專題8功能性油脂

第四章功能性油脂本章主要內(nèi)容第一節(jié)多不飽和脂肪酸第二節(jié)磷脂第三節(jié)油脂替代品第四節(jié)其它功能性油脂第一節(jié)多不飽和脂肪酸多不飽和脂肪酸（Polyunsaturatedfattyacids,PUFA）是指含有兩個或兩個以上雙鍵且碳鏈長為18～22個碳原子的直鏈脂肪酸，是研究和開發(fā)功能性脂肪酸的主體和核心；主要包括亞油酸、γ-亞麻酸、花生四烯酸（AA）

、二十碳五烯酸（EPA）、二十二碳六烯酸（DHA）等。其中，亞油酸及亞麻酸被公認(rèn)為人體必需的脂肪酸，在人體內(nèi)可進(jìn)一步衍化成具有不同功能作用的高度不飽和脂肪酸，如AA、EPA、DHA等。ω-3系列：ω-6系列：一、多不飽和脂肪酸的生理功能多不飽和脂肪酸在人體生理中起著極為重要的作用，與人體心血管疾病的控制、免疫調(diào)節(jié)、細(xì)胞生長以及抗癌作用等息息相關(guān)。人體內(nèi)ω-6和ω-3系列多不飽和脂肪酸根據(jù)需要各自進(jìn)行相關(guān)代謝，但相互之間不發(fā)生轉(zhuǎn)換，因此其在體內(nèi)的作用不能相互替代。（一）多不飽和脂肪酸與心血管系統(tǒng)疾病多不飽和脂肪酸可降低低密度脂蛋白-膽固醇，減少心血管疾病的危險性。多不飽和脂肪酸能防止動脈血栓的形成和改善血小板功能。多不飽和脂肪酸（不管是ω-3或ω-6）可能還具有降血壓作用。（二）多不飽和脂肪酸與細(xì)胞生長AA、DHA是神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞生長及維持的一種主要元素，是大腦和視網(wǎng)膜的重要構(gòu)成成分，在人體大腦皮層中含量高達(dá)20%，在眼睛視網(wǎng)膜中所占比例最大,約占50%，因此，對胎兒、嬰兒智力和視力發(fā)育至關(guān)重要。α-亞麻酸在體內(nèi)代謝可以生成DHA和EPA。（三）多不飽和脂肪酸的抗癌作用

大量實驗表明DHA和EPA具有較好的抗癌作用，其抗癌機(jī)理主要有四個方面：ω-3脂肪酸能夠降低促進(jìn)前列腺素E2

（PGE2）生成的白細(xì)胞介素的量，進(jìn)而減少了被確信為對癌發(fā)生有促進(jìn)作用的PGE2的生成；癌細(xì)胞的膜合成對膽固醇的需要量大，而ω-3脂肪酸能降低膽固醇水平，從而能抑制癌細(xì)胞生長。在免疫細(xì)胞中的DHA和EPA產(chǎn)生了更多的有益生理效應(yīng)的物質(zhì)，參與了細(xì)胞基因表達(dá)調(diào)控，提高了機(jī)體免疫能力，減少了腫瘤壞死因子；EPA和DHA大大增加了細(xì)胞膜的流動性，有利于細(xì)胞的代謝和修復(fù)，如已證明EPA可促進(jìn)人外周血液單核細(xì)胞的增殖，阻止腫瘤細(xì)胞的異常增生。（四）多不飽和脂肪酸的免疫調(diào)節(jié)作用ω-3類長鏈多不飽和脂肪酸可能通過多種機(jī)制作用于細(xì)胞水平，達(dá)到免疫調(diào)節(jié)作用：通過免疫系統(tǒng)的細(xì)胞調(diào)節(jié)類二十烷酸的生成，尤其是降低促炎因子PGE2和白三烯B4的生成；調(diào)節(jié)膜流動性；調(diào)節(jié)細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，尤其是與脂類介質(zhì)、蛋白激酶C和Ca2+動員有關(guān)的途徑；調(diào)節(jié)與細(xì)胞因子生成或過氧化體增殖，脂肪酸氧化和脂蛋白組裝有關(guān)基因的表達(dá)。（五）其它作用

