α-亞麻酸(alpha-Linolenic Acid, ALA)是一種ω-3系列不飽和脂肪酸，學名為順式十八碳三烯﹣9,12,15﹣酸，是一種有機化合物，其化學式為C??H??O?。α-亞麻酸外觀呈無色透明液體，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，其分子量為278.4，密度為0.9164 g/cm3(20 ℃)。α-亞麻酸分子結構中含有三個碳碳雙鍵和一個羧基，故具有高度的不飽和性和非常強的還原性。α-亞麻酸在空氣中不穩定，易發生氧化反應，在堿性條件下易發生雙鍵位置及構型的異構化反應而形成共軛多烯酸。
α-亞麻酸主要以磷脂、膜脂及三酰甘油脂的形式存在于植物中，如紫蘇、奇亞、亞麻、亞麻薺、印加果等油料植物中都含有較多的α-亞麻酸。α-亞麻酸進入機體后可產生代謝產物二十碳五烯酸(EPA)和DHA藻油(DHA)，α-亞麻酸及其代謝產物EPA、DHA都是機體最主要的ω-3系多不飽和脂肪酸。α-亞麻酸具有降低血脂和血壓、抑制過敏反應和炎癥反應、抑制癌癥的發生和轉移、抑制血栓形成、預防心肌梗死和腦梗死、提升嬰兒智力發育指數和視力敏銳度等生理功能。當α-亞麻酸缺乏時，機體就不能攝入足夠的營養元素，從而造成機體代謝紊亂，導致機體脂質代謝異常、免疫能力下降、動脈粥樣硬化、視力減退、智力以及記憶力降低等，所以人體需要通過從食物、藥品等來源攝入α-亞麻酸。α-亞麻酸除應用于醫藥保健領域外，還可在養殖業領域中作飼料添加劑，在葡萄酒釀造中促進發酵等。
發現歷史
1886年，奧地利維也納帝國理工學院的卡爾·哈祖拉(Karl Hazura)首次發現并命名了亞麻酸，彼時并未發現亞麻酸存在兩種同分異構體。亞麻酸的英文名linolenic源于拉丁語linon和oleic，前者意味亞麻，后者意為橄欖油。1909年，德國德薩勒大學的恩斯特·厄德曼(Ernst Erdmann)和貝德福德(F . Bedford)以及柏林大學的阿道夫·羅利特(Adolf Rollett)首次分離出了純的α-亞麻酸并確認了其具體結構。1929年，喬治和米爾德里德·伯爾(George and Mildred Burr)證明亞麻酸是一種必需的膳食脂肪酸。1995年，杰奎琳·桑德里(Jacqueline Sandri)和雅克·薇拉(Jacques Viala)首次人工合成了α-亞麻酸。
來源
α-亞麻酸主要來源于植物中，其在植物體中主要以磷脂、膜脂及三酰甘油脂的形式構成細胞膜脂及種子中的儲脂，除參與重要的細胞構成及能量儲藏外，α-亞麻酸還作為脂肪酸前體物質合成重要的信號分子，在植物響應寒冷、干旱等逆境脅迫，以及發育代謝中起著重要作用。
常見的油料植物如花生、油菜、大豆、棕櫚、橄欖、玉米胚芽、米糠、向日葵及油茶等α-亞麻酸含量較低，而紫蘇、奇亞、亞麻、亞麻薺、星油藤等油料植物中則含有較多的α-亞麻酸，在木本油料植物杜仲及牡丹籽中，α-亞麻酸含量相對較高。α-亞麻酸在不同油料植物中的含量如下表所示：
α-亞麻酸不僅存在于植物資源中，也存在于蠶蛹、油葫蘆、煙草夜蛾、灰斑古毒蛾、銀紋夜蛾、白薯天蛾和臭椿皮蛾等多種昆蟲油脂中。但是這些富含α-亞麻酸的昆蟲中僅有蠶蛹是可食的。
理化性質
物理性質
α-亞麻酸外觀呈無色透明液體，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有機溶劑，其在水中的溶解度為0.000124 mg/ml(25 ℃)。α-亞麻酸分子量為278.4，密度為0.9164 g/cm3(20 ℃)，熔點為230 ℃(17 mmHg)，沸點為-16.5 ℃，蒸氣壓為0.05 mmHg(125 ℃)，LogP為6.46，閃點大于112.78 ℃。
