（营养与食品卫生学专业论文）多不饱和脂肪酸在婴儿配方奶粉中稳态化的研究.pdf

摘要 摘要 多不饱和脂肪酸( p u f a ) 在婴儿食品中易发生氧化反应而变质，油脂氧化 是食品化学中一个很重要的反应，因为氧化反应的产物可降低食品的营养价值， 令食品产生酸败的气味，直接影响食品的质量和储存期限。因此，油脂产品的 氧化稳定性是决定其货架寿命的关键参数。过氧化值( p o v ) 是一个用来检测 油脂中氧化产物的指标，也是一个重要的用来衡量油脂质量的参数。一般而言， 油脂的过氧化值越大，说明其中的过氧化物含量越高，油脂的氧化变质情况越 严重。 目前在国内外的大部分婴儿配方产品生产中，通常采用微胶囊技术对p u f a 进行包埋，从而减慢p u f a 的氧化过程。但是由于微胶囊包埋技术及油脂质量的 差异，不周微胶囊粉末产品的氧化稳定性差距很大，直接影响了产品的保存期 限。此外，还有依靠添加有效的天然抗氧化剂来延长产品的保质期。但从本质 上分析脂肪酸组成以延长p u f a 的保存还未见报道。 本课题针对易氧化、易变性、易失活的功能因子多不饱和脂肪酸进行 稳定性保持技术的研究和开发，系统地研究了食品体系、食品配方中各主要组 分、环境因素、各类脂肪酸比例对功能性不饱和脂肪酸活性的影响。从本质上 达到功能食品稳定化储存的目的，延长产品的货架期。 本实验研究了8 种天然食用植物油( 菜籽油、大豆油、花生油、葵花籽油、 山茶油、调和油、玉米油和芝麻油) 、不同比例复合油、微胶囊包埋后复合油的 脂肪酸组成与稳态化关系。采用s c h a l l 烘箱法，以过氧化值和脂肪酸组成为参 考指标，分别研究了加热、c u 2 + 、f e ”加速氧化对不同植物油氧化稳定性的影响。 运用m a t l a b 数学工具，通过多次分析拟合，建立了并以多不饱和脂肪酸分 类，在不同氧化条件下，p o v 值与脂肪酸组成之间的关系模型。并预测了不同 种类植物油随着时间的增长，p o v 的变化。 依据本实验室中国母乳普查成果，完成了适合我国婴幼儿生长特点和营养 特点的复合多不饱和脂肪酸的比例及配方的研究。确定优选应用体系，通过稳 态化技术，研制符合中国婴儿生长发育的奶制品，并尽可能地延长婴幼儿奶粉 中多不饱和脂肪酸的保存期限。 本实验依据以上实验内容，得到如下结果： 摘要 1 各种天然食用植物油的氧化稳定性由强到弱依次为花生油、山茶油、芝 麻油、菜籽油、玉米油、调和油、大豆油、葵花籽油； 2 温度、金属离子对各种植物油的氧化过程有显著影响，其中温度的影响 最明显，c u 2 + 的影响比f e ”大； 3 加速氧化过程中，脂肪酸的总体变化很小，多不饱和脂肪酸减少，饱和 脂肪酸( s f a ) 和单不饱和脂肪酸( m u f a ) 有不同程度的增多，n 3 比n 6 系 列多不饱和脂肪酸减少得更明显。其中1 4 c 以上脂肪酸变化比较大的有：c 1 6 ：0 、 9 c c l 8 ：1 、c 2 2 ：3 n 3 、c 2 0 ：4 n 6 ：1 4 c 以下短链脂肪酸有不同程度的增多，不同植 物油、复合油、微胶囊产品的变化趋势基本相同； 4 运用m a t l a b 数学工具，通过多次分析拟合，初步建立起了以p u f a 含量 分类，不同加速氧化条件下各种植物油的过氧化值与脂肪酸组成之间的关系模 型，并可以大致预测出不同脂肪酸组成的植物油随时间增长，p o v 值的变化： 5 植物油的氧化稳定性和p u f a 的含量成对应关系，即p u f a 在脂肪酸中 所占的比例越大，油的氧化稳定性越差。1 1 6 n 3 p u f a 比值越小，植物油的氧化 稳定性越差，m u f a 对植物油的氧化稳定性影响不大； 6 研究表明，微胶囊化能有效地改善复合油的氧化稳定性能，外界环境对 婴儿配方奶粉的稳定性影响很大。 关键词：脂肪酸；婴儿配方奶粉；稳态化；模型；功能性质； i i a b s t r a c t a b s t r a c t l i p i do x i d a t i o nc a u s e sq u a l i t yd e t e r i o r a t i o nd u r i n gm a n u f a c t u r ea n ds t o r a g eo f l i p i d c o n t a i n i n gf o o d s i n t h e p e r o x i d a t i o n o fu n s a t u r a t e d f a t t ya c i d s ，l i p i d h y d r o p e r o x i d e sa l ef o r m e dd u r i n gt h ep r o p a g a t i o np h a s e t h e s ep r i m a r yc o m p o u n d s a l eu n s t a b l ea n dr a p i d l yd e c o m p o s ei nt h ep r e s e n c eo ft r a c ee l e m e n t st og i v ear a n g e o fc o m p o u