李興艷，劉 爽，尚永彪，2，3，*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶400716；2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（重慶），重慶400716；3.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶400716）

脂肪是人體必不可少的營(yíng)養(yǎng)素，可提供大量的熱量和賦予食品獨(dú)特的風(fēng)味，但近年來(lái)大量研究發(fā)現(xiàn)，高脂肪膳食與肥胖癥、高血壓、高血脂、腦血栓等疾病及某些癌癥（乳腺癌、腸癌）發(fā)病率的上升存在著密切的關(guān)系[1]。為了降低上述疾病及某些癌癥的發(fā)病率又不影響食品的風(fēng)味、口感和質(zhì)構(gòu)，功能性油脂的研究與開(kāi)發(fā)已成為保健食品領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。中碳鏈脂肪酸甘油三酯（medium-chain triglyceride，簡(jiǎn)稱MCT）作為一種低能量，既具有保健作用又不影響食品風(fēng)味的膳食脂肪引起了人們的廣泛關(guān)注[2]。作為一種獨(dú)特的油脂，MCT于20世紀(jì)50年代首次被引入治療脂質(zhì)吸收障礙，自此以后，許多學(xué)者就MCT及其脂肪酸的代謝和臨床應(yīng)用方面進(jìn)行了大量的研究[3]。MCT的定義因研究人員進(jìn)行研究時(shí)所側(cè)重的內(nèi)容不同而稍有差異，通常認(rèn)為MCT是由6～12個(gè)碳原子的飽和脂肪酸包括己酸（C6∶0）、庚酸（C7∶0）、辛酸（C8∶0）、壬酸（C9∶0）、癸酸（C10∶0）和月桂酸（C12∶0）等組成的甘油三酯，其中構(gòu)成MCT的脂肪酸稱為中碳鏈脂肪酸（medium-chain fatty acids，簡(jiǎn)稱MCFA），這些中碳鏈脂肪酸可以不通過(guò)催化劑而與甘油酯化形成MCT[4-5]。因MCT的理化性質(zhì)和在人體內(nèi)的代謝途徑與普通植物油脂不同，而使其具有特殊的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值、藥用價(jià)值和生理功能?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，與長(zhǎng)鏈脂肪酸甘油三酯（LCT）相比，攝入MCT能夠減少血清膽固醇和肝膽固醇量，治療由于攝入高脂肪膽固醇的飲食所導(dǎo)致的動(dòng)脈硬化和血栓癥，也可用于治療胃腸炎、肥胖癥和糖尿病[6]。MCT也可作為一種迅速補(bǔ)充能量的功能性能源物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)性食品中[7]。本文就MCT的理化性質(zhì)、制備、代謝特征以及生理功能等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要的概述，以期為MCT在食品、醫(yī)藥和日用化工等領(lǐng)域的應(yīng)用提供一定的參考。

1 中碳鏈脂肪酸甘油三酯的理化性質(zhì)

中碳鏈脂肪酸甘油三酯在室溫下為無(wú)色、無(wú)刺激性氣味的油狀液體，不溶于水，極易溶于乙醇等有機(jī)溶劑，且粘度是普通植物油的一半。構(gòu)成MCT的脂肪酸是短鏈脂肪酸，故其具有相對(duì)分子質(zhì)量小、熔/沸點(diǎn)低、密度較小等特點(diǎn)[8-9]。MCT中不飽和脂肪酸的含量極低，其碘值不超過(guò)0.5，與普通油脂和氫化油脂相比，具有非常好的氧化穩(wěn)定性（見(jiàn)表1），在貯存過(guò)程中也無(wú)需加入抗氧化劑[10-11]。在高溫和低溫下MCT都特別穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間煎炸后，普通植物油因發(fā)生聚合反應(yīng)而變的粘稠，透明度降低；而只有MCT的粘度略有增加，與未使用過(guò)的精煉植物油相差不大，即使在0℃時(shí)，MCT仍然是粘度不高、澄清透明的液體。MCT的表面張力小，在皮膚中延伸性大，并且對(duì)各種化合物都有很好的互溶性，可以作為維生素、激素、殺菌劑、抗生素等醫(yī)藥品和保健食品的溶劑；由于MCT的碳鏈短，能在水相與油相之間形成穩(wěn)定的乳化體系，可以作為乳化劑應(yīng)用于食品中；普通植物油在高溫和氧氣的雙重作用下非常容易發(fā)生聚合反應(yīng)，使油脂的粘度大大增加，從而使其脫模效果受到影響，但是在相同條件下，MCT的粘度低，具有很好的脫模效果，因此可以作為脫模劑使用[12]。由此可見(jiàn)，MCT的延伸性、溶解性和乳化穩(wěn)定性等性能都優(yōu)于普通油脂。MCT具體的理化性質(zhì)如表2所示[8]。