化學性質
α-亞麻酸分子結構中含有三個碳碳雙鍵和一個羧基，故具有高度的不飽和性和非常強的還原性。α-亞麻酸在空氣中不穩定，易發生氧化反應，在堿性條件下易發生雙鍵位置及構型的異構化反應而形成共軛多烯酸。
代謝機制
機體攝入α-亞麻酸后，主要經腸道直接吸收，在肝臟貯存，后經血液運送至身體各個部位，直接成為細胞膜的結構物質。其次，α-亞麻酸作為ω-3系多不飽和脂肪酸的母體，可在△-6脫氫酶、碳鏈延長酶、△-5脫氫酶等多種酶的作用下轉化為二十碳五烯酸(EPA)，然后再經過β-氧化作用產生DHA藻油(DHA)，其代謝機制如下所示。α-亞麻酸及其代謝產物EPA、DHA是機體最主要的ω-3系多不飽和脂肪酸(ω-3不飽和脂肪酸)。EPA是三系前列腺素的前體物質，在脂氧化酶和環氧化酶的作用下可生成PGE?(前列腺素E?)、PGI?(前列腺素I?)、LTB?(白三烯B?)和TXA?(血栓素A?)等多種活性物質，調控機體諸多的生化反應，而DHA(俗稱腦黃金)則是大腦、神經和視網膜等組織的主要結構物質。α-亞麻酸還可通過競爭抑制作用抑制ω-6系多不飽和脂肪酸的代謝，減少PGE?(前列腺素E?)、PGI?(前列腺素I?)、TXA?(血栓素A?)和LT?(四烯白三烯)的合成，增加對應的ω-3系多不飽和脂肪酸的代謝產物，從而產生眾多的生物調控作用，如抗炎、抗血栓、抗過敏等。
生理功能
降低血脂和血壓
α-亞麻酸具有降低血脂和血壓的生理功能。血清中的膽固醇和三酸甘油脂構成了血脂的主要部分，HMG-COA還原酶(3-羥基3-甲基戊二酰[xiān]輔酶A還原酶)是機體肝細胞合成膽固醇的一種重要的限速酶，α-亞麻酸能降低HMG-COA還原酶的活性，從而降低TC(膽固醇)的合成，α-亞麻酸還能抑制脂肪酸合成酶、乙酰輔酶A羧化酶、甘油二酯乙酰轉移酶和等的活性，加強線粒體中的β-氧化，減少VLDL(極低密度脂蛋白)中的TG(甘油三酯[zhǐ])及載脂蛋白B的生物合成量，使血清中TG和TC的總含量降低，從而達到降低血脂的效果。升高血漿中α-亞麻酸的含量也能有效降低高血壓的發生率。
抑敏抗炎
α-亞麻酸具有抑制過敏反應和炎癥反應的生理功能。當機體發生過敏反應時，AA(花生四烯酸)的含量會上升，其在相關酶的作用下能產生與機體的過敏反應以及炎癥反應有關的PGE?和LT?，α-亞麻酸抑敏抗炎的主要作用機制是其代謝產物EPA、DHA與AA在體內發揮其功能時競爭5-脂氧化酶(5-LOX)，且EPA、DHA的競爭力要高于AA。α-亞麻酸進入人體后，機體中與炎癥反應相關的物質如CRP(C-反應蛋白)、SAA(血清淀粉樣蛋白A)以及IL-6(白介素-6)的水平都會顯著降低。
抑制癌癥發生和轉移
α-亞麻酸具有抑制癌癥發生和轉移的生理功能。乳腺癌、腸癌等惡性腫瘤的發生與機體攝入過多的動物性脂肪有關，這些脂肪影響機體內激素的正常水平、改變生物膜流動性以及膜上各種受體的功能，也可能通過改變血小板膜磷脂脂肪酸組成，增加其凝集性而使癌細胞發生轉移和增殖。α-亞麻酸能抑制ER(雌激素受體)的相關活性，從而抑制MCF-7(人乳腺癌細胞)的增長。
抑制血栓形成和預防心肌梗塞、腦梗塞
α-亞麻酸具有抑制血栓形成和預防心肌梗塞、腦梗塞的生理功能。機體內AA的含量影響TXA?和PGI?的合成，AA的數量降低，TXA?和PGI?的含量也會相應降低。EPA在機體內可以轉化生成PGI?和TXA?，TXA?的促凝作用要比TXA?弱，PGI?和PGI?的抗凝作用相當，說明EPA的促凝能力要低于AA，且EPA在體內競爭相關轉化酶的能力高于AA。由此可知，α-亞麻酸能在一定程度上抑制血小板的凝集，可以有效防止血栓的形成。此外，α-亞麻酸是一種ω-3系多不飽和脂肪酸，而ω-3系多不飽和脂肪酸可以減低血漿纖維蛋白原和凝血因子V的含量。
