CN108208197B - 一种油脂组合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高植物甾醇生物利用率的油脂组合物，包括植物甾醇、油脂、水和乳化剂。在本发明所制备的油脂组合物中，植物甾醇具有较高的生物利用率。

Description

一种油脂组合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油脂组合物，用于提升植物甾醇的生物利用度，具体的，还公开了一种制备该油脂组合物的制备方法。

背景技术

植物甾醇是油脂加工重要的副产物之一，作为一种天然的食品功能因子营养素，它具有抗炎症、抗氧化、降胆固醇等作用。然而，它与许多脂溶性的营养素一样，水溶性差，同时它还具有高熔点、结晶性、油难溶性等一般营养素所不具有的特性，这就使它在食品中的应用大大受限，生物利用率极低。

无论是在食品还是医药领域，人们常常用合成的甾醇脂肪酸酯来替代游离甾醇用于各类食品体系中，从而提高甾醇的生物利用率。除常见的甾醇脂肪酸酯外，He等(FoodChemistry,2016,192：557-565.)结合化学法和酶法合成了一种新型的亲水性甾醇衍生物PPGS(聚乙二醇琥珀酸甾醇酯)。在提高甾醇的水溶性方面，CN102124603A公开了一种甾醇和蛋白的复合物，它通过甾醇先将甾醇溶解于无水乙醇中，再与蛋白溶液混合通过干燥得到复合物，大大提高了植物甾醇的水溶性和生物利用率。上述几种方法存在着化学反应、溶剂残留等问题。

针对食品功能因子(胡萝卜素、黄酮类、植物甾醇等)构建的纳米运输载体，一直是食品纳米技术研究的重点和热点，而纳米乳液可能最具在食品中安全、有效运用的潜力(梁蓉等，食品与生物技术学报，2013,32(6)：561-568)。如何构建最优的纳米乳液体系，从而调控并影响营养素的生物利用率是纳米乳液研究的重点。影响营养素利用率的因素有很多，比如乳液粒径的大小、液滴的组成、界面组成等等。其中在液滴的组成中，有一个重要的成分就是食品功能因子的溶剂——脂类，脂类的选择对营养素的利用率具有重要的作用。Ahmed等(Food Chemistry,2012,132：799-807)选用了短链、中链和长链的甘油三酯作为油相，制备得到姜黄色素的纳米乳液，最终姜黄色素的生物利用率表现为中链>长链>>短链。梁蓉等人(梁蓉等，食品与生物技术学报，2013,32(6)：561-568)在选用棕榈仁油和中链甘油三酯制备β-胡萝卜素的纳米乳液时发现，使用棕榈仁油的包埋体系显示更高的体外生物利用效率。Ozturk等人(Food Chemistry,2015,187：499-506)对比了玉米油、鱼油、橙油、矿物油及中链甘油三酯纳米乳液体系对维生素D3的生物利用率，最终发现长链的玉米油或鱼油能最有效的提高D3的生物利用率。

但对于植物甾醇的人体生物利用率，则现有技术未有相关报道，因此目前急需一种提升植物甾醇的生物利用率的技术方案。

发明内容

本发明的第一方面在于获得一种能够提高植物甾醇生物利用率的油脂组合物，该油脂组合物克服了目前技术中植物甾醇生物利用率不高的问题。

本发明所述的油脂组合物，包括以下组分：

植物甾醇0.05～2.0wt％；

油脂0.95～38.0wt％；

乳化剂0.5～8wt％，乳化剂优选为0.5～5wt％；

水52.0～98.5wt％，水优选为55.0～98.5wt％；

其中油脂中的甘油三酯总脂肪残酸重量组成中，月桂酸的含量为20.0～40.0wt％，且月桂酸和硬脂酸的比例为15:1～10:1。

如上所述的油脂组合物，其中所述的植物甾醇选自4-无甲基甾醇、4-甲基甾醇和4,4’-二甲基甾醇中的一种或至少两种的组合，优选的，无甲基甾醇选自β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇中的一种或几种的组合，所述植物甾醇优选为游离甾醇的形式。

