CN112772731A - 一种功能食用油及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

一种功能食用油及其制备方法和应用,所述的功能食用油由中碳链甘油酯、亚油酸类油脂、亚麻酸类油脂进行三元酯交换而构成;以脂肪酸质量计,中碳链甘油酯中的中碳链脂肪酸与亚油酸类油脂和亚麻酸类油脂中的长碳链脂肪酸质量比为2.3~4.0、且长碳链脂肪酸中的亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~1.0。食品中加入量≥18.00%。本发明功能食用油能显著改善体内糖脂代谢紊乱、平衡补充体内必需和功能脂肪酸、快速补充能量、凝固点低于7.5℃,可满足消费者,尤其是超重、肥胖、脂肪肝、高血脂、高血糖、高血压、高血粘稠度、高尿酸血症、高胰岛素血症等代谢综合症患者及运动员的饮食和营养需求,可以广泛地应用于食品和特殊医学用途行业。

Description

一种功能食用油及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于食用油脂技术领域。
背景技术
脂肪酸依据脂肪酸碳链的长度分为短链脂肪酸(碳原子数为2-6的脂肪酸,Short-chain fatty acids,缩写为SCFA)、中链脂肪酸(碳原子数为8-12的脂肪酸,Medium-chainfatty acids,缩写为MCFA)、长链脂肪酸(碳原子数大于12的脂肪酸,Long-chain fattyacids,缩写为LCFA),依据机体能否自行合成分为必需脂肪酸(Essential fatty acids,缩写为EFA)、非必需脂肪酸(Non-essential fatty acids,缩写为NEFA)。
油脂为混合脂肪酸甘油酯,依据油脂甘油骨架分子上连接的脂肪酸的碳原子数,分为长碳链油脂(Long-Chain Triglycerides,简称LCT)、中长碳链油脂(Medium andLong-Chain Triglycerides,简称MLCT)、中碳链油脂(Medium-Chain Triglycerides,简称MCT)、短碳链油脂(Short-Chain Triglycerides,简称SCT)。
油脂是人体三大产能营养素、六大主要营养素之一。油脂的单位产能量(9kcal)是其他两种产能营养素——碳水化合物(4kcal)、蛋白质(4kcal)的2.25倍。因绝大部分油脂中含有人体所需的必需脂肪酸,人体若长期缺食油脂、会导致严重的生理机能紊乱。
天然食用油脂绝大部分是长碳链脂肪酸含量达95%(w/w)以上的长碳链油脂,如大豆油、棕榈油、花生油、菜籽油、猪油、玉米油、米糠油、茶籽油、橄榄油、可可脂等。中碳链脂肪酸含量达50%以上的中长碳链油脂只有椰子油(约含辛酸7.5%、癸酸7.0%、月桂酸48.0%)、棕榈仁油(约含辛酸3.9%、癸酸5.0%、月桂酸47.5%)、山苍籽核仁油(约含癸酸15.8%、月桂酸71.6%),中碳链脂肪酸含量达95%(w/w)以上的中碳链油脂只有本发明的发明人研究发现的樟树籽仁油(Cinnamomumcamphora seed kernel oil,缩写为CCSKO)(含辛酸0.32~0.47%、癸酸56.49~61.98%、月桂酸34.18~39.20%),短碳链脂肪酸含量大于1%的油脂只有通过发酵牛乳生产的牛酪脂。
国内外有关长碳链油脂和长碳链脂肪酸的研究报道表明,长碳链油脂是以甘油三酯的形式在体内被吸收、转运、存储。长碳链脂肪酸在细胞内的转运和代谢产能需依赖肉毒碱-酰基肉毒碱转移酶系统,其分子量较大、血液中溶解度较小、半衰期较长、代谢和清除较慢而不完全。体内多余的长碳链脂肪酸易于再酯化为长碳链甘油酯而积蓄于血液、肝脏、脂肪等组织内,影响肝、肾、肺等脏器功能,进而引发脂代谢紊乱、糖代谢紊乱。长期过量摄入富含长碳链油脂的高能食物是引发超重、肥胖、脂肪肝、高血脂、高血糖、高血压、高血粘稠度、高尿酸血症、高胰岛素血症等代谢综合症的主要原因之一。
国内外有关中碳链油脂和中碳链脂肪酸的研究报道表明,中碳链油脂所含中碳链脂肪酸有辛酸(Caprylic acid,缩写为C)、癸酸(Capric acid,缩写为Ca)、月桂酸(Lauricacid,缩写为La)三种。中碳链油脂是以游离中碳链脂肪酸的形式在体内被吸收、转运、代谢。中碳链脂肪酸分子量小、血液中溶解度大、半衰期短,体内转运不需依赖肉毒碱-酰基肉毒碱转移酶系统,可直接进入细胞和线粒体进行氧化产能,体内代谢和产能速度快,血液中清除速度也快且完全。中碳链脂肪酸在体内不易再酯化,对肝、肾、肺等脏器影响小,不与胆红素竞争白蛋白,不加深黄疸,节省蛋白质(节氮)作用比长碳链脂肪酸更显著。中碳链油脂具有快速补充体内能量、改善体内糖脂代谢紊乱作用。但中碳链脂肪酸不是人体必需脂肪酸,也不能在体内转化为功能脂肪酸,无法提供人体生长发育所需必需脂肪酸和功能脂肪酸。
长碳链脂肪酸中的亚油酸(Linoleic acid,缩写为L)是一种ω-6必需脂肪酸,亚麻酸(linolenic acid,缩写为Ln)是一种ω-3必需脂肪酸。亚油酸、亚麻酸是体内合成花生四烯酸(Arachidonic acid,缩写为ARA)、二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic Acid,缩写为EPA)、二十二碳五烯酸(DPA)、二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic acid,缩写为DHA)、前列腺素(Prostaglandin,缩写为PG)、血栓烷(Thromboxane,缩写为TXA)以及白三烯(Leukotrienes,缩写为LT)等具有重要生理功能的多不饱和脂肪酸的前体或母体。这些多不饱和脂肪酸是大脑和视网膜的重要构成成分,具有促进和维持脑神经系统和视觉系统发育和生长、可降低血液中甘油三脂和胆固醇含量、防止胆固醇和脂肪在动脉壁上积聚、健康心脑血管系统和免疫系统、改善体内糖脂代谢紊乱作用。
受油脂理化性质和风味口感、饮食方式、油脂产量和售价的影响,人类食用的油脂至今仍以大豆油、棕榈油、花生油、菜籽油、猪油、玉米油、米糠油、茶籽油、橄榄油、可可脂等长碳链油脂为主,以含油脂食品的形式、少量食用年产量较低的棕榈仁油、椰子油等中长碳链油脂。由于人类食用的油脂多为以油酸、亚油酸、棕榈酸、芥酸为主的油酸类、亚油酸油酸类、油酸棕榈酸类及芥酸油酸类长碳链油脂,人类体内必需脂肪酸不平衡、缺乏亚麻酸的现象比较普遍。随着人类生活水平的提高,因过量摄入富含长碳链油脂的高能食物而患上超重、肥胖、脂肪肝、高血脂、高血糖、高血压、高血粘稠度、高尿酸血症、高胰岛素血症等代谢综合症的人数越来越多。
为克服长碳链食用油脂产品的弊端,国内外相关油脂研究人员相继研发出多种中长碳链油脂及其制备方法,主要包括以下四种:
一是将长碳链脂肪酸甘油酯与中碳链脂肪酸甘油酯进行物理混合,制备中长碳链调和油。专利(CN101530138)公开了一种中长链保健膳食油、专利CN100372470C公开了一种适合重症病人的物理混合中长碳链甘油三酯及其制作方法。均是将长碳链脂肪酸甘油酯与中碳链脂肪酸甘油酯进行物理调和以弥补中碳链油脂的不足。但该类产品没有解决物理调和后带来的低烟点、易起泡、高凝固点、低温下结晶分层而难以保持澄清透明的问题,故不适合作为烹调油应用。
二是制备以甘油二酯为主体的油脂及油脂组合物的方法。如专利(CN101185465)公开了一种以共轭亚油酸和中链脂肪酸甘油酯和甘油二酯为有效成分、可以减少体内脂肪积累的油脂组合物。专利(JP2005171237)公开了一种由甘油二酯和甘油三酯构成的油脂组合物。其主要以甘油二酯为有效成分,含有15~98%(w/w)甘油二酯,1~40%(w/w)甘油三酯,分子内具有1个中链脂肪酸残基。但此类含甘油二酯的油脂组合物的食用安全性于2009年受到质疑,在日本风靡一时甘油二酯产品全部下架,因为甘油二酯中含有致癌性物质缩水甘油;存在难以低成本制造高浓度的甘油二酯、难以被广泛使用的缺点。
三是制备中长碳链甘油三酯的方法。如专利(CN 102140390 A)公开了一种以辛癸酸甘油三酯和大豆油为原料、采用乙醇钠催化两种油脂酯交换制备中长碳链结构甘油三酯的合成方法,专利CN102140390A公开了一种化学酯交换方法制备医用中长碳链结构甘油三酯的合成方法。此类方法虽然研究较多,但多集中于酯化方式的改变,油脂中的中碳链脂肪酸含量较低,最高不会超过35%(w/w)。如专利(US2004191391A1)公开了一种中碳链脂肪酸含量为5~23%(w/w)、分子内含2个中碳链脂肪酸的甘油三酯的含量为1~20%(w/w)的油脂;专利(CN 103380827 A)公开了一种以豆油、菜籽油、玉米油、葵籽油、花生油、芝麻油、红花籽油、亚麻油、棉籽油、稻米油等植物油、动物油脂、中碳链甘油三酯为原料,采用脂肪酶催化两种油脂酯交换制备预防肥胖性脂肪肝的油脂组合物及其制备方法;专利(CN1293176C)公开了一种可用于烹调的含中碳链脂肪酸的油脂组合物,其中碳链脂肪酸含量低于14%(w/w);专利(CN103891920A)公开了一种含中长碳链甘油三酯的油脂组合物及其制备方法,其中碳链脂肪酸含量低于30%(w/w);专利(CN103380827A)公开了一种降低肝脏甘油三酯的油脂组合物,该组合物中的中链脂肪酸占油脂组合物全部脂肪酸的比例为25~35%(w/w)。而根据我们的前期研究发现,中碳链脂肪酸含量低于50%的中长碳链甘油酯降低体内脂肪积累作用效应不显著。
四是制备富含多不饱和脂肪酸的甘油三酯的方法。如专利(CN100523206)公开了一种含有多不饱和脂肪酸的甘油三酯的油或脂肪的生产方法。该专利先采用微生物方法制备含有30%(w/w)及以上花生四烯酸(ω6多不饱和脂肪酸)的油或脂肪,或含30%(w/w)及以上双高-γ-亚麻酸或ω9系列长链多不饱和脂肪酸的油或脂肪,之后采用脂肪酶催化含花生四烯酸甘油三酯与中碳链脂肪酸及其酯化物进行酯交换反应,最后经过分离得到含1,3位连接中链脂肪酸、2位连接ω6或ω9系列长链多不饱和脂肪酸的甘油三酯的油或脂肪。但一则该专利的中碳链脂肪酸不包括月桂酸,多不饱和脂肪酸中不包括亚油酸。二则该专利只是根据脂肪酸的公开功能认定其含有含多不饱和脂肪酸的甘油三酯的油或脂肪的生理作用,并采用含有多不饱和脂肪酸的甘油三酯的油或脂肪制备功能型食品、营养补充型食品、新生儿食品、婴儿配方食品、儿童食品、孕妇食品、老年食品、治疗性营养食品、药物组合物及动物饲料。并未通过细胞和动物实验评价这些产品的生理功能。
综合已有的发明产品和技术来看,目前还存在以下问题:
一是国内外生产和销售的辛酸癸酸类中碳链油脂至今还是以辛酸和癸酸含量低于10%(w/w)的植物油为原料,经水解或裂解、分离、酯化而生产的人工合成产品,其生产能耗和成本高。而属于天然中碳链油脂的樟树籽仁油含中碳链脂肪酸达95.60~98.50%(含辛酸0.32~0.47%、癸酸56.49~61.98%、月桂酸34.18~39.20%),却未见有关利用樟树籽仁油研发和生产功能食用油的文献报道。
二是各种中长碳链油脂、油脂组合物中的中碳链脂肪酸含量都低于50%(w/w),基本都聚焦在减少体内脂肪积蓄及降低肝脏中甘油三酯含量方面。而根据我们的前期研究发现,中碳链脂肪酸含量低于50%(w/w)的中长碳链甘油酯降低体内脂肪积蓄作用效应不显著。而且各种中长碳链油脂、油脂组合物都没有涉及改善体内糖脂代谢紊乱、同时补充必需脂肪酸(亚油酸、亚麻酸)的生理作用。
三是没有依据动物实验结果来优化和确定各种中长碳链油脂或结构油脂或油脂组合物的脂肪酸组成和结构。
四是人体内亚油酸与亚麻酸质量比会直接影响体内必需脂肪酸转化为花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳五烯酸、二十二碳六烯酸等具有重要生理功能的多不饱和脂肪酸的转化率。而据中国营养学会报道,中国人日常饮食中亚油酸与亚麻酸质量比为20:1,远超世界营养学会推荐的1~4:1和专家推荐的0.5~3:1,处于长期严重失衡状态。单纯的中碳链油脂与亚油酸亚麻酸类油脂混合而成的中长碳链油脂,其亚油酸与亚麻酸质量比并未发生改变,仍旧严重失衡。
五是中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比、中碳链脂肪酸和必需脂肪酸在甘油酯上位置、亚油酸与亚麻酸质量比均会影响中长碳链油脂减少体内脂肪积蓄、降低血脂血糖水平、提高胰岛素敏感性等改善体内糖脂代谢紊乱作用的效应以及功能油脂的凝固点。但未见有兼顾三种特性的中长碳链油脂的研究报道。