n d s ，i n c l u d i n ga l k o x y la n da l k y lr a d i c a l s ，a l d e h y d e s ，k e t o n e sa n dar a n g e o fc a r b o x y lc o m p o u n d st h a tf o r ma c o m p l e xm i x t u r eo fs e c o n d a r yl i p i do x i d a t i o n p r o d u c t s ，w h i c hs p o i li n f a n tf o r m u l a ( i f ) m i l kp o w d e r s w h e ns t o r e d ，i n f a n tf o r m u l a m i l kp o w d e r sa r eu s u a l l yp r o t e c t e df r o ml i g h ta n dm a i n t a i n e da tr o o mt e m p e r a t u r e h o w e v e lb e c a u s eo ft h el o n gs t o r a g el i f eo ft h e s ep o w d e r s ( u s u a l l y2y e a r s ) ，p u f a s c a nb eo x i d i s e d ，g i v i n gr i s et oal o s so fn u t r i t i v ev a l u ea n dt ot h eg e n e r a t i o no f v o l a t i l ec o m p o u n d sf r o mp e r o x i d e s t h e r e f o r e ，m i l kp r o d u c t ss u c ha si n f a n tf o r m u l a m i l kp o w d e r s ，o n c eo p e n e d ，a r eh i g h l ys u s c e p t i b l et ol i p i do x i d a t i o na tr o o m t e m p e r a t u r e ，a n dl i g h tw i l la c c e l e r a t et h i sp r o c e s s t r a d i t i o n a l l y , t h ep e r o x i d ev a l u e ( p o v ) h a sb e e nu s e dt od e t e r m i n ep r i m a r yl i p i do x i d a t i o np r o d u c t s t h eh i g h e rt h e p o vi s ，t h ew e a k e rt h ep l a n to i l sa l e a tp r e s e n t ，t h em i c r o e n c a p s u l a t i o nt e c h n o l o g yi su s u a l l yu s e df o re m b e d d i n go f p u f ai no r d e rt os l o wd o w nt h eo x i d a t i o no fp u f ai nt h em a j o r i t yo fi n f a n tf o r m u l a p r o d u c t sa l lo v e rt h ew o r l d h o w e v e r ，d u et ot h ed i f f e r e n tq u a l i t yo fm i c r o c a p s u l e s t e c h n o l o g ya n do i l ，t h es t a b i l i t ya n d t h ep r o d u c t ss h e l g l i f eo fo i la l ed i f f e r e n tt o o i n a d d i t i o n , m a n yp r o d u c t sa r ea d d e dn a t u r a la n t i o x i d a n t st op r o l o n gt h es h e l g l i f e h o w e v e lt h ea n a l y s i so ff a t t ya c i dc o m p o s i t i o nt oe x t e n dt h ep r e s e r v a t i o no fp u f a h a sn o tb e e nr e p o r t e d p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d sa l el i k et ob eo x i d a t i v e ，d e g