棕榈酸在三酰甘油中的位置分布对大鼠营养吸收的影响

宋 秋，刘亚东，李晓敏，杨丽杰

（乳品科学教育部重点实验室，东北农业大学，黑龙江哈尔滨150030）

棕榈酸在三酰甘油中的位置分布对大鼠营养吸收的影响

宋 秋，刘亚东，李晓敏，杨丽杰*

（乳品科学教育部重点实验室，东北农业大学，黑龙江哈尔滨150030）

研究了棕榈酸在三酰甘油中的不同位置分布对脂肪酸及矿质元素吸收的影响。以幼龄雄性Wistar大鼠为动物模型，将含不同比例sn-2位棕榈酸的脂肪原料添加到无脂饲料中，分别为：OPO（1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油酯）结构脂肪，组成模拟OPO的混合植物油，含OPO的婴儿配方奶粉以及常规婴儿配方奶粉。饲料实验脂肪含量均为10%，各组sn-2位棕榈酸相对含量分别为45.40%、13.29%、48.04%、28.66%。喂养两周后，分析大鼠粪便中的脂质及钙、镁元素。结果显示，OPO组和OPO婴儿配方奶粉组的大鼠对脂肪的吸收显著高于另外两组，并且钙排泄较少。由此可得出结论：高含量的sn-2位棕榈酸可以促进大鼠对脂肪的吸收，减少脂肪酸皂的形成，并能改善对钙的吸收。

棕榈酸，位置分布，脂肪，钙，吸收

Abstract：The impacts of the position of palmitic acid in triglyceride on the absorption of fatty acids and mineral were studied.Feeding experiment was performed by using four groups of young male Wistar rats.Fat raw materials with different proportions of sn-2 position palmitic acid were added into fat-free diets which were the OPO（1，3-dioleoyl-2-palmitoyl triglyceride） structural fat，the vegetable oil mixture with imitating the composition of OPO，the infant formula containing OPO and the common infant formula.The proportions of the experimental fat in each groups were all 10%，as for the sn-2 position palmitic acid in four groups were respectively 45.40%，13.29%，48.04%，and 28.66%.After 2 weeks feeding，the contents of lipid，calcium and magnesium in the fecal were analyzed.The results showed that the fat absorption after intake of OPO and the infant formula containing OPO were higher than the other two groups significantly with much less calcium excreting.In conclusion，high content of sn-2 position palmitic acid could promote the absorption of fat in rats，reduce the formation of fatty acid soap and improve the calcium absorption.

Key words：palmitic acid；positional distribution；fat；calcium；absorption

人类母乳中约含有2%～6%的脂肪，其中98%以上是三酰甘油，可以为婴儿提供约50%的能量[1-3]，同时对于多种维生素和矿物质的吸收起到关键的作用，而且是婴儿身体的重要组成部分，对婴儿的生长发育有着重要意义。脂肪的消化主要在小肠进行，在肠道中，sn-1位和sn-3位的脂肪酸在消化酶的分解作用下从三酰甘油中释放出来而形成游离脂肪酸[4-6]，并与连结在甘油基sn-2位上的脂肪酸一起被肠道吸收，再转化成婴儿所需要的能量与营养[7]。母乳中高达70%的棕榈酸连在分子主链中间的sn-2位上，而不饱和脂肪酸主要连在sn-1，3位上[8-9]。因此经过消化，这些不饱和脂肪酸和sn-2位上的棕榈酸很容易被肠道吸收而进入到血液中。在常用于婴儿配方奶粉的油脂配料中，如牛乳脂肪，棕榈酸均匀地分布在sn-1，2，3位[10-11]，植物油尽管含有高水平的不饱和脂肪酸，但大都分布在sn-2位上[12-13]。sn-1，3位置上的棕榈酸，被胰脂酶水解为游离脂肪酸，易与肠道内的矿物质，如钙相结合[14-17]。因此，对于用普通婴儿配方奶粉喂养的婴儿来讲，不仅丢失了大量宝贵的钙质和供能脂肪，同时由于钙和脂肪酸结合形成钙皂，从而使他们的粪便变硬，增加他们患便秘和腹痛的危险，在严重时还可能导致肠梗阻。婴儿配方奶粉中的主要结构脂肪为OPO，棕榈酸主要分布在sn-2位，油酸主要在sn-1，3位。理论上，OPO结构脂肪的生物效能应该近似母乳，本工作以大鼠为模型动物，分别将油脂和婴儿配方奶粉添加到大鼠饲料中，主要验证含不同sn-2位比例棕榈酸油脂的吸收性能和对钙和镁关键二价离子吸收的影响，最终为其作为母乳脂肪替代物的可行性提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

