張釗陽，張博彥，羅海玲，王 炳

（動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 100193）

羊肉營養(yǎng)豐富、肉質(zhì)鮮嫩、風(fēng)味獨(dú)特，深受消費(fèi)者喜愛。脂肪酸是影響羊肉品質(zhì)的一個重要因素，其中n-3多不飽和脂肪酸（N-3 Polyunsaturated Fatty Acids，n-3 PUFAs）在羊肉中含量豐富，是評價(jià)羊肉營養(yǎng)價(jià)值的重要指標(biāo)。n-3 PUFAs 在調(diào)節(jié)膽固醇、降低血壓、預(yù)防肝病和心血管疾病以及各種慢性疾病和癌癥等方面也顯示出有益作用。因此，提高羊肉中n-3 PUFAs 含量不僅可以改善羊肉的營養(yǎng)品質(zhì)，也有益于人類營養(yǎng)健康。然而，羊肉中的n-3 PUFAs 僅占總脂肪酸的0.4%～3.1%，不同飼喂模式和不同品種羊肉中n-3 PUFAs 的含量不同。羊肉脂肪酸沉積的來源主要有2 個，一個是飼糧中脂肪酸消化吸收后直接沉積，另一個是脂肪酸從頭合成。本文綜述了n-3 PUFAs 的來源、n-3 PUFAs 在羊體內(nèi)的合成與代謝規(guī)律、影響n-3 PUFAs 在羊肉中沉積的因素以及相關(guān)微生物和分子調(diào)控機(jī)制，為進(jìn)一步了解n-3 PUFAs 在羊肉中的沉積規(guī)律、生產(chǎn)富含n-3 PUFAs 的羊肉及后續(xù)的相關(guān)研究提供參考。

1 n-3 多不飽和脂肪酸的來源和功能

n-3 PUFAs 主要包括-亞麻酸（-Linolenic Acid，ALA）、二十碳五烯酸（Eicosapentaenoic Acid，EPA）、二十二碳六烯酸（Docosahexaenoic Acid，DHA）和二十二碳五烯酸（Docosapentaenoic Acid，DPA）。n-3 PUFAs 的來源廣泛，存在于各種天然食物中，如深海魚和植物籽實(shí)。目前，牧草和植物籽實(shí)是飼料中n-3 PUFAs 的主要來源。紫蘇籽富含ALA，紫蘇籽油是迄今為止發(fā)現(xiàn)含有ALA 最高的食用油。菜籽油、亞麻籽油、大豆油、南瓜籽和核桃油中也含有豐富的ALA。EPA和DHA 主要來源于藻類和深海魚油，EPA 和DHA 也可以由ALA 作為前體物轉(zhuǎn)化生成，但轉(zhuǎn)化效率較低。DPA 是ALA 在體內(nèi)生成EPA 和DHA 的中間產(chǎn)物，主要存在于海洋哺乳動物的油脂中。

n-3 PUFAs 具有增加細(xì)胞膜穩(wěn)定性、調(diào)節(jié)免疫功能和脂質(zhì)代謝等功能，對人類健康至關(guān)重要。例如，增加n-3 PUFAs 的攝入可以預(yù)防和治療懷孕期抑郁癥發(fā)生；EPA 和DHA 可以改善胎兒大腦和視網(wǎng)膜發(fā)育，降低心血管疾病和阿爾茨海默癥的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

2 n-3 多不飽和脂肪酸的合成與代謝

2.1 n-3 多不飽和脂肪酸合成代謝途徑及相關(guān)酶 在反芻動物中，多不飽和脂肪酸（Polyunsaturated Fatty Acids，PUFAs）優(yōu)先沉積在磷脂中，在磷脂的代謝、功能和生理狀態(tài)中發(fā)揮主要作用。一般而言，飼糧中PUFAs 含量升高可在一定范圍內(nèi)提高動物食品（肉、奶）中ALA、EPA 和DPA 的積累，但對DHA 的富集非常有限。脂肪酸去飽和酶1（FADS1）和脂肪酸去飽和酶2（FADS2）對n-3 PUFAs 的偏好性高于n-6 PUFAs，但亞油酸（Linoleic Acid，LA）的攝入量升高會干擾ALA 向EPA、DPA 和DHA 的延伸和去飽和過程。ALA 和LA 之間存在競爭FADS2 的現(xiàn)象，但其具體機(jī)制仍不清楚。研究發(fā)現(xiàn)，0.2% 的ALA 可以轉(zhuǎn)化為EPA，65%的EPA 可以轉(zhuǎn)化為DPA，37%的DPA 可以轉(zhuǎn)化為DHA。n-3 PUFAs 和n-6 PUFAs 的代謝途徑見圖1。