e n e r a t i v ea n di n a c t i v a t e t om a i n t a i nt h es t a b i l i t yo fp u f a ，w es t u d ys y s t e m a t i c a l l yf r o mt h ef o o ds y s t e m ，t h e m a i nc o m p o n e to ft h ef o o d ，e n v i r o n m e n t a lf a c t o r sa n dv a r i o u st y p e so ff u n c t i o n a l f a t t ya c i d t h e nw ec a nu s et h e s er u l e st oi m p r o v et h es t o r a g es t a b i l i t ya n ds h e l f - l i f e o ft h eh i g hp u f ap r o d u c t s t h ef a t t ya c i dc o m p o s i t i o n so ft h er a p e s e e d ，s o y b e a n , p e a n u t ，s u n f l o w e r , t e a , b l e n d ，c o ma n ds e s a m eo i lw e r ea n a l y z e db yg a sc h r o m a t o g r a p h y t h ee f f e c t so ft h e i i i a b s t r a c t t e m p e r a t u r eo nt h eo x i d a t i o no fp l a n to i l sw e r es t u d i e db ys c h a l lo v e nt e s ta c c o r d i n g t op o va n df a t t ya c i dc o m p o s i t i o n t h er e l a t i o n s h i po ft h ep o va n df a t t ya c i d c o m p o s i t i o nw a ss t u d i e db ym a t l a b b a s e do no u rl a b o r a t o r yr e s u l t so ft h ec h i n e s eb r e a s t f e e d i n gs u r v e y , t l l ep u f a r a t i oa n df o r m u l a t i o no ft h ei fm i l kp o w e r sw h i c ha lef i tt oo u rc h i n e s ei n f a n ta n d c h i l dw a ss t u d i e di nt h i sp a p e r a tt h es a m et i m e ，t h ep a p e rg a v es o m eu s e f u l s u g g e s t i o n so nt h es h o r ts h e l f l i f eo fp u f a t h er e s u l t sa l es h o w na sf o l l o w e d ： 1 t h eo x i d a t i v es t a b i l i t yf r o ms t r o n gt ow e a kw a sa sf o l l o w e d ：p e a n u t ，t e a ， s e s a m e ，r a p e s e e d ，c o r n ，b l e n d ，s o y b e a na n d s u n f l o w e ro i l ； 2 t h eo x i d a t i v es t a b i l i t yo ft h eo i l sw a sg r e a t l ya f f e c t e db yt e m p e r a t u r e t h e e f f e c to fc u 2 + w a sg r e a t e rt h a nf e 3 + ： 3 f e wc h a n g e sw e r eo b s e r v e di nt h ef a t t ya c i dc o n t e n td u r i n gs t o r a g e t h e r e w a sar e d u c t i o ni np u f aa n da 1 1i n c r e a s ei ns f aa n dm u f a m o r e o v e r , t h er e d u c t i o n o fn - 3 p u f aw a sm o r eo b v i o u s l yt h a nn - 6 p u f a b u ts i g n i f i