实验动物：SPF级雄性Wistar大鼠，四周龄，平均体重（90±5）g 购于山东鲁抗医药股份有限公司质监中心；OPO结构脂肪：InFatTM产于Advanced Lipids AB公司 黑龙江省完达山乳业股份有限公司馈赠；大豆油、椰子油、棕榈油、橄榄油、含OPO婴儿配方奶粉、常规婴儿配方奶粉 均为市售；胰脂肪酶 Sigma公司；硅胶板G 青岛海洋化工厂；37种脂肪酸甲酯混标 Sigma公司；甲苯、正己烷 色谱纯；乙酰氯、甲醇、甲酸、氯仿、无水乙醚、甲醇钠、胆酸钠、Tris、CaCl2、HCl、KOH等 均为分析纯。

Agilent GC 7890A（FID）气相色谱仪 美国安捷伦公司；LGJ-1型真空冷冻干燥机 上海医用分析仪器厂；PE AA800火焰原子吸收光谱仪 美国PerkinElmer公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验设计 本实验采用单因素随机实验设计，共设4个处理组，分别饲喂脂肪来源不同的自制实验日粮，见表1。对照油脂为脂肪酸组成模拟OPO结构脂肪的混合植物油，OPO婴儿配方奶粉中添加了OPO结构脂肪，使各组中sn-2位棕榈酸的百分含量有所不同。每组10只大鼠，共40只。

表1 动物实验处理设计Table 1 Design on treatment of animal experiment

1.2.2 油脂原料选择及成分分析

1.2.2.1 对照油脂组植物油确定 选择婴儿配方奶粉生产中常用的大豆油、椰子油、棕榈油和橄榄油，用气相色谱法测定各植物油和OPO结构脂肪的脂肪酸组成及结构。确定大豆油、椰子油、棕榈油和橄榄油的配比，使四种植物油按一定比例混合后的对照油脂脂肪酸组成与OPO结构脂肪相同。

1.2.2.2 油脂脂肪酸甲酯的制备 采用甲醇钠催化甲酯化法。取油样约100mg放入50mL离心管中，加入10mL正己烷，振荡溶解；加入0.5mL 0.5mol/L甲醇钠溶液，振荡反应1min；加少量无水硫酸钠，静置1h后于4000r/min离心2min，取上层清液用于气相色谱分析。

1.2.2.3 气相色谱分析条件 色谱柱：PC-2560（100m×0.25mm×0.20μm）；FID检测器；进样口温度：260℃；检测器温度：260℃；色谱柱升温程序：100℃保持5min，以4℃/min升至200℃，保持5min，再以4℃/min升至240℃，保持25min；载气（N2）流速1.0mL/min；进样量1μL；分流比10∶1。采用面积归一法进行数据分析。

1.2.2.4 三酰甘油sn-2位脂肪酸组分测定 参见文献[18]。

1.2.3 动物饲料配制 实验日粮参照AIN-93G及实验设计要求配制，分别将OPO结构脂肪、对照油脂、含OPO的婴儿配方奶粉以及常规婴儿配方奶粉添加到自制无脂饲料中，使脂肪含量占10%，并且用碳酸钙和硫酸镁调节饲料中的钙、镁含量。各组饲料除油脂来源不同外，能量以及各种主要营养素、矿物质和微量元素的含量均保持一致。分析各组饲料的总脂肪酸组成[19]及sn-2位脂肪酸分布[18，20]。

1.2.4 动物喂养及采样 普通日粮适应性喂养一周后，按初始体重差异不显著的原则随机分为四组，同室两只单笼饲养，保持卫生清洁，每日更换饮水及清洗粪盘，实验期间，记录饲料投放量，每三天称空腹个体重，并计算平均摄食量、增重。

经过两周喂养实验，及时分别收集之后3d的粪便。每天结束后将收集的粪样称重，冻存于-20℃。实验期结束后，分别将各笼的全部粪样拌和混匀，取一部分进行冷冻干燥，粉碎过40目筛，于-20℃条件下冷冻保存。

1.2.5 粪便脂肪分析 粪便中的脂肪酸组成分析方法参照文献[19]；粪便游离脂肪酸的测定：准确称取500mg已冻干的粉状粪便样品，用3mol/L的盐酸80℃水解2h后，提取脂肪[20]，并定量，然后用薄层色谱法进行分离[18]，刮下游离脂肪酸层，用乙醚提取并称重。

