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椰子油的生理活性:代谢与平衡
颜巧丽[1],2,陈卫军1,3﹡,邓福明1,3,赵松林1’3
(1. 中国热带农业科学院椰子研究所,海南文昌 571339;
2. 海南大学食品学院,海南海口 571737;
3.国家重要热带作物工程技术研究中心,海南文昌 571339)
摘 要:椰子油是热带地区主要的木本油料作物和食品能源,具有许多重要的生理功能。本文主要综述了椰子油在调节血浆胆固醇,血脂,动脉保护,调节新陈代谢,改善体内氮平衡,胰腺分泌及维生素吸收和促进新生婴儿健康等对机体的生理活性作用。
关键词:椰子油,中链脂肪酸,血浆,代谢,胆固醇
前言
椰子是棕榈科椰子属植物,是热带地区主要景观植物之一,也是热带地区主要的木本油料作物和食品能源。椰子油是一种熔点在23-26℃ 之间的无色到暗淡的黄褐色油。椰子油含中短链脂肪酸的比例达80%以上,其中C12脂肪酸含量占60%,还含有超过15%的C6,C8,C10 脂肪酸,是低碳脂肪酸最丰富的来源。在26℃以上为清澈的液态,22℃以下则变为白色的固态。中链脂肪酸酯有较好的水溶性,大部分可以直接吸收,不必经过脂肪酶的降解,从而减少了对机体的负荷,而长链脂肪酸必须经过酶解作用,形成脂肪粒后才能被吸收[1]。椰子油不仅作为食物,食品配料和功能食品。此外还用在药物,滋补药,化妆品和工业生物燃料方面具有重要的作用,本位主要综述了椰子油作为食物对体内营养物质的新陈代谢、分泌、吸收等生理功能作用。
1调节血浆胆固醇
胆固醇是体内最丰富的固醇类化合物,它既作为细胞生物膜的构成成分,又是类固醇类激素、胆汁酸及维生素D的前体物质。因此对于大多数组织来说,保证胆固醇的供给,维持其代谢平衡是十分重要的。在发达的国家中,由胆固醇浓度失常导致动脉粥样硬化的冠状动脉心脏疾病(CHD)仍然是死亡和残疾的最常见疾病。膳食脂肪酸是影响血浆脂质浓度的最重要的因素之一。多不饱和脂肪酸被认为是肝脏脂肪合成的最佳调节物质,可取代饱和脂肪酸,降低低密度脂蛋白胆固醇的水平,调节高密度脂蛋白浓度[2-3]。高密度脂蛋白在脂蛋白代谢中起关键作用主要是通过调节脂蛋白成分和胞外胆固醇运输[4-5]。多酚化合物能够使胆固醇反向运输,减少小肠对胆固醇的吸收。经典的膳食心脏假说认为饱和脂肪的摄入量增加而多不饱和脂肪的摄入量的减少可使血清胆固醇水平升高[6].
据报道,初榨椰子油和橄榄油、葵花籽等油一样能调节机体内的脂质代谢和血脂水平,另一些流行病学研究也表明,机体内低密度脂蛋白(LDL)胆固醇的浓度与患冠心病的危险性呈正相关,而与高密度脂蛋白(HDL)胆固醇的浓度呈负相关[7-8]。有人用含8%的含不同油脂的合成饲料喂养雄性Sprague-Dawley大鼠,发现用8%的椰子油合成饲料喂养的大鼠血清和组织中总胆固醇、LDL+极低密度脂蛋白胆固醇、载脂蛋白B和甘油三酯水平比其它组水平低;而高密度脂蛋白胆固醇和载脂蛋白A比其它组水平高;且体内还原酶、6-磷酸葡糖脱氢酶、苹果酸酶及异柠檬酸脱氢酶等活性降低;此外,还可降低肝脏脂肪合成速率,提高脂蛋白脂肪酶、卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性,促进胆汁酸的形成;可知椰子油可通过调节脂类的合成和降解来实现降脂功能的结论[9]。Nevin等人比较了天然椰子油(VCO)和精炼椰子油(CO)对大鼠血脂等各项指标的影响,发现VCO比CO能更有效地降低大鼠血浆、肝脏和心脏中总胆固醇、甘油三酯、磷脂、LDL胆固醇和VLDU(极低密度)胆固醇的水平,提高HDL胆固醇的水平[10](见图1)
