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微藻DHA——天然、安全、環保的功能性食品添加劑
發布時間:2010-12-08   文章出處:《食品科學》

摘? 要:DHA是嬰幼兒的成長因子,其功效得到了廣泛的認知和肯定。對于成年人,DHA同樣具有多方面顯著的保健效果,是成年人不可缺少的保健元素。由于人體不能自身合成DHA,且在日常膳食中DHA攝入量不足,因此需要額外服用DHA補充產品。本文針對中國人的飲食習慣,并綜合國際權威機構DHA相關推薦攝入量,建議中國不同人群的DHA推薦攝入量為:成人220mg/天,孕婦和哺乳期婦女300 mg/天,嬰幼兒100 mg/天,兒童、青少年160~200 mg/天。微藻DHA作為一種天然、安全、環保的功能性食品添加劑,在國外已被廣泛應用于保健品行業和食品行業,在國內也將成為行業的發展趨勢。微藻DHA在促進人類健康的同時,也帶來可觀的經濟效益與社會效益。

關鍵詞:微藻DHA;DHA來源;推薦攝入量;食品添加劑

Microalgal docosahexaenoic acid:A natural, safe, environment friendly
functional food additive

Abstract: Docosahexaenoic acid (DHA) is a growing element of infants and children, whose positive effects have been widely accepted and approved. Besides, DHA is also a necessary supplement benefiting the health of adults. As DHA can not be synthesized in vivo and daily intake from dietary sources is insufficient, so it is essential to consume special DHA supplemental products. Based on the diet habits of Chinese people together with recommendations for Dietary Reference Intakes (DRI) of DHA from international authorities, the DRI of DHA for Chinese is suggested as: 220mg/d for adults, 300mg/d for pregnant and lactating women, 100mg/d for infant and younger children, 160~200mg/d for older children and adolescents. As a natural, safe, environment friendly functional food additive, microalgal DHA has been applied widely in healthy care products and food industry in foreign countries, and it will be very popular in the domestic market. Microalgal DHA will not only contribute to human health, but also bring favorable economic and social benefits.

Key words: microalgal DHA; DHA resource; DRI; food additive

??????? 1 DHA的概述
??????? 1.1 DHA的功效
???????? DHA((Docosahexaenoic acid),又稱二十二碳六烯酸,屬ω-3系列長鏈多不飽和脂肪酸。國內外的眾多研究已證明DHA在多方面都具有優越的生理調節功能。首先,DHA是嬰幼兒生長發育過程中不可缺少的成長因子。①DHA為大腦皮層及視網膜的重要成分,能促進嬰幼兒腦部及視力的發育。2002年美國《臨床營養學雜志》報道,嬰兒在進食強化DHA的食品52周后,視覺靈敏度明顯提高`1`;②DHA能調節中樞神經系統,有助于嬰幼兒的生長發育。英國著名醫學雜志《柳葉刀》研究指出,DHA對嬰幼兒神經細胞發育非常重要,攝入DHA不足會導致學習能力下降`2,3`。孕婦補充DHA也是非常必要的,由于胎兒自身并不能合成DHA,必須通過胎盤從母體中獲得。DHA與胎兒的體格發育有關,Smuts等發現,隨著懷孕末期DHA攝入量的增加,新生兒出生體重、身長和頭圍也有所增長`4`。若攝入DHA不足,可導致胎兒腦細胞生長與發育不正常,產生弱智;DHA嚴重缺乏時可能影響胎兒中樞神經系統,導致無法正常代謝`5,6`。
??????? DHA對嬰幼兒的功效在國內已被廣大消費者接受和認同。另外,DHA也是成年人的保健元素并具有如下功能:①降血脂、血壓和膽固醇,預防動脈硬化。澳大利亞科學家Mori`7`等發現DHA有降血壓、調節人體內血脂和脂蛋白的正常代謝的功效,并能降低血液粘稠度和血液中膽固醇水平;②減少血栓形成,預防冠心病。日本科學家臨床實驗證明,每天進食DHA能有效降低心臟病患者猝死的幾率`8`;③預防老年癡呆`9,10`;④保護視網膜,改善視力`11` ;⑤抗癌、抑制腫瘤。瑞典科學家研究發現,DHA及其衍生物在機體中能夠殺死神經母細胞瘤癌細胞,這或許為多種癌癥如神經母細胞瘤、髓母細胞瘤、結腸癌、乳腺癌和前列腺癌等提供新的治療方法`12`;⑥防治糖尿病。Popp-snijders等人發現DHA可在缺乏胰島素的情況下有效提高組織對糖的吸收和代謝的效率`13`;⑦抗炎癥。DHA對氣管炎、風濕性關節炎、哮喘等均有療效`14,15`;⑧延緩衰老等`16`。由此可見,DHA對不同人群都具有積極的保健功能。
??????? 1.2 DHA的來源
??????? 1.2.1 體內轉化
??????? 人體不能自身合成DHA,但可由攝食亞麻酸轉化而成。DHA的體內來源是前體脂肪酸α-亞麻酸(ALA),α-亞麻酸進入人體后,經碳鏈增長和去飽和酶的作用,衍生為DHA,由于轉化涉及3種酶的代謝過程,因此轉化效率較低`17`。
??????? 1.2.2 食物補充
??????? DHA廣泛存在于海產品中,可通過進食海產品獲得DHA,富含DHA海洋魚類的DHA含量可參考表1`18,19`。動物肝臟和蛋黃也含少量DHA。對于一些常見的肉類,如牛和豬的脂肪是一種飽和脂肪酸,不含DHA。谷物、薯類、淀粉、植物油、人造奶油、黃油、豆類、牛奶、蔬菜、水果等也幾乎都不含DHA,見表2`20~22`。
??????????????? 表1 主要海產品的DHA含量(生魚)
??????????????? Table1?????????Quantity of DHA in selected fish (raw)?
??????????????? 魚類??????????????DHA含量(mg/100g)?
??????????????? 馬鮫魚????????? 1400?
??????????????? 三文魚??????????1100~1110?
??????????????? 馬哈魚?????????? 660~820?
??????????????? 鮭魚?????????????? 520?
??????????????? 黃鰭金槍魚?? 157?
??????????????? 鱈魚?????????????? 120