1.2.6 粪便矿物质分析 粪便中的钙、镁元素测定采用火焰原子吸收光谱法[21]。

1.2.7 数据分析 采用SPSS18.0对数据进行单因素方差分析，结合Duncan法进行多重比较，以p＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 油脂原料的脂肪酸组成及sn-2位脂肪酸分布

由表2可以看出四种植物油的脂肪酸种类及含量有所不同，使四种植物油混合对照油脂的脂肪酸组成与OPO结构脂肪相同，确定大豆油、椰子油、棕榈油和橄榄油的配比为26∶18∶30∶26。所列油脂的三酰甘油sn-2位脂肪酸明显有差异，其中OPO结构脂肪的棕榈酸约47%位于sn-2位，而橄榄油sn-2位只有22%，其他三种植物油的棕榈酸85%以上位于sn-1、sn-3位，因此，在棕榈酸位置分布上OPO结构脂肪与混合植物油可形成鲜明对比。

2.2 各组饲料的脂肪酸组成及sn-2位脂肪酸分布

各组饲料配制后，测定了其总脂肪酸组成及sn-2位脂肪酸，结果见表3。混合植物油对照组饲料的脂肪酸组成与OPO结构脂肪组基本一致。配方奶粉组饲料的sn-2棕榈酸的相对含量分别为：48.04%、28.66%，两组可形成对比。

2.3 膳食摄入及生长情况

大鼠膳食摄入及生长情况见表4。在两周的实验日粮喂养期间，各组之间采食和体重增加没有显著差别，但含OPO组与其他两组相比有增加趋势。配方奶粉喂养的大鼠所排泄粪便量比油脂组较多，但是差异不显著。另外，常规配方奶粉组粪便颜色与其他组相比较深，含水量较低。

表2 各种油脂脂肪酸组成及sn-2位脂肪酸分布（%）Table 2 Fatty acid composition of the triglycerides and the sn-2 monoglycerides of different oil samples（%）

表3 不同脂肪源实验日粮的脂肪酸组成及sn-2位脂肪酸分布Table 3 Fatty acid composition of the triglycerides and the sn-2 monoglycerides of different dietary fat sources

表4 大鼠两周期间的膳食摄入及生长情况Table 4 Feed intake and growth during a period of 2 weeks

2.4 sn-2位棕榈酸对脂肪吸收的影响

大鼠粪便脂肪分析的结果见表5，总脂肪指粪便中甘油三酯和游离脂肪酸的总和，同时列出了个别主要脂肪酸的排泄总量。饲料中sn-2棕榈酸的相对含量为45.40%、13.29%、48.04%、28.66%，各组对应的脂肪排泄分别为96、202、90、162mg，而游离脂肪酸的排泄水平也与s-2棕榈酸相对含量呈负相关，并且OPO配方奶粉组与OPO结构脂肪组没有显著差异，含OPO组与常规配方奶粉组及对照油脂组三者差异显著。可得出，随着sn-2棕榈酸含量的增加，脂肪排泄量依次减少，而脂肪酸皂的量依次增加。

脂肪吸收的差异可以从粪便脂肪酸排泄量上更直观地看出。在摄入OPO结构脂肪和对照油脂后，粪便脂肪酸排泄中棕榈酸分别为23、81mg，吸收率为97%和90%，摄入OPO配方奶粉组与OPO结构脂肪组没有显著差异，常规配方奶粉组显著高于OPO组，并显著低于对照油脂组。表中所列的其他脂肪酸有较为一致的结果。可以证实脂类结构对脂肪吸收的重要性，棕榈酸在sn-2位上更易被吸收。

表5 大鼠粪便脂肪分析Table 5 The content of fat and fatty acid from feces

表6 大鼠粪便中钙和镁的分析Table 6 The content of calcium and magnesium from feces

2.5 sn-2位棕榈酸对矿物质吸收的影响

由表6可以看出，OPO结构脂肪组和OPO配方奶粉组粪便钙的含量显著低于对照油脂组，钙的表观吸收率与此负相关。这可能由于棕榈酸位于1、3位易与钙结合形成钙皂，而钙皂在胆汁中溶解度低，皂中的脂肪和钙都很难被吸收。由此可以得出，OPO结构脂肪的摄入减少了粪便中钙的排泄，改善了钙的吸收。OPO结构脂肪组与常规配方奶粉组钙的排泄没有显著差异，可能是受配方奶粉中其他成分的影响。镁的表观吸收率四组间没有显著差异。

3 结论

本研究通过动物实验，分析了不同膳食组脂肪和钙的粪便排泄情况，得出结论：棕榈酸在三酰甘油中的位置分布影响脂肪和钙在肠道中的吸收；在婴幼儿配方奶粉生产中采用sn-2位棕榈酸相对含量较高的OPO结构脂肪，使其脂肪在结构上更接近天然母乳，可促进大鼠肠道对脂肪和钙的吸收。

[1]覃小丽，杨博，王永华.人初乳脂肪酸组成及sn-2位脂肪酸分布的研究[J].食品工业科技，2010，31（5）：81-84.

