（食品科学专业论文）多不饱和脂肪酸快速检测模型的建立.pdf

摘要 摘要 多不饱和脂肪酸( p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d s ，p u f a ) 是指链长在十八个碳原 子以上并含有两个或两个以上不饱和双键的脂肪酸，对人体具有很高营养与保 健功能，是开发保健食品的重要原料。目i j ，测定脂肪酸含量常用的是气相色 谱法等化学方法，这些方法测定速度慢，不能及时反馈结果。与常规方法相比， 近红外光谱分析技术具有快速、准确、环保等优点。本论文以8 8 个二十二碳六 烯酸( d o c o s a h e x a e n o i ca c i d ，d h a ) 粉末油脂样品和1 0 0 个花生四烯酸( a r a c h i d o n i c a c i d ，a a ) 粉术油脂样品为材料，在考察了气相色谱法检测分析其d h a 、a a 含 量准确、可靠的基础上，将其作为标准方法，以n i c o l e t5 7 0 0 型傅立叶变换红外 光谱仪对样品进行近红外区光谱扫描。通过应用各种预处理方法和偏最小二乘 法( p a r t i a ll e a s ts q u a r e ，p l s ) 建模，最终确立粉木油脂中d h a 和a a 的近红外 光谱校讵模型和最佳建模参数。主要研究结果如下： ( 1 ) 气相色谱法检测脂肪酸含量准确、可靠，可作为建模的标准方法。参试 样品多不饱和脂肪酸含量差异较明显，数据离散度及波动性较大，具有较好的 代表性。d h a 粉末油脂样品的d h a 含量变化为5 7 9 - 1 1 6 1 ，平均值为8 4 0 ， 标准偏差为1 3 l ；a a 粉末油脂样品的a a 含量变化为3 8 8 11 0 9 ，平均值为 7 8 8 ，标准偏差为1 9 6 。 ( 2 ) 通过比较不同光谱预处理方法对校诈模型的影响，确定了d h a 近红外 光谱定量分析的最佳数学模型及建模参数。d h a 粉木油脂近红外校正模型的最 佳条件为：光谱范围为4 1 4 2 3 5 4 1 7 7 0 6c m 、5 7 8 9 2 6 - 5 9 8 9 8 2c m 一、6 9 6 9 4 8 - 7 0 6 2 0 5c m ，运用一阶导数结合标准归一化( s n v ) 的光谱预处理方法，主成分 数确定为5 。模型参数c o r r c o e f f 达到0 9 6 8 ，r m s e c v 值为0 4 5 ，r m s e p 值 达到0 5 9 。 ( 3 ) 通过比较不同光谱预处理方法对校正模型的影响，确定了a a 近红外光 谱定量分析的最佳数学模型及建模参数。a a 粉未油脂近红外校正模型的最佳条 件为：光谱范围为4 2 5 0 3 4 - - 4 3 5 8 3 3c m 一、5 7 2 3 6 5 8 8 1 8 2c m ，原始光谱，主 成分数确定为3 。模型参数c o r r c o e f f 达到o 9 6 7 ，r m s e c v 值为o 5 0 ，r m s e p 值达到0 5 7 。 摘要 结果表明，对p u f a 粉末油脂进行近红外光谱校正模型的建立是可行的，所 建模型具有良好的预测分析能力和可信度。 关键词：多不饱和脂肪酸；近红外光谱；模型 a b s t r a c t a b s t r a c t p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d s ( p u f a ) i st h ef a t t ya c i d sw h i c hc o n t a i n sm o r et h a n t w od o u b l eb o n d sa n de i g h t e e nc a r b o na t o m si nt h ec h a i n p u f ah a sh i g hn u t r i t i v e v a l u ea n dh e a l t hf u n t i o n ，i so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tm a t e r i a l st ob ed e v e l o p e da s h e a l t hc a r ef o o d a tp r e s e n t ，t h ec o m m o nm e t h o d su s e di nd e t e r m i n i n gf a t t ya c i d sa r e g a sc h r o m a t o g r a p h y ( g c ) a n do t h e rc h e m i c a lm e t h o d s ，t h e s em e t h o d sa r es ot e d i o u s t h a tc a l l tf e e db a c kt h er e s u l t si nt i m e c o m p a r e dw i t ht h ec o n v e n t i o n a lm e t h o d s ， n e a ri n f r a r e ds p e c t r o s c o p yf n i r ) h a sm a n ya d v a n t a g e s ，s u c ha sr a p i d ，a c c u r a t ea n d e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t h ep a p e rt a k e s8 8v a r i e t i e so fd o c o s a h e x a e n o i ca c i d ( d h a ) p o w d e r e do i l sa n d10 0v a r i e t i e so fa r a c h i d o n i ca c i d ( a a ) p o w d e r e do i l sa s s a m p l e s a f t e rt h ea c c u r a c ya n dr e l i a b i l i t yo fg cm e t h o dw e r ei n v e s t i g a t e d ，s p e c t r u m o ft h es a m p l e sw e r es c a n n e du s i n gn i c o l e t5 7 0 0f t i rb a s e do nt h ee x a m i n a t i o no f t h ec o n t e n to fd h aa n da ab yg c t h e ne s t a b l i s hn e a ri n f r a r e ds p e c t r o s c o p y c a l i b r a t i o nm o d e l so f e a c hc o m p o n e n t su s i n gd i f f e r e n tp r e t r e a t m e n t sa n dp a r t i a ll e a s t s q u a r e ( p l s ) f i n a l l yd e t e r m i n et h eo p t i m u mm o d e la n dm o d e l i n gp a r a m e t e r s t h e m a i nr e s u l t sa sf o l l o w s ： ( 1 ) g cm e t h o dc a nb eu s e da st h es t a n d a r dm e t h o dt oe s t a b l i s hc a l i b r a t i o nm o d e l w i t hi t sa c c u r a c ya n dr e l i a b i l i t y ，n l ed i f f e r e n c eo fp u f ac o n t e n t sb e t w e e ns a m p l e si s s i g n i f i c a n t l y ，d i s p e r s i o na n dv o l a t i l i t yc h a n g e sr e l a t i v e l yg r e a t l y ，t h es a m p l e sa r e r e p r e s e n t a t i v e n l ed h ac o n t e n ta m p l i t u d eo ft e s t i n gs a m p l e si s5 7 9 - 11 6 1 w i t h t h em e a nv a l u ea n ds t a n d a r dd e v i a t i o ni s8 4 0 a n d1 31 r e s p e c t i v e l y ；t h ea a c o n t e n ta m p l i t u d eo ft e s t i n gs a m p l e si s3 8 8 - 11 0 9 w i t ht h em e a nv a l u ea n d s t a n d a r dd e v i a t i o ni s7 8 8 a n d1 9 6 ，r e s p e c t i v e l y ( 2 ) t h eo p t i m u mn i r c a l i b r a t i o nm o d e la n dm o d e l l i n gp a r a m e t e r so fd h aw e r e e s t a b l i s h e db yd e v e l o p i n gm o d e l sw i t hd i f f e r e n ts p e c t r a lp r e t r e a t m e n t s t h eo p t i m u m c o n d i t i o n so fd h a p o w d e r e do i l sn i rc a l i b r a t i o nm o d e la r e a sf o l