（食品科学专业论文）富含ω3多不饱和脂肪酸牛乳的生产及其抗氧化方法的研究.pdf

摘要 一3 多不饱和脂肪酸是人体生长发育所必需的脂肪酸，且人体不能自身合成，只能从食物中 摄取。牛乳虽然被誉为全价营养食品，但其中饱和脂肪含量较高，不饱和脂肪酸含量低。特别是 - 3 多不饱和脂肪酸的含量极少，长期饮用会对人体产生不良影响，因此改善牛乳中腊肪酸的组 成，提高牛乳中o 多不饱脂肪酸含量，使牛乳成为既含有全价营养素，又不影响身体健康的食 品，将具有极好的市场价值。 研究确定了- 3 多不饱和脂肪酸牛乳的气相色谱仪检测法中样品前处理方法。结合g b ，r 5 4 1 3 3 - 1 9 9 7 婴幼儿配方食品和乳粉脂肪的测定中脂肪提取的方法，采用对提取脂肪过程中 水浴加热的温度、有机溶剂抽提处理液吹氮气浓缩比例进行单因素试验的方法。结果得出：当提 取脂肪过程中水浴加热的温度为4 0 、有机溶剂抽提处理液吹氮气浓缩比例为l ：5 时，牛乳中一3 多不饱和脂肪酸提取效果最好。 以富含- 3 不饱和脂肪酸的亚麻籽为原料，采用不同处理方法，防止亚麻籽过奶牛瘤胃时 不饱和脂肪酸被氢化。首先以亚麻籽添加量为单因素，饲喂奶牛确定了奶牛饲料中亚麻籽的添加 量；处理过的亚麻籽再经拉丁方试验设计，饲喂奶牛确定了添加亚麻籽的最佳处理方法。经气相 色谱仪测定，结果得出：饲喂添加饱和脂肪包被粉碎的亚麻籽的饲料，可以得到3 多不饱和脂 肪酸平均含量为4 8 6 8 m 朗。的牛乳，用饱和脂肪包被粉碎的亚麻籽，其添加量为1 0 ，包被时 饱和脂肪与亚麻籽配比为1 ：4 。得到的富含- 3 多不饱和脂肪酸牛乳各项理化指标均符合国家标 准。 以饲喂亚麻籽生产的3 多不饱和脂肪酸牛乳为原料，选择维生素e 、植酸、番茄红素为 抗氧化剂，通过单因素试验确定抗氧化剂添加水平、复合抗氧化试验选择出复台氧化剂的最佳配 比组合，并通过加速氧化试验后测定过氧化值的方法，测试各种抗氧化剂的抗氧化能力。结果得 出：复合抗氧化荆中维生素e 为0 0 2 0 、植酸为0 0 2 0 、番茄红素为o ，o l o 时，其添加到国一3 多不饱和脂肪酸牛乳中，在5 6 h 的试验期内的过氧化值变化仅为o 0 2 o ，0 6m e q 他。对添加复合 抗氧化剂的u 3 多不饱和脂肪酸乳进行感官评定试验结果是：。_ 3 多不饱和脂肪酸乳的色泽、 组织状态与常乳无显著差异：滋味、气味与常乳相比稍有差异但都在可以接受的范围之内。 结论：由检钡0 结果可知，样液采用水浴温度4 0 、甲醑化后浓缩比为1 ：5 时，气相色谱仪 测定牛乳中- 3 多不饱和脂肪酸的方法是可行的；用饱和脂肪包被法生产的配比饲料饲喂奶牛， 可以得到含量为4 8 6 8 m g 九的- 3 多不饱和脂肪酸牛乳，因此对奶牛强化饲喂富含不饱和脂肪酸 的亚麻籽，以增强牛乳中不饱和脂肪酸的含量方法可行：以维生素e0 0 2 0 、植酸0 0 2 0 、番 茄红素o 叭o 组成的复合抗氧化剂作为富含多不饱和脂肪酸牛乳的抗氧化剂，能够得到理想的 抗氧化效果，说明添加抗氧化剂可以达到增强多不饱和脂肪酸乳抗氧化能力的目的。 关键词：亚麻籽；( 1 ) 一3 多不饱和腊肪酸：抗氧化性能 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，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，也不包含为获得黑龙江八一农垦大学或其它教育机构的 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已在 论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：三职轰一时间：a 年f 月厅日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解黑龙江八一农垦大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意黑龙江八一农垦大学可以用不同方式 在不同刊物上发表，传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名。不眵乏、一 时间：“阳，年彳月疗日 导师签名：弓伽 时间；o 吻二年月盯1 了 a l a 、e p a 和d h a 从结构上看属于( 0 - 3 型，即从甲基一端计数第一个双键链接在第三个c 原子上。其结构如下图【1 4 】： a l a 、分子量：2 7 8熔点：一1 1 e p a 、分予量：3 0 25 熔点：一5 4 d 姒、分子量：驼& 5 熔点：一“ 圈】1a l a 、e p 、d l i 分子结构囤 2 3 2 _ 3 多不饱和脂肪酸的功能 h ( 1 ) 防治心血管疾病 关于e 队和d h a 防治心血管疾病、血栓形成机理的研究是进行的最早、也是研究的最透彻 的。