[2]Li Y，Mu H，Andersen J E T，et al.New human milk fat substitutes from butterfat to improve fat absorption[J].Food Res Int，2010，43（3）：739-744.

[3]Giovannini M，Riva E，Agostoni C.Fatty acids in pediatric nutrition[J].Pediatr Clin North Am，1995，42：861-877.

[4]Mattson F H，Beck L W.The specificity of pancreatic lipase for the primary hydroxyl groups of glycerides[J].J Biol Chem，1956，219（2）：735-740.

[5]Carlier H，Bernard A，Caselli C.Digestion and absorption of polyunsaturated fatty acids[J].Reprod Nutr Dev，1991，31：475-500.

[6]Small D M.The effects of glyceride structure on absorption and metabolism[J].Annu Rev Nutr，199l，11：413-434.

[7]Innis S M，Dyer R，Nelson C M.Evidence that palmitic acid is absorbed as sn-2 monoacylglycerol from human milk by breastfed infants[J].Lipids，1994，29：541-545.

[8]Dotson K D，Jerrell J P，Picciano M F，et al.High-performance liquid chromatography of human milk triacylglycerols and gas chromatography of component fatty acids[J].Lipids，1992，27：933-939.

[9]Martin J C，Bougnoux P，Antoine J M，et al.Triacylglycerol structure of human colostrum and mature milk[J].Lipids，1993，28：637-643.

[10]Carnielli V P，Luijendijk I H T，Van G J B，et al.Structural position and amount of palmitic acid in infant formulas：effects on fat，fatty acid，and mineral balance[J].J Pediatr Gastr Nutr，1996，23（5）：553-560.

[11]Freeman C P，Jack E L，Smith L M.Intramolecular fatty acid distribution in milk fat triglycerides of several species[J].J Dairy Sci，1965，48：853-858.

[12]Tomarelli R M，Meyers B J，Weaber J R，et al.Effect of positional distribution on the absorption of the fatty acids of human milk[J].J Nutr，1968，95：583-590.

[13]Lien E L，Yuhas R J，Boyle FG，et al.Corandomization of fats improves absorption in rats[J].J Nutr，1993，123：1859-1867.

[14]Kennedy K，Fewtrell M S，Morley R，et al.Double-blind，randomized trial of a synthetic triacylglycerol in formula-fed term infants：Effects on stool biochemistry，stool characteristics，and bone mineralization[J].Am J Clin Nutr，1999，70：920-927.

[15]Lucas A，Quinlan P，Abrams S，et al.Randomised controlled trial of a synthetic triglyceride milk formula for preterm infants[J].Arch Dis Child，1997，77：178-184.

[16]Winston W K Koo，Hockman E M，et al.Palm Olein in the Fat Blend of Infant Formulas：Effect on the Intestinal Absorption of Calcium and fat，and bone mineralization[J].Am Coll Nutr，2006，25（2）：117-122.

[17]Lopez-Lopez A，Castellote-Bargallo A I，et al.The influence of dietary palmitic acid triacylglyceride position on the fatty acid，calcium and magnesium contents of at term newborn faeces[J].Early Hum Dev 65 Suppl，2001：S83-S94.

[18]GB/T 24894-2010动植物油脂 甘三酯分子2-位脂肪酸组分的测定[S].

[19]GB 5413.27-2010婴幼儿食品和乳品中脂肪酸的测定[S].

[20]Samur G，Topcu A，Turan S.Trans fatty acids and fatty acid composition of mature breast milk in turkish women and their association with maternal diet’s[J].Lipids，2009，44：405-413.

[21]GB 5413.21-2010婴幼儿食品和乳品中钙、铁、锌、钠、钾、镁、铜和锰的测定[S].

Effect of positional distribution of palmitic acid in triglycerides on the absorption of the nutrition in rats

SONG Qiu，LIU Ya-dong，LI Xiao-min，YANG Li-jie*
（Key Lab of Dairy Science，Ministry of Education，Northeast Agricultural University，Harbin 150030，China）

TS201.4

A

1002-0306（2012）16-0354-05

2012－01－05 *通讯联系人

宋秋（1985-），女，硕士研究生，研究方向：乳品科学与工程。

东北农业大学生物乳制品理论与技术创新团队（CXT007）。