发明内容
本发明所述是通过以下技术方案实现的。
本发明的第一个目的在于,提供一种功能食用油,以中碳链甘油酯为主要原料,以亚油酸类油脂和亚麻酸类油脂为辅助原料、通过三元酯交换改变油脂的脂肪酸组成和分布而构建的功能食用油。该功能食用油具有显著改善体内糖脂代谢紊乱、平衡补充体内必需脂肪酸和功能脂肪酸、快速补充体内能量、凝固点低的特点。
本发明所述的一种功能食用油由中碳链甘油酯、亚油酸类油脂、亚麻酸类油脂进行三元酯交换而构成。
所述的中碳链甘油酯包括樟树籽仁油、辛酸甘油酯、癸酸甘油酯、月桂酸甘油酯、辛酸癸酸甘油酯、癸酸月桂酸甘油酯、辛酸癸酸月桂酸甘油酯及其混合油酯。
所述的亚油酸类油脂包括大豆油、玉米油、葵花籽油、红花籽油等。
所述的亚麻酸类油脂包括亚麻籽油、紫苏籽油等。
本发明所述的功能食用油的脂肪酸以脂肪酸质量计,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为2.3~4.0、且长碳链脂肪酸中的亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~1.0。优选的,所述功能食用油的中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、且长碳链脂肪酸中的亚油酸与亚麻酸质量比为0.5。
其中,中碳链脂肪酸来源于樟树籽仁油、辛酸甘油酯、癸酸甘油酯、月桂酸甘油酯、辛酸癸酸甘油酯、癸酸月桂酸甘油酯、辛酸癸酸月桂酸甘油酯及其混合油酯等中碳链甘油酯。长碳链脂肪酸来源于亚油酸类油脂、亚麻酸类油。
进一步地,所述的功能食用油中的中碳链脂肪酸为辛酸、癸酸和月桂酸中的一种或两种以上;所述功能食用油中的长碳链脂肪酸中,按食用油总质量百分比计,亚油酸含量为3.94%~7.37%、亚麻酸含量为7.16%~11.97%。优选的,所述功能食用油中的中碳链脂肪酸辛酸、癸酸和月桂酸中的两种以上;所述功能食用油中的长碳链脂肪酸中,按食用油总质量百分比计,其中亚油酸含量为5.30%、亚麻酸含量为9.97%。
本发明所述的功能食用油的脂肪酸以质量计,所述功能食用油的脂肪酸分布为sn-1,3位富含中碳链脂肪酸(辛酸、癸酸和月桂酸)和sn-2富含必需脂肪酸(亚油酸和亚麻酸),sn-1,3位脂肪酸中的中碳链脂肪酸占sn-1,3位总脂肪酸的84.97%~95.86%、sn-2位脂肪酸中的必需脂肪酸占sn-2位总脂肪酸的30.74%~34.28%;优选的,所述功能食用油的sn-1,3位脂肪酸中的中碳链脂肪酸(辛酸、癸酸和月桂酸)占sn-1,3位总脂肪酸的89.52%、sn-2位脂肪酸中的必需脂肪酸(亚油酸和亚麻酸)占sn-2位总脂肪酸的33.34%。
本发明所述的功能食用油中当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量≥60%,优选的,所述功能食用油中当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为65.92%。
优选的,本发明所述的功能食用油中所用的中碳链甘油酯,取自樟树籽仁油。
优选的,本发明所述的功能食用油中所用的长碳链脂肪酸甘油酯中,亚油酸类油脂取自大豆油、亚麻酸类油脂取自亚麻籽油。
本发明的发明人研究发现,樟树籽仁油(Cinnamomumcamphora Seed Kernel Oil,缩写为CCSKO)约含辛酸0.32~0.47%、癸酸56.49~61.98%、月桂酸34.18~39.20%,中碳链脂肪酸含量达95%以上,属于天然中碳链甘油脂。
实验表明,本发明所述的功能食用油改善体内糖脂代谢紊乱的途径和机制是:通过提高肥胖大鼠下丘脑室旁核中的脑源神经营养因子(BDNF)的表达水平以及肩胛间脂肪(棕色脂肪)、腹股沟脂肪(米色脂肪)、附睾脂肪(白色脂肪)中脑源性神经营养因子(BDNF)及相应神经营养受体酪氨酸激酶受体A(TrkA)的表达水平,增加这些脂肪组织中交感神经末梢分布,促进去甲肾上腺素(NE)的分泌,激活β3-肾上腺素能受体(β3-AR)信号途径;提高棕色化相关蛋白解偶联蛋白1(UCP1)、碘甲腺原氨酸脱碘酶Ⅱ(Dio2)、PR结构域蛋白16(PRDM16)、细胞死亡诱导DFFA样效应蛋白A(CIDEA)的表达水平以及米色化相关蛋白TBX1的表达水平,进而促进肥胖大鼠体内腹部白色脂肪棕色化、腹股沟白色脂肪米色化;抑制肝脏及脂肪组织中影响甘油三酯及脂肪酸合成的相关蛋白——甾醇调控元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)、乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)、脂肪酸合成酶(FAS)的表达来减少体内脂肪酸及甘油三酯的合成,增加影响甘油三酯分解的相关蛋白——脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)、激素敏感脂酶(HSL)、脂蛋白脂酶(LPL)的表达来增加体内甘油三酯分解,增加影响脂肪酸β氧化相关蛋白——过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、肉碱棕榈酰转移酶1a(CPT-1a)的表达来增加体内脂肪酸的β氧化,增加蛋白解偶联蛋白1(UCP1)的表达来增加线粒体内质子泵渗漏、增强脂肪细胞线粒体内脂肪酸的β氧化产热;这样,促使体内脂肪以热量的形式散发而消耗,进而减少肥胖大鼠体内脂肪沉积、降低肥胖大鼠血清甘油三酯水平、改善体内糖脂代谢紊乱。
本发明的第二个目的在于,提供一种上述功能食用油的制备方法。
本发明所述的一种功能食用油的制备方法包括:以脂肪酶为催化剂,在适宜温度及搅拌强度下,使中碳链甘油酯与亚油酸类油脂、亚麻酸类油脂直接进行三元酯交换,一步得到所述功能食用油。其中,所述功能食用油的中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为2.3~4.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~1.0。
优选的,所述的功能食用油的中碳链甘油酯中的中碳链脂肪酸与亚油酸类油脂、亚麻酸类油脂中的长碳链脂肪酸质量比为3.0,且亚油酸与亚麻酸质量比为0.5。
所述的脂肪酶为脂肪酶Lipozyme RM IM、脂肪酶Lipozyme TL IM、脂肪酶Novozyme 435、脂肪酶Staphylococcus caprae lipase。优选的,所述的脂肪酶为脂肪酶Staphylococcus caprae lipase。
所述的脂肪酶加入量5~25%(混合油质量的百分比)、三元酯交换反应温度25~45℃、三元酯交换反应时间1~8h。优选的,所述脂肪酶加入量10%(混合油质量的百分比)、三元酯交换反应温度40℃、三元酯交换反应时间4h。
本发明的第三个目的在于,上述功能食用油在食品的应用。
所述的食品,包括但不限于油脂粉末、奶茶、代餐粉、保健食品、运动营养食品和特殊医学用途食品。其食品中功能食用油的添加量≥18.00%。优选的,其功能食用油添加量≥24.00%。
本发明所述的功能食用油能显著改善体内糖脂代谢紊乱、平衡补充体内必需和功能脂肪酸、快速补充能量、凝固点低于7.5℃,可满足消费者,尤其是超重、肥胖、脂肪肝、高血脂、高血糖、高血压、高血粘稠度、高尿酸血症、高胰岛素血症等代谢综合症患者及运动员的饮食和营养需求,可以广泛地应用于油脂粉末、奶茶、代餐粉、保健食品、运动营养食品和特殊医学用途食品行业,提高人类的健康和生活水平,具有显著的社会效益、生态效益和经济效益。
附图说明
图1为实施例1中功能食用油的中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠体重的影响;b为对小鼠体内脂肪系数的影响;c为对小鼠血清中血清甘油三酯(TG)的影响;d为对小鼠血清总胆固醇(TC)的影响。
图2为实施例1中功能食用油的中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠血清低密度脂蛋白(LDL-C)的影响;b为对小鼠血清高密度脂蛋白(HDL-C)的影响;c为对小鼠血清空腹血糖(FBG)的影响;d为对小鼠血清空腹胰岛素(FINs)的影响。
图3为实施例1中功能食用油的中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠胰岛素抵抗系数(HOMA-IR)的影响;b为对小鼠血清谷丙转氨酶(ALT)的影响;c为对小鼠血清谷草转氨酶(AST)的影响。
在图1-图3中,MCFA/LCFA--中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比,H-FEO--高脂功能食用油饲料,NC--基础饲料(AIN-93M)组,NR--恢复组,HFD--高脂饲料(D12451)组,FEO1--MCFA/LCFA为1.9的H-FEO组,FEO2--MCFA/LCFA为2.3的H-FEO组,FEO3--MCFA/LCFA为3.0的H-FEO组,FEO4--MCFA/LCFA为4.0的H-FEO组。
图4为实施例2中功能食用油的亚油酸与亚麻酸质量比对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠体重的影响;b为对小鼠体内脂肪系数的影响;c为对小鼠血清甘油三酯(TG)的影响;d为对小鼠血清总胆固醇(TC)的影响。
图5为实施例2中功能食用油的亚油酸与亚麻酸质量比对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠血清低密度脂蛋白(LDL-C)的影响;b为对小鼠血清高密度脂蛋白(HDL-C)的影响;c为对小鼠血清空腹血糖(FBG)的影响;d为对小鼠血清空腹胰岛素(FINs)的影响。
图6为实施例2中功能食用油的亚油酸与亚麻酸质量比对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠血清胰岛素抵抗系数(HOMA-IR)的影响;b为对小鼠血清谷丙转氨酶(ALT)的影响;c为对小鼠血清谷草转氨酶(AST)的影响。
在图4-图6中,L/Ln--亚油酸与亚麻酸质量比,H-FEO--高脂功能食用油饲料,NC--基础饲料(AIN-93M)组,NR--恢复组,HFD--高脂饲料(D12451)组,FEO5--L/Ln为0.5的H-FEO组,FEO6--L/Ln为1.0的H-FEO组,FEO7--L/Ln为2.0的H-FEO组,FEO8--L/Ln为4.0的H-FEO组。
图7为实施例3中饲料中功能食用油添加量对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠体重的影响;b为对小鼠脂肪系数的影响;c为对小鼠血清甘油三酯(TG)的影响;d为对小鼠血清总胆固醇(TC)的影响。
图8为实施例3中饲料中功能食用油添加量对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠血清低密度脂蛋白(LDL-C)的影响;b为对小鼠血清高密度脂蛋白(HDL-C)的影响;c为对小鼠血清空腹血糖(FBG)的影响;d为对小鼠血清空腹胰岛素(FINs)的影响。
图9为实施例3中饲料中功能食用油添加量对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠血清胰岛素抵抗系数(HOMA-IR)的影响;b为对小鼠血清谷丙转氨酶(ALT)的影响;c为对小鼠血清谷草转氨酶(AST)的影响。
在图7-图9中,L/Ln--亚油酸与亚麻酸质量比,MCFA/LCFA--中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比,NC--基础饲料(AIN-93M)组,NR--恢复组,HFD--高脂饲料(D12451)组,FEO9--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的中脂功能食用油饲料(M-FEO),FEO10--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的中高脂功能食用油饲料(MH-FEO),FEO11--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的高脂功能食用油饲料(H-FEO),FEO12--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的超高脂功能食用油饲料(EH-FEO)。
