食品营养与健康
点击蓝字关注我们南昌大学食品营养与健康创新团队最新研究：模拟母乳的脂肪代用品的理化性质和氧化稳定性评价
引文
南昌大学食品营养与健康创新团队的曾俊鹏、陈小露、李静等人在食品领域期刊Journal of Food processing and preservation杂志上发表了文章《Evaluation of fat substitute mimicking Chinese human milk by its physicochemical properties and oxidative stability》。这项研究的目的是为了开发在脂肪酸组成和甘油三酯构型方面与中国人乳相似的营养油，课题选择了几种植物油和1,3-二油酰基-2-棕榈酰甘油（OPO）来制备营养油微胶囊。结果表明，植物油（大豆油（SO）：山茶油（CMO）：高油酸向日葵油（HOSO）：玉米油（CRO）：OPO = 28.24：0.00：1 2.94）制备的人乳脂肪替代品（HMFS） ：8.82：50.00）与母乳最接近。喷雾干燥后得到的微胶囊产品为乳白色，具有良好的溶解性和微囊化效率（MEE = 92.1％）。微胶囊粒径分布的分散系数为0.200，平均粒径为202.767nm，粒径分布实验和扫描电镜（SEM）分析均表明，微胶囊粒径均匀，表面光滑。加速实验30天，微胶囊产品的过氧化物值为10.24meq / kg，表明该产品具有良好的氧化稳定性。该文于Journal of Food processing and preservation杂志2020年11月30日在线发表，邓泽元教授和李静教授共为本文的通讯作者。
Highlights
1. Select different proportions of vegetable oils and OPO structured lipids to explore a new HMFS, which was close to the composition of Chinese human milk fatty acids and triglycerides.
2. Evaluate HMFS by particle size distribution, solubility, structure, and oxidative stability.
3. Produce formula milk powder whose composition and function are closer to human milk.
Introduction
母乳中的脂肪是新生婴儿的主要能量来源，对身体的结构和生理功能具有重要影响。母乳中约含2~6％的脂肪，而98％以上的母乳中的脂肪是三酰基甘油，在87％的母乳水相中以脂肪球的形式乳化。人乳中的脂肪酸很复杂。饱和脂肪酸主要包括月桂酸（C12：0.5~7％），棕榈酸（C16：0，20~24％），硬脂酸（C18：0，7.1~9％）；单不饱和脂肪酸包括油酸（C18：1n-9，31~38％），棕榈油酸（C16：1n-9，2.5~3.8％），n-3多不饱和脂肪酸包括亚油酸（C18：2n-6， 14~23％），α-亚麻酸（C18：3n-3，1~4.6％）和DHA（C22：6n-3，0.3~1.9％）。其中，约70％的棕榈酸位于三酰基甘油（TAG）的sn-2位置，而不是sn-1、3位置，这有助于健康的足月婴儿的肠道吸收脂肪和钙。
世界卫生组织（WHO）主张母乳喂养率应在出生后6个月内达到80％。但是，由于工作需要，健康状况以及文化和经济原因，许多母亲无法或不愿意母乳喂养。近年来，中国的新生儿数量已达到每年2000万，其中母乳不足的婴儿比例超过20％。其他主要食用婴儿配方食品的婴儿包括HMFS，这使得HMFS的研究和开发具有重要的现实意义。
HMFS是一种营养油混合物，可模拟人乳中脂肪酸的组成和位置分布，从而增加婴儿配方奶粉的质量。现代酶加工技术用于修饰脂肪，使脂肪酸含量和位置分布接近人乳脂肪。目前，婴儿配方食品中的脂肪酸含量与母乳中的脂肪酸相似，但它们在甘油三酸酯中的位置分布并不相似，sn-1、3的位置主要是棕榈酸。与人乳脂肪的结构相反，婴儿配方食品对脂肪酸的消化和吸收具有负面影响。因此，在婴儿配方食品中添加了1,3-二油酰基-2-棕榈酰甘油（OPO）作为脂肪成分来模拟人乳甘油三酸酯。
这项研究的目的是（a）选择不同比例的植物油和OPO结构脂质，以探索一种新的HMFS，它与中国人乳脂肪酸和甘油三酸酯的组成相近。（b）通过粒度分布、溶解度、结构和氧化稳定性评估HMFS。
Results and discussion
人乳脂肪中的主要是OPO，PPO，OPL，LaPO（12：0–16：0–18：1），MMO和SPO。OPO和OPL是两个主要的TAG，占总TAG的20~40％。母乳中的大多数TAG都含有附着在sn-2位置的PA。根据大多数研究，OPO是人乳脂肪中含量最丰富的TAG。但有趣的是，中国人乳脂肪富含OPL。地区之间的差异被认为是TAG组成变化的原因。有充分的文献证明，人乳中的脂肪酸组成会受到饮食的影响。但是，TAG组成与孕产妇饮食之间的相关性需要进一步研究。大量实验研究表明，与sn-1,3处的棕榈酸TAG相比，sn-2处的棕榈酸TAG具有更高的脂肪和钙吸收效率，这种差异对婴幼儿具有重要的生理和临床意义。OPO结构脂质是一种营养强化剂。作为一种基本的脂肪成分，它模仿了人乳的成分和人乳脂肪的特性，可以最佳地帮助钙和能量的吸收。