多不飽和脂肪酸還能防止皮膚老化、延緩衰老、抗過敏反應(yīng)以及促進(jìn)毛發(fā)生長。二、多不飽和脂肪酸的來源（一）多不飽和脂肪酸的動植物資源表1幾種高亞油酸油脂資源油脂亞油酸含量（%）油脂亞油酸含量（%）紅花籽油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煙草籽油75蒼耳籽油65.3-76.8核桃仁油57-76酸棗仁油50.2表2一些高α-亞麻酸含量的植物油脂資源油脂資源α-亞麻酸含量%油脂資源α-亞麻酸含量%蘇子油44-70亞麻蕎油33-37.5羅勒籽油44-65大麻子油15-30拉曼油66紫花三葉草油84.5亞麻仁油40-61葫蘆巴籽油14-22甜紫花南芥油46芥子油6-18烏桕油41-54胡桃油10.7-16.2表3幾種富含γ-亞麻酸的植物油脂資源資源油脂種子含油率（%）γ-亞麻酸含量（%）月見草油15-307-15玻璃苣油3019-25黑加侖油13-3015-20黑穗醋栗油3017表4幾種動、植物油中的EPA

和DHA的含量（%）來源EPADHA來源EPADHA沙丁魚8.516.03海條蝦11.815.6鮐魚7.422.8梭子蟹15.612.2馬鮫8.431.1草魚2.110.4帶魚5.814.4鯉魚1.84.7海鰻4.116.5鯽魚3.97.1鯊5.122.5鯽魚卵3.912.2小黃魚5.316.3褐指藻14.82.2白姑魚4.613.4鹽藻-4.2銀魚11.313.0螺旋藻32.85.4鳙魚10.819.5小球藻35.28.7魷11.733.7角毛藻6.40.5烏賊14.032.7對蝦（養(yǎng)殖）14.611.2（二）多不飽和脂肪酸的微生物資源微生物γ-亞麻酸的含量（總脂肪酸，%）爪哇毛霉15-18深黃被孢霉3-11不明毛霉11-14拉曼被毛霉26雅致小克銀漢霉18枝霉20拉草式毛霉31三、多不飽和脂肪酸的保護(hù)與安全性多不飽和脂肪酸暴露在空氣中很快發(fā)生自動氧化變質(zhì)，甚至產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)，從而失去其商業(yè)和營養(yǎng)價值。維生素E、C及卵磷脂都是常用的抗氧化劑或抗氧化助劑，同時又是良好的生理活性物質(zhì)，與多不飽和脂肪酸具有協(xié)同功效。另外，象茶多酚、黃酮類化合物也是有效的抗氧化物質(zhì)，同時具有一定的保健功能作用。除使用抗氧化劑等外，多不飽和脂肪酸如EPA、DHA等常被制成膠囊形式，進(jìn)一步降低光線、氧氣等的影響，防止高不飽和脂肪酸的快速氧化酸敗，延長其貨架期。第二節(jié)磷脂一、磷脂的定義及分類

磷脂為含磷的單脂衍生物，分為甘油醇磷脂及神經(jīng)氨基醇磷脂兩類，前者為甘油醇酯衍生物，后者為神經(jīng)氨基醇酯的衍生物。甘油醇磷脂是由甘油、脂肪酸、磷酸和其他基團(tuán)（如膽堿、氨基乙醇、絲氨酸、脂性醛基、脂酰基或肌醇等的一或二種）所組成，是磷脂酸的衍生物。甘油醇磷脂包括卵磷脂、腦磷脂（絲氨酸磷脂和氨基乙醇磷脂）、肌醇磷脂、縮醛磷脂和心肌磷脂。神經(jīng)氨基醇磷脂是神經(jīng)氨基醇（簡稱神經(jīng)醇）、脂肪酸、磷酸與膽堿組成的脂質(zhì)。它同甘油醇磷脂的組分差異僅僅是醇，前者是甘油醇，而后者是神經(jīng)醇，且脂肪酸與氨基相連。神經(jīng)氨基醇磷脂也有稱為非甘油醇磷脂。