c a n tl o s s e sw e r ef o u n di n l o n gc h a i nf a t t ya c i d ss u s ha sc 16 ：0 、9 c c18 ：l 、c 2 2 ：3 n 3a n dc 2 0 ：4 n - 6 a n ds m a l l i n c r e a s ec o u l db ef o u n di ns h o r tc h a i nf a t t ya c i d s t h e r ew e r et h es a m ec h a n g et r e n d i nd i f f e r e n tv e g e t a b l eo i l s ，c o m p l e xo i la n dm i c r o c a p s u l e so fp r o d u c t s ； 4 t h er e l a t i o n s h i pm o d e l so ft h ep o va n df a t t ya c i dc o m p o s i t i o nw e r e e a t a b l i s h e dp r e l i m i n a r i l yu n d e rt h eo x i d i z a t i o nc o n d i t i o n s a n dw ec a ng e n e r a l l y p r e d i c tt h ep o v o fd i f f e r e n to i l st h r o u g ht h ef a t t ya c i dc o m p o s i t i o n ； 5 t h eb i g g e rt h ep u f aa n dn - 3 n - 6 p u f aw a s ，t h ep o o r e rt h eo x i d a t i o ns t a b i l i t y o f t h eo i lw a s ； 6 m i c r o e n c a p s u l a t i o nc o u l de f f e c t i v e l yi m p r o v et h eo x i d a t i o ns t a b i l i t yo fp l a n t o i l ，a n dt h ee x t e r n a le n v i r o n m e n tw a sv e r yi m p o r t a n tt ot h es t a b i l i t yo fi n f a n tf o r m u l a m i l kp o w d e r k e yw o r d s ： f a ta c i d s ；i n f a n tf o r m u l am i l kp o w d e r s ；m o d l e ；s t a b i l i t y ； f u n c t i o n a lp r o p e r t i e s i v 缩略词 缩略符号注释 缩略词 c l a l a l n a f a t f a s f a 叮f a u f a p u f a n 6p u f a n 3p u f a a r a e p a d h a c i s t r a n s g c f i d r s d u d p o v 斟 i f 英文 c o n j u g a t e dl i n o l e i ca c i d l i n o l e i ca c i d l i n o l e n i ca c i d f a t t ya c i d t r a n sf a t t ya c i d s a t u r a t e df a t t ya c i d m o n o u n s a t u r a t e df a t t ya c i d u n s a t u r a t e df a t t ya c i d p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d n - 6p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d n - 3p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d a r a c h i d o n i ca c i d e i c o s a p e n t a e n o i ca c i d d o c o s a h e x a e n o i ca c i d c t g a sc h r o m a t o g r a p h y h y d r o g e nf l a m ed e t e c t o r r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n u n d e t e c t e d p e r o x i d ev a l u e a c i dv a l u e i n f a n tf o r