DHA藻油与植物食用油调配及其生理活性研究(Ⅰ)DHA藻油与植物食用油的研制

曹 维 尹 佳 陈明锴 李翔宇 唐孝鹏 陈 涛 田 华 何东平

(武汉轻工大学食品科学与工程学院1，武汉 430023) (中国科学院武汉病毒研究所2，武汉 430071) (武汉大学人民医院3，武汉 430061) (嘉必优生物工程(武汉)有限公司4，武汉 430014)

DHA藻油与植物食用油调配及其生理活性研究(Ⅰ)DHA藻油与植物食用油的研制

曹 维1尹 佳1陈明锴3李翔宇4唐孝鹏4陈 涛2田 华1何东平1

(武汉轻工大学食品科学与工程学院1，武汉 430023) (中国科学院武汉病毒研究所2，武汉 430071) (武汉大学人民医院3，武汉 430061) (嘉必优生物工程(武汉)有限公司4，武汉 430014)

本研究将DHA藻油添加到植物食用油中，调配出一种居民使用方便、低成本的功能性配方油。以DHA藻油、普通植物油为原料，经适温适时搅拌配制成油剂，将所得油剂经不同时间、不同温度、不同烹调方式的检测，测其理化性质和DHA的稳定性。试验获得以大豆油为原料添加DHA藻油的油剂，其SFA：MUFA：PUFA为0.77∶0.83∶1.00，而ω3∶ω6为1∶5.08。在油剂中，DHA含量为4 000 mg/kg，符合《中国居民膳食营养素参考摄入量》中建议的推荐值。研究表明，含有DHA藻油的大豆油在125 ℃条件下，保持10 min，DHA和各种脂肪酸有所下降，但是到了200 ℃时，下降趋缓。添加0.8% DHA藻油的大豆油在62 ℃条件下保存36 d，其过氧化值达到5.85 mmol/kg，但仍在国标规定的范围内(≤ 6 mmol/kg)。根据测算，该产品在室温下仍能保存18个月。研究结果表明该产品配制方法简便，广大居民使用方便，且成本较低，适用于基本人群的需要。

DHA藻油 植物食用油 调配 理化性质

DHA是二十二碳六烯酸(docosahexenoic acid)的简称，俗称脑黄金，是一种对人体非常重要的多不饱和脂肪酸，属ω-3系多不饱和脂肪酸(ω-3 polyunsaturated fatty acids)，含有6个不饱和键的特有结构，使它对人类健康有着特殊的作用和影响[1-3]。

DHA作为一种必需脂肪酸，其增强记忆与思维能力、提高智力等作用更为显著，它是神经系统细胞生长及维持活性的一种主要元素，是大脑和视网膜的重要构成成分，对人的视觉形成、大脑活动、心脑血管疾病、免疫功能及老年性痴呆均有极大影响[4-7]。美国、澳大利亚、欧洲等已制定了每日摄入DHA的标准，而中国还未对DHA每日推荐摄入量制定标准，且中国人每日从膳食中摄入的DHA明显不足[8-11]。目前，DHA藻油已被广泛应用于保健品和食品行业中，在食品行业中，主要添加于婴幼儿配方产品(如婴幼儿配方奶粉、代乳品、米粉等)，另外也添加到其他大众化食品中，包括饮品(如液态奶、果汁等)、糖果、面包、饼干、火腿肠以及麦片等[11-13]。将DHA藻油添加到食用油成为了一种新趋势[14-16]

将DHA藻油添加到食物食用油中，不但使用方便，成本低，而且使DHA仍保持其理化性质和生理活性，本试验通过研究DHA藻油与植物食用油的理化性质及其调配，以期为DHA藻油的开发利用提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 原料用油

大豆油、花生油、棕榈油、稻米油、玉米油、亚麻籽油：市售；DHA藻油：嘉必优生物工程(武汉)有限公司(DHA质量分数≥40%)，符合GB 26401—2011标准。

