DHA藻油與植物食用油調(diào)配及其生理活性研究(Ⅰ)DHA藻油與植物食用油的研制

曹 維 尹 佳 陳明鍇 李翔宇 唐孝鵬 陳 濤 田 華 何東平

(武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，武漢 430023) (中國科學(xué)院武漢病毒研究所2，武漢 430071) (武漢大學(xué)人民醫(yī)院3，武漢 430061) (嘉必優(yōu)生物工程(武漢)有限公司4，武漢 430014)

DHA藻油與植物食用油調(diào)配及其生理活性研究(Ⅰ)DHA藻油與植物食用油的研制

曹 維1尹 佳1陳明鍇3李翔宇4唐孝鵬4陳 濤2田 華1何東平1

(武漢輕工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，武漢 430023) (中國科學(xué)院武漢病毒研究所2，武漢 430071) (武漢大學(xué)人民醫(yī)院3，武漢 430061) (嘉必優(yōu)生物工程(武漢)有限公司4，武漢 430014)

本研究將DHA藻油添加到植物食用油中，調(diào)配出一種居民使用方便、低成本的功能性配方油。以DHA藻油、普通植物油為原料，經(jīng)適溫適時(shí)攪拌配制成油劑，將所得油劑經(jīng)不同時(shí)間、不同溫度、不同烹調(diào)方式的檢測(cè)，測(cè)其理化性質(zhì)和DHA的穩(wěn)定性。試驗(yàn)獲得以大豆油為原料添加DHA藻油的油劑，其SFA：MUFA：PUFA為0.77∶0.83∶1.00，而ω3∶ω6為1∶5.08。在油劑中，DHA含量為4 000 mg/kg，符合《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》中建議的推薦值。研究表明，含有DHA藻油的大豆油在125 ℃條件下，保持10 min，DHA和各種脂肪酸有所下降，但是到了200 ℃時(shí)，下降趨緩。添加0.8% DHA藻油的大豆油在62 ℃條件下保存36 d，其過氧化值達(dá)到5.85 mmol/kg，但仍在國標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)(≤ 6 mmol/kg)。根據(jù)測(cè)算，該產(chǎn)品在室溫下仍能保存18個(gè)月。研究結(jié)果表明該產(chǎn)品配制方法簡(jiǎn)便，廣大居民使用方便，且成本較低，適用于基本人群的需要。

DHA藻油 植物食用油 調(diào)配 理化性質(zhì)

DHA是二十二碳六烯酸(docosahexenoic acid)的簡(jiǎn)稱，俗稱腦黃金，是一種對(duì)人體非常重要的多不飽和脂肪酸，屬ω-3系多不飽和脂肪酸(ω-3 polyunsaturated fatty acids)，含有6個(gè)不飽和鍵的特有結(jié)構(gòu)，使它對(duì)人類健康有著特殊的作用和影響[1-3]。

DHA作為一種必需脂肪酸，其增強(qiáng)記憶與思維能力、提高智力等作用更為顯著，它是神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞生長及維持活性的一種主要元素，是大腦和視網(wǎng)膜的重要構(gòu)成成分，對(duì)人的視覺形成、大腦活動(dòng)、心腦血管疾病、免疫功能及老年性癡呆均有極大影響[4-7]。美國、澳大利亞、歐洲等已制定了每日攝入DHA的標(biāo)準(zhǔn)，而中國還未對(duì)DHA每日推薦攝入量制定標(biāo)準(zhǔn)，且中國人每日從膳食中攝入的DHA明顯不足[8-11]。目前，DHA藻油已被廣泛應(yīng)用于保健品和食品行業(yè)中，在食品行業(yè)中，主要添加于嬰幼兒配方產(chǎn)品(如嬰幼兒配方奶粉、代乳品、米粉等)，另外也添加到其他大眾化食品中，包括飲品(如液態(tài)奶、果汁等)、糖果、面包、餅干、火腿腸以及麥片等[11-13]。將DHA藻油添加到食用油成為了一種新趨勢(shì)[14-16]

將DHA藻油添加到食物食用油中，不但使用方便，成本低，而且使DHA仍保持其理化性質(zhì)和生理活性，本試驗(yàn)通過研究DHA藻油與植物食用油的理化性質(zhì)及其調(diào)配，以期為DHA藻油的開發(fā)利用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 原料用油

大豆油、花生油、棕櫚油、稻米油、玉米油、亞麻籽油：市售；DHA藻油：嘉必優(yōu)生物工程(武漢)有限公司(DHA質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥40%)，符合GB 26401—2011標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 主要試劑