對嬰幼兒的生理功能
α﹣亞麻酸作為一種多不飽和脂肪酸，對嬰幼兒的發育起著至關重要的作用，能夠提升嬰兒智力發育指數和視力敏銳度，攝入不足將影響記憶力和思維能力。
負面影響
α-亞麻酸雖然是機體必需的脂肪酸，但不宜過量攝入。當嬰幼兒機體中EPA含量過多時，AA的攝入將受到抑制，而AA對嬰幼兒的組織器官、神經系統的發育有著重要的作用。嬰幼兒本身合成AA的能力很低，需要從外界攝取，通常將AA作為嬰兒在生長發育中必需的不飽和脂肪酸，如果嬰兒攝入過多的α-亞麻酸則必然會影響AA的吸收，從而會對機體的生長發育產生不良的影響。α-亞麻酸在一定程度上能抑制血小板的凝集，故對于血液中血小板本身較少或者是凝血機制有問題的人群來講，不合理攝入α-亞麻酸反而會對機體造成損害。攝入過多的α-亞麻酸還能增加老年性黃斑變性的風險以及男性前列腺癌癥的患病風險。此外，機體中的亞油酸和α-亞麻酸需要經過代謝后才能被吸收，兩者的攝入比例對維持細胞的穩態以及正常生長有重要的意義，若機體攝入過多的α-亞麻酸，則亞油酸的吸收會受到抑制，從而打破機體的平衡造成代謝紊亂。
飲食建議
α-亞麻酸作為一種ω-3系多不飽和脂肪酸可通過飲食攝入進行補充，動物性食材如深海魚，植物性食材如堅果類和油脂制品類。植物性食材包括亞麻籽、紫蘇籽、火麻仁、葵花籽、核桃仁、松子仁、杏仁和桃仁等，油脂制品包括紅花籽油、葵花籽油、有機大豆油、芝麻油、花生油、茶油、菜籽油等都可作為α-亞麻酸的飲食來源。但機體所有的能量來源必須保持合適的比例，即在脂肪提供的能量中飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、ω-6多不飽和脂肪酸、ω-3多不飽和脂肪酸之間應保持一個適當的比例。通常用ω-6/ω-3比值來表示多不飽和脂肪酸的膳食推薦攝入量，WHO(世界衛生組織)建議ω-6/ω-3=5-10:1，瑞典建議ω-6/ω-3=5:1，日本建議ω-6/ω-3=2~4:1，中國建議ω-6/ω-3=4-6:1。
應用領域
醫藥保健領域
α-亞麻酸可用于醫藥保健領域。α-亞麻酸是人體不能自身合成的必需脂肪酸，由于人體及哺乳動物體內多缺乏催化α﹣亞麻酸合成的脂肪酸脫飽和酶基因，不能在哺乳動物體內合成。當α-亞麻酸缺乏時，機體就不能攝入足夠的營養元素，從而造成機體代謝紊亂，導致機體脂質代謝異常、免疫能力下降、動脈粥樣硬化、視力減退、智力以及記憶力降低等，所以人體需要通過從食物、藥品等來源攝入α-亞麻酸。如藥品蛹油 α-亞麻酸乙酯便可用于高脂血癥、慢性肝炎的輔助治療。α-亞麻酸也可在奶粉或牛奶中適當添加以滿足嬰幼兒對脂肪酸的特定需要，可以預見，α-亞麻酸將在人類未來的保健和營養方面發揮重要作用。
養殖業領域
α-亞麻酸可用于養殖業領域，用作飼料添加劑。α-亞麻酸作飼料添加劑可以激活畜禽、水產品及特種動物體內的相關酶，促進其新陳代謝與同化作用，加快生長速度，縮短飼養周期，降低飼養成本。如在意大利蜜蜂工蜂幼蟲飼料中添加α﹣亞麻酸可提高其幼蟲的化蛹率和羽化率，增強其抗氧化能力、免疫能力和脂質代謝能力等。在鱸魚飼料中添加α-亞麻酸對其生長具有促進作用，也可使鱸魚具有較高的抗氧化能力及肝臟健康水平。
釀酒領域
