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甘油二酯的酶法制备及其功能性研究

甘油二酯的酶法制备及其功能性研究

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作者：邹冬芽江南大学

学位级别：硕士

甘油二酯(Diacylglycerol, DG)是一类甘油三酯(Triacylglycerol, TG)中一个脂肪酸被羟基取代的结构脂质。DG是天然植物油脂的微量成分及体内脂肪代谢的内源中间产物,它是公认安全(GRAS)的食品成分。近年来发现,膳食DG具有减少内脏脂肪... 详细信息

甘油二酯(Diacylglycerol, DG)是一类甘油三酯(Triacylglycerol, TG)中一个脂肪酸被羟基取代的结构脂质。DG是天然植物油脂的微量成分及体内脂肪代谢的内源中间产物,它是公认安全(GRAS)的食品成分。近年来发现,膳食DG具有减少内脏脂肪、抑制体重增加、降低血脂的作用,因而受到广泛的关注。本论文对DG的酶促合成、纯化、产品氧化稳定性以及减肥、降血脂功能性进行了的研究。首先研究了在无溶剂体系中采用1,3-专一性脂肪酶Lipozyme TL IM催化甘油和菜籽油反应合成DG。对影响甘油解反应的主要几个因素——反应温度、加酶量、甘油含水量、反应时间、底物摩尔比进行优化,得到:底物摩尔比(菜籽油∶甘油)为2∶1,甘油含水量1%,酶添加量20IUN/g底物,反应温度65℃,反应时间10h,产物中甘油二酯的含量达到62%,其中1,3-DG甘油二酯含量达到50%。其次,对无溶剂体系脂肪酶催化酯化反应制备甘油二酯的进行了研究。确定了两种脂肪酶水解菜籽油制备脂肪酸的工艺条件:对Lipase CL,水/油摩尔比例20∶1,酶用量300HU/g底物,最适作用温度35℃,反应时间7h,水解转化率可达71%。对Novozym 435,水/油摩尔比例30∶1,酶用量300HU/g底物,最适作用温度67.5℃,反应时间7h,水解转化率为85%。确定了脂肪酸、甘油酯化反应的工艺条件,采用真空脱水,酶用量45EU/g底物,FA/甘油摩尔比例为2∶1,60℃,反应8小时,脂肪酸转化率可达到90%以上,甘油二酯含量为70%左右。在反应条件为FA/甘油的摩尔比为2∶1,酶添加量为27EU/g底物,反应温度60℃,Pvm=0.01Mpa,酶重复使用20次,活力下降一半。通过二级分子蒸馏纯化,甘油二酯产品纯度从60.5%提高到90.2%,产品得率为52%,DG的收率为77.5%。对分子蒸馏后的产品进行理化指标分析表明,DG的酸价、过氧化价、色泽等均接近菜籽色拉油的质量标准,而烟点相对于菜籽色拉油来说较低。通过对几种合成抗氧化剂和天然抗氧化剂对DG抗氧化效果的比较发现,抗氧化效果最强的是TBHQ,其次是茶多酚,番茄红素,最后是BHT、维生素E和BHA。考察茶多酚、番茄红素、维生素E三种天然抗氧化剂不同添加量对DG抗氧化效果,建议添加量为200ppm。通过动物实验发现,DG可以起到抑制体重增加的效果,并且这种抑制效果呈现出一定的剂量依赖性。DG可以显著降低大鼠Lee’s指数以及脂体比,表明DG可以明显的降低大鼠肥胖程度和减少内脏脂肪的蓄积。另外,DG还可以显著降低大鼠血清中甘油三酯浓度,但是对大鼠血清总胆固醇浓度影响不大。DG喂养的大鼠在谷丙转氨酶和谷草转氨酶指标方面没有显著变化且都在正常范围,表明DG没有损伤肝脏细胞。在甘油二酯中添加植物甾烷醇酯(SE)抑制大鼠体重增加方面与DG效果差不多,但是它能更显著的降低大鼠血清中总胆固醇水平和低密度载脂蛋白胆固醇水平,提高高密度载脂蛋白胆固醇水平。由于DG的降脂效果主要是减少中性脂肪, 而SE主要是降低总胆固醇,因此将植物甾醇酯添加到DG中,有利于二者功效的互补,发挥协同降脂的效果。而且,实验结果显示,各试验组和对照组之间在血清谷丙转氨酶和谷草转氨酶水平上无显著差异,表明DG+SE在起到减肥降血脂功能的同时,并没有损害肝脏功能。因此,用DG与SE降脂减肥是安全而有效的。

关键词：甘油二酯,甘油三酯,甾烷醇酯,甘油解,酯化,脂肪酶,分子蒸馏,氧化稳定性,减肥,降血脂

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