37種脂肪酸甲酯混標(biāo)：上海安譜科學(xué)儀器有限公司；正己烷、無水甲醇、氫氧化鉀：色譜純；乙醚、石油醚、苯：分析純；三氟化硼：化學(xué)純。

1.3 主要儀器與設(shè)備

Buker Scion 456-GC氣相色譜儀：美國布魯克·道爾頓公司；SK-1漩渦混勻器：常州國華電器有限公司；SBL-30DT恒溫超聲脫氣機(jī)：寧波新芝生物科技股份有限公司。

1.4 方法

1.4.1 原料用油基本理化性質(zhì)檢測(cè)

對(duì)所用植物原料進(jìn)行基本理化性質(zhì)的檢測(cè)：氣味、滋味、透明度測(cè)定；折光指數(shù)的測(cè)定；水分及揮發(fā)物測(cè)定；酸值的測(cè)定；植物油加熱試驗(yàn)；碘值的測(cè)定；皂化值的測(cè)定；不皂化物的測(cè)定；磷脂含量的測(cè)定；過氧化值測(cè)定。

1.4.2 脂肪酸組成及含量測(cè)定

樣品前處理：準(zhǔn)確稱取樣品0.100 g于10 mL具塞試管中，然后向試管中加入4 mL正己烷溶液，將溶液充分混合后加入1 mL KOH-CH3OH溶液，搖晃試管，使其充分反應(yīng)。將具塞試管放置在旋窩混合器上混合至溶液無色，室溫靜置40 min，移取上清液待測(cè)。

色譜條件：進(jìn)樣口和檢測(cè)器的溫度分別為270、280 ℃，進(jìn)樣量1.0 μL，分流進(jìn)樣，分流比10∶1，載氣為高純N2。程序升溫過程：130 ℃保持1 min，然后以6.5 ℃/min升到170 ℃，保持1 min，再以2.7 ℃/min升到215 ℃，保持12 min，再以4.0℃/min升到230 ℃，保持3 min；載氣(N2)壓力：10.000 Psi；氫氣流速：30 mL/min，空氣流速：300 mL/min。脂肪酸的百分含量用面積歸一化的方法確定(以峰值面積的百分比表示)。

1.4.3 配方設(shè)計(jì)依據(jù)

中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)在《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》中提出建議，通過膳食攝入總脂肪酸中SFA：MUFA：PUFA≈1∶1∶1為最佳，而多不飽和脂肪酸中ω3∶ω6的適宜比值為1∶(4～6)。目前這是我國最具權(quán)威和公認(rèn)的推薦值。

DHA藻油添加量：1)2011年國家批準(zhǔn)的新資源食品中DHA藻油的推薦食用量為≤300 mg/d，DHA藻油國際標(biāo)準(zhǔn)推薦攝入量為160～400 mg/d；2)據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查可知，我國居民每日從食物中直接攝入的純DHA量?jī)H為約40 mg/d；3)中國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦我國居民的油脂攝入量為30 g/d。

綜上所述，按照最低標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，即每人每天的DHA藻油攝入量最少為120 mg/d(以純DHA計(jì))，占每日油脂攝入量的0.4%，本產(chǎn)品中添加的DHA藻油中DHA質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥45%，通過計(jì)算可得DHA藻油添加量約為0.8%。即該產(chǎn)品中DHA純含量為4 000 mg/kg。

1.4.4 烹調(diào)過程中產(chǎn)品的穩(wěn)定性研究

模擬日常烹調(diào)環(huán)境，研究加熱條件下產(chǎn)品中主要脂肪酸的含量變化及DHA損失率。分別取樣20 mL于5個(gè)燒杯中，加熱，使油溫分別達(dá)到25、50、75、100、125、150、175、200 ℃后計(jì)時(shí)10 min，立即分別取樣，測(cè)定成品油中DHA及主要脂肪酸含量變化。

1.4.5 產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)

由Arrhenius經(jīng)驗(yàn)公式可知，對(duì)于正?；瘜W(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)溫度每升高10 ℃，反應(yīng)速率就會(huì)升高1倍，即K[T+10]/K(T)=2(式中的K為反應(yīng)速率)，而反應(yīng)速率與食品貨架壽命成反比，即反應(yīng)速率常數(shù)越大，食品的貨架壽命越短，因此有Q(T)/Q(T+10)=2(式中Q為食品貨架壽命)，Q(T)、Q(T+10)分別代表溫度為T和溫度為(T+10)℃的貨架壽命，溫度與貨架壽命系數(shù)關(guān)系見表1。

表1 溫度與貨架壽命系數(shù)關(guān)系

所以烘箱法抗氧化性試驗(yàn)中，油樣在62 ℃溫度條件下的恒溫箱內(nèi)放置1 d相當(dāng)于室溫20 ℃條件下時(shí)儲(chǔ)存16 d，以此來預(yù)測(cè)DHA藻油食用調(diào)和油的保質(zhì)期，過氧化值和感官品質(zhì)為檢測(cè)指標(biāo)。