卵磷脂分子含甘油、脂酸、磷酸、膽堿等基團(tuán)。甘油三酯的脂酰基被磷酸膽堿基取代。自然界存在的卵磷脂為L-α-卵磷脂，其結(jié)構(gòu)式為：1.卵磷脂（膽堿磷脂、磷脂酰膽堿）2.腦磷脂（氨基乙醇磷脂、絲氨酸磷脂）腦磷脂是腦組織和神經(jīng)組織中提取的磷脂，心、肝及其他組織中也含有，常與卵磷脂共同存在于組織中。腦磷脂至少有兩種以上，已知的有氨基乙醇磷脂和絲氨酸磷脂。結(jié)構(gòu)：兩種腦磷脂的結(jié)構(gòu)與卵磷脂的相似，只是分別以氨基乙醇或絲氨酸代替膽堿的位置，以其羥基-OH與磷酸脫水結(jié)合。3.肌醇磷脂（磷脂酰肌醇）

肌醇磷脂是一類由磷脂酸與肌醇結(jié)合的脂質(zhì)，結(jié)構(gòu)與卵磷脂、腦磷脂相似，是由肌醇代替膽堿位置構(gòu)成。肌醇磷脂除下面的一磷酸肌醇磷脂外，還發(fā)現(xiàn)有二、三磷酸肌醇磷脂。肌醇磷脂存在于多種動植物組織中，心肌及肝臟含一磷酸肌醇磷脂，腦組織中含三磷酸肌醇磷脂較多。

4、神經(jīng)氨基醇磷脂

神經(jīng)氨基醇磷脂是神經(jīng)醇、脂肪酸、磷酸與膽堿組成的脂質(zhì)。它同甘油醇磷脂的差異是醇，即一個是甘油醇，一個是神經(jīng)醇，且脂肪酸是與氨基相連的。其結(jié)構(gòu)通式為：

神經(jīng)氨基醇磷脂的種類不如甘油醇磷脂那么多，除分布于細(xì)胞膜的神經(jīng)鞘磷脂外，生物體中可能還存在其他神經(jīng)醇磷脂。表各種磷脂的溶解度磷脂溶解度乙醚乙醇丙酮卵磷脂溶溶不溶腦磷脂溶不溶不溶神經(jīng)磷脂不溶溶（在熱乙醇中）不溶二、磷脂的生理功能

磷脂是構(gòu)成人和許多動植物組織的重要成分，在生命活動中發(fā)揮著重要的功能作用，早在20世紀(jì)70年代初，就出現(xiàn)含大豆卵磷脂的醫(yī)藥品，用于治療動脈粥樣硬化癥、高血壓病、高膽固醇血癥、肝功能障礙、肥胖癥等癥狀。

磷脂的主要生理功能包括：調(diào)整生物膜的形態(tài)和功能；促進(jìn)神經(jīng)傳導(dǎo)，提高大腦活力；促進(jìn)脂肪代謝，防止脂肪肝；降低血清膽固醇、改善血液循環(huán)、預(yù)防心血管疾病。三、磷脂的來源磷脂存在植物的種子、堅果及谷類中，在動物中主要存在于腦、腎及肝等器官內(nèi)。蛋黃固形物中含磷脂約37%，主要是磷脂酰膽堿（73%）與磷脂酰乙醇胺（15%），其他有少量的神經(jīng)鞘磷脂（2.5%），磷脂酰肌醇（0.6%），溶血磷脂酰膽堿（5.8%）與溶血磷脂酰乙醇胺（2.1%）等。大豆中含有0.3%-0.6%的磷脂，大豆磷脂是大豆油脂加工過程中的副產(chǎn)物。

