牛乳脂共轭亚油酸的合成及其营养调控

浙江大学动物科学学院 朱 雯 张 莉 吴跃明

共轭亚油酸（CLA）是一族十八碳二烯酸异构体的总称。研究表明，CLA具有抗癌、增加免疫力及抗动脉硬化等生物学功能。乳脂CLA是人体CLA的重要来源，因此提高乳脂CLA对人体健康具有重要意义。本文综述了CLA的来源合成机制及其营养调控。

1 CLA的来源

天然CLA主要来源于反刍动物乳脂和肉中。乳脂中CLA含量为2.5～17.7 mg/g，且90%以上的是具有生物活性的c-9，t-11十八碳二烯酸异构体（Parodi，1977）。 Jahreis 等（1999）研究发现，母羊乳中CLA含量较丰富，约为1.1%，非反刍动物乳中CLA含量约为0.09%。由于反刍动物肠道中的厌氧溶纤维丁酸弧菌异构酶能使亚油酸转化为CLA，所以动物食品中的CLA主要是微生物产物。植物性食品如豆油、亚麻油、菜籽油和向日葵油等也含有较高的CLA，但具有生物活性的c-9，t-11 CLA含量却很少。由此可以推测，从植物性饲料中获取CLA是反刍动物获得CLA的有效途径。

2 牛乳脂CLA的合成机制

2.1 瘤胃微生物的不完全氢化作用 研究发现，CLA是不饱和脂肪酸（UFA）在瘤胃内进行生物加氢过程的中间体。在生物加氢的过程中，大部分CLA先变成t-11十八碳烯酸，进一步氢化变成硬脂酸。但在特定条件下，如日粮中亚油酸浓度较高时，抑制了t-11十八碳烯酸经生物加氢变成硬脂酸的过程，从而造成CLA的积累、合成增多。亚油酸和亚麻酸在瘤胃厌氧微生物的作用下，生物氢化过程中也能异构化产生CLA。当生物氢化不完全时c-9，t-11 CLA可溢出瘤胃而进入肠道中，被乳腺吸收并整合至乳汁中。

2.2 反刍动物内源合成 Chouinard等（1998）通过真胃灌注CLA使乳脂CLA含量达到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）通过皱胃灌注t-11十八碳烯酸 （12.5 g/d）使乳脂中CLA的含量提高了40%。以上试验都证明了泌乳牛具有内源合成CLA 的能力。Lock和Garnsworthy（2002）研究了日粮不同亚油酸和亚麻酸水平下内源合成对c-9，t-11 CLA的贡献，结果发现80%的c-9，t-11 CLA可经t-11 C18∶1去饱和途径内源合成。Corl等（2001）研究结果表明，牛乳脂中78%的c-9，t-11 CLA来源于t-11十八碳烯酸的Δ9-去饱和酶脱氢作用。Kay等（2004）给奶牛皱胃灌注苹婆酸（Δ9-去饱和酶的抑制剂），乳脂中的CLA降低71%，进一步证明了Δ9-去饱和酶在c-9，t-11 CLA合成中的重要作用。乳脂CLA的内源合成途径包括t-11十八碳烯酸的吸收及其在Δ9-去饱和酶作用下向c-9，t-11 CLA转化的过程。在瘤胃形成的c-9，t-11 CLA异构体可以直接被吸收或被瘤胃微生物进一步代谢生成t-11十八碳烯酸，t-11十八碳烯酸经组织吸收后，在乳腺细胞中被硬脂酰辅酶A去饱和酶（SCD酶）转化重新生成c-9，t-11 CLA（Holman 和 Mahfouz，1980）。去饱和作用首先是脂肪酸必须在脂酰辅酶A合成酶的作用下活化成脂酰辅酶A，然后在c-9，t-11 CLA之间引入双键，但该过程需要Δ9-去饱和酶系参与，Δ9-去饱和酶系是一套复杂的多酶体系，包括NADH-细胞色素b5还原酶、细胞色素b5、脂酰辅酶A合成酶、Δ9-去饱和酶终止酶 （Bauman等，2006）。

3 CLA的营养调控

3.1 调控日粮组成

3.1.1 选择青牧草 Kelly等（1998）的研究显示，与对照组相比，奶牛由混合日粮饲养转换到青绿牧草饲养时生产性能显著下降，但饲养后期其乳脂CLA含量却提高了1倍 （10.9 mg/g）。Dhiman等（1999）的研究也表明，放牧且无补饲其他饲料的奶牛乳脂CLA含量（约为22.1 mg/g）比饲喂典型日粮组奶牛高。青绿牧草的脂肪酸含量在1%～3%（以干物质为基础），其中90%以上为不饱和脂肪酸（Nombekela 和 Murphy，1995）。新鲜牧草的 C18∶4 含量丰富，占一半以上，其次是 C18∶1。牧草中所含C18∶2的双键分别在第7和第9位，不具有通过瘤胃氢化产生乳脂CLA前体的功能（Givens等，2000），因此新鲜牧草对乳脂CLA含量的促进作用可能主要来自于C18∶4和C18∶3。

