第四章-功能性油脂及其加工技术

功能性食品食品与营养工程学院第四章功能性油脂及其加工技术教学目标•了解多不饱和脂肪酸、磷脂等功能性油脂的生理功能及其应用•掌握多不饱和脂肪酸DHA和EPA提取与纯化的基本原理和工艺要点•掌握大豆浓缩磷脂的基本制备方法，了解大豆磷脂纯化及改性的主要方法第一节多不饱和脂肪酸一、多不饱和脂肪酸的结构及主要来源（一）多不饱和脂肪酸的结构含有两个或两个以上双键且碳原子数为16~22的直链脂肪酸，分为ω–3和ω–6两个系列。多不饱和脂肪酸表示方法Cx:yw-z其中：C表示碳原子x表示碳数y表示双键数w-z表示从距羧基最远端碳原子数起的第z个碳原子开始有双键出现。C20:5:w-3C22:6:w-3C18:2:w-6W-3DHA，二十二碳六烯酸(俗称“脑黄金”)ω-3系列十八碳三烯酸，俗称α-亚麻酸ALA二十碳五烯酸EPA二十二碳六烯酸DHAW-6ω-6系列十八碳二烯酸，亚油酸LA十八碳三烯酸，γ-亚麻酸GLA二十碳四烯酸，花生四烯酸AA（二）多不饱和脂肪酸的主要来源油科类植物种子：亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等ω–6系列。如ALA：α-亚麻酸鱼油：ω–3系列。如EPA：二十碳五烯酸；DPA：二十二碳五烯酸；DHA：二十二碳六烯酸；1．亚油酸(必需脂肪酸)亚油酸为全顺-9，12-十八碳二烯酸。CH3（CH2）4CH＝CH-CH2CH＝CH（CH2）7COOH。亚油酸是分布最广的一种多不饱和脂肪酸，日常食用的绝大部分油脂中的含量都在9%以上，而且在主要食用植物油脂如大豆油、棉籽油、菜子油、葵花籽油、花生油、米糠油、芝麻油等食用油脂中的含量都较高，见表1。还有一些含亚油酸特别高的油脂资源，见表2.表1常见植物油中脂肪酸含量（%）油脂名称饱和脂肪酸不饱和脂肪酸其他脂肪酸油酸亚油酸亚麻酸可可油9361椰子油92062橄榄油10837菜籽油132016942花生油1941380.41茶油10791011葵花籽油1419635豆油16225273棉籽油2425440.43大麻油1539450.51芝麻油1538460.31表2几种高亚油酸油脂资源油脂亚油酸含量（%）油脂亚油酸含量（%）红花籽油56~81五味子籽油75.2葵花子油51.5~73.5青嵩籽油84.5沙嵩籽油68.5哈密瓜籽油65.3~76.8水冬瓜油66~80番茄籽油62烟草籽油75苍耳籽油65.3~76.8核桃仁油57~76酸枣仁油50.22．α-亚麻酸α-亚麻酸的日常获得性很差，在大豆油、菜子油、葵花籽油中有一定的含量。一些藻类与微生物中存在较多的α-亚麻酸资源。表3是较高α-亚麻酸含量的资源。油脂资源α-亚麻酸含量%油脂资源α-亚麻酸含量%苏子油44～70亚麻荞油33～37.5罗勒籽油44～65大麻子油15～30拉曼油66紫花苜蓿油84.5亚麻仁油40～61葫芦巴籽油14～22甜紫花南芥油46芥子油6～18乌桕油41～54胡桃油10.7～16.2表3一些高α-亚麻酸含量的植物油脂资源3．γ-亚麻酸含量较高的γ-亚麻酸资源在自然界和人类食物中不太常见，而且因其含量比例低很难成为有经济价值的可利用资源，如燕麦和大麦中的脂质含有0.25%-1.0%的γ-亚麻酸，乳脂中含0.1%-0.35%。表4几种富含γ-亚麻酸的植物油脂资源资源油脂种子含油率（%）γ-亚麻酸含量（%）月见草油15~307~15玻璃苣油3019~25黑加仑油13~3015~20黑穗醋栗油30174．DHA和EPA陆地植物油中几乎不含EPA与DHA，在一般陆地动物油中也测不出。但高等动物的某些器官与组织中，例如眼、脑、睾丸等中含有较多的DHA。海藻类及海水鱼是EPA与DHA的重要来源，在海产鱼油中或多或少地含有AA、EPA、DPA、DHA四种脂肪酸，以EPA和DHA的含量较高。表5列出了我国几种水产原料动、植物油中的EPA和DHA的含量。