脂肪与心血管疾病相互关系最新进展及对食品工业的指导意义

7 74 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．24 No．1 脂肪与心血管疾病相互关系最新进展及 食品工业的指导意义’ R -Ts 生 蓝 R； (华南理工大学食品与生物工程学院，广州，510641) 摘 要 脂肪与心血管疾摘的相互关系近皇来倍受人们的关注，因为膳赍中饱和脂 肪酰、晃式脂肪酰、单不饱旬脂肪暖和多不饱和唐肪酸的种娄与数量对血脂水卫的影 -向明显不同。本文详细 论这方面研兜的最新进展，以及对食品工业开发薪产品的指 导意义。 关键词 脂肪 心血管疾病 赍品工业 、 ’ 心血管疾病是造成目前世界各国各年 龄巽A日死亡的主导原因，约占总死亡人数 的 3O ～50 ，这其中冠心病患者死亡人数 约占一半以上(占总死亡人数的 26 ，冠心 病会导致心绞痛、心肌梗塞、突发性心脏病) 另外它与成年人早逝的相关性也很大。 冠心病是所谓富贵病的重要代之一， 常见于遵循西方化的膳食习惯与生活方式的 人群中。减少冠心病发生率的重要因素包括： (1)避免吸烟； (2)降低高血压； (3)降低血浆胆固醇水平； (4)通过经常锻炼来维持合适的体重。 关于膳食食品结构与冠心病之间的相互关系 一 直是食品科学与生命科学领域的一个研究 焦点，食品工业部门也希望能生产出有益于 人体健康的各种食品，诸如低脂食品。据分 析，1990年美国低脂食品的销售额为 18万 亿美元，1 995年达到 41万亿美元 关于膳食食品与冠心病之间相互关系的 报道已经很多了，本文旨在向读者提供与食 品工业密切有关的近期研究进展。 胆固醇与冠心病之间的关系，就是在动 脉硬化斑上沉积有胆固醇，以及血浆胆固醇 水平高的人群死亡率也高。动脉硬化的形成 最磊爵高嚣嚣 蔫 驾 项目 是冠心病的一个表现，其它特征包括增加血 栓形成的危险性以及心律不齐。虽有大量文 献讨论关于影响膳食和血液中胆固醇水平的 各种因素，但涉及血栓形成和心率不齐的报 道却很少 这可能与缺乏简洁有效方法来测 定血栓形成和心律不齐有关，相对来说收集 血样分析胆固醇含量比较容易，因此研究报 道也多。 研究膳食对冠心病作用的理想方法是直 接测量并分析该疾病在各种不同个体间的具 体情况，但由于大规模流行病学人口调查的 费用特别高昂和持续时间长．且影响因素特 ： 别复杂，要去除那些不相关的因素很困难 因 此，这种方法不是常常能够做到的。目前的许 多研究只能集中某一种膳食处理对血清或血 浆胆固醇水平的影响情况，且通常是较短期 的研究。这种方法的理论基础建立在血清胆 固醇水平与冠心病发病率之间有一定相关 性。 需要强调的另一个问题就是虽然冠心病 患者多年来处于合适的膳食调理中，它的病 情是否能够得到完全的改善。这个同题很重 要，因为大多数有益于健康的膳食措施都是 针对高危人群。动物研究表明，降低血浆胆固 醇水平会导致动脉的扩张使得疾病减弱．尽 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 24卷 第 1期 李璇等：脂肪与心血管疾病相互关系的最新进展及对食品工业的指导意义75 管硬化血管对此的反应比正常的要迟钝一 些。有数据表明，可降低血浆胆固醇的药物对 动脉硬化造成的结构损伤有良好的影响。另 一 个问题是通过控制冠心病来减少患者的死 亡人数，能否使人变得长寿?因为全世界的研 究人员都在极力主张膳食调理，通过膳食结 构的优化来减少冠心病的发病率与死亡率。 尽管非致命性心肌梗塞的死亡率确实下降 了，但未能证实冠心病的死亡率有实质性的 减少，因为总死亡率变化极小。 