（食品科学专业论文）芝麻ω6多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究.pdf

吉林农业大学硕士学位论文 芝麻i ) 一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 摘要 芝麻是迄今为止被人类用作食品资源的最古老的籽实，也是最早使用的调味品。 芝麻舍有丰富的油脂和蛋白质，具有较高的食用价值。芝麻子粒中含有4 5 6 3 的油脂， 平均值为5 0 ；19 - 3 1 的蛋白质，平均值为2 5 ；2 0 - 2 5 的碳水化合物，包括粗纤维； 4 6 6 的灰分。芝麻油中约含8 0 y o 的不饱和脂肪酸，其中，一6 多不饱和脂肪酸占芝麻 中总不饱和脂肪酸的5 0 ，且主要成分为亚油酸( c 1 8 ：2 ) ，并舍少量的v 一亚麻酸 ( c 18 ：3 ) 。v 一亚麻酸、花生四烯酸、肾上腺酸、二十二碳五烯酸等对人体具有重要生 理意义的多不饱争脂肪酸的合成原料是亚油酸，人体如果缺乏亚油酸就不能合成这些 多不饱和脂肪酸。另外，以谷物为主食的人群，容易缺乏亚油酸，因此经常性补充外 源性亚油酸对保证人体健康是非常必要的。近年来国内外对- 6 型多不饱和脂肪酸的 生理功能及其药用价值引起高度重视。 多不饱和脂肪酸因其结构特点及在人体内代谢的相互转化方式不同，主要可分成 - 3 及- 6 两个系列。- 6 系列多不饱和脂肪酸：包括十八碳二烯酸( 俗称亚油酸) ( l a ) ；十八碳三烯酸( 俗称v 一亚麻酸) ( g l a ) ；二十碳四烯酸( 俗称花生四烯酸) ( 从) 。 6 0 - 6 系列多不饱和脂肪酸有着丰富的动植物资源及微生物资源。本试验采用芝麻为原 料提取不饱乖脂肪酸，是因为芝麻中含大量的亚油酸。 经过多年的研究，人们对6 系列不饱和脂肪酸生理功能已有了明确的认识。由 于- 6 系列不饱和脂肪酸的这些特殊结构，赋予其特殊的生理功能。可以预防和减缓 多种心血管疾病；调节细胞的生长；具有很高的抗癌活性；并具有抑制胃溃疡及胃出 血的作用；- 6 多不饱和脂肪酸还有增强胰岛素，减肥以及增强免疫力等作用。其应 用研究领域不断扩大，表现出良好的市场前景。 芝麻是吉林省西部地区的特色资源，但目前芝麻产品的生产仅停留在加工芝麻油、 芝麻酱等低附加值产品的水平上，缺乏对芝麻的高附加值综合利用，因此，到目前为 止，吉林塔的芝麻资源优势还没有转化为经济优势。本研究采用临界c o ：萃取及气相色 谱法等高新技术将芝麻中的c a - 6 多不饱和脂肪酸提取纯化，并将其制成软胶囊型保健 食品，不但可将芝麻这一宝贵资源高附加值利用，而且还可提高芝麻油脂的抗氧化稳 定性，大幅度提升芝麻加x - 企业的经济效益，是从根本上解决吉林省芝麻问题的有效 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻0 0 6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 途径之一。 本论文系吉林农业大学与大安市芝麻产业办公室横向合作项目芝麻高附加值综 合利用及其系列产品研制课题的重要内容，主要对芝麻中一6 系列多不饱乖脂肪酸 的提取技术及软胶囊制备工艺进行了研究，并获得以下研究结果： 1 、超临界c o ：萃取芝麻中( i ) 一6 多不饱和脂肪酸( 主要为亚油酸) 的最佳工艺条件： 芝麻前处理温度15 0 c ，萃取压力3 0 m p a ，萃取温度4 5 ，萃取时间2 0 h ，c o ：流量 l5 l h 。 2 、采用气相色谱法对芝麻( 大安白芝麻) 中( | ) - 6 多不饱和脂肪酸进行了定性及定 量测定，结果表明亚油酸含量为1 9 3 9 1 0 0 9 芝麻，v 一亚麻酸含量为0 53 9 1 0 0 9 芝麻。 3 、制取软胶囊的最佳复合抗氧化条件为v e 加入量0 5 ，b h a 加入量0 0 5 ，t b h q 加入量0 1 ，并采用壁材i 4 、急性毒陆试验及长期毒性试验结果表明：本产品属无毒级。说明本研究得到的 产品对人体无毒无害，可以安全食用。 5 、本产品( 胶囊内容物) 口服剂量1 5 0 9 k g 时对蛋黄造成小鼠总胆固醇( t c ) 和甘油三酯( t c ) 升高抑制作用显著，随着剂量增加( 3 0 0 9 k g ) 这种抑制作用加强， 而剂量减少至o 7 5 9 k g 时则无此作用。 6 、本产品( 胶囊内容物) 口服剂量1 5 0 9 k g 时对四氧嘧啶小鼠总胆固醇( t c ) 、 低密脂蛋白( l d l ) 升高有明显的抑制作用，0 75 ，1 5 0 ，3 0 0 9 k g 组都能明显促进高密 脂蛋白( h d l ) 升高。 关键词：。