“陇馔有熊腊，秦烹唯羊羹。”

“集草原之精华，养天地之美味。”

“羊肉泡馍肉烂汤浓、香醇味美、粘绵韧滑、美味可口、其味无穷。清晨凛冽的西北风里，吃一碗冒着热气的羊肉泡馍，驱除了冬天的严寒，浑身增添了热情和干劲。”

这些都是形容羊肉的鲜美。然而，这样的美味且让有些人无法享受，那是因为羊肉独具特色的膻味。有人不禁要产生直击灵魂的三问：终结羊肉美餐的本质是什么？它们是从哪里来的？它们最终会到哪里去？

让我来告诉你吧，这主要是因为羊肉中含有较多易挥发的支链脂肪酸（Branched chain fatty acids, BCFA），尤其是短链的4-甲基辛酸、4-甲基壬酸和4-乙基辛酸，从而使其散发出独特的膻味，这样的膻味有人避之不及，而有人爱之至深，比如我！

我们忍俊不住要问，啥是支链脂肪酸？

BCFA的本质——定义和分类

脂肪酸是由碳、氢、氧三种元素组成的一类化合物，是组成生物体中脂质（中性脂、磷脂和糖脂等）的基本成分，根据其分子内碳—碳键的饱和度分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸。支链脂肪酸（BCFA）是脂肪酸的碳骨架上带有一个或多个支链，支链主要是甲基，通常为饱和脂肪酸。由于BCFA特定的支链结构，使其具有较低的熔点、良好的热稳定性和氧化稳定性。

BCFA主要根据其碳链长度和支链所在位置进行命名，如果甲基位于脂肪酸分子碳链骨架倒数第2个碳原子上称为异构型（iso），甲基位于脂肪酸碳链骨架倒数第3个碳原子上称为反异构型（anteiso）。末端甲基位置对单甲基BCFA分子构型非常重要，不同构型的BCFA性质相差较大，如相同碳链长度的BCFA反异构型熔点远低于异构型[1,2]，目前对BCFA的研究也多集中于末端单甲基BCFA。

BCFA从哪里来——来源和功能

支链脂肪酸在自然界中广泛存在，多存在于微生物细胞膜、动物毛发和皮肤上附着的蜡类物质、反刍动物的乳制品及肉制品、人乳、人体皮肤及胎脂中，在植物中普遍含量很低。

微生物中BCFA的含量极高，在40%-80%之间。但也有一些微生物的膜脂中BCFA含量甚至超过90%，如栖热菌、微球菌、芽孢杆菌等[2]。这些支链脂肪酸的存在可使细胞膜具有很好的流动性[2]。一些鸟类的羽毛和皮肤中含有一定量的BCFA，多为中间支链脂肪酸，对于它们适应各种气候变化和皮肤的顺畅呼吸具有保护作用。反刍动物如牛、羊的乳、肉中含有少量的BCFA（2%左右），其中不仅有末端单甲基支链脂肪酸，而且含有多支链脂肪酸，例如植烷酸（3,7,11,15-四甲基十六烷酸），及其降解产物（5,9,13-三甲基十四烷酸和4,8,12-三甲基十三烷酸）[3,4]。在一些鱼肉以及鱼油中也含有微量的BCFA（约0.1%），主要为多支链脂肪酸[5]，这些BCFA也为鱼腥味添加一抹色彩。鱼腥味、羊膻味，听起来好像有“味”的美食和BCFA有关。哈哈！无脂不欢。

在人体中，人乳、皮肤及其分泌物中也含有微量的BCFA，而胎脂和胎粪中则含有大量BCFA（>15%），这可能对保护新生儿皮肤及肠道具有重要作用[1]。人乳汁中含有的BCFA与婴儿肠道健康密切相关，临床研究表明，非母乳喂养（配方奶不含BCFA）比纯母乳喂养的婴儿发生肠道问题（如新生儿坏死性小肠结肠炎）的概率高6～10倍，而且早产儿比足月儿更易产生肠道健康问题，这可能与胎儿只能在孕晚期（>36周）吞食羊水摄取BCFA有关[6,7]。初乳中的BCFA含量最高，可能与新生儿出生前期肠道菌群建立和定植相关。因此，世界卫生组织和联合国儿童基金会倡议母乳喂养，甚至建议在婴儿出生的头一个小时里就开始母乳喂养。

肠道菌群火热了好多年了，BCFA和肠道菌群有关，我也要追科研热点！梦中来篇SNC，研究爱吃羊肉人群的肠道菌群特异性。

除此之外，BCFA还具有其他生理功能：抗惊厥活性[8]、抗癌活性[9-11]、抗炎活性[12]和降脂作用[14]等。在低等生物秀丽线虫中，缺失BCFA会导致生长发育停滞[15]。