m u l a v 中文 共轭亚油酸 亚油酸 亚麻酸 脂肪酸 反式脂肪酸 饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸 多不饱和脂肪酸 n 6 多不饱和脂肪酸 n 3 多不饱和脂肪酸 花生四烯酸 二十碳五烯酸 二十二碳六烯酸 顺式 反式 气相色谱 氢火焰检测器 相对标准偏差 未检出 过氧化值 酸价 婴儿配方 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌文学或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名c 手写，：z 参形丰乙 辩嗍：1 年6 月歹| 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行 检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授 权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名( 手写) ：_ 筋彳匕 导师签名( 手写) ： 飙叼7 7 日 飙叫 反f 缉乏 矿 第1 章引言 1 1 概述 第1 章引言 我国婴儿配方奶粉的需求量是巨大的，如按每年出生婴儿1 7 0 0 万计，母乳 喂养率为8 0 的话，那么就有3 4 0 万婴儿没有母乳喂养，若0 6 个月的婴儿按 每人2 7 1 公斤计算，全国则需要9 2 1 4 万吨，7 1 2 个月较大婴儿每人按3 2 公斤 计算则需1 1 4 万吨，加上母乳不足婴儿需要进行混合喂养的数量至少需要l o 万 吨，共计需要3 0 6 万吨，而2 0 0 2 年婴儿配方奶粉实际产量约为1 7 万多吨，因 此说婴儿配方奶粉的发展前景是可观的i 。 婴儿配方奶粉中含有的多不饱和脂肪酸在贮藏过程中易氧化变质，产生一 系列的不良反应。如生成过氧化物、生成短链的具有臭味的醛或羧酸，促进体 内脂质过氧化、破坏生物膜、引起细胞功能衰退及组织的坏死、诱发各种生理 异常等【2 】。因此研究如何控制p u f a 的氧化问题是婴儿配方奶粉营养和安全的重 要内容，对保护婴儿的健康、促进婴儿发育和生长具有重要的意义。 以往人们研究婴儿配方产品，基本上都只关注微胶囊包埋技术和有效的天 然抗氧化剂，而很少从本质上关注脂肪酸的组成、比例，p u f a 的稳定性以及他 们对配方奶粉稳定性的影响。实际上脂肪酸组成如m u f a 、p u f a 、n 3 p u f a 和 n 6 p u f a 的含量和比例，双键的位置和数量会影响婴儿配方奶粉的氧化稳定性， 但想进一步了解这些影响的规律性，就需要对婴儿配方奶粉中脂肪酸的组成含 量及其稳定性变化进行系统的研究。 1 2 多不饱和脂肪酸 脂肪酸是具有长碳氢链和一个羧基末端的有机化合物的总称。脂肪酸根据 碳氢链饱和与不饱和的不同可分：饱和脂肪酸( s a t u r a t e df a t t ya c i d ，s f a ) 、单不 饱和脂肪酸( m o n o u n s a t u r a t e df a t t ya c i d ，m u f a ) 和多不饱和脂肪( p o l y u n s a t u r a t e d f a t t ya c i d ，p u f a ) 。多不饱和脂肪酸是指含有两个或两个以上双键，碳原子数在 1 6 2 2 的直链脂肪酸。多不饱和脂肪酸主要包括n - 3 、1 1 6 和n 9 系列脂肪酸。n - 3 系多不饱和脂肪酸( n 3p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d ，n - 3 p u f a ) ：是指从脂肪酸碳链 第1 章引言 甲基端算起，第一个双键出现在第三位碳原子上的多不饱和脂肪酸，主要包括a 。 亚麻酸( a l a ) 、二十碳五烯酸( e p a ) 和二十二碳六烯酸( d h a ) 等；n 6 系多 不饱和脂肪酸( n 一6p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i d ，n - 6 p u f a ) ：是指从脂肪酸碳链甲基 端算起，第一个双键出现在第六位碳原子上的多不饱和脂肪酸，包括亚油酸 ( l a ) 、r - 亚麻酸( g l a ) 和花生四烯酸( a a ) 等。 1 2 1 多不饱和脂肪酸的来源 1 2 1 1 动植物来源 亚油酸作为最早被确认的必需脂肪酸和重要的多不饱和脂肪酸，在我们日 常食用的绝大部分油脂中的含量都在9 以上，而且在主要食用植物油脂如大豆 油、棉子油、菜籽油、葵花籽油、花生油、米糠油、芝麻油等食用油脂中的含 量都较高。 a 亚麻酸在大豆油、菜籽油、葵花籽油中都有一定的含量。相对于亚油酸而 言，0 【亚麻酸的资源和日常可获得性要差得多，但在一些藻类与微生物中存在较 多。 含量较高的y 亚麻酸资源在自然界中不太常见，而且因为它的含量很低， 因此很难成为有经济价值的可利用资源。 陆地植物油中几乎不含e p a 与d h a ，在一般陆地动物油中也检测不出。