如上所述的油脂组合物，其中所述的油脂包括油脂A和油脂B，其中油脂A选自棕榈仁油、椰子油、棕榈仁油分提物和椰子油的分提物的一种或其几种的混合，油脂B选自高油酸葵花籽油、大豆油、玉米油、菜籽油、花生油、亚麻籽油、红花籽油、橄榄油、棕榈油中的一种或几种的混合。

如上所述的油脂组合物，其中所述的乳化剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖酯、聚甘油脂肪酸酯、改性磷脂、变性淀粉、磷脂、皂素、大豆蛋白、乳清蛋白、大豆多糖、阿拉伯胶中的一种或几种的组合。

如上所述的油脂组合物以乳液的形式存在，其乳液的粒径范围为100～1000nm，优选为200～500nm，更优选250～350nm。

本发明的第二方面还公开了一种油脂组合物的制备方法，其包括以下步骤：

将植物甾醇、油脂、乳化剂和水混合后进行均质；

优选的包括以下步骤：

步骤(1):植物甾醇与油脂混合，形成油相；

步骤(2):乳化剂与水相混合，形成水相；

步骤(3):油相和水相混合，优选的，对油相和水相进行剪切均质和/或高压均质；

所述的油脂中甘油三酯的脂肪酸残基组成中，月桂酸的含量为20.0～40.0wt％，并且月桂酸和硬脂酸的比例为15:1～10:1；

优选的，所制备的油脂组合物中，植物甾醇0.05～2.0wt％，油脂0.95～38.0wt％，乳化剂0.5～8.0wt％，水52.0～98.5wt％。

如上所述的方法，其步骤(1)中的混合方式为搅拌混合或超声波混合，优选的，混合时间为30分钟～120分钟。

如上所述的方法，其中步骤(3)中剪切的速率为6000～15000rpm，高压均质的压力为300bar～1000bar。

本发明的第三方面，公开了一种油脂，其甘油三酯组合物中的脂肪酸残基组成中，月桂酸的重量含量为20.0～40.0wt％，且月桂酸和硬脂酸的重量比例为15:1～10:1，优选的，所述的油脂还包括乳化剂。

如上所述的油脂包括油脂A和油脂B，其中油脂A选自棕榈仁油、椰子油、棕榈仁油分提物和椰子油的分提物的一种或其几种的混合，油脂B选自高油酸葵花籽油、大豆油、玉米油、菜籽油、花生油、亚麻籽油、红花籽油、橄榄油、棕榈油中的一种或几种的混合。

本发明的第四方面，还公开了一种如上所述的油脂组合物或油脂在制备一种提高生物利用率的乳液中的应用。优选的，所述乳液的生物利用率为35％以上，优选为45％以上，更优选为50％以上。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过改进制备工艺，针对植物甾醇，尤其是游离的植物甾醇的生物利用率较低的缺点，以及现有技术中易引入化学试剂或化学合成物质的问题，本发明旨在实现提供一种可以不外添加试剂或化学合成物质而提升植物甾醇的生物利用率。在此基础上完成了本发明。

虽然现有技术公开了一些油基对于营养素生物利用率影响，其均为单一的油基，或者脂肪酸链长差异非常明显的SCT、MCT及LCT进行考察。本发明的选取了一系列长碳链脂肪酸的甘三酯油基，通过物理和化学的方式调整油基中具体C12:0脂肪酸的含量，得到一个最佳的范围，同时还限定了C12:0和C18:0的比例范围，最终得到了一个具有特殊脂肪酸组成的、植物甾醇的利用率得到明显提升的油脂组合物。

本发明中，术语“含有”或“包括”表示各种成分可一起应用于本发明的混合物或组合物中。因此，术语“主要由...组成”和“由...组成”包含在术语“含有”或“包括”中。

