CN104082430A - 脂肪酸平衡调和油的调配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脂肪酸平衡调和油的调配方法。首先选择若干种原料油，用气相色谱仪测定各种油料的脂肪酸组成，构建成原料油脂肪酸构成数据库。再根据膳食营养指南推荐量，或者消费者的需求，建立调和油原料配方线性规划数学模型。将所选中的所有候选原料油的脂肪酸参数代入线性模型，设置需要制备的目标调和油的脂肪酸比例和权重系数，通过运算给出各种原料油的配比。然后按候选配方比例取各原料油，按比例混合，充分搅拌制备成营养调和油。本发明通过建立了原料油数据库，建立线性规划数学模型，使得制备的营养调和油配方计算标准化，适合不同人群的营养需求，个性化营养保健需求，具有广泛的应用性和市场价值，市场前景广阔。

Description

脂肪酸平衡调和油的调配方法

技术领域

本发明涉及食品加工中油脂加工领域，特别地，本发明涉及一种根据消费者健康状况和营养需求配制针对性营养调和油的方法。 

背景技术

我国居民的传统食用油大多为单一品种的植物油，如菜籽油、花生油等，因为单一品种的植物油中脂肪酸的比例基本稳定。现代食品营养学研究表明，各种脂肪酸均衡的食用油才有利于人体健康，而长期食用单一品种食用油不利于人体健康。随着人们生活水平的提高，健康长寿成为公众的共同需求。由于单品种植物油不能满足人们对健康的需要，对食用油脂肪酸含量和比例要求成为新的关注热点，而调和油的发展弥补了这个缺陷。调和油主要是根据人体代谢机理和营养需求设定各种脂肪酸的比例，再选用多种原料油按预期脂肪酸比例选择油料、计算、混合，调和油中脂肪酸的比例是可按人体所需要的脂肪酸比例调整。但目前市售调和油均由粮油食品企业大批量生产，一些特色调和油，如深海鱼油调和油、橄榄油调和油，只是在廉价食用油中添加了极少量的特色油，没有考虑特殊人群、家庭和个人的健康需求。在设计和开发调和油新产品时，通常按一般人群膳食营养推荐比例配比，而忽略了我国幅员辽阔，各地区饮食习惯差异较大的特点，很少研究有地域特色的调和油。因此，非常有必要研究开发符合现代个性化营养发展趋势的营养平衡调和油新技术。 

脂肪酸是指一端含有一个羧基的长的脂肪族碳氢链。自然界约有40多种脂肪酸。脂肪酸根据碳氢链饱和与不饱和的不同可分为三类：饱和脂肪酸，碳氢上没有不饱和键；单不饱和脂肪酸，碳氢链有一个不饱和键；多不饱和脂肪，碳氢链有二个或二个以上不饱和键。从营养学角度分，脂肪酸可分为必需脂肪酸(essential fatty acids,EFA)和非必需脂肪酸(non-essential fatty acids)。非必需脂肪酸是指人体及哺乳动物能够自身合成而不必从膳食提供的脂肪酸。必需脂肪酸是指机体生命活动必不可少，但机体自身又不能合成，必需由食物供给的多不饱和脂肪酸。主要包括两种，一种是n-3系列的α-亚麻酸(C18:3n-3)，一种是n-6系列的亚油酸(C18:2n-6)。 

一般来说，动物性脂肪如牛油、奶油和猪油比植物性脂肪含饱和脂肪酸多。但椰子油、可可油、棕榈油中也含有丰富的饱和脂肪酸。动物性食品所含脂肪酸多为饱和脂肪酸，而过量发饱和脂肪酸容易诱肥胖、心血管疾病。单不饱和脂肪酸的种类十分丰富，以油酸最具有代表性，橄榄油、山茶油、杏仁油、鱼油等食用油油酸含量都很高。一般认为单不饱和脂肪 酸含量高的膳食与降低血压、改善胰岛素敏感性、降低胆固醇有关。不饱和脂肪酸根据甲基端第一个双键所连碳原子的编号可分为n-3、n-6、n-7、n-9等系列，其中n-3和n-6系列与人类健康关系最密切，很多情况下，这两个系列的PUFAs在功能上相互协调制约、共同调节着生物体的生命活动。n-3系列的α-亚麻酸是必需脂肪酸，亚麻籽油、紫苏油是α-亚麻酸含量较高(50％以上)的植物油，菜籽油大豆油小麦胚芽油α-亚麻酸含量也较高(7％～13％)；而玉米、红花、大豆和葵花油n-6系列的脂肪酸含量较高，n-6系列的亚油酸是必需脂肪酸。多不饱和脂肪酸能影响动脉血栓形成和血小板功能，脑、视网膜和神经组织发育及多种细胞的不同功能。但通常植物食用油中α-亚麻酸含量不足，而n-6比例普遍偏高，导致脂肪酸代谢紊乱，心脑血管疾病等慢性病发病率升高，因此健康食用油n-3和n-6脂肪酸必需有适当的比例。 