圖1 n-3 PUFAs 和n-6 PUFAs 的代謝途徑

與肉中脂肪酸沉積相關(guān)的酶統(tǒng)稱為脂肪酸代謝相關(guān)酶。脂肪酸合成酶（Fatty Acid Synthetase，F(xiàn)ASN）控制長鏈脂肪酸的從頭合成，是一種關(guān)鍵限速酶。FASN協(xié)助催化乙酰輔酶A 和丙二酰輔酶A 轉(zhuǎn)化為棕櫚酸的反應(yīng)（圖2）。已知9 種脂肪酸結(jié)合蛋白（Fatty Acid-Binding Protein，F(xiàn)ABP）的亞型（FABP1～FABP9），F(xiàn)ABP4 也被稱為脂肪細(xì)胞脂肪酸結(jié)合蛋白。FABP4 在脂肪酸代謝、運(yùn)輸和吸收中發(fā)揮重要作用，用于促進(jìn)脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)和調(diào)控脂類物質(zhì)的合成與分解。乙酰輔酶A 羧化酶（Acetyl-CoA Carboxylase，ACC）屬 于脂肪酸合成酶，用于催化脂肪酸合成的第一步反應(yīng)。脂蛋白酯酶（Lipoprotein Lipase，LPL）屬于調(diào)控脂肪分解代謝的關(guān)鍵酶，將富含甘油三酯的脂蛋白水解為脂肪酸和單酰甘油。肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶（Carnitine Acyl Transferase，CPT1）屬于脂肪酸轉(zhuǎn)運(yùn)酶，是脂肪酸-氧化的關(guān)鍵限制酶，可以影響脂肪沉積。過氧化物酶體增殖物激活受體（Peroxisome Proliferators-Activated Receptors，PPARs）既是配體活化的核轉(zhuǎn)錄因子，也是核激素受體之一。PPARs 具有控制長鏈脂肪酸氧化、誘導(dǎo)脂肪細(xì)胞分化等功能。硬脂酰輔酶A 去飽和酶（Stearyl-CoA Desaturase，SCD）是調(diào)控脂肪轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵酶，在動物脂肪細(xì)胞中催化飽和脂肪酸（Saturated Fatty Acids，SFAs）轉(zhuǎn)化為單不飽和脂肪酸（Monounsaturated Fatty Acids，MUFAs），并影響n-6/n-3 PUFAs 的比例。脂肪酸脫氫酶（Fatty Acid Dehydrogenase，F(xiàn)ADS）主要用于PUFAs 的合成，催化脂肪酸鏈上的特定位置形成雙鍵，調(diào)節(jié)脂肪酸的不飽和度，并直接參與PUFAs 的代謝。然而，目前關(guān)于羊肉中n-3 PUFAs 代謝相關(guān)酶的研究還較為缺乏。

圖2 n-3 PUFAs 在羊肌肉肉中沉積的潛在微生物和分子調(diào)控路徑

2.2 脂肪酸代謝microRNA 調(diào)控因子 近年來，研究發(fā)現(xiàn)microRNA（micro Ribonucleic Acid，miRNA）與脂肪酸代謝存在密切聯(lián)系，其作用機(jī)制是通過結(jié)合脂肪酸代謝相關(guān)基因的靶向來調(diào)控脂肪酸的代謝。miR-126 可預(yù)防由脂肪酸代謝異常所造成的動脈硬化；miR-196 用于調(diào)控皮下脂肪組織中相關(guān)基因的表達(dá)，同時用于改變脂肪的分布；miR-21 可以預(yù)防肥胖的發(fā)生，是脂肪生成和代謝過程中的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子；miR-33、miR-122、miR-370 和miR-378 都被認(rèn)為是脂肪酸代謝的調(diào)控因子，用于預(yù)防肝臟脂肪酸代謝異常引發(fā)的系列疾??；而miR-133a、miR-141 等與由肥胖引起的胰島素異常性糖尿病密切相關(guān)；miR-21、miR-27a、miR-106b和miR-181a 在轉(zhuǎn)錄后調(diào)控水平可以直接調(diào)節(jié)PPAR，從而參與饑餓狀態(tài)下肝臟的脂肪酸代謝。這些對脂肪酸代謝相關(guān)miRNA 的研究，有利于探明脂肪酸代謝的分子調(diào)控機(jī)制。然而，目前關(guān)于靶向調(diào)控肌肉中n-3 PUFAs 沉積相關(guān)的microRNA 調(diào)控因子還未見報(bào)道。