Gerson和 Shorland 等人在1岁的雄性Wistar大鼠腹腔内注射β-谷甾醇(5mg./rat/day25天)然后喂食添加10%的椰子油的低脂肪饮食,结果发现组织胆固醇和血脂浓度降低[11]。Ngetal给83个正常的胆固醇成人喂食含24%油脂的食物,其中椰子油占所有脂肪的75%,结果与基准值相较,总胆固醇增加了17%,高密度胆固醇增加了21.4%,低密度脂蛋白胆固醇与高密度脂蛋白胆固醇的比值降低了3.6%[12]。
综上所述,食用椰子油能有效的调节胆固醇水平,特别是当血清胆固醇较高时,食用椰子油会显著降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平,增加高密度脂蛋白胆固醇水平。
2调节血脂和动脉保护
血脂失调是冠状动脉疾病、中风和外周血管疾病的主要危险因素之一,能导致冠状血管动脉粥样硬化(AS)。大量的研究表明慢性细菌和病毒的感染与冠状动脉心脏疾病有直接的关系,主要的元凶是肺炎衣原体,巨细胞病毒,幽门螺旋杆菌。然而,这些致病的有机体和其它细菌都能被椰子油中的中链脂肪酸杀死。因此,椰子油对降低心脏疾病的危险性具有显著的作用[13-15]。
长链脂肪进入体内先由胰脏和肝脏释放出消化酶将长链变成短链,才能被人体吸收。短链脂肪与载体脂蛋白结合经由血管输送至人体各处。在这个过程中部分脂肪作为能量消耗掉,一部分储存在人体细胞内成为体脂肪,还有一部分沉积于动脉管壁上成为心血管疾病的隐患。而椰子油主要是中链脂肪构成,摄入后就会很快转化为热能而不会成为体脂在体内沉积,另外也有试验证实,食用椰油可促进代谢,间接减少低密度脂蛋白水平,增加高密度脂蛋白水平,对患心血管疾病的人群具有保护作用[16-18]。
Vles等人持续给小白兔喂养含50%椰子油的膳食和间隔给小白鼠喂养同量的椰子油,结果持续喂养的小白兔的粥样化程度减少[19]。Sundram等人研究让胆固醇正常的男性测试者食物中摄取大约30%的脂肪,其中月桂酸(C12:0)和豆蔻酸(C14:0)供给大约5%的能量,发现虽然椰子油组受测者总血清胆固醇增加了1.9%,但低密度脂蛋白胆固醇减少了0.1%、高密度胆固醇增加了6.3%;因此,低密度脂蛋白胆固醇与高密度脂蛋白胆固醇的比值从2.45降低至2.39,表明椰子油在提供5%的能量时,能够有利改变血清脂蛋白胆固醇的平衡 [20]。有人通过给大鼠喂食含有8%的椰子油的合成饲料进行试验,发现大鼠体内总胆固醇含量降低,且高密度脂蛋白胆固醇的含量水平升高,表明椰子油具有降血脂和调节脂类合成的功能(图2)[21]。Caina等用椰子油等油脂制成饲料喂养小鼠,结果表明,与喂食其它食用油脂组相比,饲喂椰子油组的自由基水平、血浆及肝脏抗氧化能力、血脂代谢水平、血浆脂蛋白脂肪酶和、肝脂酶的活性、动脉粥样硬化指数都有显著差异,且椰子油能够显著提高的抗氧化能力,降低血脂浓度[22]。
3调节新陈代谢,改善体内氮平衡
Aurousseau等人早在1983年用三乙酸甘油酯和椰子油替代乳品中的部分乳脂,测定该中链脂肪酸的摄入对荷兰黑白花奶牛能量和氮平衡的影响,发现喂食三乙酸甘油酯或椰子油后,奶牛的干物质表观消化性和可代谢性提高,且氮平衡增强[23]。翌年,Aurousseau等人又用三辛酸甘油酯和椰子油替代牛奶中的牛油喂食小牛,测定其对小牛机体能量和氮利用的影响,发现饲喂椰子油后小牛对干物质的表观消化性和可代谢性也提高,并具有较高的氮平衡[24]。2000年,Nomani等人发现饲喂富含高饱和脂肪酸的椰子油能够有助于老鼠保存体内能量和提高体内氮平衡,且对其血胆固醇水平没有影响[25]。