国际上对人类脂肪酸的摄入比例没有非常明确的标准。1977年9月联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)在罗马召开了题为“人类营养中的膳食脂肪”学术研讨会，大会首次提出了脂肪酸平衡的概念。自此，经过30多年的研究，各国及国际组织取得了如下共识：每日总的脂肪的摄入量不超过总能量的30％，减少饱和脂肪酸的摄入量，不超过总能量的10％；限制反式酸的摄入。2000年中国营养学会提出我国居民脂肪酸摄入的推荐比例为：饱和脂肪酸(Saturated fatty acids，SFA)、单不饱和脂肪酸(Monounsaturated fatty acids，MUFA)、多不饱和脂肪酸(Polyunsaturated fatty acids，PUFA)的质量比值是1：l：1；n-3PUFA与n-6PUFA质量比是4～6(中国营养学会.中国居民膳食营养素参考摄入量.北京：中国轻工业出版社，2000年，第35-37页)。现在大多数调和油的设计理念就是以2000年中国营养学会提出的这一推荐比例作为依据的。不同国家推荐比例也有变化，如美国心脏病协会(AHA)曾经建议，在膳食总脂占总能量比值安全的前提下，允许MUFA的摄入占总能量的15％-16％，SFA、MUFA和PUFA热量比为10％、15％和10％(即1：1.5：1)，美国国家胆固醇教育小组(NCEP)建议，膳食中脂肪供能比小于30％，SFA小于7％，MUFA为10％-15％，PUFA小于10％，即1：(1.5-2)：1。总之，三者比例应该在1：(1-2)：1内，没有一个确定的推荐量，原因是人群的身体状况和营养需求并不相同。近年来，随着经济的高度发展，中国居民膳食结构已发生很大变化，加之我国地域辽阔，东部、中部和西部居民之间的饮食结构不同，城市与农村居民之间的饮食结构也存在差异。为使调和油的脂肪酸满足各不同人群的健康需求，在调和油配方设计时要结合各地居民的饮食结构，而不是片面地同一化。所以，根据特殊人群、家庭、个人营养需求，即个性化营养需求调整脂肪酸比例进行食用油设计、选择原料油、配方、调配，是本发明优势所在。 

调和油的加工工艺并不复杂，关键是调和油所用原料的配比计算和脂肪酸构成检测，而以往的调和油发明专利，如：温雪等申请的发明专利：营养保健葵花籽调和油及其制备方法 (申请号20121046687.9)；吴雪辉等申请的发明专利：一种茶油调和油及其制备方法(申请号200710032965.9)等均缺乏具体介绍，难以实际操作。本发明实现了根据特殊人群、家庭、个人营养需求，即个性化营养需求调整脂肪酸比例进行食用油设计、选择原料油、配方、调配、产品质量检测，体现了前所未有的技术优势。 

发明内容

本发明的一个目的在于针对现有市售调和油脂肪酸比例不适合所有人群，提供一种可根据消费者健康状况和营养需求配制营养调和油的方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 

一种脂肪酸平衡调和油的调配方法，包括以下步骤： 

1)根据饮食习惯与需求，选择调配营养调和油的原料油； 

2)对所选择的原料油进行气相色谱检测，测定其中主要脂肪酸组成，记录主要的检测数据； 

3)将各原料油基本信息，包括饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)、n-6多不饱和脂肪酸(n-6PUFA)、n-3多不饱和脂肪酸(n-3PUFA)的相对含量录入到原料油数据库中，构建成营养调和油的原料油数据库； 

4)根据膳食营养指南推荐量，或消费者对脂肪酸比例需求，建立调和油线性规划数学模型如下： 

F＝min{P*[D1,D2]} 

线性规划数学模型 $s.t.\left\{\begin{array}{c}\mathrm{XA}+D1-D2=B\\ \mathrm{\ΣX}=1\\ X,D1,D2>=0\end{array}\right\}$