图10为实施例4中饲料中功能食用油添加量对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠体重的影响;b为对小鼠脂肪系数的影响;c为对小鼠血清甘油三酯(TG)的影响;d为对小鼠血清总胆固醇(TC)的影响。
图11为实施例4中饲料中功能食用油添加量对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠血清低密度脂蛋白(LDL-C)的影响;b为对小鼠血清高密度脂蛋白(HDL-C)的影响;c为对小鼠血清空腹血糖(FBG)的影响;d为对小鼠血清空腹胰岛素(FINs)的影响。
图12为实施例4中饲料中功能食用油添加量对肥胖模型小鼠的各类指标的影响,其中,a为对小鼠血清胰岛素抵抗系数(HOMA-IR)的影响;b为对小鼠血清谷丙转氨酶(ALT)的影响;c为对小鼠血清谷草转氨酶(AST)的影响。
在图10-图12中,L/Ln--亚油酸与亚麻酸质量比,MCFA/LCFA--中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比,NC--基础饲料(AIN-93M)组,NR--恢复组,HFD--高脂饲料(D12451)组,FEO13--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的中脂功能食用油饲料(M-FEO),FEO14--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的中高脂功能食用油饲料(MH-FEO),FEO15--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的高脂功能食用油饲料(H-FEO),FEO16--MCFA/LCFA为3.0、L/Ln为0.5的超高脂功能食用油饲料(EH-FEO)。
具体实施方式
下面结合具体实施例,对本发明作进一步的说明。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件。除非另外说明,否则所有的百分数、比例、比率、或百分数按照质量计算。
除非特别说明,实施例中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术人员所熟知的意义相同。此外,任何与所记载内容相似或均等的方法及材料皆可用于本发明中。实施例中所述的较佳实施方法与材料仅做示范之用。
在本发明的下述实施例中。
脂肪酸含量测定方法参考GB 5009.168-2016。
酯交换率测定方法参考《Characterization of medium-chain triacylglycerol(MCT)-enriched seed oil from Cinnamomumcamphora(Lauraceae)and its oxidativestability》(Journal of Agricultural and Food Chemistry,2011,59(9):4771-4778)。
Sn-2位脂肪酸含量测定方法参考国标GB/T 24894-2010、GB 5009.168-2016。
凝固点测定方法参考SN/T0801.17—2010。
GC型号:Agilent7890B色谱柱:DB-23熔融石英毛细管柱(30m*0.25mm*0.25μm)。
HPLC型号:Agilent1260色谱柱:C18柱(5μm*4.6mm*200mm)。
本发明的下述实施例中,樟树籽仁油为自制,使用的辛酸、辛癸酸甘油三酯、大豆油、玉米油、葵花籽油、红花籽油、亚麻籽油、紫苏籽油均通过市场购买获得;脂肪酶Lipozyme RM IM购自诺维信生物技术有限公司,脂肪酶Lipozyme TL IM购自诺维信生物技术有限公司,脂肪酶Novozyme 435购自诺维信生物技术有限公司,脂肪酶Staphylococcuscapraelipase为自制。
在本发明的实施例1、2、3、4的四个实施方案中,动物试验中使用的饲料为基础饲料(AIN-93M)、高脂饲料(D12451)、超高脂功能食用油饲料(EH-FEO)、高脂功能食用油饲料(H-FEO)、中高脂功能食用油饲料(MH-FEO)及中脂功能食用油饲料(M-FEO),其配方及产能占比详见表1-1、表1-2、表1-3。
表1-1动物实验中的基础饲料和高脂饲料配方
Figure BDA0002910925270000091
表1-2动物实验中的超高脂功能食用油饲料和高脂功能食用油饲料配方
Figure BDA0002910925270000092
Figure BDA0002910925270000101
表1-3动物实验中的中高脂功能食用油饲料和中脂功能食用油饲料配方
Figure BDA0002910925270000102
Figure BDA0002910925270000111
在本发明的实施例1、2、3、4四个实施方案中,与高脂饲料组肥胖模型小鼠相比较,所述功能食用油具有显著改善体内糖脂代谢紊乱作用,是指其改善肥胖模型小鼠体内糖脂代谢紊乱效果达20%及以上,即肥胖模型小鼠的脂肪系数、血清甘油三酯(TG)、血清总胆固醇(TC)、血清低密度脂蛋白(LDL-C)、血清高密度脂蛋白(HDL-C)、空腹血糖(FGB)、空腹胰岛素(FINs)、胰岛素抵抗系数(HOMA-IR=[(FBG(mmol/L)×FINs(ng/ml)]/22.5)、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)等指标水平的降低或增高率达20%及以上。
实施例1。
本实施例采用的樟树籽仁油、大豆油、亚麻籽油原料的脂肪酸为原料,其组成与分布详见表2、表3、表4。按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为1.9、2.3、3.0、4.0(对应的中碳链脂肪酸含量分别约为65%w/w、70%w/w、75%w/w、80%w/w),亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,分别称取适量的樟树籽仁油、大豆油和亚麻籽油于不同酯化反应器中,并按混合油质量的10%(w/w)加入脂肪酶Staphylococcus capraelipase。反应温度为40℃,搅拌反应时间为4h。三元酯交换反应结束后,分离出反应液中的脂肪酶,测定三元酯交换率、当量碳数和功能食用油凝固点,得到中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比分别为1.9、2.3、3.0、4.0,亚油酸与亚麻酸质量比皆为0.5,三元酯交换率分别为65.73%、68.48%、72.13%、69.96%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量分别为63.74%、64.28%、64.83%、63.55%,凝固点分别为3.8℃、5.3℃、5.9℃、7.5℃的系列功能食用油。不同中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比的功能食用油脂肪酸组成与分布详见表5-1、表5-2、表5-3、表5-4。
表2樟树籽仁油的脂肪酸组成和分布
Figure BDA0002910925270000112
Figure BDA0002910925270000121
表3大豆油的脂肪酸组成和分布
Figure BDA0002910925270000122
表4亚麻籽油的脂肪酸组成与分布
Figure BDA0002910925270000123
Figure BDA0002910925270000131
表5-1 MCFA/LCFA为1.9的功能食用油的脂肪酸组成与分布(L/Ln为0.5)
Figure BDA0002910925270000132
备注:MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比,L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比。
表5-2 MCFA/LCFA为2.3的功能食用油的脂肪酸组成与分布(L/Ln为0.5)
Figure BDA0002910925270000141
备注:MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比,L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比。
表5-3 MCFA/LCFA为3.0的功能食用油的脂肪酸组成与分布(L/Ln为0.5)
Figure BDA0002910925270000142
Figure BDA0002910925270000151
备注:MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比,L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比。
表5-4 MCFA/LCFA为4.0的功能食用油的脂肪酸组成与分布(L/Ln为0.5)
Figure BDA0002910925270000152
备注:MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比,L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比。
实验选用3-4周龄的C57BL/6雄性小鼠,体重13-16g。实验期间,小鼠饲喂于标准饲养笼里,自由采食和饮水,12h/12h昼夜循环光照,饲养温度为23±2℃,湿度为40%-60%。经一周的适应性饲喂后,随机将小鼠分为两组,10只小鼠作为基础饲料组(Normal Chow,NC组)、饲喂基础饲料AIN-93M,60只小鼠作为高脂饲料组(High Fat Diet,HFD组)、饲喂高脂饲料D12451,饲喂8周后称量并记录小鼠体重。将HFD组中体重比NC组小鼠平均体重重20%及以上的小鼠选定为营养型肥胖模型小鼠并用于后续的实验。
造模完成后,按体重将营养型肥胖模型小鼠随机分为6组,分别为HFD组、恢复组(NR组)及4组功能食用油组(FEO1组、FEO2组、FEO3组、FEO4组),继续喂养10周。HFD组小鼠继续饲喂高脂饲料,NR组饲喂基础饲料,FEO1组、FEO2组、FEO3组、FEO4组小鼠分别饲喂中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比分别为1.9、2.3、3.0、4.0且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的高脂功能食用油饲料(H-FEO)。NC组小鼠继续饲喂基础饲料AIN-93M至实验结束。实验过程中所用饲料的具体饲料配方详见表1-1、表1-2、表1-3。
实验终点时称量并记录了小鼠终体重,摘眼球取血、分离血清,检测小鼠血清中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、空腹血糖(FBG)、胰岛素(FINs)、谷丙转氨酶(也称丙氨酸氨基转移酶,ALT)、谷草转氨酶(也称天门冬氨酸氨基转移酶,AST)等指标水平。分离、称量小鼠睾周脂肪、肾周脂肪,将睾周脂肪和肾周脂肪总和作为腹部脂肪质量。计算脂肪系数(脂肪占体重的百分比)和稳态模型胰岛素抵抗指数(HOMA-IR=[(FBG(mmol/L)×FINs(ng/ml)]/22.5)。
采用SPSS19.0统计软件包(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)进行数据处理。动物实验结果列于表6、表7和图1~图3中。
表6 NC、NR、HFD组小鼠的血清脂肪酸组成
Figure BDA0002910925270000161
表7功能食用油的MCFA/LCFA对肥胖模型小鼠血清中脂肪酸的影响
Figure BDA0002910925270000162
Figure BDA0002910925270000171