此外,Lee等人2011年探讨了食用椰子油对泌乳奶牛代谢蛋白质缺乏症的氮利用率和产奶的影响,发现食用椰子油可减少奶牛采食量,并降低奶牛牛奶中的脂肪和短链脂肪酸(C4:0, C6:0, and C8:0)的含量,增加中链脂肪酸(C12:0和C14:0)含量;并且喂食椰子油后奶牛尿液中的氮含量提高,氮平衡增强[26]。
3.1椰子油与能量代谢
脂肪是机体重要的能量来源,食用后能补充机体的能量,加快新陈代谢速率。椰子油是一种应用广泛的饱和油脂, 是中碳链脂肪酸甘油三酯( medium chain trig lycerides, MCT)的天然主要来源,在椰子油中的含量高达66%。与长链脂肪酸甘油三酯( long chain trig lycerides, LCT)不同,中链三酰甘油水解生成中链脂肪酸以游离脂肪酸的形式与蛋白质结合通过门静脉,被输送到肝脏,进入线粒体而被迅速氧化分解,为机体供能[27]。正因为中链脂肪酸在机体内高效分解和迅速代谢吸收的特点,能在体内快速燃烧产生能量,而不以脂肪的形式贮存在体内,被认为可减少体内脂质蓄积[28-29]。
日本学者山内有等人2006年研究了中链脂肪酸对人体代谢的影响,发现食用与未食用椰子油的人群相比,食用含1.6克中链脂肪酸组的人群氧消耗量增加,非蛋白质呼吸商(RQ)降低,在食入中链脂肪酸30分钟后食物诱导性产热效应(DIT)显著增加,此高产热效应可持续到6小时,这项研究表明摄取中链脂肪酸后可以促进脂肪分解,提高机体能量代谢[30]。作为一种新型的脂肪能源,椰子油可广泛应用于医药和体育运动员用品[31]。
3.2椰子油与脂质代谢
Matsuo等给予健康男性每日含有中链(LCT)和长链甘油三酯(MTC)的油脂20克,持续12周,与长链甘油三酯组比较,中链脂肪组的血清胆固醇浓度显著降低[32]。Stonge等给予超重男性含有椰子油MTC的油脂,4周后与食用橄榄油组人群比较,血清胆固醇,低密度脂蛋白都有所下降[33]。Noguchi等分别以含有MCT和LCT饲粮喂养超重大鼠,研究食物热效应和脂肪积累情况,发现MCT组的食物热效应明显增大,体脂和腹部脂肪含量也明显比LCT组低[34]。Han等研究也发现,喂饲MCT的大鼠比LCT对照组大鼠脂肪沉积减少[35]。此外,还有研究发现,饲喂含LCT、中长链甘油三酯(MLCT)和MCT(添加量均为7%)饲粮的SD大鼠4周后,各组间末重、体增重、采食量和饲料报酬没有显著差异[36]。总之,椰子油丰富的中链脂肪酸(MCFAs)有效的降低脂肪和胆固醇沉积,改善机体脂肪代谢。
3.3椰子由与蛋白质代谢
Hristov等2009年研究发现MTC能够轻度刺激胰岛素分泌,提高葡萄糖含量,减少骨骼肌蛋白质分解,增加钙,镁及氨基酸的吸收,促进蛋白质的合成,能明显起到节省氮作用[37]。徐强等2006年试验选取了40例因意识障碍无法进食的脑血管意外患者,随机分两组,分别为MTC组A:膳食中含MTC/LCT的肠内营养制剂;Nutrison组B:只含LCT。治疗7天,观察两组患者血清转铁蛋白,每日尿总氮变化情况和尿32甲组氨基酸排泄率,结果发现A组营养制剂能够减轻患者机体蛋白分解,提高血清蛋白水平,从而改善其营养状况[38]。此外,也有研究表明,MTC能够有效地减轻烧伤后机体的蛋白分解,使血清蛋白水平提高,从而改善烧伤患者的营养状况[39]。
4调节胰腺分泌