表大豆磷脂的組成（%）組成含量范圍低中高磷脂酰膽堿12.0~21.029.0~39.041.0~46.0磷脂酰乙醇胺8.0~9.520.0~26.331.0~34.0磷脂酰肌醇1.7~7.013.0~17.519.0~21.0磷脂酸0.2~1.55.0~9.014.0磷脂酰絲氨酸0.25.9~6.3-溶血磷脂酰膽堿1.58.5-溶血磷脂酰肌醇0.4~1.8--溶血磷脂酰絲氨酸1.0--溶血磷脂酸1.0--植物糖脂-14.3~15.429.6第三節(jié)油脂替代物早在幾十年前，人們已察覺到高脂膳食潛伏的危機(jī)。但是至今人們的脂肪攝入量仍未下降到理想的水平，其原因有兩個方面：1.人們很難改變其飲食習(xí)慣；2．脂肪對食物的質(zhì)感與味道有著重要的作用。脂肪替代物的開發(fā)，為食品加工業(yè)帶來了解決的辦法。它一方面能發(fā)揮脂肪的特性，另一方面又不會產(chǎn)生過多熱量，使消費者能以較健康的方法繼續(xù)維持其現(xiàn)有的膳食模式。

一、脂肪替代物（Fatsubstitutes）的產(chǎn)生二、脂肪替代物分類

原則上，凡能在食品的加工過程中部分或全部代替油脂的使用，不能或較少影響油脂對食品的特性，并且以降低人體熱量攝入為目的的物質(zhì)都可以稱為脂肪替代物。脂肪替代物可分為兩大類：一類是以油脂為基礎(chǔ)成分進(jìn)行改性所得到的類油脂產(chǎn)品或完全經(jīng)過化學(xué)合成的酯類物質(zhì)，可用來模擬油脂性能。一類是以碳水化合物、蛋白質(zhì)作為基本組分，有人稱為模擬脂肪脂肪替代物。（一）類油脂脂肪替代物

