□ 高春利 河南工業(yè)大學(xué)

低熱量油脂的研究

□ 高春利 河南工業(yè)大學(xué)

脂肪是人體的重要營(yíng)養(yǎng)素，但攝入過(guò)量的油脂會(huì)引起肥胖、脂肪肝、高血壓和動(dòng)脈硬化等一系列疾病。為了防治油脂過(guò)多引起疾病，對(duì)低熱量油脂的研究開發(fā)受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的追捧。

脂肪是人體三大熱原質(zhì)之一，含有較高能量(每克脂肪含熱量37.8kJ)，也是人體的重要營(yíng)養(yǎng)素。但攝入過(guò)量的油脂會(huì)引發(fā)肥胖、脂肪肝和動(dòng)脈硬化等疾病，過(guò)量的油脂時(shí)刻威脅著人們的健康。為了不影響食品的風(fēng)味并盡可能降低過(guò)多油脂引起疾病，人們對(duì)食用油脂質(zhì)量有了較高的要求，特別是對(duì)專用油脂這一行業(yè)。

脂肪的分類

脂肪是由三分子脂肪酸和一分子甘油脫水形成的物質(zhì)。天然脂肪由三個(gè)不完全相同的脂肪酸均勻混合所構(gòu)成的甘油三酯。脂肪不溶于水，溶于有機(jī)溶劑，比重為0.9～0.95。脂肪酸種類很多，脂肪酸按碳鏈長(zhǎng)度可分為三類：長(zhǎng)鏈脂肪酸(Long chain fatty acids)、中鏈脂肪酸(medium chain fatty acids)和短鏈脂肪酸(short chain fatty acids)。自然界中脂肪酸以長(zhǎng)鏈脂肪酸為主。脂肪酸按碳鏈飽和程度可分為三類：飽和脂肪酸（saturated fatty acids）（如軟脂酸、硬脂酸等）、單不飽和脂肪酸（Monounsaturated fatty acids）（如油酸等）和多不飽和脂肪（Polyunsaturated fatty acids）(如亞麻酸、亞油酸、花生四烯酸等)。

低熱量油脂的制備

結(jié)構(gòu)脂質(zhì)有增強(qiáng)免疫力、改善氮平衡、降低血脂、減少肥胖癥的患病風(fēng)險(xiǎn)和減少癌癥等功能，廣泛用于醫(yī)學(xué)臨床營(yíng)養(yǎng)支持、嬰兒食品和低熱量食品。甘油骨架上含有的中長(zhǎng)碳鏈脂肪酸的甘油三酯為中長(zhǎng)碳鏈甘三酯（Medium- and long-chain triglycerides（MLCT）。中長(zhǎng)碳鏈脂肪酸甘油酯是一種結(jié)構(gòu)脂質(zhì)，一般是由天然脂質(zhì)經(jīng)脂肪酸重組獲得，包括脂肪酸在甘油三酯中位置的改變和脂肪酸組分的變化，主要組分為中碳鏈脂肪酸（C8-C12）和長(zhǎng)碳鏈脂肪酸（C14-C24）。目前，用于制備中長(zhǎng)碳鏈甘三酯方法常用的有三種，為油脂酸解法、油脂酯—酯交換法和酯化法。

油脂酸解反應(yīng)：在催化劑作用下，脂肪酸中的?；c甘油三酯中的脂肪酸的酰基發(fā)生互換，脂肪酸進(jìn)入甘油三酯骨架，使甘油三酯中的脂肪酸種類和組成等發(fā)生改變，形成新的甘油三酯。趙等用脂肪酶作催化劑，研究了底物摩爾比、酶添加量、水分添加量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)油中辛酸插入率的影響。使用高效液相色譜法分析，結(jié)果表明，在正己烷體系中，油與辛酸摩爾比為1∶2，加酶量為15%（WT），反應(yīng)溫度為55 ℃，反應(yīng)時(shí)間為24 h時(shí)，辛酸的合成率最高，達(dá)到34.91%；在無(wú)溶劑體系中，在油與辛酸摩爾比為1∶2，加酶量為20%（WT），在50 ℃反應(yīng)24 h時(shí)，辛酸的插入率最高，達(dá)到32.42%。陳等以菜籽油和辛酸為原料，在無(wú)溶劑體系中使用脂肪酶催化酸解合成結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。實(shí)驗(yàn)找出Sn-1，3位特異性強(qiáng)、催化活性高的Lipozyme RMIM酶。并以Lipozyme RM IM為催化用酶催化酸解合成結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。結(jié)果表明，在底物比為l∶4，加酶量為10%，溫度為50℃，反應(yīng)時(shí)間為15h的條件下，辛酸合成率最高，達(dá)到40%。

油脂酯—酯交換法：在催化劑作用下，油脂中不同脂肪酸的組分隨機(jī)發(fā)生交換，致使甘油三酯中脂肪酸的組分或種類改變，形成新的甘油三酯。Casimir C.Akoh等研究了以1,3-特異性脂肪酶 IM 60為催化劑，催化三硬脂酸甘油酯與三癸酸甘油酯的酯交換反應(yīng)合成中長(zhǎng)碳鏈甘三酯。結(jié)果表明：在正己烷體系中，在底物摩爾比為1∶1，IM60加酶量為10（w/w）%，正己烷含量為3mL時(shí)，得到的產(chǎn)品中MML為44.2%，LLM為40.5%。謝等將有機(jī)雙胍共價(jià)連接到分子篩SBA-15上，制備出多相固體堿催化劑，來(lái)分別催化大豆油和癸酸甲酯，大豆油與棕櫚硬脂的酯交換反應(yīng)。并探究了底物摩爾比、催化劑用量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等條件對(duì)酯交換反應(yīng)的影響。結(jié)果表明，在大豆油與癸酸甲酯摩爾比為1∶4，催化劑添加量為10%（wt），反應(yīng)溫度為90℃，反應(yīng)時(shí)間為4 h時(shí)，癸酸交換率達(dá)到最高，達(dá)到30.5%。

酯化法：在催化劑作用下，由甘油和脂肪酸所發(fā)生水解反應(yīng)的逆反應(yīng)，生成不確定結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)脂質(zhì)。Arifin等研究了以Lipozyme RMIM 為催化劑，催化甘油與混酸（辛酸和硬脂酸）的酯化反應(yīng)合成中長(zhǎng)碳鏈甘三酯，產(chǎn)物通過(guò)高效液相色譜進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在最佳反應(yīng)條件下，中長(zhǎng)碳鏈甘三酯的得率為47.36%，中長(zhǎng)碳鏈甘二酯的得率為25.92%，中長(zhǎng)碳鏈甘一酯的得率為1.90%，而脂肪酸含量含量較小，不足0.01%。Koh等以Lipozyme RMIM 酶為催化劑，催化甘油與混酸（辛酸和油酸）的酯化反應(yīng)合成中長(zhǎng)碳鏈甘三酯，產(chǎn)物通過(guò)高效液相進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果，在最佳反應(yīng)條件下，產(chǎn)物的得率高達(dá)56.35%。

結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)快速發(fā)展，人民生活水平提高，人們吃到了大量富含油脂食物。然而過(guò)量油脂的攝入會(huì)引發(fā)多種疾病，時(shí)刻威脅著人體健康。低熱量油脂進(jìn)入人體后快速轉(zhuǎn)化為能量，能量釋放快，不會(huì)轉(zhuǎn)化為脂肪，因此，研究低熱量油脂符合大眾消費(fèi)需求。