表5水产动、植物油中的EPA和DHA含量（%）来源EPADHA来源EPADHA沙丁鱼8.516.03海条虾11.815.6鲐鱼7.422.8梭子蟹15.612.2马鲛8.431.1草鱼2.110.4带鱼5.814.4鲤鱼1.84.7海鳗4.116.5鲫鱼3.97.1鲨5.122.5鲫鱼卵3.912.2小黄鱼5.316.3褐指藻14.82.2白姑鱼4.613.4盐藻—4.2银鱼11.313.0螺旋藻32.85.4鳙鱼10.819.5小球藻35.28.7鱿11.733.7角毛藻6.40.5乌贼14.032.7对虾（养殖）14.611.25、多不饱和脂肪酸的微生物资源1962年Eywin用人工方法培养某些纤毛纲原生动物测定其组织中脂肪酸组成，发现5个种中有4个种γ-亚麻酸含量达到30％以上。由于动物、植物资源的种类限制，人们将寻求PUFA（polyunsaturatedfattyacid）的目光转向微生物资源。而微生物本身具有低成本，培养迅速，生产周期短，可以规模化生产等优点，因而有着非常广阔的前景。PUFA广泛存在于微藻类、细菌真菌的细胞中，但不同种类以及不同菌株含量及组成不同。表6列出了一些γ-亚麻酸含量较高的微生物。表6富含γ-亚麻酸的微生物资源微生物γ-亚麻酸的含量（总脂肪酸，%）爪哇毛霉15~18深黄被孢霉3~11不明毛霉11~14拉曼被毛霉26雅致小克银汉霉18枝霉20拉草式毛霉31含多不饱和脂肪酸食品金枪鱼金枪鱼属于深海鱼类的一种，含有大量的β-3多不饱和脂肪酸，有利于宝宝大脑的发育。另外，它还含有丰富的维生素E和硒，对所含的不饱和脂肪酸有很好的保护作用。鳕鱼鳕鱼的营养丰富，含有丰富的β-3多不饱和脂肪酸，对于宝宝的神经系统发育极为有利。鳕鱼的口感较好，是宝宝日常补充不饱和脂肪酸的良好选择。三文鱼属于深海鱼类的一种，同样含有较多的β-3多不饱和脂肪酸，并含有丰富的维生素D和钙，有利于宝宝骨骼和牙齿的发育。核桃核桃含有丰富的亚油酸和亚麻酸，并含有多种维生素，以及钙、磷、铁、锌、锰、铬等人体必需的营养物质。花生花生中含有丰富的亚油酸和亚麻酸，并含有多种维生素、卵磷脂、蛋白质。芝麻芝麻中含有丰富的不饱和脂肪酸、蛋白质、卵磷脂、维生素及多种矿物质。二、多不饱和脂肪酸的生理功能（一）增进神经系统功能、益智健脑DHA(脑黄金)在大脑的脂肪酸组成中占30%，视网膜磷脂中占40%；具有促进胎儿脑部发育完善，提高脑神经机能，增强记忆、思考和学习能力，增强视网膜反射能力，预防视力退化。（二）抑制血小板凝集，防止血栓、中风和老年性痴呆症EPA具有升高高密度脂蛋白和降低低密度脂蛋白的作用。DHA可使心肌细胞膜流动性增加，稳定心肌细胞的膜电位，降低心肌兴奋性，同时还能影响Ca2+通道，使Ca2+降低，心肌收缩力降低，具有明显的抗心率失常的作用。（三）降低血脂和胆固醇，预防心血管疾病GLA(γ-亚麻酸)、DHA、EPA均具有明显的降低胆固醇的功效。降血脂效应表现在降低血清甘油三酯、低密度脂蛋白、极低密度脂蛋白和升高血清高密度脂蛋白的作用。（四）抑制肿瘤生长鱼油可抑制癌细胞的发生、转移、降低肿瘤生长速度。据报道，鱼油中的EPA、DHA均具有抑制直肠癌作用；DHA还可降低治疗胃癌、膀胱癌、子宫癌等抗肿瘤药物的耐药性。（五）抗炎、抑制溃疡及胃出血作用EPA抗炎作用的机理在于可抑制中性细胞和单核细胞的5’-脂氧合酶的代谢途径，增加白三烯B5的合成，同时抑制LTB4介导的中性白细胞机能，并通过降低白介素-1的浓度而影响白介素代谢。（六）其他功能γ-亚麻酸具有增强胰岛素作用、抗脂质过氧化、减肥、保护视力、抗过敏等。EPA具有保护视力、抗过敏等作用。由于生产和加工技术原因，使人对一些食品中含有的不饱和脂肪酸的吸收利用率很低，导致体内多不饱和脂肪酸严重缺乏，而饱和脂肪酸却大量积累。科学摄取多不饱和脂肪酸如何挑选食用油我国的食用油市场主要是浸出与压榨两种制油工艺。压榨法是用物理压榨方式，从油料中榨油的方法，目前基本用于花生油、橄榄油、坚果油、芝麻油等高档油品。而浸出法是用化工原理，用化学溶剂从油料中抽提出油脂的一种方法，其生产成本较压榨油的低。