从心血管疾病和血栓形成的发病机理，可以将e p a 和d h a 的作用归纳为以下几个方面： 增加前列腺环素( p g l 2 ，是与血栓素相互对抗的物质，合成，导致内皮细胞表面血栓形成减少【1 5 】； 抑制血小板撤活，减少血小板源生长因子和t x a 2 ( 血栓索，强烈促使血小板凝聚和血管收缩， 促血栓的生成) 生成，使血栓形成较少；减少氧自由基的生成，l i ) l ( 低密度脂蛋白) 氧化减 少，内膜蓄积巨噬细胞和平滑肌细胞摄入胆固醇减少【1 7 】：减低单核细胞的趋化性，抑制白 介素1 、肿瘤坏死因子和血小板激活因子的生成，因而可以减少内皮细胞损伤和白细胞黏附： 减低u b 4 ( 白三烯b 4 ，对血液循环中的嗜中性白细胞和单核细胞有强的趋化吸附力) ，从而减 少血管壁损伤部位的炎症反应：增加纤维蛋白溶解活性，有利于防止血栓形成和血管堵塞【l 8 】 【1 9 】【2 0 】。 总之e p a 和d h a 通过改变血浆蛋白的构型和血细胞膜磷脂中的脂肪酸组成降低血液粘滞 度，抑制血小板凝聚，从而增加了血液的流动性，达到防治心血管疾病、血栓形成的目的。 ( 2 ) 抗肿瘤作用 流行病学的研究资料显示，摄入3 p u l 谴可以抑制肿瘤的生长，从而降低结肠癌、乳腺癌、 前列腺癌、白血病、皮肤癌和脑瘤等恶性肿瘤的发病率b “。根据现有的研究资料，- 3 p u i a 可 以抑制肿瘤的作用主要表现为以下几个方面。影响生物膜的构成和功能，调节肿瘤细胞膜中 - 3 p u f a 佃击p u f a 的适当比例可以增加肿瘤细胞膜的流动性，使细胞毒药物向细胞内的扩散增 加，引起药物在细胞内聚集，增强肿瘤化疗的敏感性【2 2 j ：- 3 p u f a 能竞争性抑制促进肿瘤细胞 生长、阻止肿瘤细胞凋亡的酶c o x ( 环氧合酶) 和l o x ( 脂氧合酶) 的表达，并抑制其活性1 ； - 3 p 切认能导致肿瘤细胞内脂质过氧化产物的增加和肿瘤杀伤效应，而且含有的双键越多， 对肿瘤生长的转移合抑制作用就越强；抑制某些癌症基因编码蛋白在细胞浆膜上的定位功能， 并抑制某些癌症基因编码蛋白活化，部分阻断了癌细胞的信号转导；- 3 p u f a 能减低内皮细 胞活性，下调血管细胞粘附分子和细胞间粘附分子在内皮细胞上的表达，从而阻断癌细胞粘附于 4 表2 5 试验组日粮糖科组成表( ) 玉米 小麦豆饼试验麦芽小苏打食盐d d g s 石粉磷酸预混总计 麸亚麻根 氢钙料 籽 捣61 55 0611 562 1 5 l 】0 0 ( 3 ) 试验周期设计 在每组拉丁方试验周期内，以饲喂亚麻耔的1 5 天为预试期( 使奶牛适应新饲料) ，6 1 1 天为正式期。更换饲料时，停止饲喂添加亚麻籽的饲料3 天，而后重复预喂期、正式期。每组拉 丁方试验周期为5 7 天。 ( 4 ) 采样时间 在正式期内分别在第7 、第9 、第1 1 天早晨采集试验组奶样，同时对空白饲喂奶牛采样。 ( 5 ) 测试项目 亚麻籽常规指标的测定 * 亚麻酸含量测定方法为：随机抽取亚麻籽样品1 赡，粉碎后按照奶样前处理方法处理后， 利用气相色谱仪检测其中亚麻酸禽量。 酸价 根据g b5 5 3 0 - 8 5 植物油脂检验酸价测定法测定进行检测。 碘价根据g b5 5 3 4 - 8 5 植物油脂检验皂化价测定法测定进行检测。 奶样中常规指标的测定 乳样中的总固体、总脂肪、和酸度的测定根据g b5 4 0 9 培5 牛乳检验方法测定进行 检测。 总蛋白的测定根据g b5 0 0 9 5 - 8 5 食品中蛋白质的测定方法进行检测。 奶样中国- 3 p u a 攫4 定 将收集奶样按照本文2 1 前处理方法进行处理再通过气相色谱仪检测e e a 和d h a 。 2 4 3 多不饱和脂肪酸乳抗氧化方法研究 2 4 1 饲喂亚麻籽生产_ 3 多不饱和脂肪酸乳抗氧化性能测试 通过饲嚷添加亚麻籽的饲料，使奶牛生产m - 3 p u l 强牛乳。但- 3 p u f a 具有翁氧化的特点， 其抗氧化能力直接影响到牛乳的保质期。因此，对得到的3 p 切谴牛乳进行抗氧化能力的测定。 以便进一步做抗氧化方法的试验。 测定3 p u f a 牛乳在加速氧化试验过程中，乳中脂肪过氧化脂变化情况。因为，在含有 仿3 p u f a 的牛乳在加速氧化试验过程中，最先被氧化为碳链最长、不饱和度的多不饱和脂肪酸， 所以牛乳在加速氧化试验最初的一段时间内过氧化值变化主要是由于乳中多不饱和脂肪酸的氧 化引起的。因此本试验选择以3 p u e a 牛乳在加速氧化时期内过氧化值变化来说明乳中 3 p u f a 的变化情况。 ( 1 ) 总脂肪的测定 ，1 8 x 一3 p u f a 最早是从海洋鱼类的鱼油中分析出来的，对于源于海洋生物3 p u f a 的研究是进 行的最早、最深入。作为- 3 p u f a 的自然资源，从保证其含量以及提取和精制的难易程度来考 虑，从海洋鱼油中提取- 3 p u f a 是最为可行的方法。一些海产动物脂质中e 只a 和d 舱的含量 见表1 2 。 由表可见，e p a 含量高的有：南极磷虾的脂质，狭鳕鱼肝油，墨鱼肝油，鲐鱼油，远东拟沙 丁鱼油；d l h a 含量高的有远东拟沙丁鱼油，墨鱼肝油，鲐鱼油，秋刀鱼油，南极磷虾油。