有一令人鼓舞的研究结果表明：只有通 过极端苛刻的干预，特别是减少吸烟量并通 过膳食调整切实降低高血浆胆固醇水平，冠 心病的死亡率才会有显著的降低。 1 血浆中胆固醇的种类 在血液中的胆固醇是以脂蛋白形式连 同其它脂溶性化合物(如三甘油酯和磷酯)一 起输送的。脂蛋白包含不同比例的油脂和蛋 白质，因此密度不同。约 7O 的胆固醇是以 低密度脂蛋白(LDL)形式运输的，这是一种 最主要的运输途径，它将胆固醇从肝运送到 机体其它细胞中，这种脂蛋白水平高低与冠 心病发病率呈正相关关系。另一种主要途径 是以高密度脂蛋白(HDL)胆固醇形式出现， 是将胆固醇从机体细胞中迁移回肝脏中，与 前一种运输途径正好相反。高密度脂蛋白的 胆固醇水平与冠心病发病率成反比关系。 自本世纪6O年代初开始，发现了不同食 用脂肪对血浆胆固醇水平的戏剧性影响，胆 固醇因此成为冠心病研究的焦点。在这项主 要由美国的Keys等人和Hegested等人领头 的研究中，证实了饱和脂肪酸会提高血液胆 固醇水平 ，多不饱和脂肪酸起降低作用，而单 不饱和脂肪酸不起作用。膳食中的胆固醇也 会提高血液胆固醇水平，但明显不如饱和脂 肪酸的影响大。脂肪酸对血液胆固醇水平的 影响可用下列方程式来描述： 血液胆固醇的变化量(mg／100ml血清) 一2．7△S一1．35△P4-1．SAC 式中△s、△P一分别表示饱和脂肪酸和多不 饱和脂肪酸的吸收变化量，以总能量的百分 数表示 △c一膳食中胆固醇的每天摄入量(mg／ 418kj d) 从这个方程，可看出膳食中胆周醇水平 对增加血浆胆固醇水平还不如饱和脂肪酸的 影响大，尽管长期以来一直认为富含胆固醇 的食品会显著提高血浆胆固醇水平。实际上 只有当富含胆固醇的食品同时也富含饱和脂 肪酸时，这个观点才是正确的。我们应记得胆 固醇是所有细胞结构(如细胞膜)和细胞功能 (如分泌甾类激素)中的一个重要分子，肝脏 中还有能催化产生大量胆固醇的酶。经过过 去十几年的研究，已清楚发现在多数人群中， 膳食中的胆固醇不同水平对肝脏合成胆固醇 有反馈抑制作用0]。有一部分人对膳食中的 胆固醇含量比较敏感，膳食胆固醇使肝脏合 成内源性胆固醇的功能暂时衰减。对于这部 分人来说，维持膳食中低胆固醇对身体健康 十分有利。 ． 2 饱和脂肪酸 富含饱和脂肪酸的膳食不可避免会导致 血浆胆固醇水平的升高，但不同的饱和脂肪 酸引起胆固醇水平升高的程度不同 能提高 胆固醇水平的饱和脂肪酸其碳原子数为 12 ～ 16。椰子油、棕榈仁油中含有大量的c c! 饱和脂肪酸(ct。t O c ：O)的三甘油酯， 而奶油和牛油中的 C ：0含量较少，包含 C 0的三甘油酯则普遍存在。饱和脂肪酸 引起胆固醇水平上升的机制还未完全弄清 楚，有一种解释是饱和脂肪酸干扰了肝脏对 LDL胆固醇的传送0]。因为有些人认为肉豆 蔻酸(c ：0)是最易引起胆固酵上升的饱和 脂肪酸，所以对它的研究日益增加。不会致使 胆固醇水平上升的饱和脂肪酸是那些碳原子 数少于 12的和硬脂酸(c s：O)，后者在可可 脂和牛油中的含量较高。碳原子数少于 12的 短链脂肪酸的代谢方式与长链脂肪酸不同， 维普资讯 http://www.cqvip.com 76 食品与发酵 工业 Food and Fermentation Industries Voi．24 No．1 前者可能只作为能源被消耗掉，而不在组织 和贮备脂肪中积累 硬脂酸之所以对血浆胆 固醇水平无影响．是因为它在体内迅速被转 化为油酸，而油酸属于不影响胆固醇水平的 单不饱和脂肪酸，但这个观点尚有不同意见， 争议很大。 3 反式脂肪酸 大多数天然存在的不饱和脂肪酸为顺式 构型，然而经生物化学氢化作用变成反式构 型，生成异构体。前者存在于反刍动物中．来 源自这些动物的油脂中都包含反式脂肪酸。 