CN103725721B

CN103725721B - 一种富含二十二碳六烯酸的结构油脂及其制备方法

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Publication number: CN103725721B
Application number: CN201310710525.XA
Authority: CN
Inventors: 李建平; 任国谱
Original assignee: Lubrication Biological Engineering (fujian) Co Ltd
Current assignee: Lubrication Biological Engineering (fujian) Co Ltd
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: CN103725721A

Abstract

本发明提供一种富含二十二碳六烯酸的结构油脂，该结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的40%（重量）以上，在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的50%（重量）以上。本发明还提供上述结构油脂的一种制备方法。本发明的结构油脂富含二十二碳六烯酸，其Sn-1,3位的二十二碳六烯酸和 Sn-2位的棕榈酸均容易被人体消化吸收，在提供Sn-2位棕榈酸的同时补充二十二碳六烯酸，符合脂肪的母乳化方向，可用于婴幼儿配方食品中以及其他需要补充DHA的食品或保健品中。

Description

一种富含二十二碳六烯酸的结构油脂及其制备方法

技术领域

本发明涉及食用油脂，具体涉及一种富含二十二碳六烯酸的结构油脂及其制备方法。

背景技术

油脂即脂肪或甘油三酯（简称甘三酯），由甘油与三个脂肪酸酯化而成，其中位于中间位的脂肪酸称为Sn-2位脂肪酸，位于两端的脂肪酸称为Sn-1,3位脂肪酸。结构油脂是指在特定位置上具有特定脂肪酸的油脂。

人乳脂肪中的脂肪酸在甘油骨架上具有高度特异性的位置分布，该特异性结构对营养的有效吸收具有重要意义。人乳中棕榈酸(C16:0)是主要的饱和脂肪酸，占人乳中总脂肪酸的20-25%，其中70-75%的棕榈酸在甘油三酯的Sn-2位酯化。

人体胰脂肪酶系统以高度位置特异性处理甘油三酯，脂解作用主要在Sn-1和Sn-3位发生，产生两个游离脂肪酸和一个2-单酸甘油酯。单酸甘油酯吸收好，与其组成脂肪酸无关，相反，游离脂肪酸的吸收则取决于其化学结构。游离单不饱和脂肪酸和游离多不饱和脂肪酸的吸收好；游离长链饱和脂肪酸（如棕榈酸）的吸收相对较低，原因是游离长链饱和脂肪酸的熔点高于体温，以及在肠道酸性环境下倾向于与钙或镁形成脂肪酸皂。研究表明，棕榈酸在甘油三酯的Sn-2位上比在Sn-1,3位上，更容易消化吸收。

传统婴幼儿配方食品（如配方奶粉）中的脂肪主要来自牛乳和植物油。牛乳与人乳的脂肪含量相当，约为3.8%，但人乳中的脂肪与牛乳中的脂肪的成分是不同的，主要有以下两方面：一是脂肪酸组成的不同；二是甘油三酯的结构不同，即脂肪酸在甘油骨架上的分布不同。牛乳中存在的棕榈酸主要是在Sn-1和Sn-3位酯化，而Sn-2位主要被不饱和脂肪酸所占据。同样，常见植物油中存在的棕榈酸主要是在Sn-1和Sn-3位酯化，而Sn-2位主要被不饱和脂肪酸所占据。

除了营养作用外，与用配方食品喂养的婴儿相比，母乳喂养的婴儿对脂肪和钙的吸收更好的原因主要有两个：一是母乳中的脂肪酶是具有活性的，但配方奶粉中的脂肪酶因加工过程的杀菌而失去活性；二是母乳中含有较高的在甘油三酯的Sn-2位的棕榈酸。

