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富集|鱼油|ω3PUFA|方法

大量医学研究表明,富含有二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic Acid, EPA)和二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid, DHA)的鱼油是治疗肿瘤[1]、血栓、动脉硬化及心脏病等[2-4]多种疾病的特别理想的药物。它的医学价值还在深入研究之中。日本、美国的鱼脂酸产品有很多,而我国尚未有 ω3PUFA的鱼油产品生产。根据医学应用的需要,本论文主要研究了富集鱼油中ω3PUFA的方法,这对开发我国鱼油产品、制造新型药物、服务于人类有积极的意义。鱼油(包括鱼肝油)在40年代、50年代一直作为维生素A、D来源而被应用。50年代一系列的动物实验和临床试验证明服用鱼油能有效地降低实验动物和高胆固醇血癌患者的血清胆固醇与甘油三酸酯。60年代进一步研究了它的应用。但是作为二十碳以上的多不饱和脂肪酸的EPA、DHA登上世界的舞台始于1978年。这年,丹麦的Dyer-berg发表了流行病的新调查[5],将格陵兰岛上的爱斯基摩人患心肌梗塞、血栓症等心血管疾病的极少,其发病率仅为欧洲或北美的1/10,经过约一年的比较研究,结果表明很少患心血管病的爱斯基摩人是因为他们食用了大量的海洋鱼类,从中摄取了多量的EPA、DHA等ω3多不饱和脂肪酸[6-7]

八十年代起通过欧洲、美国、日本等学着大量研究表明,鱼油中富含的EPA 和DHA食入人体内能有效地降低血清胆固醇、甘油三酯、高低密度脂蛋白[4.8.9.10],此外还能有效地降低动脉硬化、冠心病的发病率并有抗凝与抗 作[11-12]。目前国外正在进一步的研究,国内仅开始注意到此动向,但尚未有这方面的论文发表,因此对富集鱼油中ω3PUFA方法的研究有重要意义。

一般的富集途径有三种:(1)甘油三酯直接分离法;(2)转变成脂肪酸甲酯或乙酯后分离法;(3)脂肪酸分离法。用甘油三酯直接分离由于鱼油中脂肪酸种类较多,根据其分布理论,脂肪酸在甘三酯中分布是复杂的,在温度降低时,粘度增大,很难达到好的分离效果。JB.Brown[13]等人曾用丙酮、甲醇等溶剂低温分离饱和与不饱和脂肪酸。虽然用溶剂可以降低油的粘度,但要得到好的分离效果,所需的温度很低,一般要达到-60℃以下。这样低的温度对实际生产是不现实的。JAIME Wisniak[14]曾用丙烷和丁烷根据各种脂肪酸甘三酯在溶剂中临界溶解温度来分离。基于条件限制,暂无法实现。
将其转变成甲酯或乙酯后分离时,可提高产品的稳定性,但由于甲醇醇解时可能存在潜在的甲醇毒性,对于人体食用是不安全的。因此过去有好多研究[15]是用脂肪酸乙酯作临床应用的。但从有关报导的资料发现脂肪酸乙酯很难被胰脂酶水解[16-17]。这样使得它在组织中难于吸收利用。
S.EI.Boustani等人研究了丁二十碳五烯酸以四种不同化学形式食入人体后被吸收利用的情况。他们利用四组人,在相同条件下,使之分别食入EPA精氨酸盐、1,3-二辛基-2-二十碳五烯酸甘油酯、EPA乙酯及游离EPA。他们在人体中吸收情况如图1 
 
从图可知食入四种不同形式的EPA,其吸收率是不同的,特别是食入EPA乙酯与其他三种形式后,吸收率有明显差异,食入EPA乙酯后血浆EPA升高值在3小时后,只是另外三种的三分之一。
TG-2-EPA食入后,经4-5小时,EPA/AA的比率达到最大,其值为原来的4-5倍。
游离EPA食入后,EPA/AA的比率增大迅速,在3小时时达到最大值,其值是原来的5-12倍。
EPA精氨酸盐和TG-2-EPA在消化后吸收率情况基本一样,在5小时后达到最大值,其值是原来的5倍。
从而可知EPA乙酯在血浆中的吸收率是很慢的,最大值仅高于基值的2倍,而且吸收的所需时间也很长。
考虑到医学应用,本文的关键是探索一条有效地分离多不饱和脂肪酸的方法。对含有丰富不饱和脂肪酸的鱼油来说,要富集其中的EPA和DHA,低温结晶法和尿素包含法较为合适。在1937年Brown and stoner等人[19]用棉子油在丙酮中低温结晶分离油酸,要求温度低于-70℃。1942年,Mowry等人[20]利用肾上腺磷脂在丙酮或甲醇中低温结晶分离其中的花生四烯酸,当温度达到-75℃时,可得产品中花生四烯酸含量只有65-70%。从而可知低温结晶法要求温度太低,在实验室或实际生产中都是不易达到的。从实验过程中,发现鱼油脂肪酸皂在乙醇中有相当程度的分离,而且分离的条件温和、简单。本论文对鱼油在乙醇中皂化后直接分离的整个过程作了详细的研究;之后为了提高ω3含量对尿包法以及皂醇分离-尿包联合法作了初步研究。最后用不同的抗氧化剂对产品作了抗氧化实验,选择VE作为最佳抗氧化剂,并对产品的理化指标进行了测定。
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