1.2 主要试剂

37种脂肪酸甲酯混标：上海安谱科学仪器有限公司；正己烷、无水甲醇、氢氧化钾：色谱纯；乙醚、石油醚、苯：分析纯；三氟化硼：化学纯。

1.3 主要仪器与设备

Buker Scion 456-GC气相色谱仪：美国布鲁克·道尔顿公司；SK-1漩涡混匀器：常州国华电器有限公司；SBL-30DT恒温超声脱气机：宁波新芝生物科技股份有限公司。

1.4 方法

1.4.1 原料用油基本理化性质检测

对所用植物原料进行基本理化性质的检测：气味、滋味、透明度测定；折光指数的测定；水分及挥发物测定；酸值的测定；植物油加热试验；碘值的测定；皂化值的测定；不皂化物的测定；磷脂含量的测定；过氧化值测定。

1.4.2 脂肪酸组成及含量测定

样品前处理：准确称取样品0.100 g于10 mL具塞试管中，然后向试管中加入4 mL正己烷溶液，将溶液充分混合后加入1 mL KOH-CH3OH溶液，摇晃试管，使其充分反应。将具塞试管放置在旋窝混合器上混合至溶液无色，室温静置40 min，移取上清液待测。

色谱条件：进样口和检测器的温度分别为270、280 ℃，进样量1.0 μL，分流进样，分流比10∶1，载气为高纯N2。程序升温过程：130 ℃保持1 min，然后以6.5 ℃/min升到170 ℃，保持1 min，再以2.7 ℃/min升到215 ℃，保持12 min，再以4.0℃/min升到230 ℃，保持3 min；载气(N2)压力：10.000 Psi；氢气流速：30 mL/min，空气流速：300 mL/min。脂肪酸的百分含量用面积归一化的方法确定(以峰值面积的百分比表示)。

1.4.3 配方设计依据

中国营养学会在《中国居民膳食营养素参考摄入量》中提出建议，通过膳食摄入总脂肪酸中SFA：MUFA：PUFA≈1∶1∶1为最佳，而多不饱和脂肪酸中ω3∶ω6的适宜比值为1∶(4～6)。目前这是我国最具权威和公认的推荐值。

DHA藻油添加量：1)2011年国家批准的新资源食品中DHA藻油的推荐食用量为≤300 mg/d，DHA藻油国际标准推荐摄入量为160～400 mg/d；2)据权威机构调查可知，我国居民每日从食物中直接摄入的纯DHA量仅为约40 mg/d；3)中国营养学会推荐我国居民的油脂摄入量为30 g/d。

综上所述，按照最低标准计算，即每人每天的DHA藻油摄入量最少为120 mg/d(以纯DHA计)，占每日油脂摄入量的0.4%，本产品中添加的DHA藻油中DHA质量分数≥45%，通过计算可得DHA藻油添加量约为0.8%。即该产品中DHA纯含量为4 000 mg/kg。

1.4.4 烹调过程中产品的稳定性研究

模拟日常烹调环境，研究加热条件下产品中主要脂肪酸的含量变化及DHA损失率。分别取样20 mL于5个烧杯中，加热，使油温分别达到25、50、75、100、125、150、175、200 ℃后计时10 min，立即分别取样，测定成品油中DHA及主要脂肪酸含量变化。

1.4.5 产品货架期预测

由Arrhenius经验公式可知，对于正常化学反应来说，反应温度每升高10 ℃，反应速率就会升高1倍，即K[T+10]/K(T)=2(式中的K为反应速率)，而反应速率与食品货架寿命成反比，即反应速率常数越大，食品的货架寿命越短，因此有Q(T)/Q(T+10)=2(式中Q为食品货架寿命)，Q(T)、Q(T+10)分别代表温度为T和温度为(T+10)℃的货架寿命，温度与货架寿命系数关系见表1。

表1 温度与货架寿命系数关系

所以烘箱法抗氧化性试验中，油样在62 ℃温度条件下的恒温箱内放置1 d相当于室温20 ℃条件下时储存16 d，以此来预测DHA藻油食用调和油的保质期，过氧化值和感官品质为检测指标。