食品工业上常用化学氢化反应来制备硬 化植物油。存在于反刍动物脂肪(如奶油)和 人造奶油中的反式异构体主要是 18碳单不 饱和脂肪酸 据估计，欧洲和美国膳食中的反 式脂肪酸水平每人每天在4～12g范围内 关 于反式脂肪酸对健康是否有害，已开展了很 多研究，尤其集中在对血浆胆固醇水平的影 响上。不同的实验得出的结果有分歧，这种差 异的一个可能解释是每个实验所使用的反式 脂肪酸种类不同。最近来自荷兰的报道，在一 个有适宜长时间间隔并受严格控制的试验结 果却表明通过喂予饱和脂肪酸、反式脂肪酸 在提高 LDI 水平方面的程度与饱和脂肪酸 相似，另外反式脂肪酸能降低 HDL胆固醇 水平。由于对LDL和HDI 胆固醇的作用正 好相反．这结果说明反式脂肪酸比饱和脂肪 酸更有害，所以这项研究引起食品工业界的 极大重视。美国农业部正在进行一项与之相 似的研究。 另一份研究报道显示富含反式单不饱和 脂肪酸的膳食与脂蛋白Va](Lp[a])水平的 提高有关[3 与主要是输送胆固醇的脂蛋白不 同，这种脂蛋白水平在很大程度上受遗传控 制，通常不受膳食所影响。多数人的Lp[a]水 平 低 于 150mg／L，但 某些 人群 可能 超过 400rng／L。LpEa]水平高的人患冠心病的危 险明显增加。Lp Ea]与血纤维蛋白溶解酶原 的结构有惊人相似之处，而纤维蛋白溶解酶 原是纤维蛋白溶解系统的一个关键酶。这个 领域的研究结果将有助于对脂蛋白和血栓之 间关系进行深层次的崭新认识 4 单不饱和脂肪酸 存在于食品中的顺式单不饱和脂肪酸主 要是油酸(18：1，m9) 多年来．单不饱和脂 肪酸被认为对血浆胆固醇水平的作用呈中 性。然而近期的许多研究证实顺式单不饱和 脂肪酸降低胆固醇的作用与饱和脂肪酸有 关，近来普遍认为顺式单不饱和脂肪酸在降 低胆固醇方面的能力与多不饱和脂肪酸相 同 有人认为单不饱和脂肪酸对胆固醇的表 观降低效果只是一种替代作用，例如当用单 不饱和脂肪酸代替膳食中的饱和脂肪酸，将 会导致一个较低的血浆胆固醇水平，这与其 说是单不饱和脂肪酸的特殊作用，还不如说 是因为其饱和脂肪酸的含量较低水平[4J。顺 式单不饱和脂肪酸对胆固醇的明显降低作 用．连同流行病学调查认为摄取大量橄榄油 的人患冠心病的几率较低，这使得人们对在 食品中添加或混合单不饱和脂肪酸的兴趣增 加 最近推荐的三种单不饱和脂肪酸产品包 括橄榄油、canol oil(菜籽油的改性产品)和 Trisun，后者是通过生物技术从菜花植物中 获取的富含油酸的植物油。 5 多不饱和脂肪酸 存在于食品中的多不饱和脂肪酸主要是 亚油酸(18：2， 6)，它是人体两个必需脂肪 酸之一，另一个是 a一亚麻酸(18：3， 3)。现 有关于多不饱和脂肪酸对降低胆固醇水平的 研究大多是以富含亚油酸的植物油为原料 的 。 最近，人们对 3系列多不饱和脂肪酸 (特别是来源自海产资源的)非常重视。存在 于食物链中的两个主要多不饱和脂肪酸是二 十碳五烯酸(20：5．m3．简称 EPA)和二十二 碳六烯酸(22：6，∞3，简称 DHA)。关于这些 多 不饱 和 脂肪酸 的研 究是 在 发 现 尽管 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 24卷 第 1期 李璇等：脂肪与心血管疾病相互关系的最新进展及对食品工业的指导意义77 Greenland Eskimos地区居民膳食中的高脂 肪含量 但冠心病发病率依然很低的事实而 提出。这项工作的主要结论之一是确认了m3 系列多不饱和脂肪酸为人类膳食的一种重要 成分 ．因为它不但在视网膜和大脑的结构膜 中起重要作用，而且还是二十碳四烯酸(20： 4，m6)代谢生成花生酸的调节者。 自从本世纪 8O年代以来．