A：矩阵A，表示每种原料油的SFA、PUFA、n-3、n-6含量，A_ij表示第i种原料油中第j种脂肪酸的含量； 

B：行向量B，为目标调和油的SFA、PUFA、n-3、n-6含量； 

D1，D2：与X同维度的行向量，代表计算中加入的偏差； 

P：矩阵P，为目标函数F中的权重系数； 

F：目标函数，为当F达到最小时可求出模型的最优解； 

X：行向量，代表模型可行解X，就是所求目标原料油在配方中所占的比例。 

从数据库选择候选油料，将脂肪酸构成参数输入该模型，该模型的可行解X就是所求的目标原料油在配方中所占的比例； 

5)按照模型求解所得原料油配方分别取各种原料油，按配方比例进行混合调配。 

步骤1)中所述的原料油可以为多种，一般为3种或3种以上。 

步骤4)中候选油料配方主要是SFA、MUFA、PUFA以及n-3PUFA、n-6PUFA比例。 

步骤5)中所述的混合调配需要对调和油进行充分搅拌。 

步骤5)中，混合调配后进一步将调配后的营养调和油进行气相色谱检测，测定其中的脂肪酸组成，与目标比例一致。 

步骤5)中，混合调配后进一步在营养调和油中加入抗氧化剂，提高产品品质和延长其储藏期。 

所述的抗氧化剂为V_E和姜黄素，添加量都为50mg/L。 

本发明的有益效果是： 

1)本发明设计了构建原料油数据库，根据各类消费者对脂肪酸的营养需求建立了营养调和油线性规划配方模型，使得配制的营养调和油脂肪酸比例更加有利于消费者的健康。现有的市售调和油中脂肪酸比例并是对所有人群都适用，本发明可弥补这个缺陷。 

2)应用范围广，可适用于不同人群，特别是对于有心血管疾病的人群，可运用此发明来调节日常生活中的脂肪酸摄入比例，进行营养干预。 

3)调配人员可以根据原料油脂肪酸测定结果，对原料油数据库进行扩充。 

4)本发明原料油数据库建立简便，配方计算标准化，具有很好的可操作性和推广性，满足工业化生产的要求，市场前景广阔。 

5)营养调和油中添加的V_E和姜黄素是抗氧化剂，同时V_E也具有改善血液循环和调节生育功能、抗衰老等作用，姜黄素也有降血脂、抗炎症、抗动脉粥样硬化等功效，使得营养调和油更加有益人体健康。 

附图说明

下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明范围。 

图1是本发明的方法流程示意图； 

图2是山茶油的气相色谱图； 

图3是亚麻籽油的气相色谱图； 

图4是红花籽油的气相色谱图； 

图5是双低菜籽油的气相色谱图； 

图6是适合浙江省居民食用的营养调和油的气相色谱图； 

图7是适合上海市居民食用的营养调和油的气相色谱图； 

图8是适合江苏省居民食用的营养调和油的气相色谱图； 

图9是V_E和姜黄素不同添加量对调和油抗氧化效果图：图中，经过不同的时间，通过测 定调和油的过氧化值的变化来反应不同抗氧化剂对调和油抗氧化的效果，当不添加抗氧剂时，96h的时候调和油的过氧化值已经从原来的5.4上升到18.89，而在另三组添加抗氧化剂的试验组中，50mg/L V_E和50mg/L姜黄素组的抗氧化效果最好。 

具体实施方式

如图1所示，首先从市售或自主生产的符合国家标准的食用油中筛选多种备用的原料油。将各原料油分别进行气相色谱检测，测定其中主要脂肪酸的组成，将主要检测数据录入文档中，构建原料油数据库。然后调配人员可参考联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)膳食营养指南，以及特定消费人群对脂肪酸的需要，来确定营养调和油的脂肪酸比例，建立“调和油配比线性模型”，调配人员在构建好的原料油数据库中任意挑选原料油，将每种候选原料油的脂肪酸参数代入线性模型，设置需要制备的目标调和油的脂肪酸比例和权重系数，通过运算给出各原料油的配比。按照计算结果调配人员按比例进行营养调和油的配制，混合过程中要充分搅拌让调和油混匀。之后对所调配的调和油进行气相色谱检测，检测结果和目标脂肪酸比例吻合度高。最后在调配好的营养调和油中添加姜黄素和V_E作为抗氧化，添加量都为50mg/L。 