备注:MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比。
由图1-a~图1-b可以看出:基础饲料组(NC组)、恢复组(NR组)及FEO4组、FEO3组、FEO2组小鼠的脂肪系数处于较低水平,且FEO4组小鼠的脂肪系数比高脂饲料组(HFD组)小鼠低29.8%、FEO3组小鼠的脂肪系数比高脂饲料组(HFD组)低48.8%、FEO2组小鼠的脂肪系数比高脂饲料组(HFD组)低21.4%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为4.0、3.0和2.3且长碳链脂肪中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油具有显著减少小鼠体内脂肪作用。而高脂饲料组(HFD组)及FEO1组小鼠的脂肪系数处于较高水平,且与高脂饲料组(HFD组)相比,FEO1组小鼠的脂肪系数的降幅低于20.0%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为1.9且长碳链脂肪中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油减少小鼠体内脂肪作用不显著。
由图1-c~图2-b可知:功能食用油对小鼠血清TG、TC及LDL-C水平影响较大。基础饲料组(NC组)、恢复组(NR组)及FEO4组、FEO3组、FEO2组小鼠的TG、TC及LDL-C均处于较低水平,且FEO4组小鼠的TG、TC及LDL-C水平分别比高脂饲料组(HFD组)小鼠低30.3%、33.3%、25.7%,FEO3组小鼠的TG、TC及LDL-C水平分别比高脂饲料组(HFD组)小鼠低35.4%、39.1%、29.6%,FEO2组小鼠的TG、TC及LDL-C水平分别比高脂饲料组(HFD组)小鼠低21.5%、22.4%、20.2%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为4.0、3.0和2.3且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的FEO具有显著降低小鼠血脂作用。而高脂饲料组(HFD组)及FEO1组小鼠的TG、TC及LDL-C水平都处于较高水平,且与高脂饲料组(HFD组)相比,FEO1组小鼠的TG、TC及LDL-C水平的降幅低于20.0%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为1.9且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油降低小鼠血脂作用不显著。
糖脂代谢密切相关,脂代谢紊乱易引起糖代谢紊乱。从图2-c~图3-a可以看出:基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO4组、FEO3组、FEO2组小鼠血清中的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数都处于正常较低水平、无明显差异,且FEO4组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低27.7%、19.8%、40.4%,FEO3组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低28.6%、20.8%、41.9%,FEO2组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低19.5%、18.8%、22.7%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为4.0、3.0和2.3,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的FEO具有显著改善小鼠体内糖代谢作用。然而,高脂饲料组(HFD)及FEO1组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数都处于较高水平,且与高脂饲料组(HFD)相比,FEO1组小鼠的FBG水平、FINs水平的降幅低于20.0%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为1.9,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油降低小鼠血糖作用不显著。
由图3-b、图3-c可知:功能食用油对小鼠血清ALT、AST水平影响较大。基础饲料组(NC组)、恢复组(NR组)及FEO4组、FEO3组、FEO2组、FEO1组小鼠的ALT、AST水平均处于较低水平,且FEO4组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD组)小鼠低77.8%、75.3%,FEO3组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD组)小鼠低79.2%、78.3%,FEO2组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD组)小鼠低73.9%、72.1%,FEO1组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD组)小鼠低69.4%、64.3%,说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为4.0、3.0、2.3、1.9,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油具有显著修复小鼠肝损伤的作用。
综合分析图1~图3可以断定中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比处于2.3~4.0之间,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油具有显著改善小鼠体内糖脂代谢紊乱作用,其中,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比处于3.0~4.0之间,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油改善小鼠体内糖脂代谢紊乱效果最显著。
由表6和表7可知:中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比的功能食用油均可影响肥胖模型小鼠血清中脂肪酸的组成。
与HFD组相比,FEO1组、FEO2组、FEO3组、FEO4组肥胖模型小鼠血清中的亚油酸含量增高-57.44%~-44.31%、亚麻酸含量增高1824.56%~2535.09%、花生四烯酸(ARA)含量增高-80.53%~-71.14%、二十碳五烯酸(EPA)含量增高179.53%~204.68%、二十二碳五烯酸(DPA)含量增高103.03%~162.42%、二十二碳六烯酸(DHA)含量增高195.11%~291.56%。
与NC组相比,FEO1组、FEO2组、FEO3组、FEO4组肥胖模型小鼠血清中的亚油酸含量增高-75.52%~-67.98%、亚麻酸含量增高1641.27%~2284.12%、花生四烯酸(ARA)含量增高-79.94%~-70.28%、二十碳五烯酸(EPA)含量增高259.40%~291.73%、二十二碳五烯酸(DPA)含量增高225.24%~320.39%、二十二碳六烯酸(DHA)含量增高25.05%~65.91%。
以上说明,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为1.9、2.3、3.0、4.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油,既可调整小鼠血清中亚油酸和花生四烯酸(ARA)含量水平,还可大幅度提高小鼠血清中亚麻酸、二十二碳五烯酸(DPA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)含量水平,既可高效补充小鼠体内必需脂肪酸,还可有效转化为多不饱和类必需和功能脂肪酸,进而高效补充小鼠体内必需脂肪酸和功能脂肪酸。
综合衡量功能食用油改善小鼠体内脂肪代谢紊乱和高效补充体内必须脂肪酸和功能脂肪酸的作用效应,功能食用油的适宜中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为2.3~4.0,功能食用油的优选中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0~4.0。
实施例2。
本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,亚油酸与亚麻酸质量比为0.5、1.0、2.0、4.0,分别称取适量的樟树籽仁油、大豆油和亚麻籽油于不同酯化反应器中,并按混合油质量的10%(w/w)加入脂肪酶Staphylococcus capraelipase。反应温度为40℃,搅拌反应时间为4h。三元酯交换反应结束后,分离出反应液中的脂肪酶,测定三元酯交换率、当量碳数和功能食用油的凝固点,得到中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,亚油酸与亚麻酸质量比分别为0.5、1.0、2.0、4.0,三元酯交换率分别为72.13%、71.78%、71.33%、70.92%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量分别为65.92%、64.78%、63.82%、65.11%,凝固点分别为5.9℃、6.1℃、6.4℃、6.7℃的系列功能食用油。不同亚油酸与亚麻酸质量比的功能食用油的脂肪酸组成与分布见表8-1、表8-2、表8-3、表8-4。
表8-1 L/Ln为0.5的功能食用油的脂肪酸组成与分布(MCFA/LCFA为3.0)
Figure BDA0002910925270000191
Figure BDA0002910925270000201
备注:L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比,MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比。
表8-2 L/Ln为1.0的功能食用油的脂肪酸组成与分布(MCFA/LCFA为3.0)
Figure BDA0002910925270000202
备注:L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比,MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比。
表8-3 L/Ln为2.0的功能食用油的脂肪酸组成与分布(MCFA/LCFA为3.0)
Figure BDA0002910925270000211
备注:L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比,MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比。
表8-4 L/Ln为4.0的功能食用油的脂肪酸组成与分布(MCFA/LCFA为3.0)
Figure BDA0002910925270000212
备注:L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比,MCFA/LCFA指中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比。
实验选用3-4周龄的C57BL/6雄性小鼠,体重13-16g。实验期间,小鼠饲喂于标准饲养笼里,自由采食和饮水,12h/12h昼夜循环光照,饲养温度为23±2℃,湿度为40%-60%。经一周的适应性饲喂后,随机将小鼠分为两组,10只小鼠作为基础饲料组(Normal Chow,NC组)、饲喂基础饲料AIN-93M,60只小鼠作为高脂饲料组(High Fat Diet,HFD组)、饲喂高脂饲料D12451,饲喂8周后称量并记录小鼠体重。将HFD组中体重比NC组小鼠平均体重重20%及以上的小鼠选定为营养性肥胖模型小鼠并用于后续的实验。