- 6 多不饱和脂肪酸亚油酸超临界c 0 ：流体萃取复合抗氧化 i i 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻c o - 6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 a b s t r a c t t h es e s a m ei s ，s of a r ，t h em o s ta n c i e n ts e e du s e da sr e s o u r c e si nf o o db ym a n k i n da n d t h ec o n d i m e n tu s e da tt h ee a r l i e s ts t a g ea sw e l l i tc o n t a i n sa b u n d a n tg r e a s e sa n dp r o t e i n s ， h a v i n gn i c ee d i b i l i t y as e s a m eg r a i nc a r r i e s4 5 6 3 g r e a s ew i t ht h ea v e r a g ev a l u e5 0 ： 1 9 31 p r o t e i nw i t ht h ea v e r a g ev a l u e2 5 ；2 0 - 2 5 c a r b o h y d r a t ei n c l u d i n gt h ec o a r s e f i b r e ；4 一6 c r o z z l e t h e r ei sa b o u t8 0 u n s a t u r a t e df a t t ya c i di nw i t c ht h e r ei s5 0 t h e ( 0 一p o l y6u n s a t u r a t e df a t t ya c i di nt h es e s a m eo i la n dt h em a i nc o n s t i t u e n to f t h e 一6 p o l y - u n s a t u r a t e df a t t ya c i di sl i n o l e i ca c i d ( c 1 8 ：2 ) i n c l u d i n gas m a l la m o u n to f t h e 7 - l i n o l e n i ca c i d ( c 18 ：3 1 t h ec o m p o u n dm a t e r i a lo f t h ep o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d ss u c ha s t h e , y - l i n o l e n i ca c i d ，t h ea r a c h i d o n i ca c i d ，t h ea d r e n i ca c i da n dt h ed o c o s a p e n t a e n o i ca c i de t c w i t c hi si m p o r t a n tt ot h eh u m a nb o d yp h y s i o l o g i c a l l yi st h el i n o l e i ca c i d ，i ft h eh u m a nb o d y l a c k st h el i n o l e i ca c i d ，t h e yc a l l ts y n t h e s i z et h e s ep o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d s m o r e o v e r ，m e nw i t hc o r nf o rs t a p l ef o o dw i l lh a v eh i g hp o s s i b i l i t yt ob el a c ko f t h e l i n o l e i ca c i d ，t h e r e f o r e ，i ti sq u i t en e c e s s a r yf o rt h e mt oc o m p l e m e n tt h ee x o g e n o u sl i n o l e i c a c i dt oh o l dt h e i rh e a l t hu s u a l l y i nr e c e n ty e a r s ，p e o p l ea t t a c hi m p o r t a n c et ot h e p h y s i o l o g i c a lf u n c t i o no f t h e 一6p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i da n di t sm e d i c i n a lv a l u e sa t h o m ea n da b r o a d ， b a s e do ni t sc o n s t r u c t i o nc h a r a c t e r i s t i c sa n dt h ed i f f e r e n tw a yo f t h em u t u a l t r a n s m u t a t i o ni nh u m a nb o d y ，t h ep o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i dc a nb ed i v i d e di n t ot w os e r i e s ： t h e - 3a n dt h e - 6p r i m a r i l y t h e - 6p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i di n c l u d e st h e o c t a d e c a d i e n i o ca c i d ( a l s