但 高等动物的某些器官与组织如眼、脑、睾丸等中含有较多的d h a 。海藻类及水 鱼是e p a 与d h a 的重要来源，在海产鱼油中或多或少地含有a a 、e p a 、d h a 、 d p a 四种脂肪酸，以e p a 和d h a 的含量较高【引。 1 2 1 2 微生物发酵 由于动物、植物资源的种种限制，人们将寻求p u f a 的目光转向微生物资源。 与动植物油生产p u f a 相比，微生物油脂的生产有很多优点。比如：生产周期 短【3 】；微生物方法生产不受场地、气候、季节的影响【4 】：利用不同的菌种和 培养基适合开发功能油脂等。国内外利用产脂内孢霉工业化生产富含亚油酸的 油脂1 5 j 。 1 2 1 3 利用生物技术改造植物和微生物 近年来，脂肪酸脱饱和遗传操作在植物油基因工程、微生物发酵工程中取 得了相当的进展。w a n gc h u n l i n 等在番茄中表达了酵母9 脂肪酸脱饱和酶基因。 2 第1 章引言 转基因果实中棕榈油酸和亚油酸的含量上升而油酸与硬脂酸的含量下降【6 1 。 r e d d y 等【7 1 在烟草中导入兰藻a 6 脂肪酸脱饱和酶基因，结果 f - 亚麻酸大为积累。 s a k u r a d a n i 等【8 j 克隆了催化油酸转化为亚油酸的1 2 脂肪酸去饱和酶基因，并在 酵母中表达。j e n i n i f e r l 9 和b e a u d o i n l l o 】分别以c 1 8 ：3 和c 1 8 ：4 为底物获得了a a 和 e p a ，成功地实现了p u f a 生物合成途径的异源重组【1 1 】。 1 2 2 多不饱和脂肪酸的功能简介 1 2 2 1 促进大脑的生长发育 n 一3 系多不饱和脂肪酸( 尤其是d h a ) ，大量存在于磷脂中，是构成脑细胞 的重要成分，约占脑脂质的1 0 ，对稳定细胞膜功能和生长发育有重要作用 1 2 1 5 】，特别是对胎儿及婴幼儿大脑的生长发育有促进作用【1 6 l 。 1 2 2 2 维持正常的视觉功能 n 3 系多不饱和脂肪酸( 特别是d h a ) 是视网膜感光细胞中含量最丰富的 多不饱和脂肪酸，在感光细胞外节盘膜上约占总脂肪酸的5 0 t 1 7 1 。d h a 的缺乏 可影响视网膜电图，视觉诱发电位及视敏度【1 引，对光的异常生理反应及延迟视 觉发育【1 9 2 0 】。 1 2 2 3 调节血脂 深海鱼油是最具代表性的p u f a ，多项研究表明，尽管p u f a 会增加血浆胆 固醇的合成，但却可以显著降低t c ，三酰甘油( t g s ) 和l d l c h 水平。n - 6p u f a 通过上调低密度脂蛋白( l d l ) 受体数目，增强胆固醇7 0 l 羟化酶( c y p7 ) 活 性，从而降低血浆胆固醇；n 3 p u f a 降低t g s 在于抑制脂肪形成和极低密度脂 蛋白( v l d l ) 分泌，增加l d l 活性和增强t c 的反向转运。通过降低t c 和 t g 水平，降低心血管病的风险1 2 lj 。 1 2 2 4 抗心律失常 经心肌细胞培养、离体心脏灌流和整体动物等多种实验表明，n 3 p u f a 对 药物或病理性心律失常及致命性的室性心律失常均有一定的防治效果。n 3 p u f a 对心肌细胞的这种作用可能是其抗心律失常作用的主要机制之一【2 2 1 。目前对于 其作用位点尚未确定【2 3 】，但其调节阳离子通道的低选择性提示膜磷脂的局部作 用是n - 3 p u f a 调节离子通道可能的作用位点之一【2 4 1 。 1 2 2 5 抗高血压 第1 章引言 p u f a ( 主要是1 1 3 p u f a ) 能抑制白细胞血管紧张素转化酶( a c e ) 活性， 调节血管紧张素i i ( a n g i i ) 的合成，还能增加一氧化氮( n o ) 的含量。实验 发现，摄入高剂量s f a 饮食的大鼠收缩期血压升高【2 5 l ；在妊娠期间摄入过多的 s f a ，子鼠成年后可能表现出与性别相关的高血压，即雄性鼠收缩期血压升高， 而雌性和去势雄性鼠则无此反应，目前对此尚无合理解释【2 6 1 。 1 2 2 6 对免疫系统的作用 必需脂肪酸缺乏会导致细胞免疫功能的减弱，外源性多不饱和脂肪酸特别 是亚油酸可刺激小鼠淋巴细胞增殖，且适量的n 3 系多不饱和脂肪酸可改善营养 不良和术后病人的细胞免疫功能，但过量的多不饱和脂肪酸会抑制细胞免疫及 单核吞噬细胞功甜2 7 1 。富含鱼油膳食被证实对自然免疫性疾病、炎性疾病等具 有显著的临床免疫及生化作用，而n 3 p u f a 具有最强的免疫调节作用【2 引。 1 2 2 7 抗炎 目前，普遍认为持续性的慢性炎症参与了心血管疾病与糖脂代谢疾病等多 种疾病的发病过程。炎性因子由l a 在体内代谢而来，e p a 和d h a 还抑制细胞 因子的合成。d h a 显著降低人静脉内皮细胞细胞因子诱导的e 选择蛋白 ( e s e l e c t i n ) 【2 9 3 1 1 ，细胞间黏附分子一1 ( i c a m 1 ) 和血管细胞黏附分子1 ( v c a m 1 ) 的表达【3 2 l ；e p a 显著降低人静脉内皮细胞内毒素( e n d o t o x i n ) 诱导 的以上3 种黏附分子的表达，降低单核细胞的黏附能力【3 引。 