对于用配方食品喂养的婴儿，钙的利用度取决于配方食品的组成，如上所述，甘油三酯的消化包括Sn-1和Sn-3位的脂解，形成游离脂肪酸和2-单酸甘油酯。当棕榈酸位于Sn-1,3位时，则棕榈酸作为游离脂肪酸释放，其倾向于形成不溶性钙皂；相反，在人乳中，在Sn-2位酯化的棕榈酸则不会形成钙皂。因此，用含有高水平的Sn-1,3位棕榈酸的配方食品喂养的婴儿钙的吸收率较低，排出的粪便中钙较多。母乳喂养的婴儿不容易便秘，但用配方奶粉喂养的婴儿就容易便秘；而且，钙皂与粪便硬度呈正相关，配方食品喂养的婴儿的粪便硬度明显高于母乳喂养的婴儿。

二十二碳六烯酸（DHA）属n-3系列长链多不饱和脂肪酸，在产品中常以二十二碳六烯酸甘油三酯的形式存在。二十二碳六烯酸（DHA）在胎儿及婴幼儿大脑和视觉系统发育过程中起着十分重要的作用，对胎儿生长、婴幼儿智力发育及免疫功能都有极大的影响。由于二十二碳六烯酸（DHA）不能从n-6脂肪酸转化，而同属于n-3系列的α-亚麻酸在人体中转化成二十二碳六烯酸（DHA）的效率很低(转化率<0.5%)，因此，需要从外界摄取足够的二十二碳六烯酸（DHA），以满足脑部和视力发育的需要。

目前，DHA已经在婴幼儿配方食品中得到了普遍应用。美国80%以上的婴幼儿配方奶粉中添加了DHA，2010年欧盟食品安全局(EFSA)推荐7～24月龄DHA的AI为100mg/d，目前已有88个国家和地区将DHA的推广列入国家卫生计划。

1999年中国将DHA列入允许使用的营养强化剂，此后多次调整DHA的添加量及使用范围；2007年中国国家卫生部将DHA的使用规定调整为“婴儿配方食品、较大婴儿及幼儿配方食品、儿童配方奶粉、学龄前儿童谷类食品，DHA的添加量≤0.5%(占总脂肪酸的百分比)”；2009年扩大到婴幼儿断奶期食品,强化量≤115mg/100g；2010年批准DHA藻油为新资源食品，可用到其他食品中。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种富含二十二碳六烯酸的结构油脂，以及这种结构油脂的制备方法，这种结构油脂容易被人体消化吸收，在提供Sn-2位棕榈酸的同时补充二十二碳六烯酸。采用的技术方案如下：

一种富含二十二碳六烯酸的结构油脂，其特征在于所述结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的40%（重量）以上，在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的50%（重量）以上。

也就是说，上述结构油脂中，在Sn-1和Sn-3位的二十二碳六烯酸的总量占结构油脂总脂肪酸的40%（重量）以上，在Sn-2位的棕榈酸占结构油脂总棕榈酸的50%（重量）以上。

本发明还提供上述结构油脂的一种制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)使原料油脂与二十二碳六烯酸供体在专一性Sn-1,3脂肪酶存在下进行酶法酯交换反应；

所述二十二碳六烯酸供体与所述原料油脂的重量比例为1:1至5:1；

(2)酶法酯交换反应后，除去所述专一性Sn-1,3脂肪酶，得到中间产物；

(3)除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物，得到所述结构油脂。

通过酶法酯交换反应，将原料油脂中部分Sn-1脂肪酸和部分Sn-3位脂肪酸置换为二十二碳六烯酸，从而增加所得结构油脂中Sn-1和Sn-3位的二十二碳六烯酸含量；同时，由于原料油脂中部分在Sn-1和Sn-3位的棕榈酸被置换出来，因此所得结构油脂中在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的比例提高。

优选步骤（1）中，专一性Sn-1,3脂肪酶的用量为原料油脂与二十二碳六烯酸供体总重量的1－8%，反应温度为60－75℃，反应时间为1－6小时。步骤（1）的酶法酯交换反应可在无溶剂体系中进行。

步骤（2）中，可采用过滤方法或离心方法除去专一性Sn-1,3脂肪酶。

优选步骤（3）中，采用蒸馏方法除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物。

优选步骤（3）中，除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物之后，还进行脱色处理和/或脱臭处理，得到所述结构油脂。