造模完成后,按体重将营养性肥胖模型小鼠随机分为6组,分别为高脂饲料组(HFD组),恢复组(NR组)及4组亚油酸与亚麻酸质量比为0.5、1.0、2.0、4.0且中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比分别为3.0的FEO组(FEO5组、FEO6组、FEO7组、FEO8组),继续喂养10周。高脂饲料组(HFD组)继续饲喂高脂饲料,恢复组(NR组)饲喂基础饲料,4组FEO组饲喂中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比分别为0.5、1.0、2.0、4.0的高脂功能食用油饲料(H-FEO)。NC组小鼠继续饲喂基础饲料AIN-93M至实验结束。实验过程中所用饲料的具体饲料配比详见表1-1、表1-2、表1-3。
实验终点时称量并记录了小鼠终体重,摘眼球取血、分离血清,检测小鼠血清中甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度及空腹血糖(FBG)和胰岛素(FINs)水平等指标。分离、称量小鼠睾周脂肪、肾周脂肪,将睾周脂肪和肾周脂肪总和作为腹部脂肪质量,计算脂肪系数(脂肪占体重的百分比)和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR=[(FBG(mmol/L)×FINs(ng/ml)]/22.5)。
动物试验结束后,及时摘取NC组、HFD组、FEO5组小鼠的肝脏、脂肪等组织,通过分子生物学实验和生化实验,测定分析影响甘油三酯及脂肪酸合成的相关因子或蛋白、甘油三酯分解相关因子或蛋白、脂肪酸β氧化相关因子或蛋白、白色脂肪棕色化/米色化因子或蛋白的活性或表达水平,探明功能食用油改善体内糖脂代谢紊乱的作用途径和机制。
采用SPSS19.0统计软件包(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)进行数据处理,动物实验结果详见表6、表9和图4、5、6。
表9功能食用油的L/Ln对肥胖模型小鼠血清脂肪酸的影响
Figure BDA0002910925270000221
Figure BDA0002910925270000231
备注:L/Ln指亚油酸与亚麻酸质量比。
由图4-a~4-b可以看出:基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO5组、FEO6组、FEO7组、FEO8组的脂肪系数均处于较低水平,且FEO8组小鼠的脂肪系数比高脂饲料组(HFD)小鼠低21.43%、FEO7小鼠的脂肪系数比高脂饲料组(HFD)低36.31%、FEO6组小鼠的脂肪系数比高脂饲料组(HFD)低42.86%、FEO5组小鼠的脂肪系数比高脂饲料组(HFD)低48.81%,说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为4.0、2.0、1.0、0.5的功能食用油皆具有显著减少小鼠体内脂肪作用。
由图4-c~5-b可知:功能食用油对小鼠血清TG、TC及LDL-C水平影响较大。基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO5组、FEO6组小鼠的TG、TC及LDL-C均处于较低水平,且FEO5组小鼠的TG、TC及LDL-C水平分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低30.2%、30.0%、44.7%,FEO6组小鼠的TG、TC及LDL-C水平分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低29.2%、29.4%、42.8%,说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5、1.0的功能食用油具有显著降低小鼠血脂作用。而FEO7组小鼠的TG、TC虽然也处于较低水平,但与高脂饲料组(HFD)相比,FEO7组LDL-C水平降幅低于20.0%;FEO8组小鼠的TG、TC及LDL-C水平都处于较高水平,与高脂饲料组(HFD)相比,FEO8组小鼠的TG、TC及LDL-C水平的降幅均低于20.0%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为2.0、4.0的功能食用油降低小鼠血脂作用不显著。
由图6-b~6-c可知:功能食用油对小鼠血清ALT、AST水平影响较大。基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO5组、FEO6组、FEO7组、FEO8组小鼠的ALT、AST水平均处于较低水平。FEO5组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低79.2%、78.3%,FEO6组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低75.2%、73.5%,FEO7组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低70.2%、66.8%,FEO8组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低69.8%、65.0%,说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~4.0的功能食用油均具有显著修复小鼠肝损伤的作用。
糖脂代谢密切相关,脂代谢紊乱易引起糖代谢紊乱。从图5-c、5-d、6-a可以看出:基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO5组、FEO6组小鼠血清中的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数都处于正常较低水平、无明显差异,且FEO5组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低30.1%、34.2%、54.1%,FEO6组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂饲料组(HFD)小鼠低26.6%、28.1%、47.2%,说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5、1.0的功能食用油具有显著改善小鼠体内糖代谢作用。然而,高脂饲料组(HFD)及FEO7组、FEO8组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数都处于较高水平,且与高脂饲料组(HFD)相比,FEO7组、FEO8组小鼠的FBG水平、FINs水平的降幅低于20.0%;说明中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为2.0、4.0的功能食用油降低小鼠血糖作用不显著。
综合分析图4~6可以断定,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~2.0的功能食用油均具有显著改善小鼠体内脂肪代谢紊乱作用;其中,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油的改善小鼠体内脂肪代谢紊乱效果最显著。
由表6和表9可知:功能食用油对肥胖模型小鼠血清中脂肪酸的影响较大。
与HFD组相比,FEO5组、FEO6组、FEO7组、FEO8组肥胖模型小鼠血清中的亚油酸含量增高-51.29%~7.36%、亚麻酸含量增高710.53%~1998.25%、花生四烯酸(ARA)含量增高-79.18%~-52.31%、二十碳五烯酸(EPA)含量增高35.67%~181.29%、二十二碳五烯酸(DPA)含量增高46.67%~124.85%、二十二碳六烯酸(DHA)含量增高110.22%~227.11%。
与NC组相比,FEO5组、FEO6组、FEO7组、FEO8组肥胖模型小鼠血清中的亚油酸含量增高-71.99%~-38.26%、亚麻酸含量增高633.33%~1798.41%、花生四烯酸(ARA)含量增高-78.55%~-50.88%、二十碳五烯酸(EPA)含量增高74.44%~261.65%、二十二碳五烯酸(DPA)含量增高134.95%~260.19%、二十二碳六烯酸(DHA)含量增高-10.92%~38.61%。
以上说明,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5、1.0、2.0、4.0的功能食用油,既可调整小鼠血清中亚油酸和花生四烯酸(ARA)含量水平,还可大幅度提高小鼠血清中亚麻酸、二十二碳五烯酸(DPA)、二十碳五烯酸(EPA)、二十二碳六烯酸(DHA)含量水平,既可高效补充小鼠体内必需脂肪酸,还可有效转化为多不饱和类必需和功能脂肪酸,进而高效补充小鼠体内必需脂肪酸和功能脂肪酸。
综合衡量功能食用油改善小鼠体内脂肪代谢紊乱和高效补充体内必须脂肪酸和功能脂肪酸的作用效应,功能食用油的适宜亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~2.0,功能食用油的优选亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~1.0。
分子生物学实验和生化实验结果表明,与HFD组小鼠相比较,FEO5组小鼠的血清中去甲肾上腺素(NE)的分泌水平高90.91%;FEO5组小鼠下丘脑中脑源性神经营养因子(BDNF)的表达水平高39.92%;FEO5组小鼠的肩胛间脂肪(棕色脂肪)、腹股沟脂肪(米色脂肪)及附睾脂肪(白色脂肪)中促进棕色化相关蛋白——解偶联蛋白1(UCP1)的表达水平分别高44.66%、39.06%、8.04%,碘甲腺原氨酸脱碘酶Ⅱ(Dio2)的表达水平分别高48.20%、42.83%、30.06%,PR结构域蛋白16(PRDM16)的表达水平分别高24.84%、22.20%、79.71%,细胞死亡诱导DFFA样效应蛋白A(CIDEA)的表达水平分别高63.14%、-6.88%、14.19%;FEO5组小鼠的腹股沟脂肪(米色脂肪)及附睾脂肪(白色脂肪)中促进米色化相关蛋白TBX1的表达水平分别高49.01%、88.29%;FEO5组小鼠的肩胛间脂肪(棕色脂肪)、腹股沟脂肪(米色脂肪)及附睾脂肪(白色脂肪)中β3-肾上腺素能受体(β3-AR)的表达水平分别高78.63%、10.19%、35.71%;FEO5组小鼠的血清中去甲肾上腺素(NE)的分泌水平高90.91%;FEO5组小鼠肝脏中影响甘油三酯及脂肪酸合成的相关蛋白——甾醇调控元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)、乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)、脂肪酸合成酶(FAS)的表达水平分别降低53.26%、108.46%、92.40%,影响甘油三酯分解的相关蛋白——甘油三酯脂酶(ATGL)、激素敏感脂酶(HSL)、脂蛋白脂酶(LPL)的表达水平分别增高36.32%、22.70%、39.15%,影响脂肪酸β氧化的相关蛋白:过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、肉碱棕榈酰转移酶1a(CPT-1a)的表达水平分别增高27.71%、49.92%;FEO11组小鼠脂肪组织中影响甘油三酯及脂肪酸合成的相关蛋白——甾醇调控元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)、乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)、脂肪酸合成酶(FAS)的表达水平分别降低29.34%、14.32%、22.34%,影响甘油三酯分解的相关蛋白——脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)、激素敏感脂酶(HSL)、脂蛋白脂酶(LPL)的表达水平分别增高19.89%、13.95%、24.90%,影响脂肪酸β氧化的相关蛋白——过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、肉碱棕榈酰转移酶1a(CPT-1a)的表达水平分别增高13.40%、31.83%。