以下对本发明的各个方面进行详述：

原料

本发明中，采用的油脂为具有特殊脂肪酸组成的甘油三酯组合物，本发明中所述的油脂包括油脂A和油脂B，油脂A选自富含碳十二脂肪酸(月桂酸，或C12:0)的油脂，包括但不限于椰子油、棕榈仁油、椰子油分提物、棕榈仁油分提物中的一种或两种以上的任意组合。油脂A可以经过或不经过物理/化学处理，其非限制性例子包括选自上述一种几种油脂的混合或其酯交换产物。所述油脂B为含硬脂酸(C18:0)的油脂，选自室温下为液体的液体油脂，其非限制性例子包括：高油酸葵花籽油、大豆油、玉米油、菜籽油、花生油、亚麻籽油、红花籽油、橄榄油、棕榈油中的一种或几种的混合。

本发明中所述的植物甾醇选自4-无甲基甾醇、4-甲基甾醇和4,4’-二甲基甾醇中的一种或至少两种的组合，优选的，无甲基甾醇选自β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇中的一种或几种的组合。所述植物甾醇为游离甾醇的形式。在本发明的一个具体实施方式中，所述的植物甾醇选自菜籽甾醇、菜油甾醇、豆甾醇和谷甾醇中的一种或几种的混合。

在本发明的一个具体的实施方式中，所述植物甾醇为游离植物甾醇。

在本发明中，所采用的乳化剂可选于为GB2760中限定的任何一种乳化剂，包括人工合成或天然的乳化剂，具体的，其非限制性例子包括以下任意一种或几种的混合：聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖酯、聚甘油脂肪酸酯、改性磷脂、变性淀粉、磷脂、皂素、大豆蛋白、乳清蛋白、大豆多糖、阿拉伯胶等。

所述的水为可用于食品的水，优选的，可选自去离子水、蒸馏水和/纯净水。

油脂组合物

本发明中所述的油脂组合物包括：

植物甾醇0.05～2.0wt％；

油脂0.95～38.0wt％；

乳化剂0.5～8.0wt％，优选为0.5～5.0wt％；

水52.0～98.5wt％，优选为55.0～98.5wt％；

其中油脂中的C12:0脂肪酸占总脂肪酸含量为20.0～40.0％，且C12:0和C18:0的比例为15:1～10:1。所述油脂由上述所述的油脂A和油脂B组成，油脂A和油脂如上所述。油脂A和油脂B可以采用物理混合，也可以经过化学或酶法酯交换后再经过脱色脱臭等精炼工艺得到。

在本发明的一个优选的实施方式中，所述的油脂包括将油脂A与油脂B混合物进行酯交换得到。

所述的油脂组合物中，还可以包括其它食品上可以接受的添加剂或组分。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的油脂组合物包含乳化剂，所述的乳化剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖酯、聚甘油脂肪酸酯、改性磷脂、变性淀粉、磷脂、皂素、大豆蛋白、乳清蛋白、大豆多糖、阿拉伯胶中的一种或几种的组合。