国 外对海洋鱼油的提取及精制工艺已经达到相当的水平，低温盐法、低温分别结晶法、甲酸甲酯分 离法、尿素包合法、硝酸银硅胶柱层析法、选择性吸附法、高效液相色谱法、腊肪酶浓缩法、分 子蒸馏法、超i 临界流体萃取法等现代提取工艺已经应用于海洋鱼油中3 p u f a 的提取p ”。但复 杂的加工和精制过程使得利用鱼油提取的3 p u f a 产品价格昂贵，同时，过高的胆固醇含量、 带有鱼腥睐。 表1 2 一些海产动物脂质中e p a 和d h a 的含量 2 5 2 源于微生物的_ 3 多不饱和腊肪酸原料 一些微生物的代谢过程中会产生m 一3 p u f a ，这样的微生物大致可鞋分为两类：真菌类和海 洋藻类。近年来，国外科学家已经从多种真菌中筛选出多株产一3 p u f a 的真菌，如：被包酶m 0 r t i e r l l a 、障疫霉p h y t o p h t h o r ac i n n 鲫o m i 、破囊壶菌t l l r a u s t o c h y t r i u m a u r e u l n 等生产一3 p u f a 的能力都很强。国外已报道的利用真菌生产u 书p u f a 一般可通过这样的两条途径：一是以 碳源( 如葡萄糖等) 直接经苗体的脂肪酸合成途径来合成p u f a 。二是通过微生物的转化作用将低 - 7 黑龙江八一农垦大学硕士学位论文第一章文献练述 不饱和脂肪酸转化为高不饱和脂肪酸p 1 。但是由于工艺流程不成熟、成本偏高、干扰敏感性以 及产量等问题的限制，利用真菌生产。一3 p u f a 目前还处于试验室阶段，不能实现工业化生产。 在国外，利用海洋生物中的浮游生物及藻类和微生物生产多不饱和脂肪酸的研究开展的较 早。现在已经确定含有多不饱和脂肪酸的海洋藻类有1 1 个纲，7 4 种之多，其中甲藻纲中的藻类 具有d h a 的亳含量。它包括了2 2 种有意义的藻类生物。甲藻纲中的a m 曲i d n i u mc a r t e r y 的 e p a 和d h 含量都很高，占总脂肪酸的比例分别为2 0 和2 4 。目前常见的两种利用微生物生 产u 一3 p u f a 方法有两种，即开放式大池法和光生物反应器法。第一种方法难以实现纯种培养， 受自然环境因素影响较大且藻体收集工序复杂。第二种方法污染低、产率高，回收方便，但投资 和操作成本高”“j 。 2 。5 3 源于的植物3 多不饱和脂肪酸原料 植物油中的- 3 p u f a 主要以a l a 形式存在。自然界中亚麻籽、紫苏、月见草等油料作物的 籽实都是a l a 的丰富来源，其中以亚麻籽实中a l a 含量最为丰富，是o 3 p u f a 的最佳植物性 来源。亚麻( 也称胡麻) 为年生草本植物，高为3 0 1 0 0 c m ，属亚麻科，其茎皮纤维长而韧，是 很好的油料作物。亚麻原产于欧洲、亚洲的中、近东地区现世界上除炎热赤道和极寒地带外 素的3 个水平，做b ( 3 4 ) 复合抗氧化剂配比正交试验设计， 通过保质试验、加速氧化试验以测定乳的过氧化值变化。再以过氧化值变化为指标确定维生素e； 蒌蒸。器毒墅誊蒌黎匝驾崔嗡蕾薹萁耋i 薹譬雾剪美羲霎鬈雾r 釜萋窆蠹l l 。 t 妻茎：+ 0 2roo是过氧化自由基，rh(不 x 黑扰江，卜农黾大学硕士学位电文 第一蕈文献综述 h 又可转化为自由基，进一步加速油脂的氧化反应。 在抗氧化剂和蛋白质不足情况下，当长期过多摄八多不饱和脂肪酸油脂，会引起体内脂质过 氧化反应上升和抗氧化酶话性降低j 。大量新近的研究证实，超生理平衡的脂质过氧化作用， 首先破坏细胞膜结构和功能，引发蛋白质交联，破坏酶悟性，损伤细胞核，参与许多慢性病的病 理过程，如引发炎症，动脉粥样硬化，免疫功能百降致突变、癌变等蝉9 o 岍黔丑。所以，要提 高 3 多不饱脂胁酸产品的食用性及安全性，就必须提高此类产品的抗氧化性能，添加抗氧化剂 是目前采用得最多的提高多不饱和脂肪酸抗氧化性能的方法。其原理是通过抗氧化剂的添加实现 清除自由基或把其转化为弱活性形式而破坏链反应： r 0 0 十a h ( 抗年l 化剂) r o o h + a 现在普橱采用的3 多不饱脂肪酸抗氧化剂为，适当添加不但增加了睁3 多不饱脂肪酸 产品的抗氧化性能同时v e 在防治糖尿病、清除体内自南基、抗炎症、抗动脉硬化等方面的都 有一定的保健作用，v e 的添加不会对影响食品的安垒性。近年来，随着功能性抗氧化剂研究的 深入，许多新型的、具有保健功能的抗氧化剂也正被应用于廿3 多不饱脂肪酸的抗氧化实验，如： 番茄红桑和黄酮类物质等。复合抗氧化剂瞒台抗氧化已经成为多不饱脂肪酸抗氧化的一个新方 向，由不同类抗氧化剂组成，抗氧化剂之间、抗氧化剂与增效剂之问以及抗氧化剂与螯合剂之间 合理配制，起到协同增效作用。具有抗氧化效果好、价格低、使用方便等优点，生产实践中应太 力推广使用。目前复合抗氧化剂在多不饱和脂肪酸抗氧化方面的研究正在国内外广泛开展。 2 6 2 - 6 、_ 3 多不饱和脂肪酸摄入比例问题 有研究指出、3 两系列多不饱和在体内代谢竞争同一酶系，存在明显的竞争性抑制 作用，6 佃，3 摄入比例失街会导致体内的代谢紊乱。因此膳食中石和3 两种脂肪酸动态平 衡是二十碳脂肪酸衍生物( e c 。曝a 1 1 0 i d s ) ，如前列腺素粪( p r 。