实施例3。
本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取适量的樟树籽仁油、大豆油和亚麻籽油于不同酯化反应器中,并按混合油质量的10%(w/w)加入脂肪酶Staphylococcus caprae lipase。反应温度为40℃,搅拌反应时间为4h。三元酯交换反应结束后,分离出反应液中的脂肪酶,得到中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油。
实验选用3-4周龄的C57BL/6雄性小鼠,体重13-16g。实验期间,小鼠饲喂于标准饲养笼里,自由采食和饮水,12h/12h昼夜循环光照,饲养温度为23±2℃,湿度为40%-60%。经一周的适应性饲喂后,随机将小鼠分为两组,10只小鼠作为基础饲料组(Normal Chow,NC组)、饲喂基础饲料AIN-93M,50只小鼠作为高脂饲料组(High Fat Diet,HFD组)、饲喂高脂饲料D12451,饲喂8周后称量并记录小鼠体重。将HFD组中体重比NC组小鼠平均体重重20%及以上的小鼠选定为营养性肥胖模型小鼠并用于后续的实验。
造模完成后,按体重将营养性肥胖模型小鼠随机分为6组,分别为高脂饲料组(HFD组)、恢复组(NR组)及4组功能食用油饲料组(FEO9组、FEO10组、FEO11组、FEO12组),继续喂养10周。HFD组继续饲喂高脂饲料,NR组饲喂基础饲料,FEO09组喂饲中脂功能食用油饲料(M-FEO),FEO10组喂饲中高脂功能食用油饲料(MH-FEO),FEO11组喂饲高脂功能食用油饲料(H-FEO),FEO12组喂饲超高脂功能食用油饲料(EH-FEO),NC组小鼠继续饲喂基础饲料(AIN-93M)至实验结束。动物实验过程中所用饲料的具体饲料配比见表1-1、表1-2和表1-3。
实验终点时称量并记录了小鼠终体重,摘眼球取血、分离血清,检测小鼠血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度及空腹血糖(FBG)和胰岛素(FINs)水平等指标。分离、称量小鼠睾周脂肪、肾周脂肪,将睾周脂肪和肾周脂肪总和作为腹部脂肪质量,计算脂肪系数(脂肪占体重的百分比)和胰岛素抵抗指数(HOMA-IR=[(FBG(mmol/L)×FINs(ng/ml)]/22.5)。
采用SPSS19.0统计软件包(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)进行数据处理。动物实验结果如图7~9所示。
由图7~9可以看出:
与高脂饲料组(HFD组)小鼠相比较,FEO09组小鼠的体内脂肪系数、TG、TC、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平分别降低15.48%、26.74%、25.39%、12.84%、28.93%、12.65%、11.05%、22.37%、59.11%、58.93%,其TG、TC、HDL-C、HOMA-IR、ALT、AST水平降幅(改善程度)皆在20%以上、具有显著差异,但其体内脂肪系数、LDL-C、FBG、FINs水平降幅(改善程度)低于20%、没有显著差异。与正常对照组(NC组)小鼠相比较,FEO09组小鼠的体内脂肪系数、ALT、AST偏高,其TG、TC、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、水平没有显著差异。与恢复组(NR组)小鼠相比较,FEO09组小鼠的TG、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT、AST水平没有显著差异,其体内脂肪系数水平偏高,其血清TC水平偏低。动物实验结果说明中脂功能食用油饲料(M-FEO)(饲料中功能食用油含量和产能占比为12.00%和25.66%)显著修复了长碳链油脂摄入过多引起的肝损伤、改善了肝功能,但降低小鼠体脂和血糖水平不显著(低于20%)、改善长碳链油脂摄入过多引起的脂代谢紊乱和糖代谢紊乱作用不显著。
与高脂饲料组(HFD组)小鼠相比较,FEO10组小鼠的体内脂肪系数、TG、TC、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平分别降低35.12%、36.63%、28.02%、19.84%、36.55%、21.47%、22.96%、41.05%、68.92%、68.85%,降幅(改善程度)皆达20%及以上,降幅显著。与正常对照组(NC组)小鼠相比较,FEO10组小鼠的体内脂肪系数、TG、TC、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平水平没有显著差异。与恢复组(NR组)小鼠相比较,FEO10组小鼠的体内脂肪系数、TG、TC、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平没有显著差异。这些动物实验结果表明,中高脂功能食用油饲料(MH-FEO)(饲料中功能食用油含量和产能占比为18.00%和35.93%)显著改善了长碳链油脂摄入过多或碳水化合物摄入过多引起的脂代谢紊乱、糖代谢紊乱,也显著地修复了长碳链油脂摄入过多或碳水化合物摄入过多引起的肝损伤、改善了肝功能。
与高脂饲料组(HFD组)小鼠相比较,FEO11组小鼠的体内脂肪系数、TG、TC、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平分别降低48.81%、39.53%、35.38%、30.35%、41.62%、30.00%、34.21%、53.68%、79.16%、78.32%,降幅(改善程度)皆达20%以上,降幅非常显著。与正常对照组(NC组)小鼠相比较,FEO11组小鼠的TC、LDL-C水平显著降低,其体内脂肪系数、TG、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平没有显著差异。与恢复组(NR组)小鼠相比较,FEO11组小鼠的TC、LDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平显著降低,其脂肪系数、TG、HDL-C水平没有显著差异。这些动物实验结果表明,高脂功能食用油饲料(H-FEO)(饲料中功能食用油含量和产能占比为24.00%和45.00%)非常显著改善了长碳链油脂摄入过多或碳水化合物摄入过多引起的脂代谢紊乱、糖代谢紊乱,也非常显著地修复了长碳链油脂摄入过多或碳水化合物摄入过多引起的肝损伤、改善了肝功能。
与高脂饲料组(HFD组)小鼠相比较,FEO12组小鼠的体内脂肪系数、TG、TC、LDL-C、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平分别降低51.37%、42.56%、38.61%、33.09%、44.54%、33.64%、37.46%、56.51%、80.20%、79.40%,降幅(改善程度)皆达20%以上,降幅非常显著。与正常对照组(NC组)小鼠相比较,FEO12组小鼠的TC、LDL-C水平显著降低,其体内脂肪系数、TG、HDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平没有显著差异。与恢复组(NR组)小鼠相比较,FEO12组小鼠的TC、LDL-C、FBG、FINs、HOMA-IR、ALT及AST水平显著降低,其脂肪系数、TG、HDL-C水平没有显著差异。这些动物实验结果表明,超高脂功能食用油饲料(EH-FEO)(饲料中功能食用油含量和产能占比为30.00%和52.86%)非常显著改善了长碳链油脂摄入过多或碳水化合物摄入过多引起的脂代谢紊乱、糖代谢紊乱,也非常显著地修复了长碳链油脂摄入过多或碳水化合物摄入过多引起的肝损伤、改善了肝功能。
综合分析FEO9组、FEO10组、FEO11组及FEO12组小鼠生长情况,可知:中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5的功能食用油具有显著改善小鼠体内糖脂代谢紊乱作用,食物中功能食用油含量越高,其改善了小鼠体内糖脂代谢紊乱、修复肝损伤作用越显著。饲料中功能食用油含量不低于18.00%时就有显著改善小鼠体内糖脂代谢紊乱、修复肝损伤作用,饲料中功能食用油含量达24%及以上时改善小鼠体内糖脂代谢紊乱、修复肝损伤作用更显著。
实施例4。
称取50g辛酸与100g樟树籽仁油于三口圆底烧瓶中,辛酸与樟树籽仁油的质量比为0.5。反应条件分别为:加入脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),置入带有机械搅拌的装置中反应,设置反应温度为40℃,反应时间为4h,反应结束后,使用定性滤纸过滤除去反应液中脂肪酶,得到辛酸癸酸月桂酸甘油酯,然后通过气相色谱检测方法测定辛酸癸酸月桂酸甘油酯的脂肪酸组成。
辛酸癸酸月桂酸甘油酯、大豆油、亚麻籽油的脂肪酸组成与分布详见表10、表3、表4。
表10辛酸癸酸月桂酸甘油酯的脂肪酸组成和分布
Figure BDA0002910925270000281
按照MCFA与LCFA质量比(辛酸癸酸月桂酸甘油酯/大豆油和亚麻籽油)为3.0,L与Ln质量比为0.5,分别称取适量的辛酸癸酸月桂酸甘油酯、大豆油和亚麻籽油于不同酯化反应器中,并按混合油质量的10%(w/w)加入脂肪酶Staphylococcus caprae lipase。反应温度为40℃,搅拌反应时间为4h。酯交换反应结束后,分离出反应液中的固定化脂肪酶,得到MCFA与LCFA质量比为3.0且L与Ln质量比为0.5的FEO。
实验使用3-4周龄的C57BL/6雄性小鼠,体重13-16g。实验期间,小鼠饲喂于标准饲养笼里,自由采食和饮水,12h/12h昼夜循环光照,饲养温度为23±2℃,湿度为40%-60%。经一周的适应性饲喂后,随机将小鼠分为两组,10只小鼠饲喂基础饲料AIN-93M,作为基础饲料组(normal chow,NC组),50只小鼠饲喂高脂饲料D12451(high fat diet,HFD组),饲喂8周后称量并记录小鼠体重,将HFD组中体重大于NC组平均体重20%的小鼠定义为营养性肥胖模型小鼠并用于之后的实验。
造模完成后,将模型小鼠按体重随机分为6组,分别为猪油高脂组(HFD组),模型恢复组(NR组)及FEO加入比例分别为50%、75%、100%、125%的FEO组(FEO13组、FEO14组、FEO15组、FEO16组),继续喂养10周。模型对照组继续饲喂高脂饲料,模型恢复组则饲喂基础饲料,4组FEO组饲喂含相应的FEO高脂饲料。NC组小鼠继续饲喂基础饲料AIN-93M至实验结束。实验过程中所用饲料的具体饲料配比见表1-1、表1-2、表1-3。
实验终点时称量并记录了小鼠终体重,摘眼球取血、分离血清,检测小鼠血清中总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)浓度及空腹血糖(FBG)和胰岛素(FINs)水平等指标。分离、称量小鼠睾周脂肪、肾周脂肪,将睾周脂肪和肾周脂肪总和作为腹部脂肪质量,计算脂肪系数(脂肪占体重的百分比)和HOMA-IR指数。
动物试验结束后,及时摘取NC组、HFD组、FEO15组小鼠的肝脏、脂肪等组织,通过分子生物学实验和生化实验,测定分析影响甘油三酯及脂肪酸合成的相关因子或蛋白、甘油三酯分解相关因子或蛋白、脂肪酸β氧化相关因子或蛋白、白色脂肪棕色化/米色化因子或蛋白的活性或表达水平,探明功能食用油改善体内糖脂代谢紊乱的作用途径和机制。
采用SPSS19.0统计软件包(SPSS Inc.,Chicago,IL,USA)进行数据处理。动物实验结果如图10、11、12所示。
与高脂组(HFD)小鼠相比,FEO组小鼠改善程度大于20%的为有显著差异。
由图10-a~10-b可以看出:基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO13组、FEO14组、FEO15组、FEO16组小鼠的脂肪系数均处于较低水平,且FEO13组小鼠的脂肪系数比高脂组(HFD)小鼠低20.53%、FEO14小鼠的脂肪系数比高脂组(HFD)低38.02%、FEO15小鼠的脂肪系数比高脂组(HFD)低51.31%、FEO16小鼠的脂肪系数比高脂组(HFD)低50.29%,说明MCFA与LCFA质量比为3.0且L与Ln质量比为0.5的FEO加入量在50%~125%时具有显著减少小鼠体内脂肪作用。