取适量油样置于62 ℃烘箱中，每天取样检测样品过氧化值变化情况，保持36 d，以普通食用调和油为空白对照组。按GB/T 5538—2005 规定检测过氧化值(PV)。

2 结果与分析

2.1 原料用油的理化性质

6种原料用油基本理化性质检测结果见表2。从表2中可以看出，这7种原油用油符合国家相关标准。

表2 6种植物油脂原材料的理化指标

2.2 原料用油的脂肪酸成分及其含量

2.2.1 DHA藻油

用气相色谱仪测得连续3批的DHA藻油脂肪酸组成，其结果见表3。由表3可知含量最多的是棕榈酸和DHA。

表3 DHA藻油脂肪酸组成/%

注：*3批测得的平均值。

2.2.2 调和用油

6种原料用油脂肪酸成分及其含量检测结果见表4。其中大豆油、棕榈油脂肪酸总质量分数超过100%，而其他油料均低于100%，在90.40%～99.81%之间。

表4 6种植物油原料脂肪酸质量分数/%

2.3 最终配方确定

经求解，可以得到DHA藻油加入大豆油的产品，其产品配方见表5。

表5 产品中主要脂肪酸的质量比/%

注：SFA：MUFA：PUFA=0.77∶0.82∶1.00；ω3∶ω6=1∶5.08。

2.4 产品基本理化指标

以大豆油为基油添加DHA藻油的产品基本理化指标见表6。由表6可知，产品各项理化指标检测结果都满足食用调和油的国家标准。

表6 产品基本理化性质检测结果

2.5 产品脂肪酸组成及含量

将产品进行气相色谱检测，得到其脂肪酸组成及含量见表7，并且其脂肪酸分析图谱如图1。

表7 产品脂肪酸组成成分

由图1可知，产品脂肪酸组成中，SFA：MUFA：PUFA≈0.77∶0.82∶1.00，ω3∶ω6≈1∶5.08，符合《中国居民膳食营养素参考摄入量》中建议的推荐值。DHA的摄入量提高，可加强人体心理承受力，防止多种心血管疾病和炎症的发生，增强免疫力、延缓衰老。同时，可使ω3系多不饱和脂肪酸在总脂肪酸中所占比例增长，完善膳食中各类脂肪酸比例构成，使人体摄入营养更加均衡。

图1 DHA藻油食用油气相色谱图

2.6 产品在烹调过程中的稳定性检测

经气相色谱仪分析得到各组温度下DHA与主要脂肪酸含量变化曲线如图2所示。

图2 产品在烹调过程中主要脂肪酸变化曲线图

由图2可知，当温度由25 ℃升至125 ℃时，保持10 min，DHA、MUFA、PUFA含量(质量分数)分别从4 000 mg/kg、31.31%、38.04%下降至3 382 mg/kg、23.75%、29.48%，其下降率分别为15.5%、24.47%、23.5%。而SFA在100 ℃时，质量分数由29.29%降至25.28%，下降率为13.69%。由于加热时间较长(10 min)，DHA、MUFA、PUFA和SFA均呈下降趋势，MUFA和PUFA下降近四分之一，DHA、SFA均下降了七分之一。但在实际炒菜应用时，油加热时间较短。所以DHA、MUFA、PUFA和SFA会减少损失，比试验中的损失量少。当温度由125 ℃升至200 ℃时，各脂肪酸含量都有所降低，但下降趋势渐缓。由此可知，在温度上升过程中，成品油中主要脂肪酸含量会有所降低，但随温度升高，这个趋势会接近平缓。

2.7 货架期预测

食品的氧化过程受空气、温度、微生物、热、光等环境因素的影响，食品中的油脂首先会被氧化成氢过氧化物，再进一步分解为含羰基的化合物(醛、酮类化合物等)。其中，油脂的初级氧化程度主要由过氧化值反映出来，过氧化值的大小与氢过氧化物的含量关系密切。62 ℃环境下产品油与市售大豆调和油过氧化值随时间变化曲线如图3所示。