oc a l l e dt h el i n o l e i ca c i d ) q a ) ；t h ec a l e n d i ca c i d ( a l s oc a l l e dt h ey - l i n o l e n i ca c i d ) ( g l a ) ；t h ee i c o s a t e t r a e n o i ca c i d ( a l s oc a l l e dt h ea r a c h i d o n i ca c i d ) ( a a ) w ec a n g e tt h e - 6p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i df r o ma m p l em i c r o o r g a n i s m 。a n i m a l sa n dp l a n t s r e s o u r c e s b e c a u s et h e r ea r ep l e n t i f u ll i n o l e i ca c i d si nt h es e s a m e ，t h i se x p e r i m e n tw i l l e x t r a c tt 1 1 eu n s a t u r a t e df a t t ya c i df r o mt h es e s a m e r e s e a r c h i n gf o rm a n yy e a r s ，p e o p l ek n o wt h ep h y s i o l o g i c a lf u n c t i o no ft h e ( o 一6p o l y u n s a t u r a t e df a t t ya c i du n a m b i g u o u s l y t h e - 6p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i dh a st h es p e c i a l i i l 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻0 1 6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 p h y s i o l o g i c a lf u n c t i o nb e c a u s eo fi t sp a r t i c u l a rs t r u c t u r e i tc a np r e v e n ta n de a s ev a d o u s c a r d i o v a s c u l a rd i s e a s e s ；a c c o m m o d a t et h eg r o w t ho ft h ec e l l ；h a v et h ev e r yh i g ha n t i c a n c e r a c t i v i t y ；r e s t r a i n tt h eg a s t r i cu l c e ra n dt h eg a s t r o r r h a g i a ；t h e 一6p o l yu n s a t u r a t e df a t t y a c i da l s oh a st h ef u n c t i o no fa u g m e n t i n gt h ei n s u l i n ，t h ew e i g h tr e d u c t i o na n ds t r e n g t h e n i n g t h ei m m u n i t ye t c i t sa p p l i c a t i o ns t u d yr e a l me x t e n d sc o n t i n u o u s l y , e x p r e s s i n gt h eg o o d m a r k e tf o r e g r o u n d t h es e s a n l ei sas p e c i a lr e s o u r c e si nt h ew e s t e r nr e g i o no fj i l i np r o v i n c e ，b u tc u r r e n t l y t h es e s a m ep r o d u c ts t a y sa tt h es t a g eo fl o we x t r ag a i ns u c ha sp r o c e s s i n gs e s a m eo i l ，s e s a m e p a s t ee t c ，l a c ko ft h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no ft h eh i g he x t r ag a i n ，t h e r e f o r e ，t h es e s a m e r e s o u r c e sa d v a n t a g ei nt h ep r o v i n c eo fj i l i ni s ，s of a r ，s t i l lh a sn o tc o n v e r ta st h ee c o n o m i c a d v a n t a g e