在本发明的一个优选的具体实施方式中，所述的油脂组合物包括吐温、大豆分离蛋白中的一种或两种的组合。

制备方法

本发明所公开的油脂组合物的制备方法包括将植物甾醇、油脂、乳化剂和水混合后进行均质；

优选的，包括以下步骤：

步骤(1):植物甾醇与油脂混合，形成油相；

步骤(2):乳化剂与水相混合，形成水相；

步骤(3):油相和水相混合，优选的，进行剪切均质和/或高压均质；

所述的均质为常规的物理均质方面，包括但不限于高压均质、剪切均质等。

所述的油脂中的甘油三酯的脂肪酸残基组成中，C12:0脂肪酸的占总脂肪酸的20.0～40.0wt％，并且C12:0和C18:0的比例为15:1～10:1。

如上所述的制备方法，其中以重量百分数计，植物甾醇0.05～2.0wt％，油脂0.95～38.0wt％，乳化剂0.5～8.0wt％，水52.0～98.5wt％。

在本发明的一个优选的具体实施方式中，所述的制备方法中的原料质量百分数为：植物甾醇0.05～2.0wt％，油脂0.95～38.0wt％，乳化剂0.5～5.0wt％，水55.0～98.5wt％。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的制备方法中，步骤(1)的混合方式为搅拌混合或超声波混合，所述搅拌为磁力搅拌或机械搅拌，其搅拌速度在300～800rpm之间；所述超声的方式是在超声波下进行混合。优选的，步骤(1)的混合时间为30min～120min。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的制备方法中，步骤(3)中剪切的速率为6000～15000rpm，高压均质的压力为300bar～1000bar；优选的，剪切时间为至少1min。

在本发明的一个具体实施方式中，在步骤(3)中剪切的时间为2min以上，均质次数为3～8次。

在本发明所述的制备方法中，在不影响本发明的技术目的下，可以对其中的步骤或参数进行调整或者调换。

如在本发明的一个具体实施方式中，所述的油脂组合物的制备方法中，步骤(1)和步骤(2)的次序可以相互调换。

乳液

本发明中的油脂组合物可以以食品上可以接受的各种形式存在。

本发明中所述的油脂组合以为乳液形式存在时，乳液的粒径范围为100～1000nm，优选为200～500nm，更优选250～350nm。在本发明的一个具体实施方式中，所述的油脂组合物为纳米乳液，其粒径分布为0.12～0.15，优选为0.13～0.15。

所述的乳液更有利于人体的吸收或消化，其进一步促进了植物甾醇的生物利用率。

在本发明的一个具体实施方式中，所述的乳液的人体体外消化生物利用率为35％以上，优选为45％以上，更优选为50％以上。

优点

本发明针对植物甾醇的生物利用率低的问题，尤其游离植物甾醇，其为一种熔点高、结晶性、水溶性和油溶性差的营养素导致其生物利用率较低，而使用本发明中的技术方案后具有显著的效果提升。本发明中的技术方案相对于现有技术，具有以下优点：

(1)提供了一种比例科学合理的油脂组合物，使其生物利用率达到最大。

(2)未改变植物甾醇营养素的任何化学结构，对营养素不引入化学反应、化学溶剂的情况下，只采用混合、搅拌、剪切、均质等物理手段，提供了一种安全、健康的加工工艺，提升了植物甾醇的营养性和安全性。

如无具体说明，本发明的各种原料均可以通过市售得到；或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

本发明的其他方面由于本文的公开内容，对本领域的技术人员而言是显而易见的。

下面结合具体实施例，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的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。

除非另有定义或说明，本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练人员所熟悉的意义相同。此外任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可应用于本发明方法中。

实施例

表1列出了13种油脂的脂肪酸组成，其中油脂1～6是具有本发明所限定的脂肪酸组成的油脂，即C12:0的含量为20～40％及C12:0与C18:0比例为15～10:1，其由油脂A和B调配而成，。

表2为分别采用表1中的油脂作为油基的实施例和对比例的纳米乳液配方,其中纳米乳液的制备步骤如下所述：

(1)将植物甾醇(菜籽甾醇3.5％、菜油甾醇25.5％、豆甾醇20％和谷甾醇51％)通过600rpm磁力搅拌，超声60min充分分散到所述的油脂组合物中，形成澄清透明的油相；

(2)将乳化剂充分分散到水中，形成均匀的水相；

(3)将油相和水相混合到一起后，先用10000rpm常压剪切2min使物料充分混合均匀，再经过高压均质500bar，循环5次，最终形成植物甾醇的纳米乳液，乳液的粒径和粒径分布数据见表3。