3 影響羊肉中n-3 多不飽和脂肪酸沉積的因素

3.1 飼料 在實(shí)際生產(chǎn)中，飼料原料（亞麻籽、紫蘇籽、土豆渣、棉稈）或外源添加劑（甜菜堿、藻類補(bǔ)充劑、魚油、ALA）對羊肉n-3 PUFAs 沉積影響效果已有廣泛探究。在飼料原料方面，米曉民等研究表明，添加8%亞麻籽可以提高薩×寒雜交一代去勢斷奶公羔羊肌肉中n-3 PUFAs 含量；樊懿萱等在湖羊日糧中添加10%紫蘇籽可提高湖羊肌肉中n-3 PUFAs 含量，并顯著降低n-6 PUFAs 含量和n-6/n-3 PUFAs；薛樹媛等研究表明，飼喂含48%土豆渣的發(fā)酵飼料對小尾寒羊DHA 的合成有不同程度的促進(jìn)作用，并提高了肌肉中DHA 含量；桑斷疾等研究發(fā)現(xiàn)，添加40%棉稈可以增加綿羊羊肉中ALA 含量，提高總n-3 PUFAs 含量。在外源添加劑方面，Dong 等在湖羊飼料中添加2.2 g/d 甜菜堿可以提高羊肉中n-3 PUFAs 含量；Fan 等研究表明，在標(biāo)準(zhǔn)飼糧或高能飼糧中添加3%藻類均可以增加綿羊肉中總n-3 PUFAs 含量（主要是EPA 和DHA）；在巴美肉羊添加2.4%魚油可以提高羊肉中n-3 PUFAs 含量，并降低n-6/n-3 PUFAs；Nguyen 等在飼糧中添加6% 以下的ALA 可以促進(jìn)羔羊肌肉內(nèi)的n-3 PUFAs 沉積。綜上所述，通過飼喂一些特定的飼料原料或添加一定劑量的添加劑可以提高羊肉n-3 PUFAs 含量，其主要原因可能是由于飼料中富含n-3 PUFAs，經(jīng)腸道吸收入血后直接沉積到羊肉中。

3.2 飼養(yǎng)方式 肉羊生長發(fā)育受到當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境、動物存欄量、飼料資源、管理等因素影響。在飼養(yǎng)模式方面，袁倩等研究發(fā)現(xiàn)，放牧模式下蘇尼特羊羊肉的n-3 PUFAs（ALA、共軛亞油酸、EPA 和DHA）相對含量顯著高于舍飼模式，n-6/n-3 PUFAs 顯著低于舍飼模式；Martin 等研究發(fā)現(xiàn)，放牧制度下斷奶羔羊肉中n-3 PUFAs 的比例更高；近期本團(tuán)隊(duì)Wang 等研究發(fā)現(xiàn)，人工草場放牧條件下灘羊肉中n-3 PUFAs（EPA、DHA 等）組成和含量都表現(xiàn)為放牧模式顯著優(yōu)于舍飼模式，并且放牧模式灘羊肉中n-6/n-3 PUFAs低于5，符合WHO 對人類飲食的推薦標(biāo)準(zhǔn)。在天然草場上也發(fā)現(xiàn)相似結(jié)果，進(jìn)一步分析天然草場灘羊采食組分后發(fā)現(xiàn)羊肉中n-3 PUFAs 的沉積與所采食的植物群細(xì)枝霧冰藜（Bassia scoparia）、地錦草（Euphorbia humifusa）、軟紫草（Arnebia euchroma）和豬毛菜屬（Salsola sp.）有關(guān)。在飼養(yǎng)時間方面，藏羔羊肉中PUFAs 含量高于成年藏羊肉，其中ALA、EPA、DHA含量均高于成年藏羊肉。然而，由于放牧模式下羊只的生長速度較慢，因此需要更多研究來實(shí)現(xiàn)飼養(yǎng)模式之間優(yōu)化組合，制定出兼顧動物生長效率以及羊肉品質(zhì)的飼養(yǎng)方式，最終促進(jìn)羊肉中n-3 PUFAs 沉積和生長效率的協(xié)同提高。

3.3 品種 不同品種羊肉的n-3 PUFAs 含量有所不同。Zhang 等研究發(fā)現(xiàn)，在飼喂相同飼糧的條件下，杜泊羊肉中n-3 PUFAs 含量顯著高于灘羊和湖羊；韓娜等研究表明，與平川羊肉和玉門羊肉相比，清泉羊肉中ALA、DHA 和EPA 含量更豐富；丁武研究表明，與關(guān)中奶山羊相比，波爾山羊與關(guān)中奶山羊的雜交羊肌肉中ALA 含量增加。然而，到目前為止，仍缺乏系統(tǒng)且詳細(xì)的圍繞我國乃至世界各地肉羊品種的n-3 PUFAs 含量分析與差異機(jī)制探討，是否存在調(diào)控羊肉n-3 PUFAs 含量的靶基因仍需更多研究來揭示。