l o w s ：s p e c t r a l r a n g ea r e4 1 4 2 3 5 - 4 17 7 0 6c m ，5 7 8 9 2 6 5 9 8 9 8 2c m a n d6 9 6 9 4 8 7 0 6 2 0 5c m ， t h ep r e t r e a t m e n ti ss n va n df i r s t d e r i v a t i v e ，t h en u m b e ro fp r i n c i p a lc o m p o n e n ti s5 t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n ti s0 9 6 8 t h er m s e c vi s0 4 5 t h er m s e pa c h i e v e s0 5 9 a b s t r a c t ( 3 ) t h eo p t i m u mn i rc a l i b r a t i o nm o d e la n dm o d e l l i n gp a r a m e t e r so fa aw e r e e s t a b l i s h e db yd e v e l o p i n gm o d e l sw i t hd i f f e r e n ts p e c t r a lp r e t r e a t m e n t s t h eo p t i m u m c o n d i t i o n so fa ap o w d e r e do i l sn i rc a l i b r a t i o nm o d e la r ea sf o l l o w s ：s p e c t r a lr a n g e a r e4 2 5 0 3 4 4 3 5 8 3 3c m a n d5 7 2 3 6 5 8 8 1 8 2c m ，w i t h o u tp r e t r e a t m e n t ，t h e n u m b e ro fp r i n c i p a l c o m p o n e n ti s 3 t h ec o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n ti s0 9 6 7 t h e r m s e c vi s0 5 0 t h er m s e pa c h i e v e s0 5 7 t h er e s u l t ss h o w e dt h a tn i rc a l i b r a t i o nm o d e lw a sa ne f f e c t i v em e t h o dt o p r e d i c tt h ep u f a c o n t e n to fp o w d e r e do i l s k e yw o r d s ：p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d s ；n e a ri n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ；m o d e l l v 符号说明 p u f a ： d h a ： a a ： p l s ： n i r ： s n v ： m s c ： g c ： f i d ： g c m s ： h p l c ： h p l c m c ： e l s d ： 符号说明 p o l yu n s a t u r a t e df a t t ya c i d s ，多不饱和脂肪酸 d o c o s a h e x a e n o i ca c i d ，二十二碳六烯酸 a r a c h i d o n i ca c i d ，花生四烯酸 p a r t i a ll e a s ts q u a r e ，偏最, 1 , - - 乘 n e a ri n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ，近红外光谱 s t a n d a r dn o r m a lv a r i a t e ，标准归一化 m u l t i p l i c a t i v es c a t t e rc o r r e c t i o n ，多元散射校正 g a sc h r o m a t o g r a p h y ，气相色谱 f l a m ei r o n i z a t i o nd e t e c t o r ，火焰离子化检测器 g a s c h r o m a t o g r a p h y m a s ss p e c t r o m e t r y ，气质联用 h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y ，高效液相色谱 h i g hp e r f o r m a n c el i q u i dc h r o m a t o g r a p h y - m a s ss p e c t r o m