1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油三酯的酶法合成及高相似性人乳替代脂的制备

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1-油酸-2-棕榈酸-3-亚油酸甘油三酯(OPL)约占母乳脂中甘油三酯含量的25%,是中国母乳中含量最丰富的甘油三酯之一。婴儿配方奶粉(IF)是婴儿最理想的人乳替代食品,其脂质成分被称为人乳替代脂。目前,市场上的人乳替代脂大多是基于国外的母乳脂组成开发出来的,中国人的母乳脂成分未得到关注,IF中也未注意到OPL的添加,因此中国市场的人乳替代脂与中国人的母乳脂差异较大。为了使人乳替代脂在甘油三酯的组成上更接近中国人的母乳脂,本论文采用酶法合成OPL,再将OPL与天然油脂进行物理调配,制备了与中国母乳脂高度相似的富含OPL的人乳替代脂,主要研究内容如下:首先,采用溶剂法分提58℃棕榈硬脂,分提后的棕榈硬脂中,三棕榈酸甘油三酯的含量为90.69%,棕榈酸含量为92.03%。随后,评估和比较了分提的棕榈硬脂与混合酸(油酸+亚油酸)的两步酶法酸解和一步酸解制备OPL的可行性,结果表明,两步酸解反应后,混合物中OPL的含量为55.91%,高于一步酸解法的42.07%。这表明,两步酸解法的反应效果明显优于一步酸解法,因此,选择两步酸解法合成OPL。其次,优化了两步酸解合成OPL的反应条件。包括:棕榈硬脂/脂肪酸酰基供体摩尔比、油酸/亚油酸摩尔比、脂肪酶类型、脂肪酶添加量、反应温度和反应时间对酸解产物中OPL含量的影响,并通过测定sn-2位棕榈酸的含量控制酰基转移。最优酸解条件如下:棕榈硬脂/油酸/亚油酸摩尔比为1:7:7,NS40086脂肪酶添加量为10%,反应温度为60℃,反应时间为4 h。在最优条件下对反应进行50倍小试实验,小试实验产物中OPL的含量为57.79%。采用分子蒸馏技术纯化小试实验产物,最优纯化条件如下:冷凝水温度为30℃,预热温度为60℃,分子蒸馏温度为200℃,进料速率为2 mL/min,刮板转速为120 r/min,绝对压力为1 Pa。最优条件下产物中甘油三酯的含量由最初的25.39%提升至96.49%,甘油二酯和游离脂肪酸的含量分别降低至3.36%和0.15%,OPL的含量为57.65%,sn-2位棕榈酸的含量和相对含量分别为87.90%和82.93%。这表明产物中的OPL主要以sn-OPL形式存在。再次,建立了人乳替代脂物理调配模型,分别以天然油脂、天然油脂和巴沙鱼油,以及天然油脂、巴沙鱼油和OPL为基料油,根据中国母乳脂主要的脂肪酸、sn-2位脂肪酸和甘油三酯的组成,制备了三种人乳替代脂:HMFS_A(大豆油:花生油:玉米油:棕榈油:高油酸葵花籽油:椰子油=24.20%:6.39%:0.63%:39.58%:1.11%:0.59%:27.49%)、HMFS_B(大豆油:玉米油:棕榈油:椰子油:巴沙鱼油=13.06%:6.97%:8.72%:16.65%:54.59%)和HMFS_C(大豆油:玉米油:棕榈油:椰子油:巴沙鱼油:OPL=6.42%:5.55%:0.85%:14.41%:33.58%:39.21%)。最后,对物理调配制备的三种人乳替代脂进行相似性评价,结果表明,HMFS_A的GFA(脂肪酸得分)、Gsn-2 FA(sn-2位脂肪酸得分)和GTAG(甘油三酯得分)分别为82.35、19.07和66.51;HMFS_B的GFA、Gsn-2 FA和GTAG分别为95.65、58.20和73.85;HMFS_C的GFA、Gsn-2 FA和GTAG分别为91.33、79.53和82.35。三种人乳替代脂总得分G分别为55.98、75.90和84.40。HMFS_C中OPL和棕榈酸分布在sn-2位上的含量分别为29.09%和61.60%,均与中国母乳脂相似,它是经酶法酸解和物理调配法制备得到的富含OPL的人乳替代脂,与中国母乳脂具有最高相似度。综上,本论文采用两步酸解法成功合成了OPL,建立了人乳替代脂物理调配模型,并采用物理调配法制备了同中国母乳脂高度相似的富含OPL的人乳替代脂,这对于提高中国市场上IF的质量以及对中国宝宝的健康具有重要意义。
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