表1 MCT與其它油脂的氧化穩(wěn)定性（100℃，Raneimat法）Table 1 The oxidation stability of MCT and other oils（100℃，Raneimat）

2 中碳鏈脂肪酸甘油三酯的制備

目前，合成MCT的方法主要有三種，即水解酯化法、酰氯醇解法和酶法。

2.1 水解酯化法

通常情況下該法是將富含MCFA的油脂（椰子油、棕櫚仁油或山蒼子油）進(jìn)行水解，通過(guò)蒸餾制得辛酸、癸酸等中碳鏈脂肪酸，然后根據(jù)需要調(diào)整MCFA的比例與甘油進(jìn)行酯化反應(yīng)，最后再經(jīng)過(guò)脫酸、脫色、精煉處理得到高純度的MCT產(chǎn)品[8]。于春濤等[13]將分子蒸餾技術(shù)應(yīng)用于MCT的純化，在一級(jí)分子蒸餾進(jìn)料量為1.6L/h，溫度105～110℃，壓力10Pa和二級(jí)分子蒸餾進(jìn)料量為1.2L/h，溫度200～210℃，壓力1Pa的條件下，通過(guò)二級(jí)串聯(lián)分子蒸餾可以得到純度為97%的MCT。工業(yè)上水解油脂常采用的方法有常壓酸性水解法、高壓連續(xù)水解法和中壓水解法[14]。雖然利用此法制得的MCT純度高，但存在副產(chǎn)物難分離、耗時(shí)長(zhǎng)和能耗大等缺點(diǎn)。

2.2 酰氯醇解法

先將富含MCFA的油脂（椰子油或棕櫚仁油）進(jìn)行水解、精餾，得到MCFA，然后將MCFA與PX3、PX5或SOCl2等反應(yīng)制得酰氯，再將所得的酰氯與甘油進(jìn)行醇解反應(yīng)最終得到MCT。周漢芬等[15]以樟樹(shù)籽仁油為原料，研究了合成中碳鏈甘油三酯過(guò)程中醇解的工藝條件。結(jié)果表明，在醇/油摩爾比為8∶1，反應(yīng)時(shí)間為30min，反應(yīng)溫度為75℃，催化劑CH3ONa用量為油重的0.5%的條件下，醇解度可達(dá)98.0%。醇化后的油脂在真空度為-0.1MPa，料釜體積比為1/2～2/3的條件下進(jìn)行兩次分餾，第一次分餾時(shí)，釜溫控制在122～134℃，取其餾分進(jìn)行第二次分餾時(shí)，釜溫應(yīng)控制在122～132℃，在此條件下分餾得到的中碳鏈甘油甲酯純度可達(dá)97.8%以上。雖然利用此法制備MCT所用時(shí)間短，耗能低，但存在工藝路線長(zhǎng)，副反應(yīng)多，污染較重等缺點(diǎn)。

