反刍动物瘤胃内共轭亚油酸的形成及其在动物营养中的应用

反刍动物在瘤胃发酵的过程中，会产生许多不饱和脂肪酸，其中，不饱和脂肪酸中的共轭亚油酸（CLA）是一种非常重要的生理活性物质。它在人类功能性食品的开发中应用前景非常广阔，在养殖业上也具有重大价值。因此，共轭亚油酸越来越受到药理学家和营养学家的关注。

1共轭亚油酸的结构

共轭亚油酸即共轭的十八碳二烯酸，它是亚麻酸的几何及位置异构体，其共同的特征是分子内具有共轭双键，直接通过一个碳一碳单键连接，没有被亚甲基隔开。从理论上讲，亚油酸至少存在24种异构体，它们主要是顺—9，反—11；反—9，顺—11；反—9，反—11；反—10，反—12和反—10，顺—12—十八碳 H烯酸，还含有少量的）顶—9，）顶—11；）顺—10，顺—12；顺—10，反—12和顺—11，顺—13—十八碳二烯酸^［1］。CLA的异构体中，顺—9，反—11—CLA在天然乳脂中占全部CLA含量的80％以上，而且动物实验已表明，具有生理功能的主要是顺—9，反—11—十八碳二烯酸（9，11—hA）及反—10，顺—12—十八碳二烯酸（10，12—CLA）^[2]。这2种共轭亚油酸的基本结构式见图1。

其中，顺—9，反—11—CLA在自然界中分布较多，而反—10，顺—12—CLA分布较少^［3］。

2瘤胃内共轭亚油酸的形成及影响其含量的因素

据资料显示，有关CLA的研究开始得很早，在1932年就有人开展了对乳脂中CLA的研究^[4]。到20世纪50年代，研究者发现牛、羊等反刍动物的．瘤胃内能产生共轭亚油酸，并知道了顺—9，反—11—CLA是亚油酸在厌氧的溶纤维丁酸弧菌亚油酸异构酶的催化作用下转化而成的问。到20世纪70年代末，Parodi确定了反刍动物产品中存在的CLA为顺—9，反—11—CLA^［4］。而有的报导认为顺—9，反—11—CLA来源于日粮在瘤胃内的生物加氢作用，因为这些亚油酸的异构体首先在瘤胃内发现，并且含量较高，因此被命名为瘤胃酸^[4]。

2．1五瘤胃内共轭亚油酸的形成

关于共轭亚油酸在瘤胃内的形成过程，目前较为一致的说法是，反刍动物瘤胃内的共轭亚油酸来源于瘤胃中的生物加氢作用。Kepler等描述了亚油酸生物加氢的经典途径。Harfoot等也全面综述了瘤胃中的生物加氢作用以及其对CLA在组织中积累的影响。Hazlewood等提出了亚油酸的生物加氢过程图^［6］，见图2。

由上述亚油酸的生物加氢过程可以发现，共轭亚油酸是不饱和脂肪酸在瘤胃内进行生物加氢过程的中间体。一有研究者认为，在此过程中起主要作用的微生物是瘤胃内的溶纤维丁酸弧菌^[7]。而最近的研究又证明，大量瘤胃细菌都具有催化不饱和脂肪酸的能力^[8]。

进一步的研究还表明，亚油酸是在溶纤维丁酸弧菌分泌的异构化酶的作用下被转化为顺—9，反-11—CLA的^［7，8］。研究人员从溶纤维丁酸弧菌中分离出凸12—顺，凸11—反异构酶^［9］，在这种酶的催化下，顺—2，反—5双烯酸可以转化为反—3，顺—5异构体。Kepler等的假设也证明了这一点，他假设亚油酸的第9个碳原子双键与上述异构酶的活性中心是相互作用的，而酶的负电区域与亚油酸的竣基群之间是相互作用的。结果，在此前提下，通过底物中氢离子的转移，就会形成顺—9，反—11—CLAI^[10］

2．2影响瘤胃内共轭亚油酸含量的因素

反刍动物瘤胃内的CLA，主要是饲料中的不饱和脂肪酸经瘤胃中的微生物的加氢作用而来的。因此，瘤胃内的CLA含量直接受反刍动物日粮条件和动物机体状况的影响。有资料表明，低粗日粮条件下，反刍动物瘤胃内的脂肪降解作用和生物加氢作用将降低，从而导致牛奶和脂肪组织中的不饱和脂肪酸含量下降^[9]。Harfoot等报道在词而且氢化程度更完全，亚油酸大约有 80％发生了氢化。这是由于饲料颗粒表面依附的细菌产生了胞外酶，在饲料表面发生氢化作用。