高饱和脂肪酸饮食会损害胰岛素敏感性和脂类代谢。Wein 等2009年试验给Wistar大鼠饲喂MCFAs或LCFAs的高脂饲料4周后,前者降低了空腹血清胰岛素和葡萄糖水平,导致空腹胆固醇(TC)降低[40]。邓斌等2009年研究把治疗2型糖尿病 (T2DM)患者分为MCT 组,MCT/LCT组和LCT组,在控制患者总能量和脂肪摄入量的基础上,连续食用3个月,在0、1、3、5个月分别检测血浆空腹血糖、空腹胰岛素、C肽、抵抗素浓度,以及计算胰岛素抵抗指数、空腹胰岛素、胰岛素敏感指数,并提取外周血单个核细胞进行抵抗素mRNA的表达检测,结果表明,用MCT取代T2DM患者饮食中50%的食用油3个月后,患者胰岛素抵抗得到改善[41]。Han等研究也显示,用含MCT的饲粮喂养大鼠,其胰岛素敏感性和葡萄糖耐受性升高,这在动物研究中直接证实了MCFAs能改善胰岛素抵抗的推测[42]。另有报道指出,MCFAs不仅可以提高动物循环系统胰岛素敏感性和葡萄糖耐受性,而且在肌肉、肝脏和脂肪组织也发挥相同作用[43]。
5 促进维生素的吸收
Meydani等1987年研究年龄和膳食脂肪(鱼油,玉米油,椰子油)对C57BL/6Nia 小鼠维生素E状态的影响,发现小鼠喂食椰子油要比那些吃玉米和鱼油的小鼠维持更高的等离子体和组织生育酚浓度[44]。
Fichter等1997年研究了反刍动物中红花油和椰子油作为膳食维生素A载体的保护作用,发现溶解在椰子油(55.6%)中的维生素A回收率比溶解在红花油(35.5%)中的高很多,且维生素A在刍胃中消化吸收增加量与椰子油载体数量呈正比。这些实验结果表明椰子油可作为瘤胃中不稳定维生素A的保护载体[45]。
单不饱和脂肪和多不饱和脂肪,比饱和脂肪,促进吸收更多的类胡萝卜素。Conlon等2012年测定椰子油和红花油对蒙古沙鼠的番茄类胡萝卜素组织积累的影响,发现椰子油比红花油能更大程度上促进了组织吸收番茄类红萝卜素,增加血清胆固醇,减少肝脏胆固醇。这些结果很可能与椰子油中大比例的中链脂肪酸有关,它能使机体胆固醇转变为易于在肝外组织沉积的类胡萝卜素[46]。
此外,Candelaria等在542名4-7岁大的菲律宾儿童中进行6个月实验,测定食用椰子油中强化维生素A对儿童体内血清视黄醇浓度的影响,发现摄取强化维生素A椰子油能和食用富含维生素A的食物一样增加儿童血清视黄醇的含量。因此,研究建议大力提倡食用强化维生素A的椰子油,可有效的控制和预防儿童维生素A的缺乏症[47]。
6促进婴儿健康
婴儿抵抗外界的威胁主要是靠母乳提供的营养成分,维持自己的免疫系统[48]。母乳中含有40-45%的饱和脂肪酸,其中中链脂肪酸月桂酸最为重要,它不仅可以促进婴儿的对食物的消化吸收、调整血糖、帮助吸收维生素及钙镁等矿物质,还可提高婴儿机体抵抗各种微生物,寄生虫入侵的能力[49-50]。婴儿在母乳中中链脂肪酸不足的情况的下,孕妇食用椰子油及其它椰子油制品,能显著的提高乳汁中中链脂肪酸的含量。因此,也可以在婴儿奶粉中添加椰子油,提高婴儿对中链脂肪酸的吸收及促进钙镁离子等吸收[51]。
此外,月桂酸是母乳的主要组成成分, 可以帮助构建身体的免疫系统,Saeedi 等人2011年研究发现以椰子油按摩早产婴儿有助于早产新生儿增加体重[52]。
7小结
综上所述椰子油,在日常膳食中是非常有益的重要成分。它的物理,化学及其生理特性是由构成其的脂肪酸及其与甘油酯的比例决定的。椰子油中含有丰富的中链脂肪酸,基于MCFAs分子结构的独特性,因而具有极其独特的营养学价值和生物学活性。食用椰子油能有效的调节胆固醇水平,特别是当血清胆固醇较高时,食用椰子油会显著降低总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇水平,增加高密度脂蛋白胆固醇水平,间接减少低密度脂蛋白水平,增加高密度脂蛋白水平,对患心血管疾病的人群具有保护作用,同时调节新陈代谢,改善体内氮平衡,提高动物循环系统胰岛素敏感性和葡萄糖耐受性,促进维生素吸收和新生婴儿健康等生理活性作用。
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