e t r y ， 液质联用 e v a p o r a t i v el i g h ts c a t t e r i n gd e t e c t o r ，蒸发光散射检测器 v 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 为获得直昌态堂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( 手写) ：触签字日期：节年月印扫 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解蛊昌太堂有关保留、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口本人授权直昌太堂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：穆炙杜 导师签名： 签字日期：叩年石月棚 签字日期： p 川年月 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 引言 目前，国内外营养学家都在倡导均衡营养。脂肪酸均衡主要是指膳食脂肪 酸中饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸三者应保持合理的比例。 多不饱和脂肪酸( p u f a ) 又叫多烯酸，是指链长在十八个碳原子以上并含有两 个或两个以上不饱和双键的脂肪酸。其中，两个和三个双键的脂肪酸有十八碳 的亚油酸和亚麻酸，多分布于植物油脂中；四个以上的双键多不饱和脂肪酸多 存在于海洋动物的脂肪中。正由于它们的长链和多个有间隔定位的顺式双键， 才赋予它们特殊的结构功能和生理功能。在体内，它们不仅是细胞结构的组成 成分，还有调节生理功能的重要意义。而且双键愈多，不饱和程度愈高，营养 价值也愈高l l 】。依照第一个双键距离甲基端碳原子数不同，多不饱和脂肪酸 ( p u f a ) 分为3 系、6 系、7 系币i j c o 9 系，与人体健康密切相关的p u f a 主要 有两类：一类是c o 3p u f a ，属亚麻酸类，主要包括o t 。亚麻酸、二十碳五烯酸( e p a ) 和二十二碳六烯酸( d h a ) ；另一类是c o 6p u f a ，属亚油酸类，主要包括亚油酸、 7 亚麻酸和花生四烯酸，是植物油中最主要的p u f a 。 1 2 国内外研究现状 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、糖尿病 等为消费者所顾虑的不良影响。由此，国外相继开发出一大类新型保健型油脂， 其功能主要有降胆固醇、降血脂、减肥、抗癌等保健作用，其中的主要功效成 分即为多不饱和脂肪酸( p u f a ) ：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸( a a ) 、二十碳 五烯酸( e p a ) 、二十二碳六烯酸( d h a ) 、磷脂及现在新兴起的结构油脂等1 2 i 。 1 2 1 多不饱和脂肪酸的生理功能 ( 1 ) 多不饱和脂肪酸与心血管系统疾病 在现代社会，以高血压、高血脂、冠心病等为代表的心血管疾病同趋严重 地威胁着人类的健康和生命，但是在国外1 3 】和中国1 4 j 流行病学都己证实鱼或 p u f a 的摄食可以促进人体胆同醇代谢、降低血清中总胆固醇含量、防止脂质在 肝脏和动脉壁沉淀和堆积，对心血管疾病有一定的防治效果。来自护士健康研 第l 章绪论 究所的数据也显示摄食鱼类和p u f a 能减少冠心病的风险以及致命冠心病等病 症的发生p 1 。 研究表明，d h a 、e p a 不仅具有抑制血小板凝集，阻止血栓素合成的作用， 而且自身能转化成抗血小板凝集素，使血管扩张。它们还具有增加血小板细胞 膜流动性，改善细胞膜通透性、改变细胞信号i 州、调节心肌细胞中n a + c a 2 + 转化 器1 7 1 及钙离子通道的动态平衡1 8 1 等作用。因此，d h a 、e p a 可以防止脑血栓的形 成，预防心肌梗塞，保护血管壁不破裂。 ( 2 ) 多不饱和脂肪酸与生长发育 关于6 和( o 3 的研究表明，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 是脑的视网膜中两种主要的多不饱和脂肪酸。虽然p u f a 对成年人而言它 们的缺乏表征极少见，但对于胎儿和婴幼儿的影响显著。所以，母亲( 包括受孕 前、怀孕期间及胎儿出生后) 的膳食脂肪酸的摄入及婴儿摄乳中的脂肪酸组成不 仅关系到孩子智力、视力等脑发育，而且也可能影响成年后对高血压、心脏病 等疾病的易感性。食母乳的婴儿到7 8 岁的智商要高于人工乳喂养长大的儿 童，这一差异很可能是缘于人工乳中d h a 相对不足1 9 。因为d h a t l 够促进智力 的发育，并影响学习记忆。美国b i r c h 的实验结果显示，给人工喂养儿早期添加 d h a 和a a 不仅可以促进补充期的视力发育，而且可以影响后期视觉结构或功能 的发育，并且证明了亚油酸( l a ) 不能代替d h a 在视觉功能成熟中的作用。 ( 3 ) 多不饱和脂肪酸与抗癌 食物中脂肪的摄取与乳腺癌和结肠癌患者的死亡率呈高度难相关i l o j ，相似 结果办在动物模型上体现。动物实验j 表明，饱和脂肪酸可刺激癌症发生的起 始阶段，而p u f a 以剂量相关的方式作用于促癌生成期。 a l i s o nc o l q u h o u n l l 2 1 的实验证明y 亚麻酸( g l a ) 能够抑i ；i i 中瘤细胞的生 长，并能改变线粒体的结构和细胞内的代谢。d h a 和e p a 的抗癌机理主要有四 个方面：( 1 ) 3 脂肪酸干扰c o 6 多不饱和脂肪酸的形成，并降低花生四烯酸的 浓度，降低促进p g e 2 生成的白细胞介素的量，进而减少了被确信为对癌发生 有促进作用的p g e 2 的生成；癌细胞的膜合成对胆固醇的需要量大，而3 脂肪酸能降低胆固醇水平，从而能抑制癌细胞生长；在免疫细胞中的d h a 和 e p a 产生了更多的有益生理效应的物质，参与了细胞基因表达调控，提高了机体 免疫能力，减少了肿瘤坏死因子；e p a 和d h a 大大增加细胞膜的流动性， 有利于细胞代谢和修复，阻止肿瘤细胞的异常增殖。 2 第1 章绪论 ( 4 ) 多不饱和脂肪酸与免疫调节 p u f a 对细胞免疫的影响主要是通过调节免疫细胞膜上受体和分子的表达， 影响细胞的免疫反应来实现的。v a l t e r ! j 等的实验表明，在膳食脂肪对s d 大鼠母 鼠和幼鼠免疫调节作用的研究中显示，鱼油组大鼠与其他膳食脂肪相比，母鼠 和幼鼠的淋巴细胞表面c d 2 5 、c d 5 4 、c d 2 8 、c d 5 6 明显增加，从而表明饮食 中加入p u f a 能增加机体的免疫监视水平。p u f a 对体液免疫的影响可能不是直 接影响抗体的产生，由于必需脂肪酸的缺乏，可能会影响到免疫器官的正常发 育，或非特异地影响到细胞的正常代谢功能，从而影响到抗体的产生。另外p u f a 还能影响到与免疫有关的一些细胞因子，进而影响免疫系统的功能。其中3 系 脂肪酸可通过免疫系统的细胞调节类二十烷酸的生成i | 4 j ，尤其是降低促炎因子 p g e 2 和白三烯b 4 的生成。k e l l e y l l5 j 等报道d h a 对11 名健康男性的n k 细胞活性 有抑制作用，t 、b 淋巴细胞数量下降，活性降低。3 型多不饱和脂肪酸对淋巴 因子和单核因子都有抑制作用i l 引。 ( 5 ) 多不饱和脂肪酸与肥胖 目前，肥胖症发病率不断上升。世界卫生组织的报告指出，全球约有2 5 亿 的成年人患有肥胖症，另有至少5 亿人属于超重。肥胖被认为是一种复杂的代谢 失调症，影响整个机体的正常生理功能。同时肥胖还增加了患型糖尿病和心 血管疾病的发病率。肥胖成了困扰世界的医学的难题。已有实验证明p u f a 可以 在一定程度上对抗肥胖i j 。ho u d a r t i 憾i 对鼠的实验结果表明( o 3p u f a 使白色脂 肪组织含量减少而使棕色脂肪组织含量增加，并可显著地刺激棕色脂肪组织的 热量生成活性，白色脂肪组织用于贮存能量，是肥胖的主要因素，而棕色脂肪 组织的主要功能是产热。由此说明p u f a 能调节脂肪分配、刺激脂肪氧化利用， 从而减少体脂水平。t i a n 等i l9 1 曾对家禽的脂肪酸合成酶( f a s ) 活性和腹腔脂肪 水平进行了研究，发现它们之间有很高的诈相关性。因此提出控制f a s 是控制动 物体脂水平的有效方法。c l a r k e 实验得出t o 3 5 1 c o 6p u f a 是f a s 基因表达的强抑 制剂。p u f a 可使f a sm r n a 减少7 0 9 0 。说明p u f a 在脂肪细胞中抑制f a s 基因的表达，从而有预防肥胖的作用。此外，6 系列p u f a 还能控制脂肪细胞 的形成，从而具有减肥作用。 ( 6 ) 多不饱和脂肪酸与抗氧化 近年来在牛乳的脂肪中发现亚油酸的同系列物中有共轭不饱和键的结构， 称为共轭亚油酸( c l a ) ，这种脂肪酸的抗氧化功能在动物实验中已取得了正面 3 第1 章绪论 效应。3p u f a 中的e p a 和d h a ，前者除了具有降血脂、抗血栓及免疫调节作 用外，还具有抗氧化作用，3p u f a 可显著降低使用环孢素a ( c s a ) 时肾组织 的丙二醛( m d a ) 含量，m d a 是反映组织中氧自由基生成量的一个重要指标。 ( 7 ) 多不饱和脂肪酸的其他作用 p u f a 还有降血糖、养颜、益寿等多种功效。( o 6p u f a 中的g l a 、月见草油 和琉璃莴苣油等，膏霜中添j h o 5 3 o 这类成分，很容易被皮肤吸收，增强 皮肤保湿持久性，维持表皮细胞的正常分化及角质化。c o 6 系列p u f a 还可被头 皮吸收，长效的非阻塞性保湿，增加头发光泽。但人们在食用p u f a 时也并非越 多越好，要注意膳食平衡。p u f a 过量存在的最大问题是过氧化问题，最终的结 果使生物膜受到损伤。 