取適量油樣置于62 ℃烘箱中，每天取樣檢測(cè)樣品過氧化值變化情況，保持36 d，以普通食用調(diào)和油為空白對(duì)照組。按GB/T 5538—2005 規(guī)定檢測(cè)過氧化值(PV)。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料用油的理化性質(zhì)

6種原料用油基本理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果見表2。從表2中可以看出，這7種原油用油符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

表2 6種植物油脂原材料的理化指標(biāo)

2.2 原料用油的脂肪酸成分及其含量

2.2.1 DHA藻油

用氣相色譜儀測(cè)得連續(xù)3批的DHA藻油脂肪酸組成，其結(jié)果見表3。由表3可知含量最多的是棕櫚酸和DHA。

表3 DHA藻油脂肪酸組成/%

注：*3批測(cè)得的平均值。

2.2.2 調(diào)和用油

6種原料用油脂肪酸成分及其含量檢測(cè)結(jié)果見表4。其中大豆油、棕櫚油脂肪酸總質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過100%，而其他油料均低于100%，在90.40%～99.81%之間。

表4 6種植物油原料脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%

2.3 最終配方確定

經(jīng)求解，可以得到DHA藻油加入大豆油的產(chǎn)品，其產(chǎn)品配方見表5。

表5 產(chǎn)品中主要脂肪酸的質(zhì)量比/%

注：SFA：MUFA：PUFA=0.77∶0.82∶1.00；ω3∶ω6=1∶5.08。

2.4 產(chǎn)品基本理化指標(biāo)

以大豆油為基油添加DHA藻油的產(chǎn)品基本理化指標(biāo)見表6。由表6可知，產(chǎn)品各項(xiàng)理化指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果都滿足食用調(diào)和油的國家標(biāo)準(zhǔn)。

表6 產(chǎn)品基本理化性質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

2.5 產(chǎn)品脂肪酸組成及含量

將產(chǎn)品進(jìn)行氣相色譜檢測(cè)，得到其脂肪酸組成及含量見表7，并且其脂肪酸分析圖譜如圖1。

表7 產(chǎn)品脂肪酸組成成分

由圖1可知，產(chǎn)品脂肪酸組成中，SFA：MUFA：PUFA≈0.77∶0.82∶1.00，ω3∶ω6≈1∶5.08，符合《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》中建議的推薦值。DHA的攝入量提高，可加強(qiáng)人體心理承受力，防止多種心血管疾病和炎癥的發(fā)生，增強(qiáng)免疫力、延緩衰老。同時(shí)，可使ω3系多不飽和脂肪酸在總脂肪酸中所占比例增長，完善膳食中各類脂肪酸比例構(gòu)成，使人體攝入營養(yǎng)更加均衡。

圖1 DHA藻油食用油氣相色譜圖

2.6 產(chǎn)品在烹調(diào)過程中的穩(wěn)定性檢測(cè)

經(jīng)氣相色譜儀分析得到各組溫度下DHA與主要脂肪酸含量變化曲線如圖2所示。

圖2 產(chǎn)品在烹調(diào)過程中主要脂肪酸變化曲線圖

由圖2可知，當(dāng)溫度由25 ℃升至125 ℃時(shí)，保持10 min，DHA、MUFA、PUFA含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))分別從4 000 mg/kg、31.31%、38.04%下降至3 382 mg/kg、23.75%、29.48%，其下降率分別為15.5%、24.47%、23.5%。而SFA在100 ℃時(shí)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)由29.29%降至25.28%，下降率為13.69%。由于加熱時(shí)間較長(10 min)，DHA、MUFA、PUFA和SFA均呈下降趨勢(shì)，MUFA和PUFA下降近四分之一，DHA、SFA均下降了七分之一。但在實(shí)際炒菜應(yīng)用時(shí)，油加熱時(shí)間較短。所以DHA、MUFA、PUFA和SFA會(huì)減少損失，比試驗(yàn)中的損失量少。當(dāng)溫度由125 ℃升至200 ℃時(shí)，各脂肪酸含量都有所降低，但下降趨勢(shì)漸緩。由此可知，在溫度上升過程中，成品油中主要脂肪酸含量會(huì)有所降低，但隨溫度升高，這個(gè)趨勢(shì)會(huì)接近平緩。

2.7 貨架期預(yù)測(cè)

食品的氧化過程受空氣、溫度、微生物、熱、光等環(huán)境因素的影響，食品中的油脂首先會(huì)被氧化成氫過氧化物，再進(jìn)一步分解為含羰基的化合物(醛、酮類化合物等)。其中，油脂的初級(jí)氧化程度主要由過氧化值反映出來，過氧化值的大小與氫過氧化物的含量關(guān)系密切。62 ℃環(huán)境下產(chǎn)品油與市售大豆調(diào)和油過氧化值隨時(shí)間變化曲線如圖3所示。