t h i sr e s e a r c ha d o p t st h eh i g ha n dn e w - t e c h n o l o g yi n d u s t r i e so ft h ec r i t i c a lc 0 2 e x t r a c t sa n dt h eg a sc h r o m a t o g r a pt op u r i f yt h e 一6p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d a n dim a k e s i ti n t oah e a l t hf o o di nf o r mo f t h es o f tc a p s u l e ，t h i sm e t h o dn o to n l yc a nm a k et h ep r e c i o u s r e s o u r c e si n t ot h eu t i l i z a t i o no fah i 曲e x t r ag a i n ，b u ta l s oc a l li n c r e a s e st h es t a b i l i t yo f a n t i o x i d a t i o n ，p r o m o t i n gt h ee c o n o m i cb e n e f i to ft h es e s a m ep r o c e s sb u s i n e s se n t e r p r i s e s i g n i f i c a n t l y i t so n eo ft h ee f f i c i e n tp a t h st or e s o l v et h e s e s a t l l ep r o b l e m si np r o v i n c ej i l i n f u n d a m e n t a l l y t h i st h e s i si st h ei m p o r t a n tc o n t e n to f t h ea t h w a r tc o l l a b o r a t i v ep r o j e c t s t u d yo nh i g h a d d i t i o n a lv a l u ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fs e s a m ea n dt r i t u r a t i o no fs e r i a lp r o d u c t b e t w e e nj i l i na g r i c u l t u r eu n i v e r s i t ya n dt h es e s a m ei n d u s t r yo f f i c ei nd a a nc i t y ，m a d m a i n l yr e a c h e so nt h ee x t r a c t i v et e c h n i q u eo ft h e 一6p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i di nt h e s e s a m e sa n dt h ep r e p a r a t i o nt e c h n i c so f t h es o f tc a p s u l e ，a n da c q u i r e sf i n d i n g sb e l o w ： 1 d e f i n i n gt h eo p t i m a lp r o c e s sc o n d i t i o n so ft h es u p e r c r i t i c a lc 0 2 e x t r a c t i o no ft h eo ) 一6 p o l yu n s a t u r a t e df a t t y ( t h el i n o l e i ca c i dm a i n l y ) ：t h ep r e p r o c e s s i n gt e m p e r a t u r e15 0 v ，t h e e x t r a c t i o np r e s s u r e3 0m p a ，t h ee x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e4 5 * ( 3 ，t h ee x t r a c t i o nt i m e2 0 h ，c 0 2 d i s c h a r g e1 5l s h 2 a d o p t i n gt h eg a sc h r o m a t o g r a p h yt om e n s u r a t et h e 一6p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i di n t h ew h i t es e s a m es e e df r o mt h ed a a nc i t yq u a l i t a t i v e l ya n dq u a n t i f i c a t i o n a l l y ，t h er e s u l t i n d i c a t e si tc o n t a i n st