s t a 西a n d j 船，p o s ) 和白三烯类( l e u k o t r i e n e s ，l t s ) 代谢动态平衡的决定因素邺】。自5 0 年代起，亚油酸降低胆固醇有益于健康的 观点占绝对优势，富含亚油酸植物油被过量地摄取一6 p u o p u e a 合适比被打破，在环氧 化酶和脂化酶作用下显著增强了以c 2 0 ：铀一6 p u e a 为底物的系列代谢( 使c 2 0 ：5 3 p u f a 为底物 系列代谢的低生理活性物质受到明显抑制) ，生成p 0 2 s 和l 1 1 4 s 高生理活性物质田j ，如在血小 扳主要生成大量血栓素( n l r o m b o x a n e ，盯渔2 ) 和p g e 2 ，促进血小板活化、聚集，刺激血管痉挛 ( t x a 2 是目前已知的最强缩血管物质并具极强的血小板聚集作用) 等，这些高生理活性物质长期 作用结果，不仅导致心脑血管发病率增高口”，而且导致肿瘤、炎症性疾病的发病率增高1 5 “。 目前内陆地区人们摄取一6 p u f a 比例为1 4 2 0 ：1 咀显高于中国营养学会在中国居民膳食 营养桑参考摄入量中提出的静6 慨舢- 3 p u f a 适宜比值4 6 ：l ，甚至高于1 9 9 4 年鞋合国粮 农组织f a o 推荐的比值为5 1 0 ：1 。 如何要降低囡体内曲6 p u f a 、3 p u f a 两种多不饱和脂肪酸比例的失衡导致的代谢紊乱问 题，科学的配方食品中的备种成分，平衡食品中各个营养成分的有散比例，儆到科学饮食，保持 健康已经成为近年来多不饱和脂肪酸研究关注的问题。 一9 一 黑龙江八农垦大学硕士学位论文 第一章文献综述 3 研究背景与意义 3 1 乳业发展概况 据中国农业部和中国奶业协会的统计数字表明，截至2 0 0 5 年底。我国奶牛存栏约为1 3 0 0 万头，同比增长1 7 9 ，奶类产量约2 8 0 0 万吨，同比增长1 7 1 。奶牛存栏数量和奶类产量增 长速度很快p 。相对于增长幅度较大的奶类产品总量，我国乳品产品结构还有待调整。目前， 国内大多数的产品集中在奶粉、液态乳、酸乳制品几个品种上，但对于干酪、黄油等乳类产品的 生产供应方面却极度匮乏。同世界乳制品产业结构的多样化相比，我国乳制品种类单一，今后， 我国乳制品市场应该向着多元化方向发展。同时，相对于国内日渐繁荣的保健品市场，具有保健 功能的乳产品数量、品种都相对较少。因此，发展具有保健功能的乳制品，对调整我国乳制品市 场产业结构，增加我国乳制品的国际竞争能力，都起着重要的作用。 3 2 3 多不饱和腊肪酸与人体健康 3 p u e a 是人体的必须脂肪酸，缺乏一3 p u f a 会导致生物体的众多生理异常现象和疾病的 产生。3 p u f a 是构成神经系统、脑细胞和视网膜的重要组分，胎儿时期如果3 p u f a 供应不 足会导致胎儿脑细胞分裂增殖障碍，严重者会导致智力发展低下甚至智障。同时婴幼儿时期缺乏 0 ) 3 p u f a 对神经系统的稳定发育影响显著，会导致神经细胞功能生理不全，从而影响人体的正 常生理代谢【3 1 l 。不但如此，3 p u l a 还是眼睛视阚膜必不可少的营养物质，缺乏- 3 p u f a 会导 致视网膜生理异常、对光不敏感等现象，这正是有人患有多种眼疾的根源及造成儿童视力低下原 因。另有资料显示3 p u f a 不足导致免疫功能减弱，同时加强淋巴细胞对促有丝分裂索的反应， 长期摄入低水平的3 p u f a 抑制免疫细胞因子的产生，这种抑制作用在老年人更明显，同时抑 制老年人由植物血凝素( p h a ) 刺激的淋巴细胞增殖。 - 3 p u f a 途径主要是从日常食用油中获取，但目前国内内陆人群最主要的摄取3 p u f a 的 方式食用油中，饱和脂肪酸的比例明显高于中国营养学会在中国居民膳食营养素参考摄入量 中推荐的饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸比例近似为1 ：1 ：1 的比值，且击p u f a 加一3 p u f a 比值更是超出标准l o 2 0 。因此如何通过膳食调节的方法提高- 3 p u f a 的摄入 量，提高我国人民的身体素质已成为当今科学工作的一个研究热点。 3 3 研究的意义 在以天然、健康为主题的今天。人们越来越倾向于预防保健和食疗，这方面产品亟待开发研 究。由于生活在内地的人们从海洋鱼类及海洋微生物类中摄取静3 p u f a 的机会少，所以从陆生 植物中摄取3 p u f a 就成为内陆人群获得- 3 p u 】强的主要途径。牛乳被誉为营养全价食品，可 以补充人体需要的蛋白质、免疫活性物质、矿物质、维生素，碳水化合物等多种营养素，而- 3 - 1 0 - 黑龙江八一农垦大学硕士学位论文 第一章文献综述 p u f a 的补充却相对缺乏。有研究表明向奶牛饲料中添加含有a l a 的油料籽实如：亚麻籽、紫 苏籽、月见草籽等，可以使饲喂油料子宴的奶牛牛奶中含有3 h 肼。食用这种含有3 p u f a 的牛乳，可以补充内陆人群体内缺乏3 p u f a 。