α-亞麻酸可用于釀造葡萄酒。不飽和脂肪酸是釀酒酵母生長代謝的必需營養物質，對酵母繁殖及葡萄酒發酵香氣物質的產生具有重要影響。提高葡萄汁中α-亞麻酸的濃度可以促進酵母的生長繁殖，提高其發酵能力，增加葡萄酒的甘油含量并促進葡萄酒中高級醇、酸類和酯類物質的生成。添加適量α-亞麻酸可以顯著增加葡萄酒中乙酸乙酯、乙酸異戊酯、乙酸已酯和癸酸乙酯等酯類物質的含量，產生含量適中的高級脂肪醇 ，最終更加突出葡萄酒中花香和果香的香氣特征，改善葡萄酒的香氣品質，提高葡萄酒感官質量。
提取方法
α-亞麻酸不能人工合成，只能從自然資源中提取。通過皂化酸解法、化學水解法、酶促水解法及微生物發酵法等，將天然油脂轉化為脂肪酸，再經純化即可得到α-亞麻酸。
皂化酸解法
α-亞麻酸可由皂化酸解法制得。先用堿液將油脂轉化為肥皂和甘油，然后用硫酸進行酸解，將肥皂轉化為脂肪酸。如用氫氧化鈉的乙醇溶液加入亞麻油中進行回流皂化，再進行酸解即可制得富含α﹣亞麻酸的粗脂肪酸。
化學水解法
α-亞麻酸可由化學水解法制得。通常采用常壓水解法，即在常壓下利用硫酸或磺酸等液體酸性催化劑，加水并通入蒸汽進行蒸煮來水解油脂。常壓水解法反應溫度和反應壓力較低，設備投資少，但與皂化酸解法相比反應時間長、能耗大、產品色澤深并且產率低。可采用酶與載體共價連接、酶與載體交聯化、將酶機械包容等技術，利用固定化脂肪酶作催化劑，有效提高產率。
酶促水解法
α-亞麻酸可由酶促水解法制得。酶促水解反應是一種非均相體系，酶在油脂與水的界面上催化丙三醇酯鍵的水解，生成脂肪酸和甘油。酶法水解具有工藝簡單、投資費用小、能量消耗低、脂肪酸質量好及水解率較高等優點，避免了傳統水解所需的高溫高壓和強酸強堿對α﹣亞麻酸變質的風險。但是酶的穩定性較差，容易變性失活，因此改善酶的反應環境就非常重要，可使用有機溶劑(如己烷)、無溶劑體系、微乳液體系、超臨界和離子液體體系等來保持酶的穩定性。
微生物發酵法
α-亞麻酸可由微生物發酵法制得。微生物發酵法是利用微生物如細菌、霉菌等在一定發酵條件下，在自身組織內產生大量的油脂。由于篩選菌種的難度比較大，轉化率比較低，生產投資大，目前這種方法主要用于高附加值油脂的生產。
純化方法
經上述方法制備出的脂肪酸多為各種不飽和脂肪酸的混合物，要想得到純的α-亞麻酸產品，還需通過尿素包合、銀離子絡合、超臨界流體萃取、分子蒸餾及冷凍結晶等方法進行純化分離。
尿素包合法
α-亞麻酸可由尿素包合法進行純化。相對于多不飽和脂肪酸而言，飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸較易與尿素晶體形成穩定的尿素包合物，進而可以通過降溫結晶的方法達到純化多不飽和脂肪酸的目的。純凈的尿素晶體形狀是四方體，但是當尿素和直鏈脂肪酸共存時便形成一個中間有空管道的六面型晶體，因此飽和脂肪酸以及單不飽和脂肪酸較易進入空管道形成穩定的尿素包合物，然后經低溫冷凍，尿素包合物便會結晶析出。而多不飽和脂肪酸受雙鍵影響，碳鏈比較彎曲，具有一定的空間結構，很難被尿素包合，通過過濾即可除去飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸與尿素結合形成的包合物，進而獲得高純度的多不飽和脂肪酸。
銀離子絡合法
α-亞麻酸可由銀離子絡合法進行純化。銀離子絡合法根據不同脂肪酸中C=C雙鍵數目不同來分離混合脂肪酸。一般而言，雙鍵個數越多則絡合作用越強，而α-亞麻酸分子中含有三個C=C雙鍵，它與銀離子通過配位鍵結合的方式形成穩定的親水性極性合物，而飽和脂肪酸和單不飽和脂肪酸則保留在有機相中，從而達到純化α-亞麻酸的目的。
超臨界流體萃取法