已收集了不少 关于 3系列多不饱和脂肪酸对健康的事实 或证据。这些多不饱和脂肪酸对减少冠心病 的发病率起多种不同的作用．包括降低三甘 酯水平、减小血小板的凝集作用以及减少心 律不齐及动脉硬化的发病率。 最近有三个研究报告着重强调食用鱼油 和 m3系列多不饱和脂肪酸的裨益。在第一 个研究中，跟踪来 自荷兰的 Zutphen地区的 852个男子长达 20年，根据 1960年鱼的消 耗量和 20年后冠心病死亡人数确认两者问 存在剂量与反应的负相关关系；那些每天至 少消费 3og鱼的人群死亡率较那些根本不吃 鱼的低 50 。这项研究引起极大的关注，因 为所食用的鱼的数量很少，假如其效果是由 3系列多不饱和脂肪酸引起的话，则其所含 的w3系列多不饱和脂肪酸数量太大低于那 些用在急性实验的数量。从 1973至 1982年 期间在美国进行的第二个研究，选择 12，866 个被认为有极高的患心脏病危险的人参加一 个为了预防冠心病而进行的试验，试验考虑 了多种危险因素，用一种 24h反馈信息的标 准程序来控制他们的膳食。试验发现 一亚 麻酸摄取量与所有原因的死亡率之间，长链 3系列多不饱和脂肪酸的摄取量与因冠心 病、瞄血管病和其它所有原因引起的死亡率 之间，a一亚麻酸占亚油酸比例与癌症死亡率 之间都存在着明显负相关关系。在最后一个 研究中，是在 Cardiff以 2033名曾经患心肌 梗塞但已康复的人为对象。在这个研究中+将 这些人群分成不同的组别，控制他们对脂肪、 鱼或膳食纤维的摄取。只有含鱼的那组人(2 ～ 3份／周，200～40og／份)在两年内的死亡 率显著降低了 29 。 据此+人们普遍认为直增加典型西式膳 食中的 m3系列多不饱和脂肪酸水平，并提 出多项关于现今膳食中有关 3与 m6脂肪 酸更为合理比例的建议 。在多数西方国家， m3系列多不饱和脂肪酸的摄入水平比 6系 列多不饱和脂肪酸低(基于世界生产总量，估 计两者的比例为 1：11) 这些脂肪酸在血浆 和某些组织中的平衡关系也反映出这一点。 对 *3系列多不饱和脂肪酸的兴趣促使 人们利用微胶囊技术将鱼油包裹住并添加入 奶油、面包和其它谷物食品中。微胶囊技术可 保护这种高度不饱和脂肪酸避免发生氧化反 应。现在澳大利亚的各种面包店里均可买到 添加有微胶囊化的 3系列多不饱和脂肪酸 的面包。 3系列多不饱和脂肪酸的植物来源也 一 直是人们关注的焦点，由于 eanola oil中 含量高且其 m3： 6的比率大，因此特别 被推荐。现仍有待于解决的问题是如何有效 地将植物中的 m3系列多不饱和脂肪酸转化 为 EPA和 DHA+因为后两者被认为是 m3系 列多不饱和脂肪酸生理活性上的活泼形式。 m3系列多不饱和脂肪酸的植物来源主要包 括 canola 0il、亚麻子油、豆油和核桃油，还有 少量存在于大多数的绿色叶菜类中。 6 低密度脂蛋 白(LDL)的氧化 1989年，一篇标题为“战胜胆固醇”的文 章引起人们对如下事实的关注：氧化了的 LDL颗粒可能比未氧化的LDL更易致动脉 粥样硬化。这篇论文在医学界引起了相当大 的关注，自从那时起人们对这个领域产生极 浓厚的兴趣。现在人们认为是LDI 类脂中亚 油酸的氧化导致被氧化的亚油酸盐的小醛基 碎片附着在 LDL蛋白质特定氨基酸残基上 在某些特定细胞表面上的感受器可有效地清 除这种氧化了的 LDL，其结果导致有助于促 进动脉硬化斑沉积的细胞生成增加，在机体 内的亚油酸对氧化作用敏感性 比油酸更强． 维普资讯 http://www.cqvip.com 78 食品与发酵工业 Food and Fermentation Industries Vo1．24 No．1 维生素 E之类抗氧化剂可减缓氧化 LDL的 生成速率_6 。 