2.3 酶法

酶法合成MCT是近幾年來(lái)的研究熱點(diǎn)，即利用特殊的脂肪酶將油脂進(jìn)行水解，然后加入甘油和特定的脂肪酸甘油酯，在特異固定化酶的作用下生成所需的中碳鏈油脂。反應(yīng)系統(tǒng)中的水分含量、pH、反應(yīng)時(shí)間、溫度、酶的添加量、反應(yīng)中所用溶劑的種類、三酸甘油酯或脂肪酸衍生物的混合比、添加物的種類以及反應(yīng)時(shí)的攪拌強(qiáng)度等都是反應(yīng)中影響MCT合成的主要因素。楊凱舟等[16]采用響應(yīng)面設(shè)計(jì)對(duì)脂肪酶Novozym 435在無(wú)溶劑體系中催化甘油和中長(zhǎng)碳鏈脂肪酸（辛酸、癸酸和油酸混合物）酯化反應(yīng)合成中長(zhǎng)碳鏈甘三酯進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，在反應(yīng)溫度為90℃，加酶量為6.5%，底物摩爾比為3.5∶1，反應(yīng)時(shí)間為12.97h的條件下，平均甘三酯得率為78.5%；產(chǎn)品中甘三酯含量為85.6%；甘三酯中脂肪酸組成為辛酸25.4%，癸酸10.7%，長(zhǎng)碳鏈脂肪酸63.9%。曾哲靈等[17]采用胰脂肪酶作為催化劑，研究了樟樹(shù)籽仁油與甘油反應(yīng)合成中碳鏈單甘油酯的情況。結(jié)果表明，以樟樹(shù)籽仁油（10mL）與甘油為原料，在反應(yīng)溫度47℃，加酶量220mg，醇油摩爾比4.3∶1，反應(yīng)初始加水量35μL，反應(yīng)時(shí)間30h的條件下，能夠得到含量為53.42% ±0.05%的中碳鏈單甘油酯。Kwon等[18]采用一些脂肪酶在有機(jī)溶劑的環(huán)境中對(duì)甘油和中鏈脂肪酸的酯化反應(yīng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明Rhizomucor miehei脂肪酶在以己烷作為溶劑的條件下，酯化效果最好，24h內(nèi)酯化率達(dá)到81%。利用此法制備MCT具有催化高效性、專一性、反應(yīng)條件溫和性等特點(diǎn)，但也存在酯化率低、純化工藝難度大、耗時(shí)長(zhǎng)等缺點(diǎn)。

3 中碳鏈脂肪酸甘油三酯的代謝特征

由圖1可知，MCT在體內(nèi)的代謝途徑不同于LCT。LCT在小腸內(nèi)先被水解，然后重新酯化生成甘油三酯，再與蛋白質(zhì)、磷脂相互結(jié)合，進(jìn)而形成乳糜微粒。所形成的乳糜微粒再通過(guò)腸壁被吸收，進(jìn)入淋巴系統(tǒng)及之后的血液循環(huán)系統(tǒng)中，最終分散到各個(gè)細(xì)胞。而MCT不形成乳糜微粒，也不通過(guò)淋巴系統(tǒng)，而是被脂肪酶水解后，在小腸粘膜上皮細(xì)胞以甘油和MCFA的形式被吸收，直接通過(guò)小腸毛細(xì)血管進(jìn)入門(mén)靜脈，然后快速轉(zhuǎn)移至肝臟[2，19]。MCT主要以游離脂肪酸的形式吸收，很少以甘油一酯或甘油二酯的形式吸收，但在膽鹽或胰脂酶缺乏的情況下，MCT可以不經(jīng)過(guò)消化直接被小腸上皮細(xì)胞吸收，在上皮細(xì)胞內(nèi)被脂肪酶完全水解成甘油及MCFA，而不積聚甘油一酯[20]。此外，LCT最終將轉(zhuǎn)變?yōu)橹窘M織儲(chǔ)存于體內(nèi)，供以后能量的需要。而MCFA到達(dá)肝臟后，不需要肉毒堿作為載體，就能迅速通過(guò)線粒體的雙層膜進(jìn)入線粒體，被氧化分解，提供能量，不會(huì)變成脂肪組織儲(chǔ)存于體內(nèi)[21]。一般情況下，MCT從腸內(nèi)水解吸收到血液只需要30min，2.5h可達(dá)到最高峰；LCT則需要5h才可達(dá)到最高峰[22]。從膳食中攝入的MCT在體內(nèi)的代謝去路有三條：a.氧化分解：膳食中攝入的MCT大約有50% 被氧化，MCFA主要以β-氧化、Ω-氧化、Ω-2氧化及Ω-1羥化的形式被氧化分解，最終以多種形式如3，6，7-羥基辛酸的形式從尿中排出；b.以脂肪的形式在體內(nèi)儲(chǔ)存；c.轉(zhuǎn)變成長(zhǎng)鏈脂肪酸。LCT和MCT徹底氧化所提供的凈能量是不同的，其中LCT提供的能量為9kcal/g，MCT提供的能量為（6.80±0.15）kcal/g，雖然MCT提供的能量比LCT低，但它是葡萄糖供給能量的兩倍多[23]。MCT的分解代謝途徑與LCT不同，在肝臟中能夠如同葡萄糖一樣快速氧化和快速供能，它不會(huì)抑制免疫系統(tǒng)，也不影響膽固醇代謝，可增強(qiáng)人體對(duì)鈣、鎂和氨基酸的吸收。然而MCT不能提供人體所必需的熱量，此外，其在肝臟迅速氧化會(huì)使體內(nèi)的酮體濃度驟然升高，對(duì)糖尿病患者不利，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起中毒[24]。