??????????????? 表2 常見食品中DHA含量
??????????????? Table2???? Quantity of DHA in daily food?
??????????????? 食品????????? DHA含量(mg/100g)?
??????????????? 雞肝????????? 70?
??????????????? 雞蛋????????? 20(每份)?
??????????????? 雞肉???????? ?0.02?
??????????????? 牛奶???????? ?0?
??????????????? 牛油????????? 0?
??????????????? 瘦豬肉???? ?0?
??????????????? 瘦牛肉????? 0?
??????????????? 瘦羊肉???? ?0

??????? 1.2.3 專門的DHA補充產品
??????? 市場上的DHA產品主要來源有魚油和微藻油。魚油DHA主要從金槍魚和鰹等大型魚的頭部和眼窩脂肪中提取,而微藻DHA是通過生物工程技術規模化培養富含DHA的海洋微藻,繼而從微藻油中提煉而成。
??????? 1.3 DHA的推薦補充量
??????? 關于DHA的每日推薦攝入量,目前國際上并無明確的官方指引,不同機構對DHA推薦攝入量的規定也有所區別,主要有四種表述形式。以成人的DHA每日攝入量為例:①每日能量消耗量的百分比(%E)形式。美國國家衛生院(NIH)規定成人的DHA攝入量約相當于每日總能量的0.1%,以2000千卡計算為220mg/天`23`。②脂肪酸形式。荷蘭健康委員會(DHC)推薦成人DHA攝入量為450mg/天的omega-3脂肪酸`18`。③具體攝入量形式。法國食品衛生安全局規定成人DHA攝入量最少為120mg/天`18`。 ④DHA+EPA形式。世界衛生組織(WHO)推薦成人DHA+EPA攝入量為500mg/天`24`。?
??????? 對于健康的成年人來說,DHA在人體內的轉化率極低,研究指出體內亞麻酸向DHA的轉化率少于0.5%`25,26`。而在日常膳食中,一般的肉類和蔬果都不含DHA,雖然動物肝臟和蛋黃中含有少量DHA,但不能滿足DHA日常攝入量的需要,因此DHA主要通過食用深海魚類來補充。但由于地理環境和飲食習慣的差異,絕大部分中國居民食用深海魚類產品的頻率較低,即使是沿海地區居民也難以保證每天食用一定量的新鮮海魚。發達國家DHA攝入量均維持在較高的水平,如澳大利亞2009年成人的DHA每日攝入量為200mg/天`27`。而我國居民的DHA每日攝入量的水平較低。據中國疾病預防控制中心營養與食品安全所2002年對我國成人膳食脂肪酸攝入量的調查指出,我國城市居民的DHA攝入量為22.1mg/天,農村居民為6.0mg/天`28`。另外,2004年中國疾病預防控制中心營養與食品安全所和倫敦城市大學對我國不同水產品消費地區(淡水產品消費量較高、海產品消費量較高和水產品消費量很低的城市)孕婦的脂肪酸攝入量進行調查,發現三個地區孕婦的DHA攝入量均值為11.83~55.30mg/天,其攝入量遠低于國外人群`29`。因此,除嬰幼兒外,成年人、孕婦或哺乳期婦女都應該通過專門的DHA產品來補充。
??????? 根據中國人膳食結構和習慣,并綜合參考國際權威機構的DHA相關推薦攝入量,建議中國不同人群的DHA推薦攝入量為:成人220mg/天,孕婦和哺乳期婦女300 mg/天,嬰幼兒100 mg/天,兒童、青少年160~200 mg/天。不同的人群應根據飲食習慣和自身的需要量及時補充DHA。

