低热量油脂的研究

2017-02-02高春利河南工业大学

食品安全导刊 2017年15期

□ 高春利河南工业大学

低热量油脂的研究

□ 高春利河南工业大学

脂肪是人体的重要营养素，但摄入过量的油脂会引起肥胖、脂肪肝、高血压和动脉硬化等一系列疾病。为了防治油脂过多引起疾病，对低热量油脂的研究开发受到了国内外学者的追捧。

脂肪是人体三大热原质之一，含有较高能量(每克脂肪含热量37.8kJ)，也是人体的重要营养素。但摄入过量的油脂会引发肥胖、脂肪肝和动脉硬化等疾病，过量的油脂时刻威胁着人们的健康。为了不影响食品的风味并尽可能降低过多油脂引起疾病，人们对食用油脂质量有了较高的要求，特别是对专用油脂这一行业。

脂肪的分类

脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油脱水形成的物质。天然脂肪由三个不完全相同的脂肪酸均匀混合所构成的甘油三酯。脂肪不溶于水，溶于有机溶剂，比重为0.9～0.95。脂肪酸种类很多，脂肪酸按碳链长度可分为三类：长链脂肪酸(Long chain fatty acids)、中链脂肪酸(medium chain fatty acids)和短链脂肪酸(short chain fatty acids)。自然界中脂肪酸以长链脂肪酸为主。脂肪酸按碳链饱和程度可分为三类：饱和脂肪酸（saturated fatty acids）（如软脂酸、硬脂酸等）、单不饱和脂肪酸（Monounsaturated fatty acids）（如油酸等）和多不饱和脂肪（Polyunsaturated fatty acids）(如亚麻酸、亚油酸、花生四烯酸等)。

低热量油脂的制备

结构脂质有增强免疫力、改善氮平衡、降低血脂、减少肥胖症的患病风险和减少癌症等功能，广泛用于医学临床营养支持、婴儿食品和低热量食品。甘油骨架上含有的中长碳链脂肪酸的甘油三酯为中长碳链甘三酯（Medium- and long-chain triglycerides（MLCT）。中长碳链脂肪酸甘油酯是一种结构脂质，一般是由天然脂质经脂肪酸重组获得，包括脂肪酸在甘油三酯中位置的改变和脂肪酸组分的变化，主要组分为中碳链脂肪酸（C8-C12）和长碳链脂肪酸（C14-C24）。目前，用于制备中长碳链甘三酯方法常用的有三种，为油脂酸解法、油脂酯—酯交换法和酯化法。

油脂酸解反应：在催化剂作用下，脂肪酸中的酰基与甘油三酯中的脂肪酸的酰基发生互换，脂肪酸进入甘油三酯骨架，使甘油三酯中的脂肪酸种类和组成等发生改变，形成新的甘油三酯。赵等用脂肪酶作催化剂，研究了底物摩尔比、酶添加量、水分添加量、反应温度和反应时间等因素对油中辛酸插入率的影响。使用高效液相色谱法分析，结果表明，在正己烷体系中，油与辛酸摩尔比为1∶2，加酶量为15%（WT），反应温度为55 ℃，反应时间为24 h时，辛酸的合成率最高，达到34.91%；在无溶剂体系中，在油与辛酸摩尔比为1∶2，加酶量为20%（WT），在50 ℃反应24 h时，辛酸的插入率最高，达到32.42%。陈等以菜籽油和辛酸为原料，在无溶剂体系中使用脂肪酶催化酸解合成结构脂质。实验找出Sn-1，3位特异性强、催化活性高的Lipozyme RMIM酶。并以Lipozyme RM IM为催化用酶催化酸解合成结构脂质。结果表明，在底物比为l∶4，加酶量为10%，温度为50℃，反应时间为15h的条件下，辛酸合成率最高，达到40%。

油脂酯—酯交换法：在催化剂作用下，油脂中不同脂肪酸的组分随机发生交换，致使甘油三酯中脂肪酸的组分或种类改变，形成新的甘油三酯。Casimir C.Akoh等研究了以1,3-特异性脂肪酶 IM 60为催化剂，催化三硬脂酸甘油酯与三癸酸甘油酯的酯交换反应合成中长碳链甘三酯。结果表明：在正己烷体系中，在底物摩尔比为1∶1，IM60加酶量为10（w/w）%，正己烷含量为3mL时，得到的产品中MML为44.2%，LLM为40.5%。谢等将有机双胍共价连接到分子筛SBA-15上，制备出多相固体碱催化剂，来分别催化大豆油和癸酸甲酯，大豆油与棕榈硬脂的酯交换反应。并探究了底物摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度等条件对酯交换反应的影响。结果表明，在大豆油与癸酸甲酯摩尔比为1∶4，催化剂添加量为10%（wt），反应温度为90℃，反应时间为4 h时，癸酸交换率达到最高，达到30.5%。

酯化法：在催化剂作用下，由甘油和脂肪酸所发生水解反应的逆反应，生成不确定结构的结构脂质。Arifin等研究了以Lipozyme RMIM 为催化剂，催化甘油与混酸（辛酸和硬脂酸）的酯化反应合成中长碳链甘三酯，产物通过高效液相色谱进行分析。结果表明，在最佳反应条件下，中长碳链甘三酯的得率为47.36%，中长碳链甘二酯的得率为25.92%，中长碳链甘一酯的得率为1.90%，而脂肪酸含量含量较小，不足0.01%。Koh等以Lipozyme RMIM 酶为催化剂，催化甘油与混酸（辛酸和油酸）的酯化反应合成中长碳链甘三酯，产物通过高效液相进行检测。结果，在最佳反应条件下，产物的得率高达56.35%。