亚麻酸

亚麻酸（英文名：Linolenic acid，简称：LA），化学式为C18H30O2^[1]，摩尔质量278.44g/mol^[2]，是一种由18个碳原子和3个双键组成的多不饱和脂肪酸。在常温下是一种无色至浅黄色油状液体^[2][3]，在空气中不稳定，易氧化，不溶于水，易溶于乙醇，乙醚等有机溶剂^[2][4]。

亚麻酸常见于植物油中，是人体必需的脂肪酸之一，因人体无法自行合成，所以只能通过饮食摄入^[5]。亚麻酸有两种异构体：α-亚麻酸和γ-亚麻酸，前者学名“顺式十八碳三烯-9，12，15-酸"，属ω-3系列不饱和脂肪酸，进入机体后可产生代谢产物二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)，对人体有诸多生理功能，如降血脂、防血栓、抑敏抗炎等，除作保健品外，也是重要的化工原料，在自然界中主要以甘油酯zhǐ形式存在于许多干性油中，尤以豆麻籽油、苏子油等含量较高；后者学名“顺式十八碳三烯-6，9，12-酸"，属ω-6系列不饱和脂肪酸，在人体内可以转化成二高-γ-亚麻酸或花生四烯酸，进而转化为前列腺素E1、白三烯和凝血恶烷，对人体可起到抗菌消炎、防止胃溃疡、调节血压和抗动脉粥样硬化等，可用于制作保健品和医药品。在黑加仑籽油、月见草油、玻璃苣油等中含量较高^[6][7][8][9]。

1919年，γ-亚麻酸法国化学家海杜什（Heidush）在月见草油中发现γ-亚麻酸；其化学结构先后被Elbner和Raley等人在1949年定义结构；α-亚麻酸的发现则在γ-亚麻酸之前。^[10]

亚麻酸可以分为α-亚麻酸和γ-亚麻酸两种，它们均为十八个碳原子三个双键直链脂肪酸，相对分子量均为278。其中α-亚麻酸结构为顺9，顺12，顺15十八碳三烯酸，简记为∆(9,12,15)—18:3；γ-亚麻酸结构为顺6，顺9，顺12十八碳三烯酸，简记为∆(6,9,12)—18:3。二者结构上的差异仅在于其中一个双键位置不同。在天然油脂中，根据多不饱和脂肪酸甲基端距离最近双键的碳原子数不同可分为3个系列：以α-亚麻酸、EPA、DHA为主的ω-3系列，以γ-亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸为主的ω-6系列，和以油酸为主的ω-9系列。这三个系列的脂肪酸在体内不能互相转化^[8]。由于亚麻酸碳链中间带有 3 个碳碳双键，因此具有高度不饱和性，在空气中较不稳定，尤其是在高温条件下极易氧化，在碱性条件下易发生双键位置构型的异构化反应，形成共轭多烯酸^[5][9]。

亚麻酸在常温下为浅黄色油状液体；不溶于水，溶于一般有机溶剂（石油醚、丙酮、乙醇等）；摩尔质量为278.44 g/mol；20 ℃时的密度为0.914 g/cm3；熔点为-11~-10 ℃；133.32 kPa下的沸点为230~232 ℃；油水分配系数（logP）为6.46，蒸气压为0.05 mmHg（125℃）。^[1][2][3][4]

亚麻酸不稳定，在空气中、尤其是碱性条件下容易被氧化，形成共轭多烯酸；加热时易聚合。^[11]亚麻酸自动氧化的反应机理：亚麻酸分子中两个活性特别强的亚甲基（C-11、C-14）失氢后，生成两个戊二烯自由基；随后，氧进攻每个自由基的端基碳，形成异构混合物。^[12]

α-亚麻酸属于ω-3多不饱和脂肪酸，是所有哺乳动物必不可少的营养成分之一。它主要来源于植物，由于人体不能自行合成，因此必须通过饮食摄入。人类可以以α-亚麻酸为原料合成其他ω-3脂肪酸，包括二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。EPA是前列腺素E3、白三烯和血栓素的前体。这些类二十烷具有抗炎和抗动脉粥样硬化的特性。α-亚麻酸代谢产物还可以抑制促炎类二十烷wán、前列腺素E2和白三烯B4以及促炎细胞因子、肿瘤坏死因子α和白细胞介素-1β的产生。像α-亚麻酸这样的ω-3脂肪酸及其副产物可以调节许多与脂肪酸代谢和炎症有关的基因的表达，它们通过对包括NF-κB和过氧化物酶体增殖物激活受体家族成员在内的转录因子活性的影响来调节基因表达。α-亚麻酸及其代谢产物在细胞膜中的掺入还会影响细胞膜的流动性，并可能在α-亚麻酸的抗炎活性、抑制血小板聚集和可能的抗增殖作用中发挥作用。α-亚麻酸缺乏则会导致视觉问题和感觉神经病变，出血性皮肤或头皮炎症也可能发生^[7]。