由图10-c~11-b知:FEO对小鼠血清TC、TG及LDL-C水平影响较大。基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO13组、FEO14组、FEO15组、FEO16组小鼠的TC、TG及LDL-C均处于较低水平,且FEO13组小鼠的TC、TG及LDL-C水平分别比高脂组(HFD)小鼠低31.79%、33.02%、20.31%,FEO14组小鼠的TC、TG及LDL-C水平分别比高脂组(HFD)小鼠低34.19%、42.06%、26.72%,FEO15组小鼠的TC、TG及LDL-C水平分别比高脂组(HFD)小鼠低40.92%、44.72%、38.83%,FEO16组小鼠的TC、TG及LDL-C水平分别比高脂组(HFD)小鼠低44.46%、46.93%、38.83%,说明MCFA与LCFA质量比为3.0且L与Ln质量比为0.5的FEO的加入量在50%~125%具有显著降低小鼠血脂作用。
由图12-b~12-c可知:FEO对小鼠血清ALT、AST水平影响较大。基础饲料组(NC)、恢复组(NR)及FEO13组、FEO14组、FEO15组、FEO16组小鼠的ALT、AST水平均处于较低水平,且FEO13组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂组(HFD)小鼠低61.54%、61.37%,FEO14组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂组(HFD)小鼠低70.77%、70.70%,FEO15组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂组(HFD)小鼠低80.40%、79.61%,FEO16组小鼠的ALT、AST水平分别比高脂组(HFD)小鼠低80.79%、80.02%,说明MCFA与LCFA质量比为3.0且L与Ln质量比为0.5的FEO的加入量在50%~125%时具有显著修复肝损伤的作用。
糖脂代谢密切相关,脂代谢紊乱易引起糖代谢紊乱。从图11-c~12-a可以看出:基础饲料组(NC)、恢复组(NR)、FEO14组、FEO15组及FEO16组小鼠血清中的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数都处于正常较低水平,且FEO14组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂组(HFD)小鼠低27.59%、28.96%、45.48%,FEO15组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂组(HFD)小鼠低35.58%、39.29%、57.78%,FEO16组小鼠的FBG水平、FINs水平及HOMA-IR指数分别比高脂组(HFD)小鼠低38.80%、42.32%、59.89%,说明MCFA与LCFA质量比为3.0且L与Ln质量比为0.5的FEO加入量在75%~125%的组均具有降低小鼠血糖作用。然而FEO13组小鼠与高脂组相比,FBG水平、FINs水平的降幅低于20.0%;说明MCFA与LCFA质量比为3.0且L与Ln质量比为0.5的FEO加入量在50%的组具有降低小鼠血糖作用,但效果不显著。
分子生物学实验和生化实验结果表明,与HFD组小鼠相比较,FEO15组小鼠的血清中去甲肾上腺素(NE)的分泌水平高78.31%;FEO15组小鼠下丘脑中脑源性神经营养因子(BDNF)的表达水平高34.56%;FEO15组小鼠的肩胛间脂肪(棕色脂肪)、腹股沟脂肪(米色脂肪)及附睾脂肪(白色脂肪)中促进棕色化相关蛋白——解偶联蛋白1(UCP1)的表达水平分别高39.90%、33.86%、0.06%,碘甲腺原氨酸脱碘酶Ⅱ(Dio2)的表达水平分别高46.16%、26.76%、25.81%,PR结构域蛋白16(PRDM16)的表达水平分别高13.57%、19.08%、74.70%,细胞死亡诱导DFFA样效应蛋白A(CIDEA)的表达水平分别高61.90%、-29.53%、14.38%;FEO15组小鼠的腹股沟脂肪(米色脂肪)及附睾脂肪(白色脂肪)中促进米色化相关蛋白TBX1的表达水平分别高52.91%、89.59%;FEO15组小鼠的肩胛间脂肪(棕色脂肪)、腹股沟脂肪(米色脂肪)及附睾脂肪(白色脂肪)中β3-肾上腺素能受体(β3-AR)的表达水平分别高72.43%、48.18%、45.91%;FEO15组小鼠肝脏中影响甘油三酯及脂肪酸合成的相关蛋白——甾醇调控元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)、乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)、脂肪酸合成酶(FAS)的表达水平分别降低42.45%、77.72%、76.44%,影响甘油三酯分解的相关蛋白——甘油三酯脂酶(ATGL)、激素敏感脂酶(HSL)、脂蛋白脂酶(LPL)的表达水平分别增高32.06%、23.18%、33.50%,影响脂肪酸β氧化的相关蛋白:过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、肉碱棕榈酰转移酶1a(CPT-1a)的表达水平分别增高18.61%、47.49%;FEO15组小鼠脂肪组织中影响甘油三酯及脂肪酸合成的相关蛋白——甾醇调控元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)、乙酰辅酶A羧化酶1(ACC1)、脂肪酸合成酶(FAS)的表达水平分别降低16.77%、10.29%、17.55%,影响甘油三酯分解的相关蛋白——脂肪甘油三酯脂酶(ATGL)、激素敏感脂酶(HSL)、脂蛋白脂酶(LPL)的表达水平分别增高17.59%、14.29%、21.36%,影响脂肪酸β氧化的相关蛋白——过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)、肉碱棕榈酰转移酶1a(CPT-1a)的表达水平分别增高9.03%、30.36%。
实施例3与实施例4的数据表明,功能食用油想要达到显著改善小鼠体内脂肪代谢紊乱作用,其在食品中的添加量应≥18%,而且当中碳链油中的脂肪酸比例为辛酸:癸酸:月桂酸为3:6:1时,功能食用油改善小鼠体内脂肪代谢紊乱作用最为明显。
实施例5。
本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,分别称取4份由192.25g的樟树籽仁油、8.93g大豆油和48.82g亚麻籽油组成的混合油脂于4个相同规格的反应器中,并分别按混合油质量的10%(w/w)加入固定化脂肪酶Novozyme 435、固定化脂肪酶Staphylococcus caprae lipase、固定化脂肪酶Lipozyme RMIM、固定化脂肪酶Lipozyme TL IM于4个反应器中。三元酯交换反应条件为:磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度选取各脂肪酶推荐的最适温度,分别为(固定化脂肪酶Novozyme 435、固定化脂肪酶Lipozyme RM IM、固定化脂肪酶Lipozyme TL IM)60℃、(固定化脂肪酶Staphylococcus caprae lipase)40℃,反应时间为4h。三元酯交换反应结束后,采用HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率。比较分析脂肪酶种类对三元酯交换率的影响,选定脂肪酶种类。由表11可知,采用脂肪酶Staphylococcus caprae lipase制备功能食用油时三元酯交换率最高、达72.13%(w/w),催化效率最高的脂肪酶为Staphylococcuscaprae lipase。
表11脂肪酶种类对三元酯交换率的影响
Figure BDA0002910925270000311
Figure BDA0002910925270000321
实施例6。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的樟树籽仁油、8.93g大豆油和48.82g亚麻籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为5%~25%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,采用HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率。比较分析加酶量对三元酯交换率的影响,确定加酶量。由表12可知,加酶量为10%时三元酯交换率最高、达72.08%(w/w),最佳加酶量为10%。
表12 Staphylococcus caprae lipase加入量对三元酯交换率的影响
Figure BDA0002910925270000322
实施例7。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的樟树籽仁油、8.93g大豆油和48.82g亚麻籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为25~45℃,反应时间为4h。
反应结束后,采用HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率。比较分析反应温度对三元酯交换率的影响,确定反应温度。由表13可知,反应温度为40℃时三元酯交换率最高、达72.13%(w/w),最佳反应温度为40℃。
表13酯交换反应温度对三元酯交换率的影响
Figure BDA0002910925270000323
实施例8。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的樟树籽仁油、8.93g大豆油和48.82g亚麻籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为1~8h。
反应结束后,采用HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率。比较分析反应时间对三元酯交换率的影响,确定反应时间。由表14可知,反应时间为4h时三元酯交换率最高、达72.06%(w/w),最佳反应时间为4h。
表14酯交换反应时间对三元酯交换率的影响
反应时间(h) 三元酯交换率(w/w%)
1 34.66
2 62.60
3 70.61
4 72.06
5 71.32
6 70.48
7 69.59
8 68.97
实施例9。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的樟树籽仁油、6.07g红花籽油和52.18g紫苏籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为71.94%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为65.52%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸0.31%,癸酸47.56%,月桂酸25.93%,亚油酸5.14%,亚麻酸10.87%。
实施例10。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的樟树籽仁油、7.03g玉米油和52.18g紫苏籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为71.83%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为64.96%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸0.32%,癸酸47.29%,月桂酸26.74%,亚油酸5.27%,亚麻酸10.34%。
