功能型調(diào)和油的研制

1、2005年6月第20卷第3期中國(guó)糧油學(xué)報(bào)JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociationVo120No3Jun2005功能性調(diào)和油的研制李桂華錢(qián)向明姜延超馬樹(shù)實(shí)(河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，鄭州450052)(吉林省植物油集團(tuán)公司，長(zhǎng)春136000)摘要依據(jù)我國(guó)人民飲食中豬脂攝入量226g／人日和25g色拉油／人日(國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2002年統(tǒng)計(jì)顯示：豬肉消費(fèi)量91g／人日，豬肉平均脂肪含量248％)，選

2、用大豆油、米糠油、菜籽油、棉籽油、葵花油、亞麻油、椰子油等十幾種色拉油、以及濃香花生油和芝麻香油，根據(jù)氣相色譜及高壓液相色譜分析測(cè)定的油脂脂肪酸組成、V含量，以及市售油脂的價(jià)格因素等建立了功能性調(diào)和油的線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，用Mathemati—ca40求解各油脂配比，根據(jù)求解與調(diào)和32藝制成脂肪酸配比達(dá)到飽和脂肪酸(SFA)：?jiǎn)尾伙柡椭舅?MUFA)：多不飽和脂肪酸(PUFA)配比為3：4：3(n一6：n一3：4～6：1)、含08

3、mg維生素E／lg不飽和脂肪酸的功能性調(diào)和油。關(guān)鍵詞脂肪酸營(yíng)養(yǎng)數(shù)學(xué)模型O前言脂肪、蛋白質(zhì)及碳水化合物為食品三大營(yíng)養(yǎng)素。油脂是脂肪的主要存在形式，其主要功能作用提供機(jī)體所需的能量，以及提供人體所需的必須脂肪酸及促進(jìn)脂溶性維生素的吸收等。油脂還是重要的熱媒介質(zhì)，賦予食品良好的口感及風(fēng)味，增進(jìn)食欲。長(zhǎng)期以來(lái)，人們習(xí)慣食用單一天然油脂，天然油脂中的脂肪酸根據(jù)碳鏈上所含雙鍵的多少，分為飽和脂肪酸、一烯酸、二烯酸、多烯酸，個(gè)別油脂還所含有特殊脂肪酸

4、如：共軛酸、奇碳酸、支鏈酸等。由于各種不同的油脂所含脂肪酸種類(lèi)和數(shù)量不同，營(yíng)養(yǎng)功能及工業(yè)用途也不同。近年來(lái)，由于高血脂、動(dòng)脈硬化、冠心病等疾病日益增加，引起人們的關(guān)注。通過(guò)動(dòng)物試驗(yàn)，組織細(xì)胞學(xué)和人體臨床試驗(yàn)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：引起這些疾病與人們食用脂肪酸不均衡的油脂有重要關(guān)系，過(guò)量攝取十二碳以上飽和脂肪酸(不包括硬脂酸)的油脂不但導(dǎo)致人體膽固醇升高，同時(shí)引發(fā)嚴(yán)重危害人體健康的動(dòng)脈硬化和冠心?。话催m量攝取富含n一6系列(亞油酸、一亞麻酸、花生

5、四烯酸)和n一3系列((It一亞麻酸、EPA、DHA)多不飽和脂肪酸油脂，則具有降低膽固醇含量和低密度脂蛋白(LDL)水平的功收稿日期：2004—03—30作者簡(jiǎn)介：李桂華，男，1956年出生，副教授，油脂工程能作用，反之，過(guò)量攝取某種不飽和脂肪酸易增加冠脈血栓的危險(xiǎn)性，引起動(dòng)脈壁的損傷，促進(jìn)動(dòng)脈樣硬化的形成，并易產(chǎn)生脂質(zhì)過(guò)氧化而導(dǎo)致衰老，甚至可能有致癌作用。最新研究表明，如n一6系列的不飽和脂肪酸的攝取量超過(guò)總能量的15％，確認(rèn)其降總

6、膽固醇效果就會(huì)下降，而且HDL膽固醇含量也大為下降；因此，科學(xué)合理均衡的攝人種類(lèi)不同的脂肪酸，對(duì)維持組織的良好功能，保障持久的健康是極為必要的。為此，在7O年代世界衛(wèi)生組織與聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(WHO)建議，發(fā)展中國(guó)家食用油脂中SFA：MUFA：PUFA：1：1：1左右。由于n一6系列不飽和脂肪酸與n一3系列不飽和脂肪酸在體內(nèi)代謝存在競(jìng)爭(zhēng)和相互配合作用，人們對(duì)n一6系列不飽和脂肪酸與n一3系列不飽和脂肪酸的攝取比例進(jìn)行了廣泛的研究并提出n一