血清中的胆固醇和甘油三酯构成了血脂的主要部分，HMG-COA还原酶(3-羟基-3-甲基戊二酰xiān辅酶A还原酶)是机体肝细胞合成胆固醇的一种重要的限速酶，α-亚麻酸能降低HMG-COA还原酶的活性，从而降低TC(胆固醇)的合成，α-亚麻酸还能抑制脂肪酸合成酶、COA-羧化酶、二酰甘油乙酰转移酶和等的活性，加强线粒体中的β-氧化，减少VLDL(极低密度脂蛋白)中的TG(甘油三酯)及载脂蛋白B的生物合成量，使血清中TG和TC的总含量降低，从而达到降低血脂的效果。升高血浆中α-亚麻酸的含量也能有效降低高血压的发生率。^[13][14][15]

α-亚麻酸具有抑制过敏反应和炎症反应的生理功能。当机体发生过敏反应时，AA(花生四烯酸)的含量会上升，其在相关酶的作用下能产生与机体的过敏反应以及炎症反应有关的PGE₂和LT₄，α-亚麻酸抑敏抗炎的主要作用机制是其代谢产物EPA、DHA与AA在体内发挥其功能时竞争5-脂氧化酶(5-LOX)，且EPA、DHA的竞争力要高于AA。α-亚麻酸进入人体后，机体中与炎症反应相关的物质如CRP(C-反应蛋白)、SAA(血清淀粉样蛋白A)以及IL-6(白介素-6)的水平都会显著降低。^[13][14][15]

α-亚麻酸具有抑制癌症发生和转移的生理功能。乳腺癌、肠癌等恶性肿瘤的发生与机体摄入过多的动物性脂肪有关，这些脂肪影响机体内激素的正常水平、改变生物膜流动性以及膜上各种受体的功能，也可能通过改变血小板膜磷脂脂肪酸组成，增加其凝集性而使癌细胞发生转移和增殖。α-亚麻酸能抑制ER(雌激素受体)的相关活性，从而抑制MCF-7(人乳腺癌细胞)的增长。^[13][14][15]

α-亚麻酸具有抑制血栓形成和预防心肌梗塞、脑梗塞的生理功能。机体内AA的含量影响TXA₂和PGI₂的合成，AA的数量降低，TXA₂和PGI₂的含量也会相应降低。EPA在机体内可以转化生成PGI₃和TXA₃，TXA₃的促凝作用要比TXA₂弱，PGI₃和PGI₂的抗凝作用相当，说明EPA的促凝能力要低于AA，且EPA在体内竞争相关转化酶的能力高于AA。由此可知，α-亚麻酸能在一定程度上抑制血小板的凝集，可以有效防止血栓的形成。此外，α-亚麻酸是一种ω-3系多不饱和脂肪酸，而ω-3系多不饱和脂肪酸可以减低血浆纤维蛋白原和凝血因子V的含量。^[13][14][15]

γ-亚麻酸同样是人体必需脂肪酸, 是机体组织生物膜的重要组成成分, 它增强了膜的完整性和流动性，起到维持细胞正常功能和增加机体抗病能力的作用。γ-亚麻酸在人体内经过复杂的代谢过程，可以转化成多种次生代谢产物，主要有成二高-γ-亚麻酸或花生四烯酸，进而转化为前列腺素E1、白三烯和凝血恶烷。γ-亚麻酸的医疗效果主要体现在抗菌消炎、防止胃溃疡、调节血压和抗动脉粥样硬化。^[16][17]

γ-亚麻酸对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和大肠杆菌及多种革兰氏阴性、阳性菌有抑制作用()，GLA 进入细胞壁后, 结合或插入细胞膜, 改变膜的流动性及其它生理性质, 从而使菌体生长受到抑制，同时长链脂肪酸的摄入可刺激多形核白细胞产生活性氧自由基, 调节炎症反应，起到抗炎杀菌作用^[16][17][18]。

γ-亚麻酸的摄入可有效防止阿司匹林等抗炎药物抑制△6-脱氢酶，保护胃黏膜免受损害，防止溃疡的发生；同时，γ-亚麻酸能促进前列腺素的合成，抑制胃酸分泌，缓解胃溃疡^[16][17]。