1 2 2 多不饱和脂肪酸的来源 ( 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和脂肪酸，在我们同常 食用的液体植物油中普遍存在，半干性和干性油中含量较多，一般植物油中含 量为4 0 左右，也有高达7 0 - 8 5 的，如红花籽油、葵花籽油、绵子油、大 豆油、玉米油、芝麻油等，动物脂及含油酸较多的植物油( 橄榄油、茶油、棕搁 油等) 中亚油酸的含量仅为1o 左右。 蔬菜油是伐亚麻酸的主要来源，存在于绿色叶菜的叶绿体中，如在马齿觅、 菠菜、亚麻的种子、亚麻仁以及胡桃等中都有一定的含量，其中以亚麻籽油含 量最高( 高达5 7 ) ，其次是菜籽油、大豆油、小麦胚芽油( 7 1 3 ) 。另外，部 分食草反刍动物，例如牛、羊肉与其奶制品，也可以为我们提供0 【亚麻酸。 花生四烯酸( a a ) 主要存在于海洋鱼油中，陆地动物油脂中虽普遍存在但 含量不大，一般小于1 ，植物油脂中含量很少，仅微量存在于苔鲜及蕨类种子 油中。 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，例如眼、脑中含有较多的d h a 。天然e p a 和d h a 主要是在硅藻等浮游生物及红藻、褐藻等藻类中生物合成，并通过食物链被摄 取、移动、蓄积于鱼类、甲壳类和海产动物中。目前e p a 和d h a 的主要来源是 深海鱼油。鱼油中二者的含量并不稳定，受鱼的种类、季节和产地的影响；鱼 油中二者的含量在4 4 0 之问。富含e p a 和d h a 多不饱和脂肪酸的海产鱼 4 第l 章绪论 种类丰富，主要有：鲱鱼、鲑鱼、金枪鱼、比目鱼、鲳鱼、沙丁鱼、鲭鱼、鳕 鱼、墨鱼、磷虾以及我国沿海地区盛产的红三鱼、带鱼、池鱼、秋刀鱼、鲨鱼 等。 ( 2 ) 微生物来源 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，而微生物油脂的生产具有很多优点。比如：生产周 期短；生产不受场地、气候、季节的影响；利用不同的菌种和培养基适合开发 功能性油脂等。 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，采用 某些单细胞生物例如藻类、真菌原料，经过选择性萃取方法可获得富p u f a 浓缩 物。例如，国外已经利用产脂内孢酶工业化生产富含亚油酸的油脂。美国已有 几家生物技术公司从海藻中提取富含p u f a 海藻油，这种海藻油约含4 0 e p a 和 d h a ，已用于婴幼儿食品配方成分。用干燥海藻作动物饲料，可获得富含d h a 动物制品。另外，在蛋鸡饲料中加入鱼粉，可提高蛋黄卵磷脂d h a 含量，这种 富含p u f a 卵磷脂产品适宜作为婴幼儿食品配方成分。 1 2 3 多不饱和脂肪酸的应用 近几年来，随着国际上对p u f a 营养功能的逐步认识，对( o 3p u f a 保健食品 的丌发十分重视，尤其是同本，其d h a 和e p a 保健食品的应用在世界上居于领 先地位。尽管d h a 和e p a 等p u f a 对人体有很高的营养与保健功能，但人体不能 自身合成，只能从食品中摄取。因此，运用现代的技术手段调控e p a 、d h a 以 及食物中亚油酸的含量，开发p u f a 强化产品证成为一种新的研究趋势。 在食品工业中，多不饱和脂肪酸主要用作食品营养强化因子，可用于多种 形式的食品中。通常，植物油脂由于不饱和脂肪酸含量大大高于动物油脂，因 此将植物油脂作为营养强化剂、乳化剂添加到饼干、冰淇淋等食品中有助于提 升食品的营养，强化产品质量。目日i ，在不少欧美国家，特别是在美国已将1 3 0 6 亚油酸作为运动食品和营养辅助保健食品原料。富含( o 3 多不饱和脂肪酸的鱼油， 可通过微胶囊化等处理，添加到普通食品、饮料及特殊人群食品( 如婴幼儿奶粉) 中，作为营养强化剂或食品添加剂。 ( 1 ) e p a 与d h a 鲜牛奶的开发研制 一般婴儿食品中添加的d h a 的量应占脂肪含量的o 1 0 3 5 ，在研制鲜牛 5 第1 章绪论 奶中，d h a 的添加量定为1 0 0m g l 。其中d h a 、e p a 乳化要求无腥、无臭，d h a 和e p a 的总含量为7 9 6 ，其中d h a 占4 2 2 。由于容易受光、氧、过热、金属 元素及自由基的影响，发生过氧化、酸败、聚合、双键共扼化等反应，严重影 响产品的品质，因此，需要按顺序加入适量抗氧化剂、稳定剂、掩盖剂、乳化 剂。 ( 2 ) 调味酱 同本佳田味增酱油股份公司从1 9 9 3 年2 月丌始销售调配有d h a 油的商品为 加汁型调味米酱1 2 0 j ，分为：特殊食用型：加量为5 ，每餐相当于食用d h a2 7 0m g ； 强化食用型：加量为5 ，每餐相当于食用d h a1 3 5m g ；普通食用型：加量为1 ， 每餐相当于食用d h a5 4m g 。在所添加的d h a 和e p a 乳化油中，由于预先用酵 母和曲酸消臭，这种加汁调味酱的酱汤均无油滴浮起、无鱼臭。另外，在水溶 性食品和调味料中添力i e p a 和d h a 时，必须经过特殊的乳化技术，保证产品基 本透明。 ( 3 ) 罐头食品 强化的罐头食品1 2 f j j 多为鱼罐头。