BCFA的去向——合成和降解：

动物中的BCFA主要来自定植于体内的细菌，还有一部分来源于动物自身的合成。例如反刍动物乳及肉制品中的BCFA主要来自于瘤胃微生物从头合成。在合成BCFA时，微生物种类和使用底物种类不同，得到的BCFA种类也不同。细菌可利用异丁酸、异戊酸和2-甲基丁酸为底物合成BCFA[16]。动物也可从头合成BCFA，以支链氨基酸（缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸）为底物，经过一系列的酶促反应，分别合成iso-C16:0、iso-C17:0和anteiso-C17:0[17]。

哺乳动物中多为直链脂肪酸，在脂肪酸的从头合成过程中，乙酰辅酶A羧化酶（ACC）和脂肪酸合酶（FASN）会“认错”底物从而产生支链脂肪酸，位于胞浆中的乙基丙二酰辅酶A脱羧酶（ECHDC1）作为该过程的监测员，会把中间支链脂肪酸进行修复，从而使体内的中间支链脂肪酸保持在极低的水平[18]。

脂肪酸的降解即脂肪酸氧化，甘油三酯水解产生的甘油和脂肪酸在供氧充足的条件下，可氧化分解生成二氧化碳和水，并释放出大量能量供机体利用。根据脂肪酸的性质，主要分为3种途径：β-氧化途径，α-氧化途径和ω-氧化途径。脂肪酸氧化主要发生在原核生物的细胞质和真核生物的线粒体中，β-氧化是脂肪酸的主要降解形式。

BCFA由于含有甲基等取代基团，不是脂酰-CoA脱氢酶的底物，无法进行β-氧化途径，因此它的第一步由脂肪酸α羧化酶完成，即进入α-氧化途径降解。α-氧化脂肪酸氧化作用发生在α-碳原子上，分解出CO₂，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，即每一循环从脂肪酸羧基端失去一个碳原子。α-氧化对于降解支链脂肪酸、奇数碳原子脂肪酸和过分长链脂肪酸具有重要作用。α-氧化在内质网、过氧化物酶体和线粒体中均可进行。

BCFA与人类：

BCFA是一类与众不同的脂肪酸，与其它常见脂肪酸相比，虽然小众，但很重要。在人体中，BCFA的含量虽然不高，但其代谢失衡与人类疾病和生活密切相关。目前已有许多研究表明不同种类的BCFA，抵抗癌症、炎症和降脂的效果存在明显的差异，如异构型比反异构型BCFA 有更强的抗癌活性[9]，短链的比长链的抗炎活性更强。BCFA含量较低与肥胖及肥胖引发的炎症有密切关联[19]。另外，一些特殊类型的支链脂肪酸，如哺乳动物内源性脂类——羟基脂肪酸的支链脂肪酸酯(FAHFAs)，也具有抗糖尿病和抗炎活性[20,21]。因此，摄取足量和种类齐全的BCFA，对人类健康相当重要。但是，一些存在BCFA代谢缺陷的人群要特别注意日常饮食，如α-氧化的相关酶（常见为植烷酰CoA双加氧酶）缺陷导致组织和血液中植烷酸聚积而发生Refsum氏病，这些人群要尽量避免食用含有植烷酸的食物（例如牛、羊肉）。虽然BCFA的生理功能研究大多停留在实验室阶段，但其是非常有潜力成药的一类生物制剂（多吃羊肉可行否？）。

除了与人类健康密切相关，BCFA也有广泛的工业用途，如以BCFA为前体合成的支链燃料具有优良的冷流特性[22]，生物润滑剂具有更好的氧化稳定性、低温性能和黏性等。

我们对BCFA的了解，相对于其它脂肪酸，目前实在是知之甚少！因此，对BCFA的探索，未来大有可为。

参考文献：

1. 王秀文, 韦伟, 王兴国, 金青哲. 支链脂肪酸的来源与功能研究进展. 中国油脂, 2018,043(012): 88-92.

2. Kaneda T. Iso-and anteiso-fattyacids in bacteria: biosynthesis, function, and taxonomic significance. Microbiol Rev, 1991, 55(2): 288.

3. Massart-LeënA M, Pooter H D, Decloedt M and Schamp N. Composition and variability of thebranched-chain fatty acid fraction in the milk of goats and cows. Lipids, 1981, 16(5): 286-292.

4. Vlaeminck B, Lourenço M,Bruinenberg M, Demeyer D and Fievez V. Odd and branched chain fatty acids inrumen contents and milk of dairy cows fed forages from semi-natural grasslands. Commun Agric Appl Biol Sci, 2004,69(2): 337-340.