上述原料油脂可以是棕榈油、猪油和牛油中的一种或其中多种的混合物。棕榈油中总棕榈酸约占总脂肪酸的43.4%（重量），其中在Sn-2位的棕榈酸约占总棕榈酸的14.5%（重量）；猪油中总棕榈酸约占总脂肪酸的23.9%（重量），其中在Sn-2位的棕榈酸约占总棕榈酸的67.3%（重量）；牛油中总棕榈酸约占总脂肪酸的26.7%（重量），其中在Sn-2位的棕榈酸约占总棕榈酸的17%（重量）。优先选用猪油作为原料油脂。

上述二十二碳六烯酸供体可以是游离二十二碳六烯酸、二十二碳六烯酸甲酯和二十二碳六烯酸乙酯中的一种或其中多种的混合物。采用游离二十二碳六烯酸作为二十二碳六烯酸供体时，酶法酯交换反应的副产物是游离脂肪酸；采用二十二碳六烯酸甲酯作为二十二碳六烯酸供体时，酶法酯交换反应的副产物是脂肪酸甲酯；采用二十二碳六烯酸乙酯作为二十二碳六烯酸供体时，酶法酯交换反应的副产物是脂肪酸乙酯。

本发明的结构油脂富含二十二碳六烯酸，其Sn-1,3位的二十二碳六烯酸和Sn-2位的棕榈酸均容易被人体消化吸收，在提供Sn-2位棕榈酸的同时补充二十二碳六烯酸，符合脂肪的母乳化方向，可用于婴幼儿配方食品中以及其他需要补充DHA的食品或保健品中。

具体实施方式

实施例1

本实施例中，结构油脂的制备方法包括以下步骤：

本实施例采用的原料油脂是猪油，二十二碳六烯酸供体是二十二碳六烯酸乙酯，二十二碳六烯酸供体与原料油脂的重量比例为2:1。

进行反应时原料油脂与二十二碳六烯酸供体混合，反应过程中可进行搅拌，使其混合更加充分。

本步骤（1）中，专一性Sn-1,3脂肪酶的用量为原料油脂与二十二碳六烯酸供体总重量的5%，反应温度为70℃，反应时间为3小时。

本步骤（2）中，可采用过滤方法或离心方法除去专一性Sn-1,3脂肪酶。

(3)采用蒸馏方法除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物（该副产物为脂肪酸乙酯），得到所述结构油脂。

在除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物之后，还可进行脱色处理和/或脱臭处理，得到性能更优的结构油脂。

制得的结构油脂富含二十二碳六烯酸。该结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的43%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的72%（重量）。也就是说，上述结构油脂中，在Sn-1和Sn-3位的二十二碳六烯酸的总量占结构油脂总脂肪酸的43%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占结构油脂总棕榈酸的72%（重量）。

上述过滤方法、离心方法、蒸馏方法、脱色处理、脱臭处理等均可采用常规技术，在此不作详细描述。

实施例2

本实施例中，结构油脂的制备方法包括以下步骤：

上述原料油脂是棕榈油，二十二碳六烯酸供体是二十二碳六烯酸乙酯，二十二碳六烯酸供体与原料油脂的重量比例为2:1。

本步骤（1）中，专一性Sn-1,3脂肪酶的用量为原料油脂与二十二碳六烯酸供体总重量的1%，反应温度为75℃，反应时间为6小时。

制得的结构油脂富含二十二碳六烯酸。该结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的45%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的55%（重量）。也就是说，上述结构油脂中，在Sn-1和Sn-3位的二十二碳六烯酸的总量占结构油脂总脂肪酸的45%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占结构油脂总棕榈酸的55%（重量）。

实施例3

本实施例中，结构油脂的制备方法包括以下步骤：

上述原料油脂是猪油，二十二碳六烯酸供体是二十二碳六烯酸甲酯和二十二碳六烯酸乙酯的混合物（其中二十二碳六烯酸甲酯和二十二碳六烯酸乙酯重量各占一半），二十二碳六烯酸供体与原料油脂的重量比例为3:1。