類油脂脂肪替代物開發(fā)的理論主要是基于以下幾個方面進(jìn)行：（1）采用鏈長較短的脂肪酸，如癸酸、辛酸等，因其在進(jìn)行氧化作用時會產(chǎn)生較少的乙酰輔酶A，從而釋放較少的熱量；（2）摻入較難被人體消化吸收的脂肪成分，如硬脂酸鹽這些難以消化吸收的脂肪成分，最終會被排出體外，大大降低人體的脂肪含量。（3）使該產(chǎn)品不被脂肪酸酶所作用。1.不吸收型類油脂是不具油脂結(jié)構(gòu)的合成物，不能在腸內(nèi)水解或難以水解，故不會被人體所吸收而直接排出體外，其熱量值為零。2.部分或全部吸收類油脂（1）部分吸收類油脂這類油脂由短鏈和長鏈油脂酸合成，其中短鏈油脂酸能在腸道中被水解吸收，而長鏈油脂酸則不能，故只能部分吸收，熱量值較低。（2）全部吸收類油脂這類油脂一般為短鏈或中鏈脂肪酸合成，能被人體消化吸收，但由于是在肝臟直接分解吸收，不會積蓄在人體內(nèi)，故熱量值較低。產(chǎn)品組成制造公司蔗糖聚酯蔗糖與C8-C22脂肪酸的酯化產(chǎn)物Procter&Gamble公司羧酸酯由兩種不同類型的酸(脂肪酸與具有酸功能的酯或醚)與多元醇組成的復(fù)合酯化產(chǎn)物NabiscoBrands公司丙氧基甘油酯環(huán)氧多元醇與C8-C24的乙?；顰rci化學(xué)公司三烷氧基丙三羧酸酯三丙三羧酸與C8-C30飽和或不飽和醇的酯化產(chǎn)物CPC國際公司二元酸酯丙二酸酯化合物，其烷基包含1-20碳原子，酯基包含12-18碳原子Frito-Lay公司霍霍巴油單不飽和長鏈脂肪酸與C20-C22(包含一個雙鍵)脂肪醇組成的線性酯混合物L(fēng)ever兄弟公司聚硅氧烷二氧化硅的有機(jī)衍生物(主要是甲基或苯基)DowCorning合作公司(Midland,Mich)類油脂脂肪替代物產(chǎn)品（二）以蛋白質(zhì)和碳水化合物為基礎(chǔ)的脂肪替代物1、以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的脂肪替代物以蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的脂肪替代物的共同特征是微?；纬煞€(wěn)定的大分子膠體分散體系，蛋白質(zhì)顆粒的直徑不得大于10μm，這樣的分散體系其口感特性類似于水包油乳化體系的特性，并且能夠產(chǎn)生類似于油脂的奶油狀及滑潤細(xì)膩的口感特征。蛋白質(zhì)微粒來源為蛋清或奶蛋白，尤其是乳清濃縮蛋白。蛋白質(zhì)具有疏水性和親水性，必須經(jīng)過變性后，才能進(jìn)行微?；?。通常蛋白質(zhì)經(jīng)過濕熱處理后，再“微?；保a(chǎn)生大量均勻的小顆粒來模擬油脂的口感和質(zhì)地。這類脂肪替代物的缺點是會掩蓋食品的某些風(fēng)味，不宜用于深度油炸食品。產(chǎn)品組成制造公司Simpleasee牛乳、雞蛋蛋白，呈球形顆粒，0.1-0.2微米Nutra-Sweet公司Raiblazer干燥的雞蛋白，乳蛋白和黃原膠，呈不規(guī)則纖維，<10微米Kraft通用食品公司LITA玉米醇溶蛋白，球形微粒，0.3-3微米Opta食品組分有限公司2、以碳水化合物為基礎(chǔ)的脂肪替代物（1）微晶纖維

纖維素顆粒本身呈纖維狀，纖維長度越長口感越粗糙，與油脂特性相差越遠(yuǎn)；當(dāng)纖維變短趨向球形，口感特性向油脂樣靠近。微?；奈⒕Юw維素分散于水中，因強(qiáng)吸水而形成微結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)，從而形成球珠狀膠體溶液，一定量的這種溶液可以替代水包油溶液，可產(chǎn)生類似油脂的流變特性和口感。改變微晶纖維素的粒度或用量，可得到不同品種和用途的脂肪替代物。

（2）淀粉微粒

研究表明，淀粉顆粒小于3μm時就具有與油脂一樣的口感，天然淀粉中一些品種，如芋頭淀粉、蕎麥淀粉顆粒很小，經(jīng)過適當(dāng)處理后就可以用作脂肪替代物，但這些淀粉資源有限，生產(chǎn)成本高。一般的淀粉顆粒較大，外國專利報道，將淀粉改性(如酸解、交聯(lián)等)來提高產(chǎn)品的抗熱性和穩(wěn)定性，再進(jìn)行“微?；碧幚韥硖娲椭?，淀粉微粒直徑一般為0.1-4μm。3、改性淀粉與親水膠體脂肪替代物