1、构建原料油数据库的步骤、方法如下： 

(1)搜集各种原料油，对原料油逐一进行气相色谱检测。检测步骤如下： 

①脂肪酸采用三氟化硼法甲酯化：取2微升油脂加入三氟化硼甲醇溶液和正己烷各1.5mL，充入氮气，密封。在干式加热器中100℃条件下加热60分钟，冷却至室温。加入1mL双蒸水，摇匀1分钟，3000转每分钟条件下离心5分钟，将上层己烷相移到一个干净的试管中，加入无水硫酸钠除去水分，移取溶液至干净试管，溶液用硅胶柱过滤。在氮气环境中吹干该过滤液，加入100微升己烷再溶解。 

②气相色谱分析：用GC-14C型气相色谱仪测定脂肪酸，用N2010色谱数据工作站采集图谱，并处理分析所采集的谱图数据。色谱峰采用混合的脂肪酸甲酯标样来进行鉴定。定量方式采用面积法，定量方法为归一法。 

③谱图采集处理：采用与标准品保留时间对照的方法定性，即根据相对保留值定性；采用面积法定量，即运用面积归一法求各色谱峰面积，并计算样品中的脂肪酸含量。 

④气相色谱分析条件：调节空气到50，调节氢气到75，调节Col(柱温)到140℃，调节Det(检测器温度)到270℃，调节Aux(进样口温度)到270℃。柱温升温程序：140℃(1min)；6℃/min、170℃(3min)；9℃/min、220℃(18min)；2℃/min、230℃(2min)。 

(2)将原料油检测数据中的SFA、MUFA、PUFA以及n-3PUFA、n-6PUFA比例录入到“EXILE”文档中，构建成原料油数据库。 

2、营养调和油所需原料油配方计算和调配方法如下： 

(1)根据联合国粮农组织和世界卫生组织(FAO/WHO)膳食营养指南，消费者对脂肪酸比例需求，先建立一般线性规划数学模型如下： 

线性规划数学模型 $s.t.\left\{\begin{array}{c}\mathrm{XA}=B\\ \mathrm{\ΣX}=1\\ X>=0\end{array}\right\}$

A：矩阵A，表示每种原料油的SFA、PUFA、n-3PUFA、n-6PUFA含量，A_ij表示第i种原料油中第j种脂肪酸的含量； 

B：矩阵B，为目标调和油的SFA、PUFA、n-3PUFA、n-6PUFA含量； 

X：模型可行解X，就是所求目标原料油在配方中所占的比例。 

从数据库选择候选油料，将脂肪酸构成参数输入该模型，该模型的可行解X就是所求的目标原料油在配方中所占的比例。 

但是由于实际选择原料油的时候，有时寻找不到可行解满足以上的数学模型，为此采用目标规划方法，通过添加偏差变量及相应的优先因子，使由偏差变量组成的目标函数达到最小，从而获得最优决策。根据本专利中有4种脂肪酸类型(SFA、MUFA、n-3PUFA、n-6PUFA)，设添加优先因子P1对应SUFA:MUFA:PUFA(n-3+n-6)，设添加优先因子P2对应n-3:n-6,P1，P2组成权重矩阵P，添加两组偏差变量矩阵：D1矩阵和D2矩阵 其中d1、d2、d3、d4分别对应4种脂肪酸类型SFA、MUFA、n-3PUFA、n-6PUFA，得到如下的数学模型： 

F＝min{P*[D1,D2]} 

$s.t.\left\{\begin{array}{c}\mathrm{XA}+D1-D2=B\\ \mathrm{\ΣX}=1\\ X,D1,D2>=0\end{array}\right\}$

求目标函数F的最小值与相应的最优解X，在给定的参数中默认P1、P2中需要加权的一个变量为10，目标调和油的配比B可根据需要的比例进行换算。 

(2)按照计算得到的配方按比例称取各原料油，进行混合调配，调配过程中要充分搅拌，让各原料油充分混合。 

3、营养调和油的检测和抗氧化处理步骤、方法如下： 

(1)将调配好的营养调和油进行气相色谱检测，检测方法同原料油的气相检测。将营养调和油检测结果中的SFA、MUFA、n-3PUFA、n-6PUFA比例与目标SFA、MUFA、PUFA以及n-3PUFA、 n-6PUFA比例进行对比。无相差或差异度很小即表明营养调和油调配成功。 