本步骤（1）中，专一性Sn-1,3脂肪酶的用量为原料油脂与二十二碳六烯酸供体总重量的8%，反应温度为60℃，反应时间为2小时。

(3)采用蒸馏方法除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物（该副产物为脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯），得到所述结构油脂。

制得的结构油脂富含二十二碳六烯酸。该结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的48%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的70%（重量）。也就是说，上述结构油脂中，在Sn-1和Sn-3位的二十二碳六烯酸的总量占结构油脂总脂肪酸的48%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占结构油脂总棕榈酸的70%（重量）。

实施例4

本实施例中，结构油脂的制备方法包括以下步骤：

上述原料油脂是棕榈油和牛油的混合物（其中棕榈油和牛油重量各占一半），二十二碳六烯酸供体是游离二十二碳六烯酸和二十二碳六烯酸甲酯的混合物（其中游离二十二碳六烯酸和二十二碳六烯酸甲酯重量各占一半），二十二碳六烯酸供体与原料油脂的重量比例为1:1。

本步骤（1）中，专一性Sn-1,3脂肪酶的用量为原料油脂与二十二碳六烯酸供体总重量的3%，反应温度为65℃，反应时间为5小时。

(3)采用蒸馏方法除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物（该副产物为游离脂肪酸和脂肪酸甲酯），得到所述结构油脂。

制得的结构油脂富含二十二碳六烯酸。该结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的43%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的65%（重量）。也就是说，上述结构油脂中，在Sn-1和Sn-3位的二十二碳六烯酸的总量占结构油脂总脂肪酸的43%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占结构油脂总棕榈酸的65%（重量）。

实施例5

本实施例中，结构油脂的制备方法包括以下步骤：

上述原料油脂是猪油和牛油的混合物（其中猪油和牛油重量各占一半），二十二碳六烯酸供体是二十二碳六烯酸甲酯和二十二碳六烯酸乙酯的混合物（其中二十二碳六烯酸甲酯和二十二碳六烯酸乙酯重量各占一半），二十二碳六烯酸供体与原料油脂的重量比例为5:1。

本步骤（1）中，专一性Sn-1,3脂肪酶的用量为原料油脂与二十二碳六烯酸供体总重量的4%，反应温度为75℃，反应时间为1小时。

制得的结构油脂富含二十二碳六烯酸。该结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的45%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的60%（重量）。也就是说，上述结构油脂中，在Sn-1和Sn-3位的二十二碳六烯酸的总量占结构油脂总脂肪酸的45%（重量），在Sn-2位的棕榈酸占结构油脂总棕榈酸的60%（重量）。

采用下述方法对实施例1－5制得的结构油脂进行检测：

一、Sn-2位棕榈酸占总棕榈酸的比例的检测，按GBT24894“甘三酯分子2-位脂肪酸组分的测定”中规定的方法检测。

二、Sn-1,3位的二十二碳六烯酸（DHA）含量的检测规程如下：

1方法原理

具有相同碳原子数目的甘三酯基团可在程序控温的条件下直接通过气相色谱法从油或脂肪的溶液中加以分离，通过与标准甘三酯溶液加以对比而得以确定。以内标法定量，结果以碳数为C60的甘三酯计其含量。

2试剂材料和仪器

2.1试剂材料

2.1.1正己烷：色谱纯。

2.1.2十八碳甘油三酯标准品：纯度≥99%。

2.1.31,3-二DHA2-棕榈酸甘三酯标准品：纯度≥99%。

2.1.4氮气纯度≥99.999%.