h el i n o l e i ca c i d1 9 3 9 l o o gs e s a m e s ，t h e7 - 1 i n o l e n i ca c i do 5 3 9 1 0 0 9 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻一6 多币饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 s e s a h l e s 3 d e f i n i n gt h ec o n d i t i o no ft h eo p t i m a lc o m p o u n da n t i o x i d a t i o n t h ec o n d i t i o no ft h e o p t i m a la n t i o x i d a t i o ni st h ev ea d d - o n0 5 t h eb h aa d d - o n0 0 5 t h et b h qa d d - o n o 1 a n da d o p t i n gw a l lm a t e r i a li i i 4 w h e nt h ed o s a g eo ft h e ( o - p o l y6u n s a t u r a t e df a t t ya c i dg o to nt h ec o n d i t i o no ft h e o p t i m a ls u p e r c r i t i c a le x t r a c t i o ni s1 5 0g k g ，i tr e s t r a i n st h ei n c r e a s i n go ft h ec h m i c e 。st o t a l c h o l e s t e r o la n dt r i g l y c e r i d ec a u s e db yy o l kn o t a b i l i t y w i t ht h ed o s a g ei n c r e a s i n g ( 3 0 0 k g ) ，t h i sk i n do ft h er e s t r a i n i n gf u n c t i o ne n h a n c e s ，b u tw h e nt h ea m o u n to fd o s a g er e d u c e st o t h eo 7 5e d k g ，t h e r ei s1 1 0t h i sf u n c t i o n 5 w h e nt h ed o s a g eo ft h e - p o l y6u n s a t u r a t e df a t t ya c i dg o to nt h ec o n d i t i o no ft h e o p t i m a ls u p e r c f i t i c a le x t r a c t i o ni s 1 5 0e d k g ，i tr e s t r a i n st h ei n c r e a s i n go ft h ea l l o x a n c h m i c e st o t a lc h o l e s t e r o la n dl o wd e n s i t yl i p o p r o t e i n t h es e t so fo 7 5 ，1 5 0 ，3 0 0e d k gc a n m a k eh i 出d e n s i t yl i p o p r o t e i ng ou po b v i o u s l y 6 t h ec h m i c ei st e s t e da c u t et o x i c i t ya n d9 0d a y sf e e d i n gw i t ht h e 一6p o l yu n s a t u r a t e d f a t t ya c i ds o f tc a p s u l em a d et h r o u g ht h i st e c h n i c s t h er e s u l ti n d i c a t e s ：t h ep r o d u c t b e l o n g s t ot h en o n t o x i cc l a s s ，t h em u t a g e n i c i t ya n d g e n e t i ct o x i c i t yi sz e r o ，s h o w i n gt h i sp r o d u c ti s n o tp o i s o n o u sa n dh a r m l e s st oh e a l t h ，a n di ti se d i b l e k e yw o r d s ：石p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d l i n o l e i ea c i d s u p e r c r i t i e a lc 0 2 f l u i de x t r a c t i o n c o m p o u n da n t i o x i d a t i o n v 独创性声明 本人，：，明所呈交的学位论文是本人存导师指导卜进行的研究1 一作发取得的 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，出不包禽为获得吉林农业大学或其他教育机 构的学位证书而使用过的利料。