??????? 2 魚油DHA與微藻DHA
??????? 目前,市場上的DHA產品主要來源于魚油和海洋微藻。兩種來源的DHA產品對比信息如下:
??????? 2.1 魚腥味
??????? 魚油DHA因含有三甲胺,有較重的魚腥味,從而影響了產品的應用。而微藻DHA不含魚腥味,具有較好的感官品質,特別適合于對口味敏感的嬰幼兒人群。另外,由于微藻DHA不存在魚腥味,在作為食品營養強化劑添加到食品中時,不會對原食品載體的風味產生不良的影響。
??????? 2.2 DHA和EPA含量
??????? 魚油含有較高EPA(二十碳五烯酸),EPA可以置換細胞膜中的花生四烯酸,降低嬰幼兒對花生四烯酸的吸收量,從而阻礙新生兒的生長發育。同時,目前沒有數據和實驗證明在嬰幼兒大腦和視覺系統的發育過程中需要EPA或需要積累大量EPA`30`。FAO/WHO專家委員會報告指出,為避免魚油中EPA對嬰幼兒生長發育造成的副作用,添加于奶粉中的魚油,其DHA:EPA的比例最低應為10:1。另外,血小板少或凝血機制有問題的有出血傾向的人及患自身免疫疾患的患者必須慎用含有EPA的產品`31`。而微藻DHA是利用分離篩選得出富含DHA的純藻種,通過培養抽提精練得出的,DHA:EPA的含量比遠大于10:1,不會對新生兒生長起阻滯作用,適合不同人群長期服用。
??????? 2.3污染問題
??????? 魚油從海魚中提取,魚類存在潛在的污染問題,包括致癌物質和非致癌物質。致癌物質包括有機污染物如滴滴涕,六六六,七氯(殺蟲劑),多氯化聯苯(PCB),二惡英等。非致癌物質包括汞等重金屬元素。如常用作補充ω-3不飽和脂肪酸來源的吞拿魚和三文魚,最容易積累這些毒素。2002年英國環境科學雜志《光化層》的研究報告指出,從15個國家隨機收集的44種不同品牌的魚油中,全部含有顯著量的持續性有機氯污染物,同時還含有顯著量的二惡英和毒殺芬等有機污染物`32`。5歲以下的兒童如經常性食用海魚和魚油,將很容易超過世界衛生組織(WHO)所規定的最高有機污染物攝入量`33`。即使是微量污染物,胎兒正在發育的神經系統對都是其非常敏感的,而成人長期攝入這些污染物在體內積累也會產生危害。有機污染物可干擾人體內分泌系統、損害神經系統、影響成年人的生育能力以及誘發和促進癌細胞的生長。在哺乳期婦女,體內積累的有機污染物會全部轉移到母乳當中,嬰兒通過母乳100%吸收`34`。孕婦食用受重金屬污染的魚會導致流產,嬰幼兒食用則會導致身體缺陷。同時,這些污染物在體內的半衰期很長,如PCB在血液中的半衰期為4到12個月,汞的半衰期為70到90天`35`。因此,應避免從魚類或魚油產品中攝入污染物,特別是兒童和孕婦這些人群`36`。
??????? 微藻DHA是從海洋藻類篩選純化得出優質的藻種,利用生物工程技術于不含污染物且可食用的營養液中進行規模化培養,能有效避免外界污染的機會,是純天然、安全的植物性DHA。
??????? 2.4 生態可持續發展
??????? 由于魚油DHA從深海魚類中提取,過度的捕殺使全球的魚類數量大量下降,瀕臨絕種,影響海洋生物的多樣化和沿海地區的氣候。同時,生物多樣化的降低也造成沿岸生態系統的破壞,并直接影響到人類的生活。生態系統的破壞導致海洋植物的過濾和解毒作用減弱,海洋水質降低,藻類過度增殖,從而使沿岸地區洪水頻發,降低地區生態系統對人類的承載能力。隨著人口的增長,人們對DHA的需求量日益增大,長期開發魚油DHA產品勢必會破壞生態環境,影響生態平衡與人類生活環境。
??????? 微藻DHA屬于植物來源,微藻處于食物鏈的較低層級,不會對生態造成巨大影響。另外,目前微藻DHA主要是通過生物工程技術進行大規模培養,不會破壞生態系統,不影響生態可持續發展。