本研究以a l a 含量最为丰富的陆生植物籽实一 亚麻籽为原料。添加到奶牛的日粮中，生产富含( 0 - 3 p u f a 的牛乳。a l a 通过生物转化可以合成 e p a 和d 队，但是在人体内的转化率不高。同时亚麻籽中含有一些对人体有害的抗营养因子如 生氰糖苷、酚、单宁等，所以不宜直接食用1 4 2 】h 4 】h ”。通过用亚麻油饲喂奶牛，不但可除去亚麻 籽中的抗营养因子，同时又可以利用奶牛对a l a 进行脱饱和及链延长的加工，生成e p a 和d h a ；并且3 p u f a 尤其是e p a 和d h a 都属于多烯不饱和脂肪酸，遇光、氧、高温不稳定，易 氧化，故将- 3 p u f a 强化于牛乳中既能起到稳定作用，又有利于人体吸收。 鉴于亚麻籽的以上特点，利用饲喂亚麻籽的方法生产3 p u f a 乳具有如下优点： 利用了我国内陆资源丰富的亚麻籽为原料，便于实现规模化生产。 通过用亚麻籽饲喂家畜，不但可除去亚麻籽中的抗营养因子，同时又可以利用生物体对亚 麻酸进行脱饱和及链延长的加工，在其体内形成e p a 和d i a 。 饲喂亚麻籽法可以降低多不饱和脂肪酸因光、氧、高温等因素而引起的氧化变质可能性。 饲喂亚麻籽法可以将* 亚麻酸体内转化为e p a 和d h a ，更便于人体的吸收利用。 转化于我们的日常饮用乳中，便于随时补充3 p u f a 。 添加入奶牛饲料的亚麻籽需要经加工处理。使亚麻耔中的a l a 不受奶牛瘤胃微生物发酵作 用的影响而过氧化，而是使其通过奶牛的瘤胃以后，在奶牛的后消化道内被消化吸收。只有这样， 被吸收的a l a 才会在奶牛体内转化合成e p a 、d h a ，并存在于牛乳中。人们通过食用仿- 3 p u f a 牛乳补充人体需要。3 p i 麟乳与人们日常食用的牛乳相比没有口感上的不同，可以使人们 在不改变饮食习惯的同时，补充体内缺乏- 3 p u f a 。此研究将改变牛乳的营养素比率和分布， 提高牛乳中3 p u f a 的含量，在满足人体对3 p u f a 同时。又具有一定的保健作用，其市场前 景看好。 4 一3 多不饱和脂肪酸乳的研究内容 4 1 牛乳中3 多不饱和脂肪酸检测方法研究 摸索一套切实可行的乳中咖3 p u e a 检测的方法。在检测含有- 3 p u f a 乳样品的过程中，如 何准确有效的检测乳中心3 p u e a 含量是非常关键的。根据前人检测肉类制品及油脂中一3 p u i 强 的方法，研究供试乳样在上机前的前处理方法。在研究乳样中- 3 p u f a 抽提方法时，对处理温 度进行研究：在研究如何使处理液上机检测图谱中峰值明显的方法时，对处理液的浓度比例进行 研究。确定一种。3 p u f a 乳气相色谱仪检测样品前处理方法。 4 2 奶牛饲料中亚麻籽添加量的研究 确定供试亚麻籽在饲喂亚麻耔生产3 p u f a 乳试验中饲喂亚麻籽的添加量。对试验牛做不 同水平亚麻耔添加量与采食量变化关系试验，确定在不影响奶牛正常采食的同时供试亚麻籽的最 适添加量。 4 3 奶牛饲料中亚麻籽的处理方法研究 采用饲喂富含- 3 p u e 的亚麻籽实现饲喂亚麻籽生产富含3 p u f a 牛乳。本试验选择亚麻 籽为添加原料，整个过程中保证亚麻籽中a l a 被牛体吸收并转化为乳中成分，实现a l a 的过 瘤胃是关键。本试验采用饱和脂肪包被、乳胶蛋白镀膜包被两种方法分别对整粒、压扁、粉碎的 亚麻籽做相关包被处理，添加到奶牛日粮中饲喂奶牛，通过测定供试奶牛乳汁中的3 p u f a 含 量，从中确定亚麻籽过瘤胃的鼹住处理方法。 4 4 富含- 3 多不饱和脂防酸牛乳的抗氧化试验 向牛乳中添加具有保健功能的一种或者多种抗氧化剂，实现富含3 p u f a 牛乳的抗氧化，整 个过程中抗氧化剂的选择和添加量的研究是关键。本实验通过对维生紊e 、植酸、番茄红素三羊申 抗氧化剂的单因素及三种抗氧化剂复合抗氧化试验，确定富含- 3 p u f a 的牛乳中添加的抗氧化 剂的种类及壤佳组合，并对最佳抗氧化剂添加组一3 p u l l a 乳做感官评定试验。 1 2 黑髭江八一农星丈学硕士学位论文第二章实验部分 1 材料 1 1 原料与主要试剂 第二章实验部分 试验牛4 头( 体重变异系数小于1 2 的经产母牛产奶量、 亚麻籽： e p a 、d h a 标准样品 石油醚( 色谱纯) ： 乙醚( 色谱纯) ： 甲醇( 色谱纯) ： 乙醇( 色谱纯) ： 冰乙酸： 三氯乙烷； 精练猪油： 酪蛋白钠： 亚麻籽油： 维生素e ： 植酸： 番茄红素： 常用试剂均为分析纯 1 2 仪器设备 g c _ 2 0 1 0 岛津气相色谱仪 d b 1 弹性石英毛细管柱( 1 5 m o 5 3 m m ( 内径) x 1 5 廿n ) 玻璃棉 9 3 f c j - 3 4 4 3 型多功能耪粗饲料粉碎机 手压式喷雾器 鼓风干燥箱 恒温箱 饲料搅拌器 酸度计 均质机 电子天平 索式提取器 乳脂率近似，遗传组成相同) ： 大庆市家畜良种繁育站 黑龙江省巴彦县兴隆镇种子站 s i 鲫a 公司产品。