表2 MCT的理化性質(zhì)Table 2 The physical and chemical properties of MCT

圖1 LCT與MCT的代謝途徑Fig.1 The metabolic pathway of LCT and MCT

4 中碳鏈脂肪酸甘油三酯對(duì)三大營(yíng)養(yǎng)素代謝的影響

4.1 中碳鏈脂肪酸甘油三酯對(duì)糖代謝的影響

MCT可以通過(guò)改善胰島素的分泌來(lái)調(diào)節(jié)血液中葡萄糖的含量。Chen等[25]研究了腸胃道癌患者手術(shù)后短期注射MCT/LCT脂肪乳劑或LCT脂肪乳劑對(duì)患者營(yíng)養(yǎng)狀況的影響，與LCT組患者相比，發(fā)現(xiàn)MCT/LCT組患者血液中胰島素水平較高，且營(yíng)養(yǎng)狀況也比較好。Han等[26]研究者讓患有2型糖尿病的中度肥胖患者每天通過(guò)膳食攝入18g MCT，持續(xù)90d后，發(fā)現(xiàn)這些患者的體重減輕、腰圍減小并且胰島素的敏感性也得到改善。有研究指出MCT也能增加非糖尿病人胰島素的敏感性和葡萄糖的耐受性。Terada等[27]研究發(fā)現(xiàn)中/長(zhǎng)鏈甘油三酯可改善高脂膳食喂養(yǎng)的小鼠體內(nèi)胰島素的抗性。Han等[28]研究發(fā)現(xiàn)，用MCTs喂養(yǎng)小鼠2個(gè)月后，小鼠體內(nèi)胰島素的敏感性和葡萄糖的耐受性均得到改善。Eckel等[29]利用鉗夾技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病人和非糖尿病人膳食攝入MCT后，體內(nèi)胰島素介導(dǎo)的葡萄糖代謝都有所增加。耿姍姍[30]研究了中鏈甘油三酯飲食對(duì)大鼠肥胖、胰島素抵抗的影響，得出MCT飲食增加脂肪組織中脂連素mRNA和蛋白的表達(dá)。脂肪組織中過(guò)氧化物體增殖物激活受體γ（PPARγ）的表達(dá)和脂連素一致，與胰島素敏感性相關(guān)。MCT飲食可通過(guò)增加PPARγ表達(dá)，促進(jìn)脂連素基因和蛋白表達(dá)，并誘導(dǎo)小脂肪細(xì)胞分化，減少脂肪細(xì)胞體積，從而改善機(jī)體的胰島素敏感性。

4.2 中碳鏈脂肪酸甘油三酯對(duì)脂代謝的影響

MCT對(duì)脂代謝的影響比較復(fù)雜，許多研究發(fā)現(xiàn)MCT減少脂肪沉積的原因可能是脂肪在肝內(nèi)的快速轉(zhuǎn)運(yùn)和氧化、增加能量消耗（EE）等，但這也可能不是完整的解釋。王鳳新等[31]研究了中鏈甘油三酯對(duì)小鼠脂質(zhì)代謝的影響，結(jié)果表明，膳食中添加中鏈甘油三酯微膠囊后，能降低體內(nèi)總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）的含量，中鏈甘油三酯微膠囊的高脂膳食具有預(yù)防肥胖、減少體質(zhì)量增長(zhǎng)和體脂累積、減輕肝臟脂肪沉積的作用。Socha等[32]研究了LCTs或MCTs/LCTs腸外脂肪乳劑對(duì)患有膽汁阻塞嬰兒血清膽紅素和脂質(zhì)代謝的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MCT/LCT或LCT乳劑在患有慢性膽汁阻塞的嬰兒中具有很好的代謝耐受性，但是對(duì)花生四烯酸和二十二碳六烯酸的高密度脂蛋白磷脂含量具有不同的影響。也有研究者用MLCT喂養(yǎng)大鼠6周后發(fā)現(xiàn)這些大鼠的體脂肪積累量減少了，并且它們餐后肝臟脂肪酸的β-氧化也有所增加[33]。Shinohara等[34]指出用MLCT 喂養(yǎng)大鼠可以抑制脂肪組織中脂類合成和促進(jìn)脂類分解。孫靜等[35]研究了中鏈甘油三酯（MCT）干預(yù)對(duì)2型糖尿?。═2DM）患者體重、血脂和血漿游離脂肪酸的影響，在控制總能量和脂肪攝入量的基礎(chǔ)上，用MCT取代100%或50%的膳食油脂，患者的體質(zhì)指數(shù)（BMI）和血脂譜得到改善，而血漿游離脂肪酸無(wú)明顯變化。