(2)在调配成功的营养调和油中添加姜黄素和V_E作为抗氧化剂，添加量都为50mg/L，添加后需要再次充分搅拌。 

不过营养调和油的脂肪酸检测和抗氧化处理步骤在小规模或者临时制备调和油的时候根据需要可以省略。 

实例一：构建原料油数据库和适合浙江省人群食用的营养调和油的制备 

1、建立原料油数据库 

(1)为使数据库更具代表性，使多饱和脂肪酸(SFA)、单不饱和脂肪酸(MUFA)、n-3多不饱和脂肪酸(n-3PUFA)和n-6多不饱和脂肪酸(n-6PUFA)等参数均能得到有效显示，我们根据常见油料的脂肪酸构成，选择山茶油、亚麻籽油、红花籽油和双低菜籽油作为实验对象，从市场购入合格的品牌原料油。然后，我们用气相色谱分别测定了这4种原料油的脂肪酸成分，通过四种油料的色谱图中各种脂肪酸的峰面积(图2-5)组成，算出每种油料的脂肪酸相对含量表1.1～1.4)。 

表1.1 山茶油脂肪酸组成 

*某种脂肪酸的相对含量(％)＝100×峰面积/所有脂肪酸总计峰面积 

表1.2 亚麻籽油脂肪酸组成 

*某种脂肪酸的相对含量(％)＝100×峰面积/所有脂肪酸总计峰面积 

表1.3 红花籽油脂肪酸组成 

*某种脂肪酸的相对含量(％)＝100×峰面积/所有脂肪酸总计峰面积 

表1.4 双低菜籽油脂肪酸组成 

*某种脂肪酸的相对含量(％)＝100×峰面积/所有脂肪酸总计峰面积 

(2)按脂肪酸类别统计出每种油料的SFA、MUFA、n-3PUFA和n-6PUFA，四种原料油的SFA、MUFA和PUFA组成(数据库构成)见表1.5。 

表1.5 四种原料油的SFA、MUFA和PUFA组成(数据库构成) 

2、适合浙江省人群的营养调和油配方计算与制备 

根据上海市粮食科学研究所与上海市营养学会、江苏省营养学会、浙江省营养学会对上海市、江苏省、浙江省居民的营养调查数据[杨波涛，曹文明，孙禧华.调和油的换代和升级.粮食与油脂，2010年第11期，1-3页]，设计了分别适合上海市、浙江省、江苏省居民的食用调和油(表1.6)。其中适合浙江省居民食用的调和油中SFA、MUFA和PUFA的比例为0.19:0.51:1，n-3PUFA与n-6PUFA的比例为1:3.9。 

表1.6 适合上海市、浙江省和江苏省居民的调和油脂肪酸比例 

运用数学模型： 

F＝min{P*[D1,D2]} 

$s.t.\left\{\begin{array}{c}X*+D1-D2=B\\ \mathrm{\ΣX}=1\\ X,D1,D2>=0\end{array}\right\}$

进入原料油数据库，先找出山茶油脂肪酸构成：SFA＝18.34、MUFA＝72.15、n-3PUFA＝0.00、n-6PUFA＝9.51(表1.5)，输入数学模型的矩阵A的第一行；再依次将亚麻籽油(第二行)、红花籽油(第三行)、双低菜籽油(第四行)的SFA、MUFA、n-3PUFA、n-6PUFA输入数学模型的矩阵A中，获得如下矩阵： 

$A=\left[\begin{array}{c}\mathrm{18.34,72.15,0,9.51}\\ 7.8,\mathrm{17.73,51.77,22.70}\\ \mathrm{9.32,12.30,0.43,77.96}\\ \mathrm{3.08,65.42,8.83,22.66}\end{array}\right]$

再将表1.6中适合浙江省居民的SFA：MUFA：PUFA(0.19:0.51:1.00)以及n-3PUFA:n-6PUFA数值(1.00:3.9)输入数学模型的行向量B，将权重矩阵P设置为[10,10,1,1]，将各个矩阵向量代入数学模型，利用单纯形法对线性方程进行求解最优解X，即得目标配方中山茶油的比例为26.3％、亚麻籽油的比例为22.2％、红花籽油的比例为49.5％，双低菜籽油的比例为2.0％。 

根据配方按照比例称取各原料油进行混合调配，调配过程中要充分搅拌，让各原料油充分混合。同时加入50mg/L的姜黄素和50mg/L的V_E作为抗氧化剂，再次充分搅拌混合，制成成品调和油。 