三个配方中的脂肪酸和Sn-2脂肪酸组成均接近母乳中的脂肪酸含量，但根据邹小强的评估公式，表3显示了这三个分子式在脂肪酸组成和sn-2脂肪酸组成方面的得分。总体而言，分子式1的脂肪酸组成更接近母乳，并且Sn处的棕榈酸含量2位置也接近母乳脂肪中Sn‐2位置的棕榈酸含量。因此，将配方1筛选为HMFS，可用作婴儿配方食品中脂肪微胶囊的核心成分。
喷雾干燥后，产品微胶囊效率（MEE）和产率（MEY）分别为92.1％和95.6％。根据感官评价，营养油微胶囊的外观为乳白色粉末，均匀的颗粒，一致的颜色，无杂质，发霉或结块。它带有少量植物油香气，略带甜味，没有其他气味。
粒径分布和SEM分析的结果示于图1。粒径与营养油微胶囊的溶解度有一定关系。产品的粒径越小，溶解度越好，但是如果粒径太小，则由于其易于团聚，因此产品的分散性会很差。研究报道，微胶囊颗粒的大小随喷雾干燥条件而变化。通常，微胶囊产品的粒度分布会受到雾化盘速度，物料液体粘度，固体浓度和喷雾流速的影响。本研究中营养油微胶囊粒径分布的分散系数为0.200，平均粒径为202.767nm，可在50℃温水中80秒内溶解，形成白色均匀乳状液。杯壁上无细小颗粒，无白点和片状，通过SEM对营养油微胶囊的图像可直接反映其形态，产品表面为圆形光滑，无裂纹和破裂，微胶囊壁更完整，芯材具有更好的保护作用，从而确定了干法干燥的最佳条件。
喷雾干燥的方法已成为保护不饱和多不饱和脂肪酸的新趋势。在快速干燥过程中，乳化后，作为芯材的营养油可以均匀地分散在壁材中，并通过高温喷雾干燥气流将其迅速雾化，从而保护了核心材料。与纯营养油相比，营养油微胶囊的储存稳定性得到了极大的提高。如图2所示，根据Arrhenius方程，营养油的POV值增加了37.23 meq / Kg，是营养微囊（11.095 meq / Kg）的三倍以上，可以预见，该实验性微胶囊产品的货架期至少为27个月，比纯营养油更长。
从初始阶段到加速储存试验的6天，纯营养油和微胶囊中醛和酮化合物的总量基本相同，因为氧化反应处于过氧化物产物生成阶段。但是，在加速储存12天后，纯营养油中的醛类和酮类化合物的含量与微胶囊相比明显增加，这表明纯营养油此时已进入过氧化物产物的分解阶段，并且一定量的 产生醛和酮类化合物，随着氧化反应的进行，醛和酮类化合物呈增加趋势，但在氧化结束时，与纯营养油相比，微胶囊中醛和酮类的含量缓慢增加。可以推断，微胶囊具有更好的氧化稳定性。
作者简介
邓泽元 教授
邓泽元，二级教授，博士生导师。现任南昌大学食品科学与技术国家重点实验室副主任。享受国务院特殊津贴，赣鄱英才555工程人才、江西省新世纪百千万人才工程人选，江西省高校中青年学科带头人，首届江西省优秀硕士指导教师，江西省高等学校教学名师，获得教育部优秀中青年教师（支助），江西省主要学科学术与技术带头人，“食品科学”与“营养与食品卫生学”重点学科带头人。现任中国农学会微量元素与食物链分会副理事长，中国粮油学会营养分会副会长，中国营养学会营养转化医学分会副主任委员，江西省微量元素与健康研究会名誉理事长，江西省营养学会理事长；美国化学学会（ACS）会员、国际食品学会（IFT）会员，《食品科学》、《农产品加工学刊》、《食品安全质量检测学报》、《乳业科学与技术》、《南昌大学学报》（理科版）、J of Agri. Food Chem.和J of Food Biochem.编委，中国保健食品评审专家。
李静 教授
李静，博士，教授，博士生导师。江西省杰出人才，南昌大学215人才。中国注册营养师，江西省营养学会常务理事兼副秘书长，江西省营养学会科普分会副主任委员，南昌市营养学会副会长兼秘书长，江西省食品科学技术学会理事，江西省微量元素与健康研究会常务理事，江西省营养学会营养转化分会委员，教育部学位中心学位论文评审专家。主持10余项国家自然基金、教育部基金、省科技厅基金、省教育厅基金，食品科学与技术国家重点实验室基金。主持、参与并完成伊利、澳优、益海嘉里、无限极等企业横向课题10余项。在Scientific report, Journal of Agricultural and Food chemistry, Food&Function等杂志上发表论文40余篇。申请专利24项，授权专利10项。参编著作4部。
曾俊鹏 硕士研究生
曾俊鹏，南昌大学食品学院营养与食品卫生学硕士在读（2019年至今），2015年-2019年就读于南昌大学食品质量与安全专业，2019年本校保研至南昌大学食品学院食品科学与工程专业。研究方向为油脂加工。硕士期间发表SCI文章2篇，EI论文1篇。
天泽园团队文案：曾俊鹏
编辑：王光宜
审核：刘小如
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