评价植物甾醇生物利用率的方法采用Ahmed和McClements等人采用的体外消化模拟实验(Food Chemistry,2012,132：799-807)，用盐溶液(模拟唾液中的氯化钠、磷酸钾、乳酸钠和胃膜素等盐溶液；模拟胃液中的氯化钠；模拟肠液中的氯化钠、氯化钾和胆盐等)、各类酶液(模拟唾液中的唾液淀粉酶；模拟胃液的胃蛋白酶；模拟肠液中的胰脂肪酶)及缓冲液(模拟唾液中的缓冲液为10mM pH6.8磷酸盐缓冲液，模拟肠液中的缓冲液为10mM pH7.0磷酸盐缓冲液)模拟人体口腔液、胃液和肠液，使得甾醇纳米乳液依次通过各阶段的消化，肠消化阶段利用pH-STAT仪器(瑞士万通，902全自动电位滴定仪)控制反应体系pH恒定在7.0±0.1左右，反应结束后将小肠液取出离心，获得胶束层，胶束层中植物甾醇的质量即为可被利用的甾醇，其生物利用率可表示为：胶束相中总甾醇的质量/乳液中总甾醇的初始理论含量*100％。

生物利用率的评价方法采用所述的体外消化模拟实验，计算公式为：胶束相中甾醇的质量/初始乳液中甾醇的理论含量*100％。实施例及对比例中的油脂组合物中体外消化生物利用率的数据见表3。

SPI：大豆分离蛋白，来源于益海嘉里(秦皇岛)蛋白工业有限公司；

其它乳化剂，均来源于市售。

表1油脂的脂肪酸含量

表2纳米乳液的制备

如上所述的数据证明了在油脂中甘油三酯的C12:0的含量及C12:0与C18:0的重量比例在本发明限定的范围内时，制备而成的油脂组合物或纳米乳液中，植物甾醇的生物利用率具有明显的提升。以实施例4为例，其中所使用的油脂中C12:0的含量为30％，C12:0与C18:0的比例范围为13:1，最终该油脂制备的植物甾醇纳米乳液中其生物利用率为59.4％。而作为参照的对比例4，同样由棕榈仁油、大豆油和玉米油调配而成，但是其油脂C12:0的含量低于20％，C12:0与C18:0的比例低于10:1，而在其它条件或参数一致的情况下，其最终得到的植物甾醇生物利用率仅为35.6％。由此可知，油脂中的甘油三酯中的月桂酸残基及月桂酸残基与硬脂酸残基的比例决定了植物甾醇的生物利用率，该方案是本发明的发明人在实验中的意外发现的。

同样的，采用不同的乳化剂的实施例5和6选用SPI(大豆分离蛋白)作壁材制备植物甾醇纳米乳液，其油脂组合物的C12:0的含量和C12:0与C18:0的比例在本发明所保护的范围内，该乳液的甾醇生物利用率均高于50％。这说明油脂中甘油三酯中的脂肪酸含量中，月桂酸基及硬脂酸的含量在本发明限定的范围内时，是适合植物甾醇在体内消化的油基，能使其生物利用率达到最大。相对于其它类型的油基，如纯棕榈仁油或椰子油等，其效果具有明显的提升。

表3生物利用率的检测数据

在本发明的实施方案中，当油脂中的C12:0及C18:0的含量在本发明限定的范围内时，利用该油脂制备得到的乳液或油脂组合物中，植物甾醇具有更高的生物利用率。而其它脂肪酸的组成对植物甾醇的生物利用率影响较小。

将表4中3种油脂按照实施例4的各组分的比例(植物甾醇1.0wt％，油脂20.0wt％，tween20 2.5wt％，去离子水76.5wt％)和相同的方法制备纳米乳液,植物甾醇的生物利用率如表5：

表5生物利用率的检测

实施例	乳液粒径	粒径分布	生物利用率(％)
				实施例4	270.9±3.93nm	0.145±0.028	59.4
对比例8	272.8±4.31nm	0.135±0.034	58.8
				对比例9	275.5±4.57nm	0.140±0.030	58.4