胆固醇也会被氧化，终产物是一系列氧 化衍生物，称为胆固醇氧化物 这些氧化物存 在于含胆固醇的食品和 LDL颗粒中，这就是 细胞毒。现在尚不知体内亚油酸的氧化作用 和胆固醇氧化物形成与 LDL的氧化作用是 否有关 7 抗氧化剂 在过去 10年中，抗氧化剂一直是个活跃 的研究课题。生物抗氧化剂包括 a一生育酚 (维生素E)及其异构体和不饱和衍生物(生 育三烯酚)，硒(作为谷胱甘肽过氧化酶的组 成成分)，口一胡萝 h素及相关的化台物和抗 坏血酸(维生素c)。抗氧化剂一直是个很艰 难的研究领域，因为 自由基是如此的活泼以 致于在生物系统中很难检测到，然而它们也 给研究者留下了一系列的“痕迹” 虽然现在， 已经有方法检测到这些“痕迹”，但在不同条 件仍需对这些方法的有效性加以证实，并进 一 步建立更新、更灵敏的技术。概括地说，大 家都知道多不饱和脂肪酸对过氧化破坏极其 敏感，而足够数量的抗氧化剂可阻止氧化反 应的发生。现在还未弄清的是，哪些组织拥有 足够的抗氧化剂水平?对避免过氧化反应发 生的保护作用是否随组织与个体的不同而不 同?随着 m3系列多不饱和脂肪酸在食品中 日益广泛的应用，人们关心的是应利用有效 的抗氧化剂来保护这些多不饱和脂肪酸不受 氧化。例如，尽管鱼油补荆通常有胶囊包埋． 从理论上说可防止其氧化，但在一些商业化 产品中仍有过氧化变质的迹象。它们一旦被 吸收进入体内，其发生氧化作用的几率也有 可能增加．对这点也应给予充分的考虑。 抗氧化剂对降低冠心病发病率有一定作 用，这是由于预防了LDL的氧化或将其降到 最低限度，延缓或阻碍了动脉硬化的进程并 降低血小板活性 ，并因此减小血栓形成的危 险 实验已显示，抗氧化剂可减少体内LDL 的氧化，抗氧化剂 BHT可保护受试动物免 患动脉硬化。在一个历经 5个月共有 8o人参 加的双盲试验中，证实抗氧化剂可大幅度降 低血小板活性，并因此可减小血栓形成的危 险。在试验期间，每人每 日摄取 600rag维生 素C，300rag。一生育酚，27rag B一胡萝素和 75rag硒。欧洲最近对中年人的一次调查中， 发现血浆维生素E水平与冠心病死亡率成 明显的负相关关系 ]。 8 脂肪酸在三甘酯主链上的分布 一 般来说 ，不饱和脂肪酸优先在三甘酯 的 2位上进行酯化，已有的一些试验证据说 明某特定脂肪酸在甘油主链的位置将影响其 在体内的代谢。例如，当饱和脂肪酸占据 2位 置时，从血循环中移出的速率就减慢口 。据推 测，这种延缓了的迁移现象可能增加了冠心 病的危险性。 现在，人们普遍利用交酯反应生产人造 奶油，这将不可避免地导致饱和脂肪酸在 2 位置上出现几率的增加。几年前有报道说奶 油经过交酯反应后提高胆固醇水平的作用程 度有所减轻。奶油通常在 2位置上含有高比 例的饱和脂肪酸和棕榈酸，经过交酯作用后 会降低这些饱和脂肪酸在2位置上的出现几 率。 9 对食品工业开发新产品的指导意义 近年来在食品工业的油脂供给方面出现 许多有趣的变化与进展。其中的一些变化无 疑是建立在食用油脂与人体健康相互关系的 最新研究结果基础上而提出的，这些变化包 括： (1)低脂食品方面 诸如低脂牛奶和干 酪的问世、脂肪替代品的引入以及要求在食 品标签上注明脂肪总量等。 (2)饱和脂肪酸方面 方便食品制造商 将常作为油炸用的以牛油为主更换为以植物 油为主，并在产品标签上注明食品中饱和脂 肪酸的含 。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第24卷 第 1期 李璇等：脂肪与心血管疾病相互关系的最新进展及对食品工业的指导意义 79 (3)反式脂肪酸方面 食品加工中需使 用氢化植物油时，建议不如用热带植物油脂 类的饱和脂肪，更多使用交酯反应来生产硬 化油，在产品标签上注明食品中反式脂肪酸 的含量。 (4)单不饱和脂肪酸方面 更加普及使 用橄榄油、canola oil和其它富含单不饱和酸 (如 Trisun)等。 (5)m6与m3比率方面 认识到在诸如 canola、豆油、亚麻子油和核桃油这类产品中 的m3含量较高。 (6)海产鱼类中富含 m3系列多不饱和 脂肪酸，通过微胶囊等技术把海产鱼油加入 食品中。 ． 我们已经清楚地了解上面所概述的各种 进展。毫无疑问，由于对冠心病等富贵病与膳 食关系的深入研究，在将来的健康食品供给 方面将发生明显的变化。本文旨在向读者提 供一些油脂领域的最新研究进展，这是因为 油脂与冠心病的发生密切相关。我们期待着 这些研究新进展对开发新产品有所裨益。 参 考 文 献 1 Mcnamara D J．Current Opinion in Lipidology，1990，1：l8～ 22 2 Grundy S M ＆ Denke M A．J．Lipid Res．， l990，3l：儿 49～ 1】72 3 Mensink R P．Zock P L．KtitanM B et aI． J．1Ipid Res．，19g2，33：1493～1501 4 Rassias G，Kestin M ＆ Nestel P J．J．Clin． Nutr．，1991，53：315～ 32O 5 James P，Norum K ＆ Rosenberg I_Nutr． Rev．，1992，50：68～ 70 6 Bruckdoder K R．Current Opinion in Lipidology，1990，h 529~ 535 ． 7 GeyK F，Puska P，J0rdanP J et a1．J．’Clin． Nutr．，199l，53：326～334 8 Mortimer B C，Simmoads W J，JolI C A et aI．J．Llpid Res．．1988．29：713~720 Recent Developments of the Relationship between Fat and Cardiovascular Diseases and the Significance for Food Industry Li Xuan Zheng Jianxian (College of Food and Bioenginering ，South China University of Technology．Guangzhou，510641) ABSTRACT M uch more attentions have been paid to the relationships between fat and cardiovascular diseases in recently years，because saturated fatty acids，trans—— fatty acids． monounsaturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids have obviously different effects on plasma lipids leve1．The recent developments around such researches are reviewed，and their guiding significances in the new food products are detailed ． · Key word fat，cardiovascular diseases，food industry 维普资讯 http://www.cqvip.com