2.2仪器

2.2.1气相色谱仪，配有FID氢火焰离子化检测器。

2.2.2色谱柱：100%二甲基聚硅氧烷耐高温柱（柱长15m，内径0.25mm，膜厚0.1μm）或具同等性能的色谱柱。

2.2.3进样口温度：320℃；检测器温度：370℃。

2.2.4升温程序：300℃，保持3.0min，以20℃/min的速率升温至380℃，保持10min。

2.2.5载气：氮气，恒压模式，柱头压10.5psi。

2.2.6分流比：20：1；流速：42.5ml/min；

2.2.7进样体积：1μL。

3分析步骤

3.1标准液的配制：

3.1.1十八碳酸甘三酯标准溶液（1mg/mL）：称取25mg十八碳甘油三酯于25mL的容量瓶中，用正己烷溶解，并定容到刻度线，摇匀。储存于0℃的环境中，低温出现结晶现象属正常，需要使用时，取出回温，使结晶溶解。

3.1.21，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯标准溶液（1mg/mL）：称取25mg1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯标准样品于25mL的容量瓶中，加正己烷溶解，定容，摇匀。储存于0℃的环境中。

3.1.3十八碳酸甘油三酯和1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯混合标样的配制：移取十八碳甘油三酯标准溶液（1g/mL）和1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯标准液（1mg/mL）到10mL的容量瓶中，用正己烷定容到刻度，摇匀。储存于0℃的环境中。

3.2测定

3.2.1校正因子的测定

移取2mL的混标溶液到进样瓶中，在规定的色谱条件下进行色谱分析，记录十八碳甘油三酯和1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯的峰面积，每个星期需分析一次。

3.2.2样品的测定

称取样品20-30mg样品于25mL的容量瓶中，然后加入2mL内标样十八碳甘油三酯标准液（1mg/mL），然后定容到刻度，移取2mL到进样瓶中，进行色谱分析，记录需要组分的峰面积。

3.3结果计算

3.3.1试样中1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯以质量分数w_i计，数值均以%表示，按公式（1）计算：

wi = \frac{A_{X}}{A_{R} \times F_{i}} \times \frac{C_{R} \times V_{R}}{m} \times 100

····················（1）

式中：

F_i——1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯的响应因子；

A_x——试样溶液所测得1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯的峰面积；

A_R——试样溶液所测得十八碳甘油三酯峰面积；

C_R——十八碳甘油三酯的浓度，mg/mL；

V_R——试样溶液中加入十八碳甘油三酯的体积，mL；

m——样品的质量，mg。

3.3.2 1，3-二DHA2-棕榈酸甘油三酯响应因子F_i按公式（2）计算：

F_{i} = \frac{A_{Y} \times C_{S}}{A_{S} \times C_{Y}} \times 100

··················（公式2）

式中：

Cs——混合标样溶液中十八碳甘油酯三酯浓度，mg/mL；

As——混合标样溶液中十八碳甘油三酯的峰面积；

Ay——混合标样中1，3-二DHA-2-棕榈酸甘油的峰面积；

Cy——混合标样中1，3-二DHA-2-棕榈酸甘油的浓度，mg/mL。

3.3.3重复性

在重复性条件下获得两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的10%。

Claims

1.一种富含二十二碳六烯酸的结构油脂，其特征在于所述结构油脂中，在Sn-1,3位的二十二碳六烯酸占总脂肪酸的重量百分比为40%以上，在Sn-2位的棕榈酸占总棕榈酸的重量百分比为50%以上。

2.权利要求1所述的结构油脂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的结构油脂的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，专一性Sn-1,3脂肪酶的用量为原料油脂与二十二碳六烯酸供体总重量的1－8%，反应温度为60－75℃，反应时间为1－6小时。

4.根据权利要求2所述的结构油脂的制备方法，其特征在于：所述原料油脂是棕榈油、猪油和牛油中的一种或其中多种的混合物。

5.根据权利要求2所述的结构油脂的制备方法，其特征在于：所述二十二碳六烯酸供体是游离二十二碳六烯酸、二十二碳六烯酸甲酯和二十二碳六烯酸乙酯中的一种或其中多种的混合物。

6.根据权利要求2所述的结构油脂的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，采用过滤方法或离心方法除去专一性Sn-1,3脂肪酶。

7.根据权利要求2所述的结构油脂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，采用蒸馏方法除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物。

8.根据权利要求2所述的结构油脂的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，除去中间产物中剩余的二十二碳六烯酸供体和酶法酯交换反应的副产物之后，还进行脱色处理和/或脱臭处理，得到所述结构油脂。