3、营养调和油的检测 

(1)脂肪酸比例检测 

将调配好的营养调和油取样进行气相色谱分析，检测结果如图6，SFA、MUFA、PUFA的比例为0.19:0.52:1.00，n-3PUFA、n-6PUFA的比例为1:3.91。运用t检验方法，对调和油各脂肪酸组成的期望值与实际值作差异性分析，结果显示实际值与期望值没有显著差异(p>0.05)。 

(2)水分及挥发物含量 

通过烘箱法对该调和油进行水分及挥发物的测定，得到适合浙江居民的调和油的水分及挥发物的含量为0.06％。符合食用调和油行业标准SB/T 10292-1998(水分及挥发物含量≤0.10％)。 

(3)酸价测定 

通过热乙醇法对该调和油的酸价进行测定得到适合浙江居民的调和油的酸价为0.51mgKOH/g，符合食用调和油行业标准SB/T 10292-1998(酸价≤1.0mg KOH/g)。 

(4)调和油质量控制 

对该种适合浙江省居民食用的调和油进行质量控制，均符合食用调和油行业标准SB/T10292-1998。质量指标见表1.7。 

表1.7 适合浙江省居民食用的调和油质量指标 

实例二：适合上海市人群食用的营养调和油的制备 

1、营养调和油的配方计算与制备 

根据上海市粮食科学研究所与上海市营养学会、江苏省营养学会、浙江省营养学会对上海市、江苏省、浙江省居民的营养调查数据([杨波涛，曹文明，孙禧华.调和油的换代和升级.粮食与油脂，2010年第11期，1-3页，表1-6)，选择适合上海市居民食用的调和油比例：SFA、MUFA和PUFA＝0.24:0.93:1，n-3PUFA：n-6PUFA＝1:3.2。 

从原料油数据库(表1.1)中获取山茶油、亚麻籽油、红花籽油和双低菜籽油SFA、MUFA、PUFA以及n-3PUFA、n-6PUFA。 

运用数学模型： 

F＝min{P*[D1,D2]} 

$s.t.\left\{\begin{array}{c}X*+D1-D2=B\\ \mathrm{\ΣX}=1\\ X,D1,D2>=0\end{array}\right\}$

进入原料油数据库，先找出山茶油脂肪酸构成：SFA＝18.34、MUFA＝72.15、n-3PUFA＝0.00、n-6PUFA＝9.51(表1.5)，输入数学模型的矩阵A的第一行；再依次将亚麻籽油(第二行)、红花籽油(第三行)、双低菜籽油(第四行)的SFA、MUFA、n-3PUFA、n-6PUFA输入数学模型的矩阵A中，获得如下矩阵： 

$A=\left[\begin{array}{c}\mathrm{18.34,72.15,0,9.51}\\ 7.8,\mathrm{17.73,51.77,22.70}\\ \mathrm{9.32,12.30,0.43,77.96}\\ \mathrm{3.08,65.42,8.83,22.66}\end{array}\right]$

再将表1.6中适合上海居民的SFA：MUFA：PUFA(0.24:0.93:1.00)以及n-3PUFA:n-6PUFA标(1.00:3.2)数值输入数学模型的行向量B，将权重矩阵P设置为[10,10,1,1]，将各个矩阵向量带入数学模型，利用单纯形法对线性方程进行求解最优解X，即得目标配方中山茶油的比例为35.5％、亚麻籽油的比例为18.2％、红花籽油的比例为31.4％，双低菜籽油的比例为14.9％。 

根据上述配方，按照比例称取各原料油进行混合调配，调配过程中要充分搅拌，让各原料油充分混合。同时加入50mg/L的姜黄素和50mg/L的V_E作为抗氧化剂，再次充分搅拌混合，制成成品调和油。 

2、营养调和油的检测 

(1)脂肪酸比例检测 

将调配好的营养调和油取样进行气相色谱分析，检测结果如图7，SFA、MUFA、PUFA的比例为0.25:0.92:1.00，n-3PUFA、n-6PUFA的比例为1.00:3.24。运用t检验方法，对调和油各脂肪酸组成的期望值与实际值作差异性分析，结果显示实际值与期望值没有显著差异(p>0.05)。 

(2)水分及挥发物含量 

通过烘箱法对该调和油进行水分及挥发物的测定，得到适合上海市居民的调和油的水分及挥发物的含量为0.06％。符合食用调和油行业标准SB/T 10292-1998(水分及挥发物含量≤0.10％)。 

(3)酸价测定 

通过热乙醇法对该调和油的酸价进行测定得到适合上海市居民的调和油的酸价为0.69mgKOH/g，符合食用调和油行业标准SB/T 10292-1998(酸价≤1.0mg KOH/g)。 