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??????? 3 微藻DHA的應用
??????? 3.1保健品行業
??????? 微藻DHA作為保健品,在國內外市場上已有較高的認知度,并主要以軟膠囊產品為主。市場上的DHA軟膠囊一般含量在100mg~200mgDHA/粒。也有分別針對嬰幼兒、孕婦等特殊人群,推出的不同DHA含量的軟膠囊產品,以適應不同人群的需要。在軟膠囊中,微藻DHA是以油劑形式存在。基于DHA的粉劑形態,還可設計硬膠囊、沖劑等其他形式的保健品,形成多元化的市場格局,更好的滿足消費者需求。目前,也已有相關產品在市場上出現。
??????? 3.2 食品行業
??????? 在國外市場,微藻DHA在食品行業的應用比較成熟,已被添加于多種不同的食品基質中。其中在嬰幼兒配方產品中使用最為廣泛,DHA通常與ARA(花生四烯酸)配合應用。由于EPA會阻礙嬰幼兒的發育,FAO/WHO專家建議使用微藻DHA作為奶粉或代乳品中DHA的來源。國際各大嬰幼兒配方產品公司都積極將微藻DHA應用到自己的產品中(例如嬰幼兒配方奶粉、米粉、果泥、麥片、代乳品等)。其次,微藻DHA在食用油中的應用也較普遍,特別是在保健食用油中(將微藻DHA添加到高端食用油中),供人們直接口服以補足每日所需DHA。例如,美國的Now牌保健食用油,其基礎油為亞麻油和玻璃苣油,每湯匙(15ml)含有100mgDHA。 Flora、Health from the sun等品牌也有類似產品。同時,將微藻DHA添加到普通食用油(供烹調使用)也成為一種新的應用趨勢。美國Pompeian公司最近推出了添加有微藻DHA的食用調和油 “Olivextra plus DHA”(32mg/15 ml)。另外,微藻DHA也被添加到飲料當中,包括乳酸飲料、豆奶和果汁等。其他應用微藻DHA的食品還有芝士、黃油、面包、香腸、果醬、軟糖、膨化餅干等。
??????? 在國內,微藻DHA主要應用于嬰幼兒配方食品,如嬰幼兒奶粉、米粉和蔬果泥等。在食用油方面,中糧集團已推出了“福臨門DHA谷物多食用植物性調和油”,引領國內市場上DHA食用油的發展潮流。最近,微藻DHA還被成功添加于液態奶、兒童沖劑和軟糖等產品,微藻DHA在國內食品行業的應用高潮即將來臨。與國際市場相比,微藻DHA在國內市場上的認知度和應用范圍還有一定距離。目前,國內消費者對微藻DHA了解的正不斷增進,對其重視及需求程度也在日益增加,微藻DHA在國內食品行業的應用有著光明和廣闊的市場前景。
??????? 3.3應用中的技術問題
??????? 首先,作為一種新型功能性添加劑,其在食品行業的實際應用可行性值得研究,即添加劑對原食品載體保質期、感官指標的影響及其在使用過程中的穩定性等方面都應進行客觀考察。例如,將微藻DHA添加在食用油中,是否會對食用油本身的口感、氣味和貨架期等方面產生影響,微藻DHA在普通烹調加熱環境下是否穩定等`37`。這些問題的解決都將有助于推動微藻DHA的廣泛應用。
??????? 另外,添加劑的劑型也應根據實具體情況加以選擇。目前,微藻DHA以油劑和粉劑兩種劑型為主。其中,粉劑是在油劑基礎上,用淀粉、糊精或乳清蛋白等輔料進行微膠囊包埋而成。在實際應用中,應根據不同食品材質的特性,選擇相應的微藻DHA劑型。例如,在嬰幼兒配方類以奶粉、米粉等粉劑成分為主的產品,一般都采用微藻DHA粉劑進行添加;而在食用油中,油劑微藻DHA則更為適合。同時,添加工藝應簡單方便,盡量在食品生產過程的最后階段加入,保證微藻DHA的最大利用度。例如,在液態奶生產過程中,建議在均質滅菌前添加微藻DHA。

??????? 4微藻DHA前景及展望
??????? DHA對不同年齡階段的人群都有著積極的保健功效。由于DHA在人體內的自身合成(轉化)率極低,需要額外補充。相對于魚油DHA,微藻DHA不含魚腥味、DHA與EPA含量配比適當、無海洋污染、不破壞生態環境,因而有著更為廣闊的市場應用前景。隨著生活水平的提高和消費習慣的改變,人們越來越重視自身和家人的健康,微藻DHA功能性食品在推動人類健康的同時也帶來理想的經濟效益和社會效益,是保健品和食品行業未來的發展趨勢。

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??????????????????????? 3.香港大學生物科學學院

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