3.1.2 脂肪酸的含量与组成

3.1.2.1 动物脂肪 动物脂肪中十八碳多不饱和脂肪酸（PUFA）含量很低。Givens等（2000）报道，牛、羊等反刍动物脂肪的十八碳PUFA含量不足5%。Chouinaed等（1998）给奶牛补饲 4.4%的动物脂与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 鱼油 鱼油中的十八碳PUFA含量较少，其亚油酸和亚麻酸总量不超过5%。Offer等（1999）通过补饲鱼油可使奶牛乳脂CLA含量由补饲前的1.6 mg/g提高到15.5 mg/g。Chouinard等（2002）对泌乳牛补饲鱼油200 g/d，可使奶牛乳脂CLA含量从6.2 mg/g提高到17.4 mg/g。鱼油富含二十碳以上长链UFA，但其具体代谢机制目前还不清楚，因此鱼油增加乳脂CLA含量的原因尚未探明。Chouinard等（1998）发现，饲喂鱼油瘤胃中t-11十八碳烯酸含量增加，该结果与亚油酸抑制瘤胃氢化t-11十八碳烯酸增加结果一致。因此，鱼油中的UFA可能有抑制氢化的作用。

3.1.2.3 植物油或植物籽实 植物油的十八碳PUFA含量非常丰富。乳脂中部分CLA直接来自瘤胃亚油酸的异构化，因此向饲料中添加UFA可以提高乳脂CLA。Kelly等 （1998）给奶牛补饲5.3%的花生油、亚麻油和葵花籽油分别可使乳脂CLA浓度达到13.3、16.7 mg/g和24.4 mg/g；在一定范围内，乳脂CLA含量与油脂添加量呈正相关。Dhiman（2000）研究发现，豆油添加水平在1%～4%时，奶牛乳脂CLA含量随豆油添加量的增加而逐渐上升。

添加油料籽实对乳脂CLA的提高效果不如植物油。Dhiman等（1999）给奶牛补饲全脂膨化大豆和全脂膨化棉籽粕，使CLA含量由3.6 mg/g分别提高到8.6 mg/g和7.2 mg/g。Dhiman等（2000）发现，补饲粉碎生大豆对乳脂CLA无显著影响，而补饲破碎烘烤大豆使乳脂CLA提高1倍。分析其原因可能是未经处理的油料种子中的不饱合脂肪酸难被瘤胃微生物利用，甚至还可能具有毒性。而经过加工处理过的油料种子的UFA无毒且易被瘤胃微生物利用。

3.1.3 其他 日粮中一些微量成分如铜和蛋氨酸含量也会影响瘤胃的生物加氢过程，从而影响乳脂CLA含量。低铜日粮有助于提高牛奶CLA含量（Morales 等，2000），日粮中添加铜（40 mg/kg）可降低乳脂 CLA 含量（Engle和 Spears，2000）。另外，日粮中添加保护蛋氨酸也会对乳脂CLA有影响（Loor等，2002）。

3.2 调控瘤胃发酵环境 乳脂CLA前体几乎产自瘤胃，因此可以通过调控瘤胃发酵环境来提高乳脂CLA含量。离子载体可以调节瘤胃微生物的生长，抑制革兰氏阳性菌等瘤胃生物氢化菌的生长。Fellner等（1997）用持续外流瘤胃发酵罐发现，离子载体可以抑制亚油酸的生物氢化作用，从而降低了瘤胃内硬脂酸的浓度，使单不饱和脂肪酸浓度升高。灌注亚油酸同时添加离子载体，CLA在总脂肪酸中的比例提高了2～3倍。

改变瘤胃的pH值可以改变微生物菌群。Martinand和 Jenkins（2002）用 0.5 g/L的瘤胃细菌体外培养48 h发现，当pH值为5.5～6.5时，CLA浓度在前8 h无变化，在24～30 h CLA浓度最高，随后逐渐减小；而当pH值为5.0时，CLA的浓度则不发生变化。这主要是由于当瘤胃具有最佳的pH和发酵能力时才能保证乳脂CLA的最佳浓度（Precht和 Molkentin，1999）。瘤胃 pH 值降低，改变了瘤胃微生物的生态系统，则合成更多c-10单烯酸或共轭二烯酸。所以，维持正常的瘤胃pH值对CLA的合成是非常重要。

4 小结

乳脂CLA主要由瘤胃微生物不完全加氢、反刍动物内源合成以及直接吸收外源添加的CLA三种途径合成，其中内源合成是乳脂CLA的主要合成途径。合理选择青牧草、添加不饱和脂肪酸、调控瘤胃发酵环境等均可影响乳脂CLA水平。总之，通过营养手段提高乳脂CLA，可提高牛奶的附加值，具有深远的社会意义。

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