFA natural nutritional supplements.

TAG; lipozyme RM IM;sn-2 monoglyceride; thin-layer chromatography; gas chromatography

張惠君，男，講師，江南大學在讀博士研究生。

王興國(1962—)，男，江南大學教授，博導，博士。

E-mail：wxg1002@qq.com

2017—03—06

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.09.012