4.3 中碳鏈脂肪酸甘油三酯對(duì)蛋白質(zhì)代謝的影響

一般認(rèn)為，中鏈甘油三酯對(duì)一些特殊群體蛋白質(zhì)代謝有一定的改善作用。Maiz等[36]研究發(fā)現(xiàn)，用含有紅花油和中鏈甘三酯的結(jié)構(gòu)脂肪乳劑喂養(yǎng)燒傷小鼠可降低亮氨酸氧化和提高蛋白質(zhì)利用，并且可以改善內(nèi)臟蛋白質(zhì)的狀態(tài)。有實(shí)驗(yàn)表明，相同喂養(yǎng)條件下MCT比LCT更能增加雞的蛋白質(zhì)保留和蛋白質(zhì)利用率，同時(shí)有很強(qiáng)的增體重作用[37]。徐強(qiáng)等[38]研究了意識(shí)障礙無(wú)法進(jìn)食的腦血管意外患者早期腸內(nèi)喂養(yǎng)中鏈甘油三酯（MCT）/長(zhǎng)鏈甘油三酯（LCT）與單獨(dú)喂養(yǎng)LCT對(duì)蛋白質(zhì)代謝的不同影響，發(fā)現(xiàn)MCT/LCT的腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)制劑能通過(guò)有效地減輕因意識(shí)障礙無(wú)法進(jìn)食的腦血管意外患者機(jī)體蛋白分解，提高血清蛋白水平，從而改善患者營(yíng)養(yǎng)狀況。顏洪等[39]研究了中鏈/長(zhǎng)鏈甘油三酯早期腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)對(duì)燒傷患者蛋白質(zhì)代謝的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)含MCT/LCT的腸內(nèi)營(yíng)養(yǎng)制劑能通過(guò)有效地減輕燒傷后機(jī)體蛋白分解、提高血清蛋白水平，而改善燒傷患者營(yíng)養(yǎng)狀況?？笛娴萚40]比較了兩種不同配方的腸外營(yíng)養(yǎng)（PN）支持對(duì)危重病人營(yíng)養(yǎng)不良的改善作用，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，PN支持能明顯改善危重病人的蛋白質(zhì)代謝、增加蛋白質(zhì)儲(chǔ)備和改善氮平衡，而且MCT/LCT脂肪乳劑比LCT脂肪乳劑能更好地改善氮平衡。

5 中碳鏈脂肪酸甘油三酯的安全性

經(jīng)大量的毒理性實(shí)驗(yàn)和臨床研究表明，MCT是一種無(wú)毒、安全性極高的功能性油脂，對(duì)動(dòng)物的發(fā)育、血液、尿檢查及各臟器均無(wú)不良影響。1994年美國(guó)食品藥品管理局把MCT列入“一般公認(rèn)安全”（Generally Regarded As Safe，GRAS）物質(zhì)名單[8]。但是，在一般情況下人體每餐攝入MCT的限量為25～30g，若攝入量過(guò)大（如每日食用超過(guò)100g時(shí)）則可能會(huì)出現(xiàn)腸胃不適的癥狀，包括反胃、嘔吐、脹肚，甚至腹瀉等[41]，這主要是由于MCT快速消化，在小腸管腔造成較高的浸透壓所引起的。若人體在正常范圍內(nèi)攝入MCT，則不會(huì)有發(fā)生酮酸中毒或者酮血癥的危險(xiǎn)。

6 結(jié)論

MCT的研究始于20世紀(jì)50年代，與普通植物油脂相比，其獨(dú)特的理化性質(zhì)和代謝特點(diǎn)不僅使其具備眾多生理功能和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且在食品、醫(yī)藥及日用化工等領(lǐng)域也具有十分廣闊的應(yīng)用前景。許多營(yíng)養(yǎng)專家認(rèn)為，MCT及其相關(guān)產(chǎn)品將是21世紀(jì)具有代表性的新型功能性油脂保健產(chǎn)品。

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