饲料中不饱和脂肪酸含量的高低，也直接影响瘤胃内 CIA的含量。Kelly等研究了饲料对牛奶中共轭亚油酸含量的影响，发现以青草饲喂的牛所产的乳汁中共轭亚油酸的含量是一般饲料饲喂的牛所产的乳汁中含量的 2倍^[11]。而且 CLA的含量随季节变化而不同，一般而言，夏天所产乳汁中含量较高。此外，研究还发现反刍动物所摄入饲料中脂肪的组成对CLA含量也有一定影响，饲喂富含不饱和脂肪酸的饲料后乳汁中CLA含量要高，尤其是亚油酸含量高的植物，更是如此^[12]。

3共轭亚油酸的生理功能

CLA作为一种新的天然类脂功能因子，可用于饲料添加剂和功能性食品中。现阶段，CLA的生理功能引起了人们的广泛关注，其生理功能主要有以下几类：

3．1抗癌作用

通过对老鼠进行试验发现，饲料中添加 CLA可抑制或减少皮肤癌、胃癌和乳腺癌的发生^［3，13］。陈炳卿等的研究表明，不同构成的CLA对苯并（a）芘诱导的小鼠前胃癌均具有抑制作用^［14］。共轭亚油酸在饲料中含量0．1％－1．0％之间时，其抑癌作用与共轭亚油酸的浓度呈正相关，共轭亚油酸的含量超过 1．0％后，抑癌效果木再提高^［10］。有关共轭亚油酸的抑制癌发症机制到目前为止还不很明确，主要机制有：①共轭亚油酸可通过抑制癌细胞核着酸的合成直接抑制癌变^［10］。②抑制细胞毒素LTB4以及内毒素IL等的产生。③抑制持有雄激素受体的癌细胞增殖作用^［15］。④体外试验表明，共轭亚油酸可抑制不饱和脂肪酸过氧化物的形成等^［10］。

3．2抑制脂肪沉积作用

有许多资料报导，共轭亚油酸有减肥功效。Pariza等对比了共轭亚油酸对白鼠和鸡的减少体脂肪效果，以添加0．5％共轭亚油酸的饲料喂养，结果表明，无论是雄性动物还是雌性动物，体内脂肪均下降了约 60 ％^[15]。在猪日粮中添加共轭亚油酸，能降低背部脂肪厚度和肉中的脂肪含量^［16］。

3．3增强免疫功能

Hayek等认为，CLA可以提高免疫系统的作用，这可能与CLA能促进脾的白介素2细胞和T细胞繁殖有关^[17]。Yamasaki等的研究结果显示，日粮中共轭亚油酸以剂量依赖的方式促进脾脏和血清免疫球蛋白IgG、IgM和IgA增加。Knyek等研究结果显示，1％的共轭亚油酸使青年老鼠脾脏细胞的增生速度加速^[l0］。

4共轭亚油酸在动物营养中的应用前景

4．1在改善动物产品品质方面的应用

在养殖业中，提高家畜的瘦肉率一直是关键问题，而CLA能够抑制脂肪沉积的作用，为其在饲料添加剂中的应用，提供了良好的基础。针对目前在提高瘦肉产量时使用的一些添加成分会对人体健康造成潜在危害的现状，人们急于找到一种能够安全使用的添加成分。而越来越多的研究结果显示，CLA是一种动物能量代谢的调控因子，也有人称之为促生长因子^[l8］。在不久的将来，CLA也许会成为最有效的替代品。

除具有增加瘦肉率的功效外，CLA还可以改善肉的品质。Bee等在母猪日粮中添加CLA，发现母猪的背部脂肪和乳中的脂肪酸的构成发生了明显改变，其中添加 CLA后，提高了饱和脂肪酸的含量，而单一不饱和脂肪酸的含量有所下降。Dugan等比较了添加 CLA和葵籽油对育肥猪的影响，发现添加CLA可以提高猪肉的胴体品质，同时还提高了胆固醇低密度脂蛋白的比例^[16]。也有资料显示，CLA能够增加腹部肌肉产出率，提高肌肉剪切力，同时，对肉的持水力、肉色及大理石花纹也有影响。

4．2在反刍动物营养方面的意义

由于对许多人类顽固疾病具有预防和治疗作用，将CLA作为功能性食品进行开发正变得炙手可热。但相关的研究表明，利用人工方法对亚油酸或富含亚油酸的植物油进行催化而合成CLA不仅费用较高^[1，16]，而且会成的CLA仍然是多种异构体的混合物，大量分离纯化得到单个异构体的技术难题尚未解决。因此，较为简单、经济的方法是从动物产品中获得CLA。反刍动物产品中含有丰富的CLA，并且主要是具有生物活性的顺—9，反—11异构体^[1，16]，如何通过对反刍动物营养水平的调控来提高其产品中的CLA含量，有待于进一步深入研究。笔者建议，可以从下面2个方面进行研究，一是对日粮进行调节，二是调控瘤胃微生物及其酶类。