3.4 瘤胃微生物 瘤胃微生物是宿主對飼糧進(jìn)行脂質(zhì)代謝過程的主要媒介，通過與飼糧和宿主間的互作來影響羊肉中n-3 PUFAs 的沉積。瘤胃微生物通過脂肪分解和生物氫化2 個主要過程對飼糧中的脂質(zhì)化合物進(jìn)行轉(zhuǎn)化。進(jìn)入瘤胃的脂質(zhì)首先被微生物脂肪酶轉(zhuǎn)化為游離脂肪酸和甘油。其中，產(chǎn)生的不飽和脂肪酸在瘤胃微生物的作用下進(jìn)行生物氫化，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為飽和脂肪酸。LA 和ALA 在瘤胃生物氫化中的最終產(chǎn)物為硬脂酸。當(dāng)生物氫化未完成時，會積累中間產(chǎn)物（主要是共軛亞油酸和共軛亞麻酸的各種異構(gòu)體），可吸收入血并沉積在肌肉、奶等反芻動物畜產(chǎn)品中（圖2）。PUFAs在瘤胃中的生物氫化作用會生成大量SFAs，進(jìn)而造成PUFAs 在反芻動物產(chǎn)品（肉、奶等）中的沉積減少。而n-3 PUFAs 的多不飽和程度越高，參與生物氫化作用的瘤胃微生物數(shù)量和種類就越多。超過85% 的飼糧ALA 在瘤胃中氫化，EPA 和DHA 在瘤胃內(nèi)被廣泛氫化。利用體外瘤胃培養(yǎng)技術(shù)發(fā)現(xiàn)EPA 和DHA 可在瘤胃發(fā)酵過程中完全消失。EPA 和DHA 在瘤胃生物氫化時會產(chǎn)生中間代謝物，進(jìn)而抑制ALA 的生物氫化過程。因此，可以使用包被等保護(hù)措施使飼糧中的n-3 PUFAs 免于瘤胃降解，使其更多地流向小腸，進(jìn)而沉積到羊肉中。

n-3 PUFAs 對瘤胃微生物具有毒性作用，在瘤胃中容易被微生物氫化。瘤胃微生物主要由原蟲、厭氧細(xì)菌、厭氧真菌和古菌組成。其中一些細(xì)菌具有生物氫化功能（圖2），例如，可促進(jìn)亞油酸生物氫化生成CLA 和trans-11-C18:1；細(xì)菌會將LA 生成硬脂酸，會生產(chǎn)C18:0。瘤胃中大約四分之三的微生物脂肪酸存在于原蟲中。原蟲的脂肪酸組成較細(xì)菌的脂肪酸含有更多的不飽和脂肪酸，特別是原蟲含有豐富的PUFAs、CLA、trans-11-C18:1，是肉和奶的前體物。如含有超過細(xì)菌10 倍的CLA。而中的CLA、trans-11-C18:1 的含量很少。因此，這些PUFAs 在動物中的沉積主要取決于原蟲的流量。而厭氧真菌在瘤胃微生物生物量中只占一小部分，瘤胃真菌可以將硬脂酸轉(zhuǎn)化為C18:1n-9，將LA 和ALA 形成相應(yīng)共軛產(chǎn)物，如和可以降解LA 形成cis-9,trans-11-CLA。到目前為止，對瘤胃脂肪分解和生物氫化過程發(fā)生的微生物機(jī)制認(rèn)知仍不甚清晰。

4 小結(jié)與展望

富含n-3 PUFAs 的優(yōu)質(zhì)羊肉生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)羊肉市場的高質(zhì)量健康發(fā)展和改善人類營養(yǎng)健康的重要渠道之一。飼料、羊品種和飼養(yǎng)方式是影響n-3 PUFAs 在羊肉中沉積的重要因素，而其潛在調(diào)控機(jī)制主要是受到飼糧脂肪酸在胃腸道中的消化代謝（如胃腸道微生物和生物氫化作用）以及動物機(jī)體脂質(zhì)代謝相關(guān)的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)影響。目前，通過營養(yǎng)調(diào)控策略和育種技術(shù)對羊產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和優(yōu)質(zhì)羊肉生產(chǎn)已展現(xiàn)出巨大潛力。目前，參與和決定n-3 PUFAs 從頭合成及其在羊肉中沉積的調(diào)控網(wǎng)路尚不明確，在后續(xù)羊肉n-3 PUFAs 沉積規(guī)律的研究中要更加關(guān)注瘤胃微生物作用與宿主基因功能，構(gòu)建n-3 PUFAs 在肌內(nèi)沉積的分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。并將瘤胃微生物菌群靶向調(diào)控技術(shù)和過瘤胃技術(shù)相結(jié)合，共同調(diào)節(jié)羊肉n-3 PUFAs 沉積，最終生產(chǎn)出富含n-3 PUFAs 的優(yōu)質(zhì)功能性羊肉，促進(jìn)羊產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展，為人類健康飲食和高品質(zhì)生活助力。