1 2 3 多不饱和脂肪酸的作用机制 多不饱和脂肪酸的作用机制主要包括以下几种途径：l d l 受体途径【3 4 】、过 氧化物酶体增生物激活受体途径【3 5 。3 8 1 、肝x 受体视黄醇类x 受体途径【3 9 , 4 0 1 、甾 醇调节因子结合蛋白途径 4 1 , 4 2 】和核因子y 途径【4 3 1 。 1 2 4 脂肪酸的分析检测 1 2 4 1 分离提取方法 压榨法和溶剂浸出法作为传统的两种提取油脂的方法各有优缺点。传统的 压榨法压榨后的蛋白质已经变性，不好利用，但出油率高；溶剂浸出法具有产 量大，出油率高，蛋白质不变性的优点，但是产品中的溶剂残留较难控制，并 4 第1 章引言 且萃取的纯度也不高m j 。 近些年新兴了一些新的分离提取p u f a 的方法。如分子蒸馏法，它是根据不 同脂肪酸在真空条件下沸点不同( 即操作温度的差异) 来分离提取e p a 和 d h a l 4 5 1 。它在高真空条件下蒸馏操作，工艺步骤简单，不用有机溶剂，工艺成 本较低矧。用中空纤维膜可从低级脂肪酸甲酯中很好地分离e p a 、d h a 甲酯4 7 1 。 用固定化荧光假单胞脂肪酶进行酯基转移，合成度为6 0 t 4 引，在甘油酯混合物 中富集可得到7 4 的p u f a ( e p a + d h a ) 。 1 2 4 2 分析方法 分析p u f a 的常用方法是将它们衍生为易挥发的甲酯，经气相色谱( g c ) 分离。气相色谱检测法的使用使得样品中脂肪酸成分的定性定量分析在短时间 内即可实现，其色谱柱主要有内装固定相的填充柱和内壁涂固定液的毛细管柱。 毛细管柱的阻力较小，长度较长，最长可达1 5 0m ，因而柱的分离能力强，分离 速度快，近年来应用逐渐广泛。近来，配备有火焰离子化检测器或紫外检测器 的毛细管超临界色谱( s f c ) 已被用来分析p u f a 。在气相色谱中分离出来的脂 肪酸成分需要做进一步的分析时，可以与质谱联用，即g c m s 。这种方法在国 内外均有见报道和使用 4 9 , 5 0 1 ，如“以气质联用对云南产蒜头果油用硫酸甲醇法 酯化分析分离”，效果好【5 1 1 。 高效液相色谱法( h p l c ) 较气相色谱法的优点在于h p l c 条件温和，适于 极性的、低挥发性及对热敏感的化合物，可以避免衍生过程的异构化1 5 引。比如 采用高效液相色谱能很好地分析由亚麻酸经皂化水解、分离得到游离混合脂肪 酸中a 亚麻酸的浓度1 5 3 1 。李润等用二乙烯苯交联的聚甲基丙烯酸甲酯( p m d v b ) 树脂微球作为h p l c 固定相，选择适当的流动相，从鱼油中分离e p a 、d h a ， 得到较好的分离效果【5 4 1 。d o b s o n 等曾采用以硝酸银填充的硅胶柱作为液相的分 析柱对脂肪酸进行了分析【5 5 j 。 1 2 5 脂肪酸平衡的研究 1 2 5 1 脂肪酸的平衡 从近二三十年的膳食脂肪酸平衡的研究状况来看，各国的相关机构及国际组 织在一些方面取得了共识，如每日总的脂肪摄入量不超过总能量的3 0 ，减少 饱和脂肪酸的摄入量，不超过总能量的1 0 ；限制反式脂肪酸的摄入。除个别 第1 章引言 组织外，大多数组织提供的饱和脂肪酸：单不饱和脂肪酸：多不饱和脂肪酸大至 为l ：1 ：l ，见表1 1 。 表1 1 各国不同组织提出的s f a ：m u f a ：p u f a 建议 t a b l e1 1t h es u g g e s t i o no f t h es f a ：m u f a ：p u f ao i ld i f f e r i e n to r g a n i z a t i o n s 1 2 5 2n 6 与n - 3 的平衡 上世纪七八十年代，被推荐的食品中n - 6 p u f a 的含量远远高于n 3 p u f a 。 同时，由于氢化油脂中大量n 3 p u f a 被转变为m u f a 和s f a 而损失掉，使得 n 6 与n 3 的比值大幅度上升，由最初的1 - 2 ：1 的水平上升到2 0 3 0 ：1 。直到1 9 8 5 年，营养学及公共医学领域对n - 3 p u f a 深入研究，发现了n 一3 p u f a 对心血管疾 病的防治作用。因此营养学的兴趣又从n - 6 p u f a 转移到n - 3 p u f a 。 英国健康基金会，加拿大卫生部和世界卫生组织推荐每天从食物中摄取不少 于1 的n 一3 p u f a 。自1 9 9 4 食品与医药管理局( f d a ) 申请关于n - 3 p u f a 的支 持和确认，直到2 0 0 2 年2 月f d a 声明：摄取n 3 p u f a 可以降低患冠心病的危 险。1 9 9 3 年l o 月f a o w h o 在罗马召开了第二次有关人类营养中膳食脂肪的研 讨会，会上指出膳食中n 6 p u f a 与n - 3 p u f a 的比例应为5 1 0 ：1 。