美国 天津市福晨化学试剂厂 天津市福晨化学试剂厂 天津市福晨化学试剂厂 天津市福晨化学试剂厂 天津化学试剂厂 天津化学试剂厂 大庆市金罗肉联厂 长生生物公司 黑龙江省八五六农场粮油公司 广东宝太克生物有限公司 广东宝太克生物有限公司 广东宝太克生物有限公司 日本岛律国际贸易有限公司 毛细管柱的汽化室玻璃衬里填充硅烷化 w a f e r s 公司美国 庆安宏升农牧机械有限公司 余姚市金春塑业有限公司 天津市实验仪器厂 天津市实验仪器厂 可南省盂津县哩达农机厂 p h e ph 1 9 8 1 2 sb yh a n n a 上海申鹿均质机有限公司 北京赛多利斯天平有限公司 金坛市晶玻实验仪器厂 黑龙江八一农垦大学硕士学位论文 第二章实验部分 2 实验方法 2 1 牛乳中一3 多不饱和脂肪酸检测方法研究 由于- 3 p 1 陌a 乳产品的检测方法目前没有实旆标准，如何对0 ) 3 p 1 琥 乳样进行正确的前处 理，而后利用气相色谱仪检测样品中( 0 - 3 p u 队的含量，是气相色谱仪检测乳中心3 p u f a 的关键。 因此，摸索一套方便适用的试验室3 p i 肼样品气相色谱检检测前处理过程十分重要。 原理：本研究参考g b ，r5 4 1 3 | 3 1 9 9 7 婴幼儿配方食品和乳粉脂肪的测定脂肪的提取方法， 结合一3 p u f a 的自身特性确定多不饱和脂肪酸乳试验样品的气相色谱仪检测多不饱和脂肪酸的 前处理方法。 样品前处理基本路线： 取试验乳样一加入氨水一水浴加热一冷却至室温一加入乙醇一加入乙醚( 振荡) 一石油醚一 静止一取上清液一加入甲醇( 甲酯化) 一静止一加入去离子水一静止一取上清液一充氮气浓缩一 定比例一上机检测 前处理路线的优化： 由于【o 3 p u f a 的检测要求检测的数据能够完全、准确的显示样品中3 多不饱和脂肪酸的 数值，所以确定样品的前处理过程必须注意一下两点： 样品中- 3 p u f a 的完全抽提。鉴于温度对3 p i i f a 氧化的影响，对g b ，r5 4 1 3 3 1 9 9 7 婴幼儿配方食品和乳粉脂肪的测定中脂肪酸抽提的水浴加热温度做单因素试验，即控制基本 路线中其他条件不变的情况下，改变水浴加热的温度根据气相色谱出峰与否及同等条件下峰值 高低，确定所需水浴加热的温度。分别采用温度水平为3 0 、4 0 、5 0 、6 0 处理样品，上 机检测气相色谱仪峰值曲线变化情况，选定最佳样品前处理加热温度。 样品处理液中样品o ) 3 p 1 】e a 必须保证一定数值。由于样品中3 p u f a 含量有限，所以样 品处理液中3 p u f a 必须保持一定浓度，只有这样才能在气相色谱图谱中显示良好的波形。对 样品甲酯化后的有机溶剂抽提处理液进行吹氮气浓缩处理，即控制基本路线中其他条件不变的情 况下，选择不同的 衣堆露竽姻烷菪柁纺咕级颐蛊揆圉奢麓滥滚i ? l 璧曩墨粤羹 蠹霉蓦；妻ij拿露!i?鲥基羹鞴毒棼高一s毳里至萤i墓鎏薹誊篓誊孽蠹凳羁望鎏薹；、1：10、1：15 处理样品，上机检铡气相色谱仅峰值曲线变化情况，选定最佳样品前处理吹氮浓缩比例。气相色谱仪检测条件的 摸索：将含有- 3 p u f a 的处理乳样，经气相色谱仪检测，确定气相 色谱仪检测乳中一3p u f a 的分析条件。2 2 亚麻籽在奶牛饲料中添如量的研究亚麻籽采食量及其品质 是提高牛乳中多不饱和脂肪酸含量的主要因素。但由于亚麻籽内含有一些对生物体有害的抗营养因子如生氰糖苷、酚、单宁等，这些物质如果摄入过量会影响牛体的 正常生理活动，从而影 黑龙江八一农垦大学硕士学位论文 第二章实验部分 量的关系做单因素试验。 2 2 1 奶牛日采食量的测定 单独管理试验牛，供给饲料前清理饲喂槽，称量饲料重量，饲喂后清理饲喂槽称量所剩饲 料重量，记录三天奶牛的日常采食量。目的是确定试验牛的平均日粮采食量，为测定添加亚麻籽 后，奶牛的采食量变化试验做准备。 2 2 2 奶牛饲喂亚麻籽后采食量的测定 目的是尽可能多的向饲料中添加亚麻籽，从而生产心3 p u f a 含量高的3 p l a 牛乳。实验 选用4 头试验奶牛，饲料中分别供应3 个水平组的整粒亚麻籽籽，亚麻籽添加水平为：5 、1 0 、 1 5 ，结合不添加亚麻籽组，做亚麻籽添加量与奶牛采食量变化关系试验。具体方法是将各个水 平的亚麻籽添加到奶牛饲料中，预喂3 天后，连续3 天记录试验牛采食量变化情况。更换亚麻籽 添加量时停喂饲料5 天，目的是使奶牛不受前期试验的影响，排空奶牛体内的豫麻籽。 2 3 奶牛饲料中亚麻籽处理方法的研究 因为奶牛瘤胃的特殊结构和功能，需要确定一种适合的方法来实现亚麻籽的过瘤胃技术。奶 牛瘤胃内的微生物会使瘤胃内大多数油艚被氢化，甘油和脂肪酸之阊的键被打开，形成饱和脂勋 酸或过饱和脂肪酸。同时，饲料中不饱和油脂过多将会对牛奶产量和奶中脂肪含量产生不利影响， 不饱和油脂被保护可以降低氢化速度，使其在瘤胃活性降低。鉴于以上原因，本试验采用多种方 法试验亚麻籽过瘤胃技术。 2 3 1 饱和脂肪包被亚麻耔方法 原理：本试验研究的原则是根据奶牛瘤胃和真胃及小肠的温度不同而定的。饱和脂肪或氢化 脂肪( 分子结构中不含双键的长碳链) 熔点高，可以达到5 0 6 0 。