(4)调和油质量控制 

对该种适合上海市居民食用的调和油进行质量控制，均符合食用调和油行业标准SB/T10292-1998。质量指标见表2.1。 

表2.1 适合上海市居民食用的调和油质量指标 

实例三：适合江苏省人群食用的营养调和油的制备 

1、营养调和油的配方计算与制备 

根据上海市粮食科学研究所与上海市营养学会、江苏省营养学会、浙江省营养学会对上海市、江苏省、浙江省居民的营养调查数据([杨波涛，曹文明，孙禧华.调和油的换代和升级.粮食与油脂，2010年第11期，1-3页，表1-6)，选择适合江苏省居民食用的调和油脂肪酸比例：SFA：MUFA：PUFA＝0.20:0.65:1.00，n-3PUFA：n-6PUFA＝1.00:4.40。 

从原料油数据库(表1-1)中获取山茶油、亚麻籽油、红花籽油和双低菜籽油SFA、MUFA、PUFA以及n-3PUFA、n-6PUFA。 

运用数学模型： 

F＝min{P*[D1,D2]} 

$s.t.\left\{\begin{array}{c}X*+D1-D2=B\\ \mathrm{\ΣX}=1\\ X,D1,D2>=0\end{array}\right\}$

进入原料油数据库，先找出山茶油脂肪酸构成：SFA＝18.34、MUFA＝72.15、n-3PUFA＝0.00、n-6PUFA＝9.51(表1-5)，输入数学模型的矩阵A的第一行；再依次将亚麻籽油(第二行)、红花籽油(第三行)、双低菜籽油(第四行)的SFA、MUFA、n-3PUFA、n-6PUFA输入数学模型的矩阵A中，获得如下矩阵： 

$A=\left[\begin{array}{c}\mathrm{18.34,72.15,0,9.51}\\ 7.8,\mathrm{17.73,51.77,22.70}\\ \mathrm{9.32,12.30,0.43,77.96}\\ \mathrm{3.08,65.42,8.83,22.66}\end{array}\right]$

将表1-6中适合江苏居民的SFA：MUFA：PUFA(0.20:0.65:1.00)以及n-3PUFA:n-6PUFA数值(1.00:4.4)输入数学模型的行向量B，将权重矩阵P设置为[10,10,1,1]，将各个矩阵向量代入数学模型，利用单纯形法对线性方程进行求解最优解X，即得目标配方中山茶油的比例为27.5％、亚麻籽油的比例为17.2％、红花籽油的比例为44.5％，双低菜籽油的比例为10.2％。 

根据上述配方，按照比例称取各原料油进行混合调配，调配过程中要充分搅拌，让各原料油充分混合。同时加入50mg/L的姜黄素和50mg/L的V_E作为抗氧化剂，再次充分搅拌混合，制成成品调和油。 

2、营养调和油的检测 

(1)脂肪酸比例检测 

将调配好的营养调和油取样进行气相色谱分析，检测结果如图8，SFA、MUFA、PUFA的比例为0.20:0.66:1.00，n-3PUFA、n-6PUFA的比例为1.00:4.35。运用t检验方法，对调和油各脂肪酸组成的期望值与实际值作差异性分析，结果显示实际值与期望值没有显著差异(p>0.05)。 

(2)水分及挥发物含量 

通过烘箱法对该调和油进行水分及挥发物的测定，得到适合江苏居民的调和油的水分及挥发物的含量为0.04％。符合食用调和油行业标准SB/T 10292-1998(水分及挥发物含量≤0.10％)。 

(3)酸价测定 

通过热乙醇法对该调和油的酸价进行测定得到适合江苏居民的调和油的酸价为0.51mgKOH/g，符合食用调和油行业标准SB/T 10292-1998(酸价≤1.0mg KOH/g)。 