无论是浸出油还是压榨油，只要符合我国食用油质量标准和卫生标准，就都是安全的，可以放心食用。油要换着吃？长期、大量地食用单一油种的习惯，并非健康之道。从营养价值上看，各种植物油含有丰富的多不饱和脂肪酸，但组成不同。植物油是人们理想的食用油，但也不宜食用过多。但要注意的是，不要长期偏食植物油，还需要摄入一定量的动物油脂，每天摄入的植物油和动物油的比例最好为2:1。芝麻油芝麻油享有”植物油之王”的盛誉，也有“抗衰老良药”的美称。芝麻油营养丰富，特别是含有丰富的维生素E。常食此油，可消除使细胞衰老的物质“自由基”，提高人体免疫功能，不但起到延年益寿的作用，而且可辅助治疗糖尿病、高血压、冠心病、冻伤、便秘等病症。芝麻中富含卵磷脂，能润肤美容，防止头发过早变白和脱落。玉米胚芽油玉米胚芽油可以降低人体血液中胆固醇含量，对冠心病、动脉硬化有特殊疗效。菜籽油菜籽油不饱和脂肪酸高达95%，常食用菜籽油可防止人体发胖以及由于发胖引起的多种疾病，且对大脑有益。菜籽油的缺点是含有芥酸，虽对人体无害，但不易被人体消化吸收。大豆油大豆油含有不饱和脂肪酸85%左右，易于消化吸收，食用后可降低血液中低密度脂蛋白、胆固醇，有预防动脉硬化的功能，还含有维生素A、维生素D、维生素E等营养物质。精炼米糠油米糠油含有大量不饱和脂肪酸、维生素、谷维素和磷脂，其不饱和脂肪酸达80%以上，长期食用米糠油可降低胆固醇18%以上，谷维素能调节和改善大脑功能。葵花籽油葵花籽油含不饱和脂肪酸高达90%，其中亚油酸占66%，居植物油之首。它含有维生素E、胡萝卜素、磷脂，对延缓人体细胞衰老，防止夜盲症及皮肤干燥有良好作用。橄榄油橄榄油富含对人体健康有益的单不饱和脂肪酸、亚油酸及维生素K、E等。橄榄油中单不饱和脂肪酸（油酸）的含量高达83％。单不饱和脂肪酸可降低胰岛素抵抗，降低血总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白，升高对人体健康有益的高密度脂蛋白，降低患大血管疾病的危险性。三、多不饱和脂肪酸的制备工艺（一）DHA、EPA鱼油的提取1原理利用鱼油在甲醇、乙醇、己烷等有机溶剂中可溶特性，将海产鱼切碎后，利用有机溶剂萃取可制得粗鱼油，再经脱胶、脱酸、脱色及脱臭等进一步精加工，制得精制鱼油。2工艺流程海产鱼→切碎→萃取→油层分离→脱胶→脱酸→脱色→脱臭→鱼油去除何物？减压脱色的优势何在？去除何物？臭味物质？毛油中的蛋白、糖类、磷脂等胶性物质。脱酸是油脂精炼重要工序之一，其主要目的是除去,毛油中游离脂肪酸，并同时除去部分色素、磷脂、烃类和粘液质等杂质及如生育酚、甾醇、甾醇酯等有益成分。改善了油品的氧化稳定性，消费者喜欢色泽浅的油脂产品。油脂制取过程中分解的如醛、酮、游离脂肪酸等，加工中产生的异味如溶剂味、肥皂味、焦糊味等，天然存在的气味如菜籽油的辛辣味。（二）DHA、EPA纯化一般鱼油中DHA、EPA等高度不饱和脂肪酸含量不一定很高，大量的还是饱和及低不饱和脂肪酸。所以，有必要进行纯化。低温结晶法尿素复合、银盐络合法超临界CO2萃取法分子蒸馏法1低温结晶法纯化DHA、EPA原理：利用饱和脂肪酸凝固点高于不饱和脂肪酸特性，将混合脂肪酸中的不饱和脂肪酸分离。利用脂肪酸在不同溶剂中的溶解度不同，再结合低温处理，进行分离。这些是粗分离，作为DHA和EPA的预浓缩处理，产物中EPA浓度达总脂肪酸的25%~35%。低温结晶法工艺流程鱼油→有机溶剂萃取→低温结晶→过滤→多不饱和脂肪酸DHA、EPA温度的选择–先高后低?先低后高?2尿素复合、银盐络合法尿素与饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸形成结晶析出，从而分离出多不饱和脂肪酸。然后，加入浓硝酸银溶液，与其形成溶于水的物质，再经加水搅拌稀释后，生成不溶于水的DHA脂，最后，加入己烷萃取DHA。尿素复合、银盐络合法工艺流程鱼油→皂化→分离脂肪酸→尿素复合浓缩→银盐络合纯化→DHA如何分离出多不饱和脂肪酸？3超临界CO2萃取法在超临界状态下，将超临界流体与