α-亞麻酸可由超臨界流體萃取法進行純化。利用超臨界流體溶解能力與其密度的關系，利用壓力、溫度對其溶解能力進行影響，使其有選擇地把極性、沸點、相對分子質量不同的成分萃取出來，然后借助減壓、升溫的方法使超臨界流體變成氣體，再將萃取物析出即可達到分離目的。由于二氧化碳具有較低的臨界壓力、溫度以及不活潑的化學性質，所以常將其用作提取劑。
分子蒸餾法
α-亞麻酸可由分子蒸餾法進行純化。根據混合物各組分的分子在高真空條件下分子平均自由程差異而達到分離純化的目的。在特定的溫度和壓力下，不同的分子由于其有效直徑不同，從而平均自由程不同。分子蒸餾就是利用不同分子的平均自由程不同這一性質來對混合脂肪酸進行純化。在距離混合脂肪酸液面大于重組分分子平均自由程而小于輕組分分子平均自由程的區間內設置一個冷凝面，在混合脂肪酸液體被加熱后，獲得足夠能量的分子就會逸出液面，由于輕組分分子平均自由程大，能夠到達冷凝面被冷卻搜集，這樣輕組分動態平衡被打破，從而使液相中的輕組分不斷逸出。而重組分因為分子平均自由程小，不能到達冷凝面，這樣很快就達到動態平衡，最終重組分不在從液相中逸出，進而達到純化的目的。
冷凍結晶法
α-亞麻酸可由冷凍結晶法進行純化。在低溫的條件下，依據混合脂肪酸各組分的凝固點差異進行分離，進而達到純化多不飽和脂肪酸的目的。通常情況下，對于碳鏈長短相近的脂肪酸，它們的凝固點隨著脂肪酸不飽和程度的增加而降低，所以飽和脂肪酸凝固點高，單不飽和脂肪酸凝固點次之，多不飽和脂肪酸凝固點最低。因此，通過對混合脂肪酸降溫的辦法，將溫度降低到適當的范圍，大部分飽和的和單不飽和的脂肪酸結晶析出，多不飽和脂肪酸因其凝固點低呈液態，通過過濾或離心的辦法即可純化多不飽和脂肪酸。
檢測方法
氣相色譜法
α-亞麻酸可由氣相色譜法進行檢測。向樣品溶液中加入氫氧化鉀-甲醇溶液，使其發生皂化反應。加熱回流后，再加入三化硼-甲醇溶液，使其發生甲酯化反應，繼續回流并冷卻至室溫。加入己烷和飽和氯化鈉水溶液洗滌，由分液漏斗分離水相與有機相，最后由氣相色譜儀測定，根據保留時間定性，外標法定量。
紫外分光光度法
α-亞麻酸可由紫外分光光度法進行檢測。稱取α-亞麻酸標準品并用正已溶解定容，在波長235nm處采集紫外光譜，并繪制標準工作曲線。再將樣品用正已烷稀釋后，采集其紫外光譜，根據標準曲線即可得到樣品中α﹣亞麻酸的含量。
拉曼光譜法
α-亞麻酸可由拉曼光譜法進行檢測。將α-亞麻酸標準溶液和樣品溶液置于燒杯或玻璃比色皿中，光纖探頭透過玻璃壁面照射，使激光焦點處于液相內，采集α﹣亞麻酸標準溶液和樣品溶液的拉曼光譜。利用點積公式將樣本拉曼光譜強度值轉換成角度值，采用偏最小二乘法即可建立α﹣亞麻酸含量的分析模型。
安全事宜
危害
α-亞麻酸易燃，且可在空氣中氧化形成過氧化物并自燃。受熱分解時，其可能會釋放出一氧化碳和二氧化碳等氣體。接觸α-亞麻酸可能會刺激皮膚、眼睛和呼吸道，導致視力模糊、咳嗽、腹痛、惡心、嘔吐、呼吸困難和皮膚燒傷等癥狀，還可能導致纖維蛋白原水平降低和血小板粘附性增加等。
應對措施
急救
火災
α-亞麻酸著火時可使用二氧化碳或鹵代烷滅火器。
儲存與貯運
α-亞麻酸應保存在充滿惰性氣體的密閉容器中冷藏儲存，并與堿、氧化劑和還原劑等物質分開儲存。
參考資料 >
Linolenic Acid.PubChem.2023-03-31
alpha-Linolenic acid: structure, synthesis, metabolism, and foods..tuscany-diet.2023-05-10
Linolenic Acid.CameoChemicals.2023-03-31