5. Yan Y Y, Wang Z, Wang X G, WangY, Xiang J J, Kumar S D, et al.Branched chain fatty acids positional distribution in human milk fat and commonhuman food fats and uptake in human intestinal cells. J Funct Foods, 2017, 29: 172-177.

6. Claud E C, Walker W A.Hypothesis: inappropriate colonization of the premature intestine can causeneonatal necrotizing enterocolitis. FasebJ, 2001, 15(8): 1398-1403.

7. Egge H, Murawski U, Ryhage R,György P, Chatranon W and Zilliken F. Minor constituents of human milk. IV.Analysis of the branched chain fatty acids. ChemPhys Lipids, 1972, 8(1): 42-55.

8. Ciesielski L, Simler S,Gensburger C, Mandel P, Taillandier G, Benoit-Guyod J L, et al. GABA transaminase inhibitors. Adv Exp Med Biol, 1979, 123: 21-41.

9. Payam V, Vivien S, David C R, KatherineE G and Michael E R D. Iso- but not anteiso-branched chain fatty acids exert growth-inhibitingand apoptosis-inducing effects in MCF-7 cells. J. Agric. Food Chem, 2019, 67: 10042−10047.

10. Yang P, Collin P, Madden T,Chan D, Sweeney-Gotsch B, McConkey D and Newman R A. Inhibition ofproliferation of PC3 cells by the branched-chain fatty acid,12-methyltetradecanoic acid, is associated with inhibition of 5-lipoxygenase. Prostate, 2003, 55(4): 281-291.

11. Lin T X, Yin X B, Cai Q Q, FanX L, Xu K W, Huang L, et al.13-Methyltetradecanoic acid induces mitochondrial-mediated apoptosis in humanbladder cancer cells. Urol Oncol-SeminOri, 2012, 30(3): 339-345.

12. Yan Y, Wang Z, Greenwald J,Kothapalli K S D, Park H G, Liu R, et al.BCFA suppresses LPS induced IL-8 mRNA expression in human intestinal epithelialcells. Prostaglandins, Leukotrienes andEssential Fatty Acids, 2017, 116: 27-31.

13. Su X, Faidon M, Zhou D Q,Christopher J E, Elisa F, Adewole L O and Samuel K. Adipose tissue monomethylbranched chain fatty acids and insulin sensitivity effects of obesity and weightloss. Obesity (Silver Spring), 2015,23(2): 329–334.

14. 李姣, 支链脂肪酸iso-15:0和iso-18:0的体外降脂作用及机制研究. 湖南农业大学,2017.

15. Jia F, Cui M X, Minh T T andHan M. Developmental defects of Caenorhabditiseleganslacking branched-chain α-Ketoacid dehydrogenase are mainly causedby monomethyl branched-chain fatty acid deficiency. J Biol Chem, 2016, 291(6): 2961-2973.

16. Emmanuel B, Milligan L P, TurnerB V. The metabolism of acetate by rumen microorganisms. Can J Microbiol, 1974, 20(2): 183-185.

17. Martina W, Courtney R G,Lindsay S R, Yujung M L, Justin L M, Joan S G, et al. Enzyme promiscuity drives branched-chain fatty acidsynthesis in adipose tissues. Nat ChemBiol, 2018, 14(11): 1021-1031.

18. Joseph P D, Isabelle G, Mark HR, Maria V C, Emile V S and Guido T B. The synthesis of branched-chain fattyacids is limited by enzymatic decarboxylation of ethyl-and methylmalonyl-CoA. Biochemical Journal, (2019), 476: 2427-2447

19. Adriana M, Piotr S, Lukasz K,Monika P, Piotr W, Maciej S and Tomasz S. A comprehensive study of serum odd-and branched-chain fatty acids in patients with excess weight.Obesity, 2016, 24: 1669-1676.

20. Laurence B, Christine F C, ThierryD. Branched fatty acyl esters of hydroxyl fatty acids (FAHFAs), appealing beneficialendogenous fat against obesity and type-2 diabetes.Chemistry, 2018, 24(38): 9463-9476.

21. Matthew J K, Siddhesh S K, WilliamH P, Edwin A. H, Tim M, Odile D P, et al.Branched fatty acid esters of hydroxyl fatty acids are preferred substrates ofthe MODY8 protein carboxyl ester lipase. Biochemistry,2016, 55(33): 4636-4641.

22. Bentley G J, Jiang W, Guamán LP, Xiao Y, Zhang F. Engineering escherichiacoli to produce branched-chain fatty acids in high percentages. 2016, Metab Eng, 38: 148-158.