实施例11。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的樟树籽仁油、7.05g葵花籽油和48.82g亚麻籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为71.87%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为65.14%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸0.33%,癸酸47.52%,月桂酸26.23%,亚油酸5.31%,亚麻酸10.27%。
实施例12。
按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的辛酸癸酸月桂酸甘油酯、6.07g红花籽油和52.18g紫苏籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为71.93%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为63.99%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸24.36%,癸酸43.65%,月桂酸7.93%,亚油酸4.94%,亚麻酸10.65%。
实施例13。
按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的辛酸癸酸月桂酸甘油酯、7.03g玉米油和52.18g紫苏籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为71.75%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为64.36%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸24.21%,癸酸44.01%,月桂酸7.73%,亚油酸5.07%,亚麻酸10.16%。
实施例14。
按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取192.25g的辛酸癸酸月桂酸甘油酯、7.05g葵花籽油和48.82g亚麻籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为72.13%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为64.83%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸24.33%,癸酸43.52%,月桂酸7.23%,亚油酸5.11%,亚麻酸10.27%。
实施例15。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取194.13g的辛癸酸甘油三酯、7.05g大豆油和48.82g亚麻籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为71.89%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为63.57%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸31.11%,癸酸44.22%,亚油酸5.14%,亚麻酸10.32%。
实施例16。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取194.13g的辛癸酸甘油三酯、7.05g葵花籽油和48.82g亚麻籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为72.14%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为63.88%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸30.85%,癸酸44.12%,亚油酸5.04%,亚麻酸10.13%。
实施例17。
在本实施例中,按照中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、亚油酸与亚麻酸质量比为0.5,称取190.55g的辛癸酸甘油三酯、7.24g玉米油和52.21g紫苏籽油于反应器中。三元酯交换反应条件为:脂肪酶Staphylococcus caprae lipase为10%(混合油质量的百分比),磁力搅拌(搅拌子30mm×10mm、转速100rpm),反应温度为40℃,反应时间为4h。
反应结束后,通过HPLC-ELSD检测方法测定三元酯交换率为71.65%,当量碳数为ECN34~44的甘油三酯含量为64.63%,采用GC测定功能食用油中的脂肪酸含量。辛酸30.25%,癸酸43.21%,亚油酸5.26%,亚麻酸11.23%。
实施例18。
利用各实施例制备的功能食用油与其他配料制备功能植脂末,其制备流程的具体操作步骤如下:
(1)制备料液:按照功能植脂末配方表15,称取相应质量的水溶性物质于63~67℃热水中,待水溶性物质全部溶解后,称取相应质量的功能食用油和单双脂肪酸甘油酯于水溶液中,60~90rpm转速下搅拌25~30min;
(2)剪切乳化:使用剪切机剪切料液1~2min左右;
(3)均质乳化:使用加已杀菌均质机于25~30Mpa压力下均质料液2次;
(4)干燥造粒:使用压力喷雾机和流化床进行干燥造粒,进风温度180℃,出风温度90-100℃。
表15功能植脂末配方表
配料表 质量分数(%)
功能食用油 20.0-50.0
淀粉糖浆 40.0-70.0
脱脂奶粉 5.0-10.0
单双脂肪酸甘油酯 0.5-5.0
三聚磷酸钠 0.1-5.0
酪朊酸钠 0.1-5.0
羟甲基纤维素 0.2-0.6
六偏磷酸钠 0.1-1.5
磷酸氢二钾 0.1-5.0
柠檬酸钠 0.1-0.5
氯化钠 0.0-0.5
食用香精 0.0-0.5
SiO2 0.0-0.5
总计 100.0
实施例19。
利用各实施例制备的功能食用油产品与其他配料制备营养代餐粉,其制备流程的具体操作步骤如下:
(1)制备料液:按照营养代餐粉配方表16,称取相应质量的水溶性物质于63~67℃热水中,待水溶性物质全部溶解后,称取相应质量的功能食用油和单双脂肪酸甘油酯于水溶液中,60~90rpm转速下搅拌25~30min;
(2)剪切乳化:使用剪切机剪切料液1~2min左右;
(3)均质乳化:使用加已杀菌均质机于25~30Mpa压力下均质料液2次;
(4)干燥造粒:使用压力喷雾机和流化床进行干燥造粒,进风温度180℃,出风温度90-100℃。
表16营养代餐粉配方表
Figure BDA0002910925270000361
Figure BDA0002910925270000371
实施例20。
利用各实施例制备的功能食用油产品与其他配料制备功能奶茶粉,其制备流程的具体操作步骤如下:
(1)制备料液:按照功能奶茶粉配方表17,称取相应质量的水溶性物质于63~67℃热水中,待水溶性物质全部溶解后,称取相应质量的功能食用油和单双脂肪酸甘油酯于水溶液中,60~90rpm转速下搅拌25~30min;
(2)剪切乳化:使用剪切机剪切料液1~2min左右;
(3)均质乳化:使用加已杀菌均质机于25~30Mpa压力下均质料液2次;
(4)干燥造粒:使用压力喷雾机和流化床进行干燥造粒,进风温度180℃,出风温度90-100℃。
表17功能奶茶粉配方表
配料表 质量分数(%)
茶汁 20.0-50.0
功能食用油 20.0-50.0
脱脂奶粉 5.0-15.0
乳化剂 0.1-3
稳定剂 0.1-1.5
甜味剂 0.1-15.0
酸度调节剂 0.1-0.5
食用香精 0.0-0.2
抗氧化剂 0.0-0.5
总计 100.0
实施例21。
利用各实施例制备的功能食用油产品与其他配料制备注射营养脂肪乳,其制备流程的具体操作步骤如下:
(1)取注射用水,加热到65℃,按表18中的配料质量比,相应加入药用甘油搅拌溶解,制备为水相。
(2)将功能食用油加热到65℃,加入磷脂酰胆碱和磷脂酰肌醇,搅拌溶解制备为油相。
(3)将油相加入到水相中,10000rpm高速剪切10min,制备初乳。
(4)调节初乳PH值为7,加注射用水到每135g配料制备1000ml初乳。
(5)均质压力1000bar高压乳化3个循环,制备精乳。
(6)将精乳过0.45μm微孔滤膜,灭菌灌封。
表18注射营养脂肪乳
配料表 质量分数(%)
功能食用油 75
药用甘油 16.99
磷脂酰胆碱 8
磷脂酰肌醇 0.01
实施例22。
利用各实施例制备的功能食用油产品与其他配料制备口服营养脂肪乳,其制备流程的具体操作步骤如下:
(1)按表19中的配料比,将卵磷脂、药用甘油和纯化水(每205g配料制备1000ml脂肪乳)加热到60℃后置于真空均值乳化机中,10000rpm高速搅拌后,加入功能食用油制备成初乳。
(2)将初乳迅速转移到高压均质机中,低压阀压力为150kg·cm2,高压阀压力为500kg·cm2,压力稳定并且乳液温度稳定为40℃时收集乳液,重复操作15次至乳液粒径为50nm。
(3)调节pH至7,过0.45μm微孔滤膜,灭菌后灌装。
表19口服营养脂肪乳
配料表 质量分数(%)
功能食用油 70
药用甘油 10
卵磷脂 5
酪蛋白钙 9
维生素 3
矿物质 3

Claims (8)

1.一种功能食用油,其特征是由中碳链甘油酯、亚油酸类油脂、亚麻酸类油脂进行三元酯交换而构成;
所述的中碳链甘油酯为樟树籽仁油、辛酸甘油酯、癸酸甘油酯、月桂酸甘油酯、辛酸癸酸甘油酯、癸酸月桂酸甘油酯、辛酸癸酸月桂酸甘油酯及其混合油酯;
所述的亚油酸类油脂包括大豆油、玉米油、葵花籽油、红花籽油;
所述的亚麻酸类油脂包括亚麻籽油、紫苏籽油。
2.根据权利要求1所述的一种功能食用油,其特征是以脂肪酸质量计,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为2.3~4.0、且长碳链脂肪酸中的亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~1.0;
其中,中碳链脂肪酸来源于樟树籽仁油、辛酸甘油酯、癸酸甘油酯、月桂酸甘油酯、辛酸癸酸甘油酯、癸酸月桂酸甘油酯、辛酸癸酸月桂酸甘油酯及其混合油酯等中碳链甘油酯;长碳链脂肪酸来源于亚油酸类油脂、亚麻酸类油。
3.根据权利要求2所述的一种功能食用油,其特征是以脂肪酸质量计,中碳链脂肪酸与长碳链脂肪酸质量比为3.0、且长碳链脂肪酸中的亚油酸与亚麻酸质量比为0.5。
4.根据权利要求2或3所述的一种功能食用油,其特征是所述功能食用油中的中碳链脂肪酸为辛酸、癸酸和月桂酸中的一种或两种以上;所述功能食用油中的长碳链脂肪酸中,按食用油总质量百分比计,亚油酸含量为3.94%~7.37%、亚麻酸含量为7.16%~11.97%。
5.根据权利要求4所述的一种功能食用油,其特征是所述功能食用油中的中碳链脂肪酸辛酸、癸酸和月桂酸中的两种以上;所述功能食用油中的长碳链脂肪酸中,按食用油总质量百分比计,其中亚油酸含量为5.30%、亚麻酸含量为9.97%。
6.权利要求1或2所述一种功能食用油的制备方法,其特征是以脂肪酶为催化剂,在适宜温度及搅拌强度下,使中碳链甘油酯与亚油酸类油脂、亚麻酸类油脂进行三元酯交换,一步得到所述功能食用油;
所述功能食用油的中碳链甘油酯中的碳链脂肪酸与亚油酸类油脂、亚麻酸类油脂中的长碳链脂肪酸质量比为2.3~4.0,且长碳链脂肪酸中亚油酸与亚麻酸质量比为0.5~1.0;
所述脂肪酶为脂肪酶Lipozyme RM IM、脂肪酶Lipozyme TL IM、脂肪酶Novozyme435、脂肪酶Staphylococcus caprae lipase;
所述脂肪酶按混合油质量的百分比加入量为5~25%、三元酯交换反应温度25~45℃、三元酯交换反应时间1~8h。
7.权利要求1或2所述一种功能食用油在食品的应用。
8.根据权利要求7所述的一种功能食用油在食品的应用,其特征是食品中功能食用油加入量≥18.00%。
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