与我一同： 作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名签字日期：年月h 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解吉林农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即 吉林农业大学有权保留并向国家有关部 、j 或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借测。本人授权吉林农业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、汇编学 位论文。( 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： 签字f i 期 学位论文作者毕业去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 签字日期：年月日 电话： 邮编： 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 刖昂 1 国内外的研究现状 近年来，人们发现食用较多油脂会造成高血脂、高胆固醇、肥胖等为消费者所顾 虑的不良影响。由此，国外相继开发新型营养保健型油脂，其功能主要有降胆固醇、 降血脂、减肥等保健作用，其中的主要功效成分即为多不饱和脂肪酸。德国化学家u n g e r 于1 9 5 8 年首次从夜来香中分离出油酸、亚油酸之外，还分离出一种从未发现的脂肪酸， 其化学结构与亚油酸相似。这一发现在全世界引起了轰动，限于当时的技术条件不能 分离这种新的脂肪酸，只是存在于油酸、亚油酸的混合物中，因此尚未引起重视。直 到2 0 世纪7 0 年代，科学家研究发现这种脂肪酸不能在体内自身合成，同时又是体内 不可缺少的不饱和脂肪酸，被命名为￥一亚麻酸。由于它的作用独特，故又称维生素 f 。日本从大麻中提取出的最具营养平衡性的油脂，含大量必需脂肪酸，所含u 一6 ( 亚 油酸) 与m 一3 及y 一亚麻油酸平衡性最好。跟据最近美国临床营养杂志一篇报告指出， 美国近2 0 年的研究发现，不论在动物、人体或组织培养等实验中，都显示出不饱和脂 肪酸中的u 一3 及u 一6 多不饱和脂肪酸对心血管疾病有相当显著的预防效果，所以如何 提高饮食中一3 及m 一6 多不饱和脂肪酸的摄取量，就成了美国近年来积极努力的方向。 其他国家也相继开发出不同的产品。在我国，由于经济的持续发展，人民生活水平 的不断提高，人们的养生保健意识也有了空前提高，尤其是高血脂、高胆固醇、 动脉硬化及血栓等现代文明病，使得人们更加重视人体必须脂肪酸的研究和应 用。目前，必须脂肪酸正从多个方面进入新的发展阶段“，包括：扩大天然来 源和综合利用研究；从分子水平上研究必须脂肪酸与人类健康及抗衰老的生理 关系，以及人类饮食搭配与封闭性人群体实验等；必须脂肪酸的药用高纯化及 其体外加成反应等。 但目前国内外在”系列多不饱和脂肪酸提取及应用方面还存在有机溶剂钱 留及产品稳定性差等缺陷。经国内外有关资料查新结果表明，以芝麻为原料，并 采用本研究方法制取u 一6 多不饱和脂肪酸软胶囊的研究及生产属国内首创，国外 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻u 一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 也未见报道。 2 多不饱和脂肪酸的结构与分类 多不饱和脂肪酸因其结构特点及在人体内代谢的相互转化方式不同，主要可分成 u 一3 及。一6 两个系列。在多不饱和脂肪酸分子中，距羧基最远端的双键是在倒数第3 个碳原子的称为( i ) 一3 或n 一3 多不饱和脂肪酸，如在第6 个碳原子上的，则称为( 1 ) 一6 ( n 一6 ) 多不饱和脂肪酸。 一6 系列：包括十八碳二烯酸( 俗称亚油酸，l a ) ；十八碳三烯酸( 俗称y 一亚麻 酸，g l a ) ；二十碳四烯酸( 俗称花生四烯酸，从) 。 m 一6 系列多不饱和脂肪酸的结构式图1 ： ：= = c 0 0 1 1 = ，、7 亚油酸结构式 厂3 、 c o o h = = ： y 一亚麻酸的结构式 花生四烯酸的结：l 勾式 图1 各种u - 6 多不饱和脂肪酸的结构式 3 多不饱和脂肪酸的来源 3 1 多不饱和脂肪酸的动植物资源 3 1 1 亚油酸 亚油酸作为最早被确认的必需脂肪酸和重要的多不和脂肪酸，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、棉籽油、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， 2 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻如一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 还有一些含亚油酸特别高的油脂资源。 3 1 2d 一亚麻酸 n 一亚麻酸在大豆油、菜籽油、葵花籽油中都有一定的含量，相对于亚麻油而言， n 一亚麻酸的资源和日常可获得性要差很多，但在一些藻类与微生物中存在较多的a 一亚麻酸资源。 