7、6：n一3推薦值，如歐共體食品科學(xué)委員會(huì)1993年提出n一6：n一3：(4～45)：1；加拿大科學(xué)綜述委員會(huì)1990年提出n一6：n一3=(5～6)：1；日本厚生省2000年第六次新修訂脂質(zhì)所需量SFA：MUFA：PUFA：3：4：3，n一6：n一3：4：1推薦值等。由于提高了膳食中多不飽和酸的食用量，有關(guān)研究指出：維生素E等抗氧化營(yíng)養(yǎng)成分須隨之增加，以保護(hù)細(xì)胞免受不飽和脂肪酸氧化所產(chǎn)生毒性物質(zhì)的傷害。維生素E是生育酚的混合物，是天然抗

8、氧化劑和生理活性物質(zhì)。對(duì)于消除自由基、延緩衰老、維普資訊第2O卷第3期李桂華等功能性調(diào)和油的研制63系統(tǒng)控制器：SCL一10Avp日本島津；色譜柱：硅膠柱6ram250mm：檢測(cè)波長(zhǎng)：激發(fā)波長(zhǎng)：298nm；發(fā)射波長(zhǎng)：325nm柱溫：40℃流速：15mL／min；分析時(shí)間：20min流動(dòng)相：正己烷：異丙醚(90：lO)定性：以、、6一生育酚標(biāo)樣定性。定量：根據(jù)僅、、6一生育酚標(biāo)樣制得的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)及回歸方程計(jì)算調(diào)和油V含量。：y：126835

9、10～X一0241032：Y=64142710一X一01931146：Y=56640510～X一0193114p—T按—T計(jì)算(其中Y表示濃度，x表示峰面積)143功能性調(diào)和油的配方設(shè)計(jì)1431調(diào)配原則原料的種類(lèi)和質(zhì)量：根據(jù)所采集的國(guó)內(nèi)常見(jiàn)10余種色拉油的脂肪酸成分分析結(jié)果，將油品分為三類(lèi)：(1)基礎(chǔ)油脂：為最常見(jiàn)的大豆色拉油、低芥酸菜籽色拉油、精煉米糠色拉油、棉籽色拉油，花生油等價(jià)格便宜，來(lái)源廣泛，使用量大的油脂。(2)強(qiáng)化型油脂：椰

10、子油強(qiáng)化飽和酸，葵花及玉米色拉油等強(qiáng)化亞油酸(n一6)；亞麻籽油強(qiáng)化一亞麻酸(n一3)。(3)風(fēng)味型油脂：濃香花生油、小麻香油。為保證功能性調(diào)和油質(zhì)量，原料盡可能選用色拉油等油品。脂肪酸、V的比例模式：功能性調(diào)和油脂肪酸模式按SFA：MUFA：PUFA：3：4：3、維生素E按1g不飽和脂肪酸含08mgV的比例進(jìn)行調(diào)和，其中PUFA按n一6：n一3=4—6：1的比例制定。風(fēng)味、成本：為保證功能性調(diào)和油有一定的風(fēng)味，在調(diào)和油中分別添加3％的

11、濃香花生油或小磨香油強(qiáng)化風(fēng)味，并在風(fēng)味和脂肪酸比例達(dá)到要求的情況下考慮成本最低。1432數(shù)學(xué)模型的建立假設(shè)：一般情況下人體每天每kg體重脂肪需要量約1g，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2002年數(shù)據(jù)顯示我國(guó)目前平均每人每天消費(fèi)25g烹調(diào)油，226g豬脂(豬肉消費(fèi)量91g／人日，豬肉平均脂肪含量248％)。本模型假定226g豬脂加上25g所配制的調(diào)和油符合脂肪酸、V的比例模式。設(shè)定：設(shè)Pi代表第i種油脂價(jià)格，Aij代表第i種油脂第j種脂肪酸百分含量(i_1—

12、9、j=1～4)xi代表第i種油脂在調(diào)和油中的含量0≤X；≤1本問(wèn)題轉(zhuǎn)化為線(xiàn)性規(guī)劃問(wèn)題；目標(biāo)函數(shù)P(價(jià)格)=∑PiXi約束條件∑Ai。xi：C。∑Ai2Xi=C2∑Ai3X=C3∑Ai4Xi=C41131X25X8：003或X9：003其中C。、C、C3、C代表調(diào)和油中SFA、MUFA、n一3、n一6百分含量由于要扣除豬脂，故Cl=(476630—226301)／25=1824C2=(47640—226453)／25=3521C3=(4

13、7640—22699)／25=3675C=(4766—226177)／25=982求解：用Mathmatica40編程命令語(yǔ)句格式為ConstrainedMin[目標(biāo)函數(shù)，約束條件，Xi]2結(jié)果與討論21油脂脂肪酸成分測(cè)定結(jié)果用方法141測(cè)得原料各油脂肪酸成分，色譜圖如圖1，結(jié)果見(jiàn)表1。圖l低芥酸菜籽油、花生油、大豆油等色拉油脂肪酸成分氣相色譜圖表l原料油脂脂肪酸成分及含量％注：油脂的價(jià)格以2003年6月份的市場(chǎng)價(jià)格計(jì)算。32211維普