圖3 62 ℃環(huán)境下產(chǎn)品與市售大豆調(diào)和油過氧化值隨時(shí)間變化曲線圖

由圖3可知，產(chǎn)品與市售大豆調(diào)和油起始過氧化值分別為2.36與2.24 mmol/kg；至第18天時(shí)，成品油過氧化值升至5.22 mmol/kg，之后1周內(nèi)出現(xiàn)小幅下降，第24天時(shí)降至5.15 mmol/kg，接著隨試驗(yàn)時(shí)間的延長又逐漸呈上升趨勢(shì)，至第36天時(shí)達(dá)到5.85 mmol/kg；而市售大豆調(diào)和油過氧化值在第21天時(shí)升至4.96 mmol/kg，之后同樣出現(xiàn)小幅下降，然后隨試驗(yàn)時(shí)間的延長呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，至第36天時(shí)達(dá)到5.19 mmol/kg。

綜上所述，DHA藻油添加量為0.8%的大豆油為基油調(diào)和油在62 ℃條件下放置36 d后，過氧化值仍在國標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)(≤6 mmol/kg)。62 ℃條件下儲(chǔ)存36 d，根據(jù)相關(guān)系數(shù)關(guān)系可推算，該產(chǎn)品在室溫條件下存儲(chǔ)時(shí)間可到達(dá)18個(gè)月。

3 結(jié)論

3.1 對(duì)7種原料用油及DHA藻油按照國標(biāo)進(jìn)行了基本理化性質(zhì)的檢測(cè)，理化指標(biāo)均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)，可作為原料用油添加使用。

3.2 綜合所有配方設(shè)計(jì)依據(jù)，通過計(jì)算機(jī)科學(xué)計(jì)算，得到一種新型食用油產(chǎn)品配方設(shè)計(jì)表，其中SFA：MUFA：PUFA與ω6∶ω3的值均符合推薦值要求。

3.3 通過對(duì)以大豆油作為基油的成品油進(jìn)行基本理化指標(biāo)檢測(cè)、脂肪酸組成及其含量檢測(cè)和穩(wěn)定性試驗(yàn)，可知其各項(xiàng)指標(biāo)都滿足食用調(diào)和油國家標(biāo)準(zhǔn)，各種脂肪酸構(gòu)成比例比普通大眾油更加合理均衡，滿足了人體對(duì)膳食脂肪酸的營養(yǎng)需求，同時(shí)具有較高的安全性和穩(wěn)定性。

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Deployment and Physiological Activity of DHA Algae Oil and Vegetable Edible Oil(I)DHA Algae Oil and Development of Vegetable Edible Oil

Cao Wei1Yin Jia1Chen Mingkai3Li Xiangyu4
Tang Xiaopeng4Chen Tao2Tian Hua1He Dongping1

(School of Food Science and Engineering，Wuhan Polytechnic University1，Wuhan 430023) (Wuhan Institute of Virology，CAS2，Wuhan 430071) (Renmin Hospital of Wuhan University3，Wuhan 430061) (CABIO Bioengineering(Wuhan)Co.，Ltd.4，Wuhan 430014)

The objective of this study was to add DHA algae oil into vegetable edible oil to obtain a low-cost and functional oil products.The raw materials of DHA algae oil and vegetable edible oil were mixed with appropriate ratios under the optimum temperature and stirring condition.Then physicochemical property and DHA stability of oil product was measured under different times，temperatures and cooking methods with results in the following three aspects. Oil product was obtained in which soybean oil was the basic oil and DHA algae oil was added.The SFA：MUFA：PUFA and ω 3∶ω6 values were 0.77∶0.83∶1.00 and 1∶5.08，respectively；DHA content was the value of 4 000 mg/kg，which meet the criteria of Chinese Dietary Reference Intakes. DHA and various fatty acids were decreased when the soybean oil with DHA algae oil was kept at 125 ℃ for 10 min，but the decreasing rates were slowed down while the temperature was increased to 200 ℃. The peroxide value of soybean oil with 0.8% DHA algae oil was 5.85 mmol/kg after it was kept at 62 ℃ for 36 d，which is still within the national standard range(less than 6 mmol/kg).This evidence suggested that the shelf life of the oil product could be extended to 18 months at room temperature.Overall，the preparation method for the oil products was simple with low cost，and can be easily used by the majority of residents.

DHA algae oil，vegetable edible oil，deployment，physicochemical property

國家糧食局糧食公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201313012-03)

2015-11-26

曹維，女，1990年出生，碩士，糧食油料植物蛋白

何東平，男，1957年出生，教授，糧食油料植物蛋白

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-0174(2017)06-0107-06