由上数据显示，油脂组合物中C12:0含量及C12:0/C18:0在本发明限定范围内时，其它脂肪酸含量对植物甾醇的生物利用率影响较小。在本发明限定范围内的油脂制备乳液时，纳米乳液的体外消化生物利用率一般可以达到40％以上、45％以上、50％以上，甚至可以达到60％以上，远超出现有技术中的生物利用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的实质技术内容范围，本发明的实质技术内容是广义地定义于申请的权利要求范围中，任何他人完成的技术实体或方法，若是与申请的权利要求范围所定义的完全相同，也或是一种等效的变更，均将被视为涵盖于该权利要求范围之中。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (17)

1.一种油脂组合物，其特征在于，所述油脂组合物包括：

植物甾醇0.05～2.0wt%；

油脂0.95～38.0wt%；

乳化剂0.5～8wt%；

水52.0～98.5wt%；

其中油脂中的甘油三酯脂肪酸残基重量组成中，月桂酸的含量为20.0～40.0wt%，且月桂酸和硬脂酸的比例为15:1～10:1，

所述的植物甾醇选自4-无甲基甾醇、4-甲基甾醇和4,4’-二甲基甾醇中的一种或至少两种的组合。

2.如权利要求1所述的油脂组合物，其特征在于，所述乳化剂为0.5～5wt%。

3.如权利要求1所述的油脂组合物，其特征在于，所述水为55.0～98.5wt%。

4.如权利要求1所述的油脂组合物，其特征在于，所述无甲基甾醇选自β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇中的一种或几种的组合。

5.如权利要求1所述的油脂组合物，其特征在于，所述植物甾醇为游离甾醇的形式。

6.如权利要求1所述的油脂组合物，其特征在于，所述的油脂包括油脂A和油脂B，其中油脂A选自棕榈仁油、椰子油、棕榈仁油分提物和椰子油的分提物的一种或其几种的混合，油脂B选自高油酸葵花籽油、大豆油、玉米油、菜籽油、花生油、亚麻籽油、红花籽油、橄榄油、棕榈油中的一种或几种的混合。

7.如权利要求1所述的油脂组合物，其特征在于，所述的乳化剂选自聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、蔗糖酯、聚甘油脂肪酸酯、改性磷脂、变性淀粉、磷脂、皂素、大豆蛋白、乳清蛋白、大豆多糖、阿拉伯胶中的一种或几种的组合。

8.如权利要求1所述的油脂组合物，其特征在于，所述的油脂组合物为纳米乳液形式存在，乳液的粒径范围为100～1000 nm。

9.如权利要求8所述的油脂组合物，其特征在于，所述乳液的粒径范围为200～500 nm。

10.如权利要求8所述的油脂组合物，其特征在于，所述乳液的粒径范围为250～350nm。

11.一种制备权利要求1所述的油脂组合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将植物甾醇、油脂、乳化剂和水混合后进行均质；

优选的包括以下步骤：

步骤（1）:植物甾醇与油脂混合成油相；

步骤（2）:乳化剂与水相混合成水相；

步骤（3）:油相和水相混合均质，进行剪切均质和/或高压均质；

所述的油脂中甘油三酯脂肪酸残基重量组成中，月桂酸的含量为20.0～40.0wt%，且月桂酸和硬脂酸的比例为15:1～10:1。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的混合方式为搅拌混合或超声波混合。

13. 如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述混合时间为30 分钟～120 分钟。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(3)中剪切的速率为6000～15000rpm，高压均质的压力为300 bar～1000 bar。

15.一种如权利要求1所述的油脂组合物在制备一种提高植物甾醇生物利用率的乳液中的应用。

16.如权利要求15所述的应用，所述的生物利用率为45%以上。

17.如权利要求15所述的应用，所述的生物利用率为50%以上。