γ-亚麻酸在延伸酶的作用下增加两个亚甲基即成二高-γ-亚麻酸，在一些特殊霉菌（如高山被孢霉）中也存在二高-γ-亚麻酸。二高-γ-亚麻酸是前列腺素系列的前体，在人体血浆和大部分组织磷脂中都有一定含量，具有扩张血管的功能。同时γ-亚麻酸在体内转化成的前列腺素E1可促进平滑肌放松和血管舒张，对血压调节很重要^[16][17] 。

由于亚麻酸具有多种生物学与医学效应，又是人体和动物体内的必需不饱和脂肪酸，它已被广泛应用于健康食品、保健品、医药品和饲料等领域^[5]。

亚麻酸在临床上已得到广泛的正式应用,包括用于防治冠心病和心绞痛、抑制血小板凝聚、抗高血压、雷诺氏综合症所引起的血管痉挛、降低血糖、胆固醇及抑制溃疡、胃出血、肥胖症等。早在1986年我国首先以月见草油胶丸的形式用于防治动脉粥样硬化、高血压肥胖症等。γ-亚麻酸降低胆固醇的作用是亚油酸的163倍是现今已知天然药物中降胆固醇药物之冠,可见它的效果显著。 亚麻酸的重要生理活性在于它是人体合成前列脉素的前体, 就这一点就足以展示它的意义之大。作为减肥药, 亚麻酸 (前列腺素的前体) 在体内合成前列腺素进而使瘦中枢的褐色脂肪活化, 达到减肥的效果。1988年英国国家卫生部在欧洲率先批准了以月见草油胶囊形式用于治疗湿疹, 后来又批准了用于治疗妇女经期综合症及乳腺病。亚麻酸作为一种类似荷尔蒙的物质, 一种合成人体前列腺素的前体，在临床上已获得广泛应用^[14][15][19]。

α-亚麻酸是构成人体脑细胞和组织细胞的重要成分，与视网膜发育、脑发育和行为发育密切相关，在降血脂血糖、预防动脉粥样硬化、抗氧化、抗菌消炎、抗癌、防治心血管疾病和抗糖尿病等方面具有重要作用^[20]。此外，α-亚麻酸还可通过机体代谢途径，合成二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳五烯酸（EPA） 和前列腺素。DHA对视网膜发育和保护神经细胞等至关重要，EPA可以调节血压、血脂和血糖，具有抗炎和抗氧化活性等，对抗动脉粥样硬化和减肥也有潜在作用。在美容上也表现出一定的功效，不仅能够滋润皮肤细胞，还能防止水分流失。γ-亚麻酸被誉为“21 世纪功能性食品的主角”, 长期使用可以纠正脂代谢紊乱, 起到健身、防病、抗衰老、增强机体免疫力等作用^[14][15][21]。

在母猪饲粮中添加α-亚麻酸可以使发育到Ｍ期的卵母细胞数量显著增加，促进早期胚胎发育。α-亚麻酸的功能已在体外证实，在卵母细胞体外成熟过程中α-亚麻酸的添加提高了母猪卵母细胞中的谷胱甘肽含量，促进核成熟并提高卵母细胞的发育能力。 饲粮粮中添加α-亚麻酸还可以显著提高母猪的产仔性能和泌乳性能，以此提高其经济效益。同时，在绵羊饲粮中添加α-亚麻酸改变了卵母细胞和颗粒细胞中脂肪酸的比例，并提高了卵泡液中孕酮的含量，促进了颗粒细胞的增殖^[22]。在饲料中添加适量的亚麻酸，还可以提高奶牛瘤胃内VFA比例，对瘤胃内微生物有较好地调控作用，并能提高奶产量，对乳蛋白和体细胞等奶品质指标无明显影响，奶牛采食量也无显著改变，从而提高饲料的生产转换率^[23]。含α-亚麻酸成分的饲料有以下功能：激活畜禽、水产品及特种动物体内的相关酶，促进其新陈代谢与同化作用，加快生长速度，缩短饲养周期，降低饲养成本。因为多不饱和脂肪酸能影响机体的脂肪代谢，与其能调控脂肪代谢相关酶和蛋白基因的表达有关。γ-亚麻酸能提高机体超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，显著降低血浆中过氧化脂质的生成。在饲料中添加γ-亚麻酸，可防止动物疾病，减少死亡率，并有利于提高相应动物性食品（如蛋乳）中γ-亚麻酸的含量^[6][23]。