3 1 3y 一亚麻酸 含量较高的y 一亚麻酸资源在自然界和人类食物中不太常见，而且其含量低很难 成为有经济价值的可利用资源，如燕麦和大麦中的脂质含有0 2 5 1 0 的y 一亚麻 酸，乳脂中含0 1 o 3 5 。现已发现一些植物的油籽中含有较为丰富的y 一亚麻酸”“。 3 1 4 二十二碳六烯酸( d h a ) 和二十碳五烯酸( e p a ) 陆地植物油中几乎不含e p a 和d h a ，在一般陆地动物油中也测不出。但高等动物的 某些器官与组织中，例如跟、脑、睾丸等中含有较多的d h a 。海藻类及海水鱼是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矗a 、e p a 、二十二碳五烯酸( d p a ) 、 d h a 四种脂肪酸，以e p a 和d h a 的含量较高o “。 3 2 多不饱和脂肪酸的微生物资源 1 9 6 2 年e y w i n 和b l o c h 用人工方法培养某些纤毛纲原生动物( c i l l i a t e dp r o t o z a ) 测定其组织中脂肪酸组成，发现5 个种中有4 个种y 一亚麻酸含量达到3 0 以上。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。而微生物本 身具有低成本，培养迅速，生产周期短，可以规模化生产等优点，因而有着非常广阔 的前景“。 多不饱和脂肪酸( p u f a ) 广泛存在于微藻类、细菌真菌的细胞中，但不同种类以 及不同菌株含量及组成不同”。 4一6 多不饱和脂肪酸的生理功能 m 一6 多不饱和脂肪酸之所以受到广泛关注，不仅仅因为m 一6 系列的亚油酸是人体 不可缺少的必需脂肪酸，更重要的是因为它们在体内可转化为多种在人体生理活动中 起着重要作用的几种多不饱和脂肪酸，与人体心血管疾病的控制( 比如能够显著影响 脂蛋白代谢，从而改变心血管疾病的危险性；影响动脉血栓形成和血小板功能；影响 动脉粥样硬化细胞免疫应答及炎性反应) “、免疫调节、细胞生长以及抗癌作用等息 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻u 一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 息相关。这些脂肪酸在人体内的转化关系如下所示。表示碳原子在碳链上的位置是 从距脂肪酸的羧基端( 一c 0 0 h ) 开始的位数。 m 一6 多不饱和脂肪酸 亚油酸 ( c 1 8 ：2 ( i ) 一6 ) i 6 去饱和酶 y 一亚麻酸 ( c 1 8 ：3 ( i ) 一6 ) i 5 去饱和酶 花生四烯酸 ( c 2 0 ：4 一6 ) i 肾上腺酸 ( c 2 2 ：4 ( i ) 一6 ) 4 去饱和酶 二十二碳五烯酸 ( c 2 2 ：5 ( i ) 一6 ) 从上图可以看出y 一亚麻酸、花生四烯酸、肾上腺酸、二十二碳五烯酸等对人体具 有重要生理意义的多不饱和脂肪酸的合成原料是u 一6 多不饱和脂肪酸中的亚油酸，人 体如果缺乏亚油酸就不能合成这些多不饱和脂肪酸。另外，以谷物为主食的人群，容 易缺乏亚油酸，因此经常性补充外源性亚油酸对保证人体健康是非常必要的“”。 4 1 - 6 多不饱和脂肪酸与心血管系统疾病 膳食中的脂类能够显著影响脂蛋白代谢，从而改变心血管疾病的危险性。多不饱和 脂肪酸可降低l d l ( 低密度脂蛋白) - , n 固醇，所有脂肪酸均可使l d l 一胆固醇浓度升 高，但随着脂肪酸不饱和度的增加而这种作用减少。 多不饱和脂肪酸对动脉血栓形成和血小板功能有明显影响。亚油酸的摄入量与血浆 磷酯、胆固醇酯和甘油三酯中的亚麻油含量有很强的相关性，且血小板的总亚油酸、 y 一亚麻酸、花生四烯酸、e p a 以及d h a 与血浆甘油三酯、磷酯、脂肪组织中的脂肪酸 4 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻u 一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 浓度呈显著相关性”“。但是这些多不饱和脂肪酸浓度( 如脂肪组织中的) 并不能预测 血栓形成的危险性。在芬兰进行的两项研究发现，二磷酸腺苷( a d p ) 诱导的血小板聚 积与脂肪组织和血浆甘油三酯中的亚油酸含量呈显著正相关，但与血小板的亚油酸含 量无相关关系。y 一亚麻酸在临床上的试验结果表明有降血脂作用，对甘油三酯、胆 固醇、d 一脂蛋白的下降有效性在6 0 以上，而且y 一亚油酸在体内转变成具有扩张 血管作用的前列腺环素( p g i 。) 保持与血管收缩素( t x a 。) 的平衡，可防止血栓形成。 在对美国的卫生专业人员的随访研究中，摄入a l a ( 0 8 1 5 9 d ) 与心肌梗死危险性 呈负相关，因此a l a 对冠心病可能具有特殊的预防作用。d el o r g e r i e 等在一项用多种 膳食对生活方式的干预试验中，认为每天约2 9 a l a 具有保护作用。血清a l a 浓度与中锋 危险性呈反比，另一项前瞻性研究发现，心肌梗死患者血清a l a 、e p a 和d h a 浓度均很低 3 2 】 o 。一6 系列多不饱和脂肪酸可能还具有见血压作用”“。通常认为，皿油酸能影响血 压的原因在于这两种物质可改变细胞膜脂肪酸构成及膜流动性，进而影响离子通道活 性和前列腺素的合成1 。 