图3 62 ℃环境下产品与市售大豆调和油过氧化值随时间变化曲线图

由图3可知，产品与市售大豆调和油起始过氧化值分别为2.36与2.24 mmol/kg；至第18天时，成品油过氧化值升至5.22 mmol/kg，之后1周内出现小幅下降，第24天时降至5.15 mmol/kg，接着随试验时间的延长又逐渐呈上升趋势，至第36天时达到5.85 mmol/kg；而市售大豆调和油过氧化值在第21天时升至4.96 mmol/kg，之后同样出现小幅下降，然后随试验时间的延长呈现上升趋势，至第36天时达到5.19 mmol/kg。

综上所述，DHA藻油添加量为0.8%的大豆油为基油调和油在62 ℃条件下放置36 d后，过氧化值仍在国标规定的范围内(≤6 mmol/kg)。62 ℃条件下储存36 d，根据相关系数关系可推算，该产品在室温条件下存储时间可到达18个月。

3 结论

3.1 对7种原料用油及DHA藻油按照国标进行了基本理化性质的检测，理化指标均满足国家标准，可作为原料用油添加使用。

3.2 综合所有配方设计依据，通过计算机科学计算，得到一种新型食用油产品配方设计表，其中SFA：MUFA：PUFA与ω6∶ω3的值均符合推荐值要求。

3.3 通过对以大豆油作为基油的成品油进行基本理化指标检测、脂肪酸组成及其含量检测和稳定性试验，可知其各项指标都满足食用调和油国家标准，各种脂肪酸构成比例比普通大众油更加合理均衡，满足了人体对膳食脂肪酸的营养需求，同时具有较高的安全性和稳定性。

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Deployment and Physiological Activity of DHA Algae Oil and Vegetable Edible Oil(I)DHA Algae Oil and Development of Vegetable Edible Oil

Cao Wei1Yin Jia1Chen Mingkai3Li Xiangyu4
Tang Xiaopeng4Chen Tao2Tian Hua1He Dongping1

(School of Food Science and Engineering，Wuhan Polytechnic University1，Wuhan 430023) (Wuhan Institute of Virology，CAS2，Wuhan 430071) (Renmin Hospital of Wuhan University3，Wuhan 430061) (CABIO Bioengineering(Wuhan)Co.，Ltd.4，Wuhan 430014)

The objective of this study was to add DHA algae oil into vegetable edible oil to obtain a low-cost and functional oil products.The raw materials of DHA algae oil and vegetable edible oil were mixed with appropriate ratios under the optimum temperature and stirring condition.Then physicochemical property and DHA stability of oil product was measured under different times，temperatures and cooking methods with results in the following three aspects. Oil product was obtained in which soybean oil was the basic oil and DHA algae oil was added.The SFA：MUFA：PUFA and ω 3∶ω6 values were 0.77∶0.83∶1.00 and 1∶5.08，respectively；DHA content was the value of 4 000 mg/kg，which meet the criteria of Chinese Dietary Reference Intakes. DHA and various fatty acids were decreased when the soybean oil with DHA algae oil was kept at 125 ℃ for 10 min，but the decreasing rates were slowed down while the temperature was increased to 200 ℃. The peroxide value of soybean oil with 0.8% DHA algae oil was 5.85 mmol/kg after it was kept at 62 ℃ for 36 d，which is still within the national standard range(less than 6 mmol/kg).This evidence suggested that the shelf life of the oil product could be extended to 18 months at room temperature.Overall，the preparation method for the oil products was simple with low cost，and can be easily used by the majority of residents.

DHA algae oil，vegetable edible oil，deployment，physicochemical property

国家粮食局粮食公益性行业科研专项(201313012-03)

2015-11-26

曹维，女，1990年出生，硕士，粮食油料植物蛋白

何东平，男，1957年出生，教授，粮食油料植物蛋白

文献标识码：A 文章编号：1003-0174(2017)06-0107-06