(4)调和油质量控制 

对该种适合江苏省居民食用的调和油进行质量控制，均符合食用调和油行业标准SB/T10292-1998。质量指标见表3.1。 

表3.1 适合江苏省居民食用的调和油质量指标 

实施例四，营养调和油抗氧化剂配方筛选 

为了提高营养调和油抗氧化性能，在适合浙江居民的调和油中添加了V_E或姜黄素，作实验组和空白组油脂稳定性比较。实验方法如下：采用美国油脂化学家协会(AOCS)推荐的60℃烘箱法测定油脂的稳定性。将装有10g样品和不同抗氧化剂的实验组与空白对照组油脂的玻璃试管分别放入60℃水浴锅中。每天定时搅拌一次，交换样品在水浴锅中的位置，并取样品测定其过氧化值(POV)，连续测定4天。实验组抗氧化剂选择维生素E(V_E)与姜黄素(curcumin)两种。实验组合如下：(1)姜黄素组：添加量100mg/L；添加V_E组：添加量100mg/L，(2)复合抗氧化剂组：添加量V_E 50mg/L+curcumin 50mg/L；(4)空白对照。样品的稳定性通过过氧化值来反映，过氧化值根据国标GB/T5538-2005测定。在保温24h、48h、72h、96h时分别测定过氧化值，比较不同浓度与种类的抗氧化剂对产品稳定性的影响，筛选出最优的抗氧化剂。 

测定方法：取样品5g加入锥形瓶，将25mL乙酸-异辛烷溶液(体积比60:40)加入锥形瓶，盖上盖子摇动至样品溶解。加入0.5mL饱和碘化钾溶液，盖上盖子使其反应1min±1s，在此期间摇动锥形瓶至少3次，然后立即加入30mL蒸馏水。用0.01mol/L硫代硫酸钠溶液滴定上述溶液，逐渐地、不间断滴加滴定液，同时伴随有利地搅动，直到黄色几乎消失。添加约0,5mL淀粉溶液(5g/L)，继续滴定，临近终点时，不断摇动使所有的碘从溶剂层释放出来，逐滴添加滴定液，至蓝色消失，即为终点。 

不同种类及不同浓度的抗氧化剂组别的过氧化值测定情况见表4.1。结果表明，与对照相比，添加姜黄素、V_E均可有效降低产品过氧化值，特别是72h后产品过氧化值仍基本保持稳定，而对照产品过氧化值直线上升(过氧化值已经从原来的5.4上升到18.89)。同时，在相同添加量(100mg/L)下，维生素E和姜黄素剂的复合抗氧化效果最好。在两种添加剂单独使用的情况下，V_E的抗氧化效果略优于姜黄素(见图9)。 

表4.1 不同抗氧化剂不同剂量处理调和油0-96h过氧化值的变化情况 

Claims (7)

1.一种脂肪酸平衡调和油的调配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）根据饮食习惯与需求，选择调配营养调和油的原料油；

2）对所选择的原料油进行气相色谱检测，测定其中主要脂肪酸组成，记录主要的检测数据；

3）将各原料油基本信息，包括饱和脂肪酸（SFA）、单不饱和脂肪酸（MUFA）、n-6多不饱和脂肪酸（n-6PUFA）、n-3多不饱和脂肪酸（n-3PUFA）的相对含量录入到原料油数据库中，构建成营养调和油的原料油数据库；

4）根据膳食营养指南推荐量，或消费者对脂肪酸比例需求，建立调和油线性规划数学模型如下：

F=min{P*[D1,D2]}

线性规划数学模型 $s.t.\left\{\begin{array}{c}\mathrm{XA}+D1-D2=B\\ \mathrm{\ΣX}=1\\ X,D1,D2>=0\end{array}\right\}$

A：矩阵A，表示每种原料油的SFA、PUFA、n-3、n-6含量，A_ij表示第i种原料油中第j种脂肪酸的含量；

B：行向量B，为目标调和油的SFA、PUFA、n-3、n-6含量；

D1，D2：与X同维度的行向量，代表计算中加入的偏差；

P：矩阵P，为目标函数F中的权重系数；

F：目标函数，为当F达到最小时可求出模型的最优解；

X：行向量，代表模型可行解X，就是所求目标原料油在配方中所占的比例；

从数据库选择候选油料，将脂肪酸构成参数输入该模型，该模型的可行解X就是所求的目标原料油在配方中所占的比例；

5）按照模型求解所得原料油配方分别取各种原料油，按配方比例进行混合调配。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1）中所述的原料油可以为多种，一般为3种或3种以上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4）中候选油料配方主要是SFA、MUFA、PUFA以及n-3PUFA、n-6PUFA比例。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5）中所述的混合调配需要对调和油进行充分搅拌。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5）中，混合调配后进一步将调配后的营养调和油进行气相色谱检测，测定其中的脂肪酸组成，与目标比例一致。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5）中，混合调配后进一步在营养调和油中加入抗氧化剂，提高产品品质和延长其储藏期。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的抗氧化剂为V_E和姜黄素，添加量都为50mg/L。