淀粉等多糖經(jīng)酸解、酶解、糊精化等化學(xué)方法處理后，在水中形成的親水膠體具有一定的潤滑性、持水性和油脂樣口感，從而使模擬的油脂具有較好的口感。刺槐豆膠、瓜爾膠、黃原膠、果膠、卡拉膠、海藻酸鈉及明膠等親水膠體在食品工業(yè)中也是常用的脂肪替代物。此外，菊粉也可作為脂肪替代物。目前，不少歐洲國家已允許菊粉在食品中作為脂肪替代物使用。產(chǎn)品組成制造公司N-Oil木薯糊精，DE<3美國國立與化學(xué)合作公司Maltrin040玉米麥芽糊精，DE=4-7美國谷物加工合作公司PaselliSA-2馬鈴薯淀粉，DE<3荷蘭Avebe公司NutrioP-Fibre豌豆淀粉丹麥Danish糖業(yè)加工廠葡聚糖葡萄糖、山梨醇和檸檬酸的聚合物美國Pfizer公司第四節(jié)其它功能性油脂以谷甾醇為代表的植物甾醇最初于19世紀(jì)末期在植物油脂中發(fā)現(xiàn)；因為呈現(xiàn)固態(tài)又稱為固醇。植物甾醇是以環(huán)戊烷多氫菲為骨架（又稱甾核）的一類物質(zhì)，在結(jié)構(gòu)上與動物性甾醇如膽甾醇相似，在自然界中以游離態(tài)或結(jié)合態(tài)存在。

作為天然有機(jī)化合物，現(xiàn)在絕大部分植物甾醇制品取自于植物油脂工業(yè)副產(chǎn)物。一、植物甾醇（phytosterol）ⅠⅣⅡⅢ123R1、R2只表示甲基或氫原子R3為8-10個碳構(gòu)成的烴鏈植物甾醇的結(jié)構(gòu)幾種植物毛油中植物甾醇含量油脂名稱植物甾醇含量/%油脂名稱植物甾醇含量/%大豆油0.15～0.38玉米胚芽油0.58～1.0棉籽油0.26～0.31棕櫚油0.03花生油0.19～0.25小麥胚芽油1.30～1.70亞麻仁油0.37～0.41葵花子油0.29～0.34菜子油0.35～0.50椰子油0.06～0.08芝麻油0.43～0.55棕櫚仁油0.06～0.12米糠油0.75橄欖油0.23～0.31蓖麻油0.50罌粟籽油0.251、降低膽固醇

2、降低心臟病發(fā)生率

3、防治前列腺疾病

此外，植物甾醇還具有抗癌、抗腫瘤、消炎、提高免疫、調(diào)節(jié)生長、抗病毒等作用。

植物甾醇主要生理功能：二、二十八烷醇二十八烷醇是世界公認(rèn)的抗疲勞物質(zhì)。1949年在小麥胚芽油中發(fā)現(xiàn)該物質(zhì)，以后的研究表明小麥胚芽油中微量的該物質(zhì)具有明顯的生物活性。是一種天然存在的一元高級醇。(一)存在與分布二十八烷醇主要存在于人的皮脂和臟器脂質(zhì)中，動物脂質(zhì)如羊毛蠟、鯨蠟、魚卵脂質(zhì)、海洋甲殼類生物以及昆蟲分泌的蠟脂中。還廣泛存在于諸多植物的脂質(zhì)、蠟質(zhì)、谷類油脂中，如蜂蠟、米糠蠟等。幾種植物中脂肪醇的組成來源部位相對含量/%二十六烷醇二十八烷醇三十烷醇花生胚芽18.550.630.9脫胚果仁29.570.50種皮25.352.522.2果殼10.723.965.4玉米胚芽17.882.20脫胚果仁33.255.411.4小麥胚芽17.620.561.9大米胚芽13.535.451.1幾種水果中二十八烷醇含量原料部位提取物量/mg·g-1二十八烷醇含量/μg·(g提取物)-1mg·(kg原料)-1李子果肉314157.1葡萄果肉17080.9蘋果果皮28663221.8米糠蠟水解后脂肪醇和脂肪酸的組成碳鏈長軟蠟硬蠟全蠟脂肪醇脂肪酸脂肪醇脂肪酸脂肪醇脂肪酸C1612.22.2—7.4—1C1818.00.9—7.2—2C2013.91.1—1.8—2C2219.421.11.719.5125C24—63.519.439.0967C267.52.112.54.392C285.91.514.14.818