亚麻酸迄今不能人工合成，只能依赖于自然资源。α-亚麻酸在植物种子油中广泛存在，含量30％的植物就有18属53种^[24]。其中含量较高的植物主要有亚麻子(42％一60％)、紫苏子(51％一63％)、椒目(约 30％)、杜仲(42％一62％)、藿香(60％一62％)、香薷(57％一 65％)、辽宁碱蓬(62％)、轮叶戟(65％)等()。γ-亚麻酸的生物来源主要有植物和微生物。植物中玻璃苣的γ-亚麻酸含量为21%～25%。此外, 黑加仑、微孔草、月见草等也富含γ-亚麻酸^[25]。γ-亚麻酸的微生物来源主要是微藻和真菌 ,包括被孢霉属、根霉属、小克银汉霉属等以及兰丝藻和小球藻等。从植物、微生物中提取的亚麻酸往往纯度不够，需要进一步进行分离提纯，来获得纯度更高的亚麻酸。分离提纯主要有尿素包合、银离子络合、超临界流体萃取、分子蒸馏及冷冻结晶等方法进行纯化分离。^[26][27][18]。

尿素可以与脂肪族化合物形成结晶性尿素包合物。同时，尿素对不同脂肪酸的包合能力不同，利用这一原理，可以实现混合脂肪酸的分离。^[28]饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸易与尿素形成晶体包合物，而多不饱和脂肪酸，如亚麻酸，由于双键较多，具有一定空间结构，故不易被尿素包合。采用过滤等方法除去包合物，即可得到纯度较高的亚麻酸。^[29]

该方法具有设备简单，易于操作；生产成本低；反应温度低，保护双键不被氧化等优点，但产品纯度较低；有机溶剂残留，造成原料浪费；反应时间过长。^[29][30]

分子蒸馏法是一种利用混合物组分中，不同分子运动的平均自由程的差异，对物质进行分离的方法。饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸的平均自由程较大，先被蒸出；多不饱和脂肪酸的平均自由程较短，最后被蒸出。通过多级蒸馏，可有效将混合脂肪酸的各组分分离。利用该方法分离α-亚麻酸，可以在一定程度上解决“尿素包合法”中纯度较低的问题。^[31]

低温条件下，不同脂肪酸在有机溶剂中的溶解度一般随着碳链增长而减小，随着双键数量的增加而增大。将混合脂肪酸溶解在低温有机溶剂里，通过控制冷冻温度，可以实现α-亚麻酸的分离^[30]。该方法设备简单，操作简易，安全性高，且脂肪酸不易发生氧化，可保证其营养价值和生理活性^[32]，但该方法对反应温度要求高，工业能耗大，同时产品纯度较低。^[30]

银离子可以与C=C双键形成极性络合物；脂肪酸中双键越多，则与银离子的络合作用越强。利用此原理可以将α-亚麻酸从混合脂肪酸中分离。^[33]生产过程中的硝酸银溶液可以被回收，同时产品纯度较高^[29]；硝酸银价格昂贵，生产成本高；硝酸银溶液具有腐蚀性，操作安全性低；产量低，难以量产；产品中可能有银离子残留^[29]。

γ-亚麻酸主要由发酵法制备，通过一些真菌（孢霉属、毛霉属、枝霉属等）体内可以积累γ-亚麻酸，对这类真菌加以培养，可以实现γ-亚麻酸的生物合成，^[34]具有生产原料不受限制和生产周期短等优点。^[35]

发生溢出或泄露时，首先清除所有火源，然后用吸水纸吸走所有溢出的液体材料。被污染的衣物和吸水纸应密封在不透气的塑料袋中，以便最终处理。用60-70%的乙醇对所有受污染的表面进行溶剂清洗，然后用肥皂和水溶液进行清洗。在专业人员确认污染区域已得到适当清洁之前，不得重新进入污染区域^[1]。

在空气中会氧化形成过氧化物，过氧化物会自燃。涉及这种材料的火灾发生时，可以用干粉、二氧化碳或海伦灭火器灭火。灭火时应位于火灾地点的上风口^[1]。

将这种材料保存在含惰性气体的密闭容器中，并在冷藏温度下储存，避免暴露在空气和高温环境中，防止其被氧化变质^[1]。

溅入眼睛时，应立即用水或生理盐水冲洗眼睛20至30分钟，即使没有出现任何症状（如发红或刺激），也应在冲洗眼睛后将受害者送往医院。沾及皮肤时，立即用水冲洗受影响的皮肤，同时脱掉并隔离所有受污染的衣物。用肥皂和水轻轻地彻底清洗所有受影响的皮肤区域。如果出现发红或刺激等症状，请立即致电医院，并准备将受害者送往医院接受治疗。吸入时，立即离开污染区域，深呼吸新鲜空气，如有身体不适，应立即前往医院^[1]。