4 2u 一6 多不饱和脂肪酸与细胞生长 关于。一3 和( | ) 一6 长链p u f a 女n 何影响特定组织生长的资料甚少。现有研究显示p u f a 对脑、视网膜和神经组织发育有影响。d h a 和a a 使脑和视网膜中两种主要的多不饱和 脂肪酸。虽然p u f a 对于成年人而言它们的缺乏表征极少见，但对于胎儿和婴幼儿的影 响显著“。 花生四烯酸摄入不足可导致脑功能障碍”“。 4 3 。- 6 多不饱和脂肪酸的抗癌作用 y 一亚麻酸能够明显的抗脂质过氧化作用，是通过清除自由基来完成的。同时y 一亚麻酸通过脱氨酶的作用转化为花生四烯酸等，具有抗癌活性”。 4 4u 一6 多不饱和脂肪酸抑制胃溃疡及胃出血的作用 y 一亚麻酸能够明显地抑制醋酸型胃溃疡，抑制胃液分泌，降低胃酸酸度”。 4 5 - 6 多不饱和脂肪酸增强胰岛素作用 由y 一亚麻酸而来的前列腺素等活性物质”“。可以提高胰岛6 一细胞分泌胰岛素 的功能。恢复糖尿病人细胞的脂肪酸去饱和酶的活性。临床观察表明对高血糖者有降 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻u 一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 血糖作用。 4 6m 一6 多不饱和脂肪酸减肥作用 y 一亚麻酸是通过促进脂肪线粒体的活性，消耗体内过多热量，防止脂肪蓄积， 而具有治疗肥胖症的作”。 4 7 。一6 多不饱和脂肪酸的免疫调节作用 c a l d e r 在1 9 9 0 年的综述认为，花生四烯酸等多饱和脂肪酸能够影响多种细胞( 其 中包括那些语言性和免疫性有关的细胞) 的不同功能。 可能通过多种机制作用于细胞水平。 通过免疫系统的细胞调节类二十烷酸( e i c o s a n o i d ) 的生成，尤其是将促炎因子 p g e 。和白三烯b 。的生成。 调节膜流动性。 调节细胞信号转导途径，尤其是与脂类介质( 1 i p i dm e d i a t o r s ) 、蛋白激酶c 和 c a 2 + 动员有关的途径。 调节与细胞因子生成( c y t o k i n ep r o d u c t i o n ) 或过氧化体增殖( p e r o x i s o m a p r o l i f e r a t i o n ) ，脂肪酸氧化( f a t t ya c i do x i d a t i o n ) 和脂蛋白组装( 1 i p o p r o t e i n a s s e m b l y ) 有关基因的表达。 4 8 其他作用 多不饱和脂肪酸还能防止皮肤老化、延缓衰老、抗过敏反应以及促进毛发生长。 5一6 多不饱和脂肪酸的缺点 由于u 一6 多不饱和脂肪酸含有两个或两个以上的双键，很容易发生氧化酸败，因 此给加工和储藏带来很大不便。“。本研究采用复合抗氧化技术“，克服了u 一6 多不饱 和脂肪酸的这一弱点。 6 本试验的创新情况 从芝麻产品的发展方面预测，进入2 l 世纪中国芝麻产品的生产将向“天然、营养 和保健”的世界保健食品发展潮流靠拢。在生产原料上，将趋向于纯天然绿色食品的 生产规范，在生产加工上，将趋向于采用低能耗、无污染及无有害物质残留技术，最 大限度的保留原料中的各种天然营养成分。1 “。本课题提出的生产技术和加工工艺均 符合这一时代潮流。 6 吉林农业大学硕士学位论文 芝麻u 一6 多不饱和脂肪酸提取技术及应用的研究 本课题研究的产品具有较高的科技含量及鲜明的新颖性，产品纯度高、稳定性强、 功效显著，适合社会各阶层人士，消费面广1 。本课题有以下创新点： 采用超临界c o s 萃取( s u p e r c r i t i c a lc o 。f l u i de x t r a c t i o n ，s f e c 0 2 ) 技术提 取芝麻中u 一6 多不饱和脂肪酸，最大限度地保持芝麻中的其它营养成分不被破坏，提 取物与渣料易于分离且无有害物质残留，提取后的芝麻油，由于已去除部分。一6 多不 饱和脂肪酸其稳定性明显增加，同时无变性渣料还可用于其他食品的生产。 采用复合抗氧化技术，加入抗氧化剂叔丁基羟基茴香醚( b h a ) 和叔丁基对苯二 酚( t b h q ) ，增效剂抗坏血酸，淬灭剂生育酚，利用抗氧化壁材滴制软胶囊，大幅度提 高产品的稳定性5 “”。 采用动物实验的方法对本研究提取的。一6 多不饱和脂肪酸的降血脂及降胆固 醇功能进行了验证。 7 本试验研究的目的和意义 芝麻是迄今为止被人类用作食品资源的最古老的籽实，也是最早使用的调味品。 芝麻最初生长在热带和亚热带地区，亚洲是最大的产区，占世界栽培面积的7 0 以上， 其中我国、缅甸、墨西哥等国家是主要的芝麻生产国，吉林省西部地区是我国芝麻主 要产区之一。芝麻含有丰富的油脂和蛋自质，具有较高的食用价值。芝麻子粒中含有 4 5 6 3 的油脂，平均值为5 4 ；1 9 3 1 的蛋白质，平均值为2 5 ；2 0 2 5 的碳水化合物， 包括粗纤维；4 一6 的狄分”“。 芝麻籽中的脂质主要由天然甘油酯组成，含有0 0 8 0 1 3 的磷脂( 卵磷脂：脑磷 脂= 5 2 ：4 6 ) 。甘油酯是混合型的，主要是油酸一双亚油酸，亚油酸一双油酸型甘三酯及 由一个饱和脂肪酸根和油酸与亚油酸中的一个酸根相结合的甘油酯。因此芝麻油脂大 部分是三不饱和型和双不饱和型，含少量单不饱和脂肪酸甘油酯，三饱和脂肪酸甘油 酯在芝麻中实际是不存在的。 芝麻油中约含8 0 的不饱和脂肪酸。其中，u 一6