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和田维药 | 天然药物中的化学成分之二:脂肪酸——生物体内的重要成分与多领域应用探索

脂肪酸 生物体

脂肪酸一般都是十个碳以上双数碳原子的一类羧酸,广泛存在于动植物体内。在生物体内,脂肪酸是由乙酸和丙二酸途径生物合成而来,常以甘油形酯的形式存在,即为动植物油脂或称为脂肪,是人类的重要营养源。脂肪酸根据碳链长度的不同,可分为短链、中链以及长链;而根据其饱和度的不同,又可分为饱和脂肪酸(saturated fatty acid)和不饱和脂肪酸(unsaturated fatty acid),且有偶数碳和奇数碳的区分。前者生物合成的起始物是乙酰辅酶 A,后者则为丙酰辅酶 A,而支链脂肪酸的前体物则为异丁酰辅酶 A,α-甲基丁酰辅酶 A 和甲基丙二酸单酰辅酶A等 。

饱和脂肪酸中碳链长度为 C8~C10 的脂肪酸,被吸收后主要经主动脉进入肝脏直接作为能源,具有特殊的生理功能,可以添加在婴幼儿食品中促进生长发育,同时对吸收不良的病患者提供高能量 。单不饱和脂肪酸具有保护心脏、降血糖、调血脂、降低胆固醇、防止记忆下降等作用 。多不饱和脂肪酸,含有2 个以上的双键,具有特殊的生物活性,在生物系统中有着广泛的功能,对于稳定细胞膜功能、调控基因表达、维持细胞因子和脂蛋白平衡、抗心血管疾病以及促进生长发育等方面起着重要作用 。
脂肪酸的重要性,不仅仅表现在于它是组成生物体的重要成分,还在于其代谢产物有着十分重要的生理活性。如来源于二十碳烯酸阶式代谢群的产物前列腺素类、凝血素类和白三烯类。前列腺素类是构成主动脉血管壁的微粒体的成分之一,具有抑制 PGG 2对动脉平滑肌的解痉作用,也有强的抑制血小板凝聚的作用;部分凝血素类有增强血小板凝集的作用;白三烯类具有维持肺平滑肌收缩的作用,是组成哮喘等急性炎症的重要成分。
此外,由于脂肪酸具有铺展性、润滑性、滋润性、保湿性和透气性等优点,可作为皮肤舒展剂、弹性剂和光滑剂,广泛应用于化妆品中。
  脂肪酸的提取方法  
现代天然产物中提取脂肪酸的工艺及方法多种多样。如压榨法、浸出法、皂化法、索氏提取、超声提取、超临界萃取等方法。压榨法、浸出法主要适用于植物种子的食用油加工生产,对天然产物,尤其是脂肪酸含量较低的天然产物的实验室研究不适用。脂肪酸成分由于其极性小,通常可采用石油醚、乙醚等弱极性有机溶剂,用回流、索氏提取或超声波辅助提取等方法提取 。
  脂肪酸的测定方法  
目前常用的脂肪酸测定法有银化薄层色谱法(Ag-TLC 法)、GC 法、GC-MS 法、HPLC 法等。其中,GC-MS 法最为简便有效。使用 GC法和 GC-MS 法测定脂肪酸的成分及含量时,由于脂肪酸甲酯具有良好的气化性、稳定性和易于制备等优点,通常需要对所测脂肪酸进行甲酯化。

脂肪酸甲酯化的方法有:重氮甲烷法、三氟化硼催化法、酸催化法及碱催化法。用重氮甲烷为试剂的皂化甲酯化法因重氮甲烷有致癌性且重氮化反应过程中容易引起爆炸而不再使用。酸催化法虽然所用试剂为常用试剂,但该方法费时较长,操作过程比较繁琐。碱催化甲酯化法,操作时间短,甲酯化完全,比较常用。近年来,还有一种柱头甲酯化的方法,其具体方法是将 PTAH(Phenyltrimethyl Ammonium Hydroixide,苯基三甲基氢氧化铵)的甲醇溶液与脂肪酸混合后,直接进样,在气化室内完成甲酯化反应,与其他方法相比,该法具有处理时间短,挥发损失小,不需使用有毒或危险试剂等优点。

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