奶牛瘤胃内一般温度为3 8 3 9 ，所以不能使高熔点的饱和脂肪在瘤胃内溶化，也就不能使饱和脂肪酸包被的亚麻籽与瘤胃 微生物作用。饱和脂肪酸包被的亚麻籽只有到达奶牛的真胃及小肠时，温度达到饱和脂肪的熔点， 饱和脂肪溶化，亚麻籽才能被消化吸收，这就避免了癌胃内的微生物发酵作用对亚麻籽中昏亚 麻酸的氢化作用”“。 方法：将饱和脂肪( 糖炼猪油，熔点为5 0 左右) 以一定比例与亚麻籽混合，然后反复多 次搓拭亚麻籽，使饱和脂肪均匀涂布于噩麻籽表面，做成过瘤胃饲料p ”。包被试验中饱和脂肪 与亚麻籽比例为l ：4 ( 参考硬脂酸法包被氨基酸比例) 。 注意问题：由于使用的是饱和脂肪酸包被亚麻籽，而饱和脂肪酸过量添加，也会导致牛乳中 a l a 等多不饱和脂肪酸增加的同时。饱和脂肪酸的含量的增加。这样虽然提高了乳脂率，增加 了多不饱和脂肪酸的含量，但同时也增加了饱和脂肪酸的含量。因此。在采取饱和脂肪或氢化脂 肪( 硬脂酸) 包被亚麻籽的过程中，必须严格控制饱和脂肪的添加量，从而控制其在牛乳中的含 量增加。另一方面，油质含量过高的饲料，会引起奶牛的消化异常，因此也要从这个方面饱和脂 肪酸的添加量。 2 3 2 乳胶蛋白镀膜方包被亚麻籽方法 ，1 5 黑龙江八一农垦大学硕士学位论文第二章实验部分 原理：本试验研究根据s c o 札等人的甲醛处理脂肪法扩展而来，其原理是利用了甲醛与蛋白 质分子问的甲叉反应，形成乳胶蛋白保护膜包被在亚麻籽表面而形成的保护膜在酸性环境中可 逆的。利用这个特性，可以实现对包被亚麻籽的保护。奶牛瘤胃内的p h 值为5 7 ，乳胶蛋白膜 在此条件下不能分解；而在p h 为2 3 的真胃环境中乳胶蛋白膜被破坏，溶出包被的脂肪，从而 使被包被的亚麻籽在奶牛的后消化道内被消化吸收。 方法：将不溶于n a o h 的酪蛋白钠与亚麻籽油1 ：l 适量加水混合搅拌均匀，经4 0 m p a 压力 高压均质处理次，再加入4 5 的甲醛，再经2 0 m p a 均质一次，使甲醛与蛋白质体充分混合均 匀，然后利用喷雾器喷到亚麻籽表面，边搅拌边喷，使其喷匀拌匀，最后将处理好的亚麻籽风干 即可【5 6 j 。 2 3 。3 亚麻籽包被前的处理方法 为了探索亚麻籽的最佳饲喂效果，需要将亚麻籽进行物理性处理。试验方法采用： ( 1 ) 将整粒亚麻籽压扁处理。有试验证明，用压扁后的皿麻籽进行饲喂，可以提高亚麻籽 中小亚麻酸的转化利用率。这主要是因为，亚麻籽粒的种皮坚硬、且有皿麻胶存在于亚麻籽种 皮表面，不易被消化吸收，在整粒饲喂的过程中会起到一定的保护作用，所以对亚麻籽中* 亚 麻酸的转化利用率影响。压扇后饲喂可以降低由于种皮坚硬没有空隙两造成的保护作用。 ( 2 ) 将整粒亚麻籽粉碎处理。在压扁亚麻耔进行饲喂的基础上，考虑到亚麻籽粉碎饲喂将 进一步提高d 亚麻酸的吸收转化利用率，所以采用粉碎亚麻籽的方式尝试饲喂试验。将亚麻籽 通过低温环境下粉碎成细小颗粒( 要求过2 0 目筛) ，低温隔氧保存，降低温度造成的* 亚麻酸 的氧化，减少其与空气接触的机会。 ( 3 ) 对照试验。整粒亚麻籽不经任何处理。 2 3 4 包被处理的方案 将加工处理好的亚麻籽，即整粒亚麻籽、压扁的亚麻籽、粉碎的亚麻籽分别进行饱和脂肪包 被和乳胶蛋白镀膜方包被试验。 ( 1 ) 整粒亚麻籽的包被。本实验分别采用饱和脂肪法、乳胶蛋白镀膜法对整粒亚麻籽进行 包被处理。 ( 2 ) 压扁的亚麻籽的包被。本实验分别采用饱和脂肪法、乳胶蛋白镀膜法、对压扁后的亚 麻籽进行包被处理。 ( 3 ) 粉碎的亚麻籽的包被。本实验分别采用饱和脂肪法、乳胶蛋白镀膜法、对粉碎后的亚 麻籽进行包被处理。 上述两种方法包被的亚麻籽，即饱和脂肪包被的整粒、压扁、粉碎的亚麻籽，乳胶蛋白镀膜 包被的整粒、压扁、粉碎的亚麻籽一共6 种，与不经任何包被的亚麻籽，即整粒、压扁、粉碎的 亚麻籽，组成9 种奶牛饲料中添加的亚麻籽类型，与空白不添加亚麻籽试验组一起进行生产- 3 p i a 牛乳试验。 2 3 5 饲喂试验设计 1 6 黑龙江八一农垦大学硕士学位论文 第二章实验部分 参考g b 厂r5 4 1 3 3 1 9 9 7 婴幼儿配方食品和乳粉脂肪的测定确定了饲喂亚麻籽生产的 3 p u f a 乳总脂肪检测方法。准确称取乳样l o m l 于毛式抽黯瓶中，加入2 m l 氨水，水浴 ( 6 5 士5 ) 加热1 5 2 0 m i i l ，冷却至室温，加入】胁l 乙醇( 分析纯) 缓慢摇匀，加入2 5 m l 乙 醚( 分析纯) 轻摇抽脂瓶l m i n ，后加入2 5 m l 石油醚( 分析纯) 摇匀振荡3 0 s ，静止3 0 1 1 l i n ，将抽 脂瓶内的上层液转移到脂肪收集瓶中，向毛式抽脂瓶中加入5 m l 乙醇冲洗瓶壁。重复上述抽脂操 作一次( 第一次抽提只需加入1 5 m l 乙醚和1 m l 石油醚) ，采用蒸馏的方法将脂肪收集瓶有机溶剂 除去，记录结果。后将脂肪收集瓶置于1 0 2 2 的烘箱中至恒重。 样品中脂肪含量按照下式计算： 样品中脂肪含量( g 1 0 0 9 ) =! 竺! 二竺2 1 二! 里! 二竺! ! l o o 0 式中： m 旷样品的质量，g m j - 脂肪收集瓶和抽提物的质量。