同本罐头的大型企业因幡食品股份公司丌 发了强化d h a 的碎片黄金枪鱼油渍罐头，在8 0 克碎片金枪鱼类罐头中添加会枪 鱼眼窝脂肪，制得含2 8 的精制d h a 油，加上鱼肉本身所含的约1 0 0 毫克d h a ， 每罐的d h a 含量高达2 0 0 毫克。这种罐头加工工艺的关键是添 j i d h a 油后加工温 度不能过高。 ( 4 ) 富含多不饱和脂肪酸鸡蛋的生产 鸡蛋中含有高浓度的各种养分和平衡的氨基酸，在人们的饮食结构中占有 重要地位。大量试验证明，p u f a 并不影响蛋鸡的生长、蛋重和产蛋量，而且蛋 黄中的总脂量和胆固醇的含量也总是保持稳定1 2 1 i ；但是，鸡蛋脂肪酸组成却容 易通过同粮调整来改变。 据李素芬等1 2 2 1 报道，同粮中添加1 和3 的亚麻油后，蛋中的脂肪酸组成与 同粮中脂肪酸组成高度相关。添加3 亚麻油组蛋黄中t o 3p u f a 含量明显高于对 照组，r 粮中虽不含e p a 和d h a ，但对照组3 1 3 亚麻油组蛋黄中都可检测出e p a 矛i d h a ，说明家禽具有将( i t 亚麻酸转化为e p a $ 1 d h a 的能力。l e w i s 等1 2 3 i 研究认 为，通过对蛋鸡同粮进行调控，使之产生富含t o 3p u f a 的鸡蛋切实可行。向鸡 每千克同粮中分别添j j n 7 0g 鳕鱼油、菜籽油和亚麻油，蛋黄中的t o 3p u f a 含量 出1 2 分别上升至6 3 ，4 6 矛1 7 8 。王利华俐试验得出，通过在蛋鸡饲粮中 6 第1 章绪论 添加亚麻籽可以增加蛋黄中3p u f a 的沉积量；而且添加时间对沉积量有影响， 鸡蛋可以将亚麻酸转化为d h a ；1 5 亚麻籽添加组d h a 沉积量较对照组高2 - - 一4 倍。 1 9 8 8 年以来，s i m 博士就以加拿大广泛生长的亚麻籽为原料生产富含c o 3 p u f a 的鸡蛋，被称为“设计蛋”。1 枚大的设计蛋可提供3 0 0m g 的3p u f a ( 相 当于1 0 0g f f j 肉的提供量) ，而蛋的营养特性和味道并不受影响。这种产品在加拿 大市场上以“希姆博士的营养蛋”的商标注册，并在加拿大以及一些国际市场 上销售。1 9 9 1 年，澳大利亚新英格兰大学的f a r r e l l 博士用混合植物油调整母鸡同 粮，生产的新英格兰大学设计蛋与普通商品蛋在外观、味道和人们的接受程度 方面均无差异。但0 3 3p u f a 含量显著提高( 达n 4 0 0m g 枚) ，被称为“强心蛋”。 此后，研究人员纷纷展开此方面的研究，许多国家都有高p u f a 鸡蛋上市。如同 本有商品名为“i s e 0 3 3 蛋”( i s eo m e g a 3 鸡蛋) 、新西兰有“0 3 时髦蛋”、德国 有“0 3 d h a 蛋”等。总之，目前市场投放的富含0 3 3p u f a 的鸡蛋主要有2 种。一 种是以植物性原料生产的a l a 含量高的0 3 3p u f a 鸡蛋；另一种是以鱼油为原料 生产的e p a 和d h a 含量较高的3p u f a 鸡蛋。 ( 5 ) 富含3 多不饱和脂肪酸鸡肉的生产 同粮中的脂肪对动物组织中脂肪酸的组成也有影响。同粮0 3 3 1 1 肪酸束源可 影响组织的脂肪酸组成，使鸡肉富含( o 3 多不饱和脂肪酸。在用植物油取代鱼油 进行饲喂以测试对脂肪组成和肉品质影响的试验中，用亚麻油或菜油取代鱼油， 结果表明鸡肉中饱和脂肪下降，p u f a 的含量在上升。因此，通过在同粮中加入 富含p u f a 的添加剂来改变鸡肉中p u f a 含量的方法是可行的1 2 5 26 。 ( 6 ) 同粮中添加多不饱和脂肪酸对猪胴体品质的影响 仔猪和生长猪同粮中添加鱼油不仅可起到预防疾病和保健的作用，而且可 以改善猪肉品质。富含3p u f a 的鱼油对仔猪生长、生长猪平均同增重和饲料 效率的影响，虽报道结果不尽一致，但未见产生负面影响口。m o r g a n 等给试验 组猪喂含鱼油0 9 5 的r 粮，对照组猪喂不含鱼油的同粮，但两组同粮中都含 2 5 i 4 鱼粉。结果屠宰时臀腿肌肉中e p a 和d h a 的含量和对照组比分别高0 8 和0 0 5 。饲喂含0 7 5 a l a 同粮的猪肉中办不含e p a ，而d h a 仅为0 3 。这就 说明，猪和家禽一样，其通过碳链的延长将a l a 转化为e p a 和d h a 的能力是有 限的，其肉的品质和外观都受同粮中很多因素的影响。 ( 7 ) 多不饱和脂肪酸对奶牛生产性能及乳品品质的影响 7 第1 章绪论 为了减少或避免奶牛泌乳期能量代谢负平衡及酸中毒的发生，既提高同粮 能量浓度，又不致于降低乳脂率，可以在不改变同粮精粗料比例的前提下，在 同粮中添加适量的脂肪。提高同粮油脂含量或用油脂代替部分精料( 碳水化合物) 可有效改善奶牛能量供应，提高泌乳性能并改善健康状况，但要注意添加的方 式，最好添加过瘤胃保护性脂肪。同时，油脂不利于纤维的消化，若将油脂直 接添加到青贮饲料中，则会使饲料采食量和纤维消化率下降。但添加被保护完 整的油脂或水解动植物油脂可以消除油脂对瘤胃发酵的不良影响。在青贮f 1 粮 中添加油脂的同时添加钙也可消除油脂对消化率的不良影响。试验表明，添加 脂肪酸钙，乳脂率虽有所提高，但乳蛋白含量却有下降趋势，不过由于总的产 奶量提高，故乳蛋白总量并未减少i 列j 。 ( 8 ) 食用油产品系列 在同常生活中，假如人们常摄入单一的某种油，就会导致某种或几种脂肪 酸缺乏或过量的问题，从而引起多种疾病的发生。人体摄入的多不饱和脂肪酸 只有在数量上及比例都合理的自西提下，才能表现出它们重要的生理效果。食用 调和油国家行业标准中，营养调和油定义为：根据食用油的化学成分，以大宗 高级食用油为基质油，加入另一种或一种以上具有功能特性的食用油，经科学 调配具有增进营养功效的食用油，并明确具有功能特效的植物油脂有：高油酸 型油脂、高亚油酸型油脂、含a 或丫亚麻酸型油脂等。市场上由此丌发出的食用 油产品系列，如( i ) 一6 型油类玉米油、花生油、芝麻油、葵花籽油、红花籽油、麦 胚油、葡萄籽油、琉璃苣油等；3 型油类亚麻籽油、油菜籽油、核桃油、鱼油 等，形成功能性突出、脂肪酸配比合理、营养价值高的食用油产品系列，既能 满足人们对同常食用营养的需求，又能提供特有的保健功能。 ( 9 ) 婴儿配方奶粉 母乳是婴儿的最佳食物，母乳不但满足婴儿对脂肪酸数量的需要，更能满 足其对脂肪酸种类的需要。在无法峰持母乳喂养时，需要选择脂肪酸含量和脂 肪酸组成与母乳接近的配方奶粉。婴儿配方奶是指以乳牛或其他动物乳汁，或 其他动物提炼成份为基本组成，并适当添加营养素，使其总成份能满足婴儿生 长与发育所需的一种人工食品。必需根据母乳中所含的脂肪酸构成形式进行奶 粉的配制，以适应和满足婴儿对不饱和脂肪酸的特定需要。现在许多奶粉罩都 加入了d h a 和a a ，d h a 和a a 添加到牛奶与奶粉中，可提高营养价值，使牛奶 与奶粉接近母乳。因其难以与奶粉混合，而且容易氧化，使用时利用微胶囊技 8 第1 章绪论 术，通过环糊精作载体，将d h a 和a a 包裹制成粉末，以特定的比例添加到奶粉 中。 1 2 4 多不饱和脂肪酸的检测方法 ( 1 ) 气相色谱( g c ) 用g c 方法进行脂肪酸分析时，通常是把高沸点不易挥发、汽化的脂肪酸， 通过甲酯化反应使其变成低沸点易挥发的相应的脂肪酸甲酯，然后经过分离采 用氢火焰离子检测器( f i d ) 进行测定。气相色谱法1 2 9 3 3 1 已被广泛的应用于脂肪 酸组成分析，脂肪酸的碳链长度、不饱和度和双键的几何构型等结构上的差异， 使脂肪酸在气相色谱柱上的保留时间不同。脂肪酸在非极性气相色谱柱上的保 留时间主要由挥发性决定，此时碳链长度是决定其保留时间的主要因素；在极 性气相色谱柱上的保留时问由极性和链长共同决定，因此极性柱对不饱和脂肪 酸的分离更有效。目前，常用于脂肪酸顺、反式位置异构体分析的气相色谱柱 有c p s i l 8 8 、s p 2 5 6 0 、s p 2 3 4 0 和b p x 7 0 ，都以高极性的氰丙基为固定相，由 于氰丙基的含量不同极性有所差别，其中c p s i l 8 8 的应用较为广泛。脂肪酸在 此类高极性柱上的流出顺序为：饱和、单不饱和、二不饱和；反式异构体在顺 式异构体之前流出，但是顺、反式位置异构体仍有部分的重叠。黎庆涛1 3 4 1 等采 用d b w a x ( 6 0 m 0 3 2 m m x 0 2 5 1 t m ) 色谱柱，f i d 检测器测定鼠尾藻中多不饱和 脂肪酸，相对偏差为0 5 2 4 - - - 1 2 9 7 ，回收率为9 7 7 - - 9 9 8 ，表明该方法为 一种实用的分析方法。 ( 2 ) 气相色谱质谱联用( g c m s ) g c m s 法检测脂肪酸是采用m s 和g c 在线连接，以m s 为检测器，得到总离 子流图和各组分质谱图，经计算机检索并与n i s t 标准质谱谱库的质谱数据匹配， 根据匹配度的大小和脂肪酸气相色谱出峰规律，鉴定各脂肪酸组分。该方法灵 敏度高，且不需要标准品就可以进行定性分析，但仪器昂贵。侯冬岩等1 3 刊采用 气相色谱质谱分析测定奶粉中的脂肪酸，取得了良好的效果。林观平等1 3 6 1 p f l , b f 3 m e o h 溶液为衍生化试剂，测定了牛奶中的脂肪酸。抽提和酯化一步完成，样 品经d b w a x 石英毛细管柱分离，气相色谱质谱联用仪( g c m s ) 进行定性定 量分析。当日订报道的气相色谱质谱法1 3 7 3 9 多为索氏提取脂肪酸成分，甲酯化处 理后，以气相色谱质谱联用仪进行分离鉴定。 ( 3 ) 高效液相色谱( h p l c ) 9 第1 章绪论 采用h p l c 法分析脂肪酸，一般先将脂肪酸衍生成具有紫外吸收的物质后用 紫外检测器进行分析，或衍生后采用荧光法进行检测。不同于气相色谱，高效液 相色谱( h p l c ) 具有分离分析难挥发物质的特点。黄于娟l 如j 等采用高效液相色 谱和紫外检测器，用溴代苯乙酮进行衍生，三乙胺作为催化剂，醋酸作为衍生 剂破坏剂，分析了母乳中四种p u f a 的含量，结果表明该方法准确可靠。当日订报 道的液相色谱的检测方法1 4 卜4 3 】一般要经过衍生化处理，由于测定步骤较多，容 易发生异构化、氧化和分解等副反应，而且很难保证衍生化完全，而且这些衍 生方法增加了分析时间，并使分析方法复杂化。为了解决这种方法的不足，国 内外不少学者尝试用h p l c 配合紫外检测器、示差折光检测器l 钳】和电化学检测器 ”刘等