加拿大科学综 述委员会1 9 9 0 年提出的比值为5 6 ：1 ；欧盟食品科学委员会1 9 9 3 年提出了 4 - 4 5 ：l ；日本卫生部于2 0 0 0 年第6 次新修订脂质所需量中提出的比值为4 ：1 1 5 6 】。 目前许多国家、地区或组织都有制定膳食脂肪与脂肪酸的参考摄入量。见表 1 2 和表l - 3 。 6 第1 章引言 表1 2 各国、地区或组织的膳食脂肪酸的每日参考摄入量【5 7 1 t a b l e1 2t h ed r io ft h ef a t t ya c i do nd i f f e r e n ta r e a s 表1 3部分国家和组织提出的n 6 n 3 推荐值【5 7 】 t a b l e1 3t h es u g g e s t i o no ft h en - 6 n - 3o nd i f f e r e n tc o u n t r i e s 1 3 婴儿配方奶粉 婴儿是一类特殊的群体，他们最理想的全价食品是母乳。随着社会的不断 发展和进步，很多年轻妈妈因为某些原因不能给孩子哺乳，而是购买婴儿配方 奶粉喂养婴儿，婴儿配方奶粉作为主食一直要吃到十个月大。由于人们对营养、 健康等概念的认知越来越多，奶粉的成分和功能也就显得格外重要。为了达到 营养均衡，婴儿配方奶粉应在蛋白质、碳水化合物、维生素、矿物质、脂肪等 各营养因素方面做详尽的比较和研究，尽可能地使其成分与母乳成分的比例一 致，复原后即成“仿生母乳 【5 引。 1 3 1 我国婴儿配方奶粉发展 解放初期我国只有全脂奶粉和全脂加糖奶粉。二十世纪七十年代( 即1 9 7 6 7 第1 章引言 年) 轻工业部将研制“婴儿奶粉i ”的任务下达给了黑龙江省乳品工业研究所。 当时在全脂奶粉和全脂加糖奶粉的基础上研究已定名为“婴儿奶粉i 的婴儿 主食品。八十年代初国务院为了解决“娃娃吃饭难问题，将“配制奶粉”的研 究作为“六五 期问重点攻关项目下达给内蒙古轻工业研究所和黑龙江省乳品 工业研究所【5 圳。黑龙江省乳品工业研究所为了早目推出科研成果，提出采用进 口脱盐清粉配在已设计好的物料( 鲜牛奶、精练植物油、蔗糖、多种维生素和 微量元素) 中进行杀菌、浓缩、均质、喷雾干燥得成品；而内蒙古轻工业研究 所采用海拉尔乳品厂生产干酪素剩下的副产品乳清，经脱盐处理后配在已 设计好的物料( 鲜牛奶、精练植物油、蔗糖、多种维生素和微量元素) 中进行 杀菌、浓缩、均质、喷雾干燥得成品。这两条技术路线所生产的产品都请权威 机构做了动物实验和人体临床实验。此产品就是现在国内市场定名为“婴儿奶 粉i i 的产品，从此缓解了“娃娃吃饭难”问题【6 0 l 。九十年代黑龙江省乳品工 业科技开发中心又研制了“婴儿奶粉i i i ”，目的是以部分精制饴糖或麦芽糖精取 代脱盐乳清粉，通过黑龙江省级鉴定并获得省科技进步二等奖。北京食品工业 研究所试图用改性酪蛋白以达到取代部分脱盐乳清粉的目的，成果已鉴定。之 后，相继出现了各种配方奶粉，可以说，从此结束了我国奶粉品种单一的局面， 配方奶粉在全国开始兴起【6 。到2 0 世纪8 0 年代后期，无论是从产品配方还是 产品质量上，我国已赶上国际水平。 1 3 2 婴儿配方奶粉工艺 国内外婴儿配方奶粉生产工艺基本上是一样的，分为干法和湿法生产。所 谓干法，是将产品中所需的各种原料以干基的形式按配方要求采用无菌操作在 混料机中完成【6 引。目前中外合资企业在国内生产为多，国内产品大多为湿法生 产【6 3 1 ，即按照配方要求将所需的各种原料以湿基形式配料、杀菌、浓缩、喷雾 干燥。含热敏物质时，在无菌条件将热敏物质混在被喷雾干燥的产品中。一般 来讲国外生产规模较大，自动化水平较高，质量较稳定。 1 3 3 婴儿配方奶粉中p u f a 的稳态化研究 婴儿配方奶粉的发展历程就是模仿母乳化的过程【6 4 1 。在婴儿配方奶粉中添 加p u f a 近年来逐渐被人们重视，因为婴儿自身合成p u f a 所需的酶活性较低， 8 第1 章引言 并不能满足婴儿的营养需求【6 5 1 。因此，世界卫生组织等很多组织都推荐对非母 乳喂养的婴儿，应在其配方奶粉中以母乳中的量和比例添加补充p u f a 。 p u f a 在婴儿配方奶粉中易被氧化而变质，油脂氧化是食品化学中一个很重 要的反应，因为氧化产物可降低食品的营养价值，令食品产生酸败的气味，直 接影响了食品的质量和储存期耐硎。因此，油脂产品的氧化稳定性是决定其货 架寿命的关键参数。过氧化值( p o v ) 是一个用来检测油脂中氧化产物的指标， 也是一个重要的用来衡量油脂质量的参数。一般而言，油脂的过氧化值越大， 说明其中的过氧化物含量越高，油脂的氧化变质情况越严重。 目前在国内外的大部分婴儿配方产品生产中，通常采用微胶囊技术对p u f a 进行包埋，从而减慢p u f a 的氧化过程。但是由于微胶囊包埋技术及油脂质量的 差异，不同微胶囊粉末产品的氧化稳定性差距很大，直接影响了产品的保存期 限。此外，还有依靠添加有效的天然抗氧化剂来延长产品的保质期。而从本质 上关注脂肪酸的组成、比例，p u f a 的稳定性以及他们对配方奶粉稳定性的影响 较少。 1 4 本课题研究的目的、意义及主要内容 1 4 1 课题来源 国家科技支撑计划功能因子生物活性稳态化技术的研究 1 4 2 研究价值和意义 添加p