g 棚r 一脂肪收集瓶的质量，g 卅广空白试验中，脂肪收集瓶和中测得的抽提物的质量，g 啪r 盘白试验中脂肪收集瓶的质量，g ( 2 ) 加速氧化试验 采用s c h a l l 烘箱法，将乳样存放于2 5 0 m l 三角瓶中，置于6 3 1 鼓风干燥箱内，每隔8 h 取样测定其过氧化值变化情况，分析其保质抗氧化性能。 ( 3 ) 抗氧化值的测定 采用g b 厂r 5 5 3 8 1 9 9 5 油脂过氧化值测定方法测定。在散射日光下，准确称取样品于2 5 0 m l 碘债瓶中，加3 0 m l 冰乙酸，三氯甲烷混合液( 3 ：2 - m 7 ) ，加l m l 饱和碘化钾溶液( 颞配制) 加塞轻摇一分钟，然后在暗处放置5 分钟后取出加入7 5 m l 蒸馏水，再加入l 淀粉指示剂1 m l ， 然后用硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液由浅蓝紫色不变为无色。取样量见表2 6 。 襄2 6 油膳过氧化谴浏定取样量 估计过氧化值m e q ，k g 试样质量，g 三1 2 1 2 2 0 2 0 3 0 3 0 5 0 5 0 5 0 2 0 2 0 1 2 12 0 8 o 8 0 5 0 5 0 3 注：如果采用牛奶直接澍定进氧化值那么采样量根据乳中甚脂肪含量按比例折算成年乳采样量 过氧化值按照下式计算： p v ( m c q k 曲：盟盟。1 0 0 0 m 式中：v 1 用于测定的硫代硫酸钠标准溶液的体积，m l v 。一用于空白的硫代硫酸钠标准溶液的体积，也 。一硫代硫酸钠标定浓度，m “，l ，扩一试样的质量，g 1 9 黑龙江八一农垦大学硕士学位论文 第三章结果与分析 第三章结果与分析 l 牛乳中一3 多不饱和脂肪酸检测方法研究 1 1 一3 多不饱和脂肪酸前处理条件 按照实验部分2 1 中( 2 ) 前处理的基本路线，以及2 1 中( 3 ) 试验方法，得出同一样品在 不同水浴加热温度条件下，对提取- 3 p u 】1 a 有不同的结果，见表3 1 。 表3 1 加热温度对气褶色谱往蜂值越姥的影响 注：峰值好坏与否由气相色谱检涮出的e p a 和d 眦总面积决定 从上述单因素试验结果可以看出温度在4 0 左右时，样品中3 p u f a 抽提效果最佳。5 0 、 6 0 曲线峰值较3 0 、4 0 时峰值低的原因，是由于样品处理液中的- 3 p u r 被部分氧化导致的。综台各 温度处理时色谱检测结果。确定乳样中0 p u f a 气相色谱仪前处理的基本路线中水浴加热温度为 4 0 。 以甲酯化后的有机溶剂抽提处理液吹氮气浓缩比例作为因素做单因素试验，得到浓缩比例与 气相色谱仪峰值变化曲线之间的关系，其结果如表3 2 。 表3 2 处理液浓缩比例对气相色谱仪峰值曲线的影响 浓缩比例( v )色谱峰值变化 l ：2 l ：5 1 ：1 0 l ：1 5 有峰值但峰值面积小 有峰值，且峰值面积好 峰值面积良好 峰值面积较大 注：峰值面积太小由气相色谱检铡出的e p a 和d i a 总面积决定 从上述单因素试验结果可知：提高甲醢化后的有机溶剂抽提处理液吹氮气浓缩比例可以使相 色谱仪测得得图中e e a 和d 认峰值面积良好，如1 ：1 5 比例时。但过高的浓缩比倒使前处理过 程中大量有机溶剂的使用，这就大大增加了检测成本。因此，选择乳样前处理过程中甲酯化后的 有机溶剂抽提处理液吹氮气浓缩比例为1 ：5 。 1 2d 一3 多不饱和脂肪酸前处理路线 结合上述1 1 试验结果，参考g b ，r5 4 1 3 3 1 9 9 7 婴幼儿配方食品和乳粉脂肪的测定中脂 肪酸抽提方法，确定乳样o p u f a 气相色谱仪检测前处理路线如图3 1 。 2 2 - 对经过处理的压扁、粉碎的亚麻籽及未经处理的整粒亚麻籽，进行添加法生产3 p u f a 的 试验，检测牛乳中- 3 p u f _ a 的含量，为进一步对包被亚麻籽饲喂生产，3 p u f a 做准各。 3 1 1 供试样品检测数据 通过饲喂未进行包被的三类亚麻籽，即整粒亚麻籽、压扁亚麻籽、粉碎亚麻籽得到不同研究 结果。其饲喂各周期段中牛乳气相色谱- 3 p u l 强分析结果如表3 5 、表3 6 、表3 7 、表3 8 。 表3 s 试验周期段l 中各试验牛牛乳气相色谱仅检测结果 取样次数 奶牛个体 牛1牛2牛3牛4 平均数z1 9 7 2 6 72 2 20 注；苴中平均披为试验牛在试验周精段内三放硷斋鼓撮韵平均敖，口 和d l 单钽为m g 几 表3 6 试验周期段i i 中各试验牛牛乳气相色谱仪检测结果 奶牛个体 取样次数1 五_ i 7 耳j 耳i 一 1b ( e p a ：2 1 7 ： d ( e p a ：0 ；a ( e p a ：2 02 ；c ( e p a ：3 4 4 ； d h a ：8 ，5 )d h a ：0 ) d i a ：4 1 )d h a ：1 8 1 ) 2 b ( e p a ；2 9 f 9 td ( e p a ；o ； a ( e p a t1 6 - 7 ；c ( e p a ：3 53 d h a