内容概要
花生四烯酸单细胞油脂（ARASCO）富含花生四烯酸（ARA，C20:4，n-6）。ARA作为母乳的重要成分之一，有助于婴儿视力和大脑的发育，在婴儿配方奶粉中的应用已超过20年，而ARA的作用效果跟其所在甘油三酯的其它脂肪酸也密切相关。一般而言，长链甘油三酯（LCT）虽然具有重要的功能，但其代谢缓慢，且大多沉积在人体脂肪组织中；相比之下，中碳链甘油三酯（MCT）具有快速消化供能、减少脂肪累积的代谢优势，然而长期使用纯MCT可能会导致胃肠道问题。由于脂类的消化首先需在肠道内被胆盐乳化，再经胰脂肪酶水解，而与成人相比，婴儿体内胆盐浓度和胰脂肪酶活性都很低，因此获得富含ARA且易被婴儿吸收的结构脂具有重要意义。为解决上述问题，制备中长碳链结构脂（MLCT）是一种理想的方案。
目前合成MLCT的方法主要有酶法和化学法。与化学法相比，酶法酯交换具有选择性好、反应条件温和、副产物少、催化剂回收率高等优点，是制备MLCT的首选方法。
本文研究了酶法催化ARASCO与MCT制备MLCT的工艺。
首先，在无溶剂体系中，对四种商业化固定脂肪酶（Lipozyme、LipozymeTLIM、LipozymeRMIM和Novozyme）的催化性能进行了比较。结果表明，脂肪酶类型对MLCT的产率有影响：反应3h后，酶的催化能力依次为LipozymeLipozymeTLIMLipozymeRMIMNovozym，相应的MLCT的产率分别为50.2%、49.1%、47.6%和47.4%。考虑到MLCT的产率和成本，选择Lipozyme作为进一步反应的最佳脂肪酶。
不同脂肪酶催化制备中长碳链结构脂的产率（A）Lipozyme；（B）LipozymeTLIM；（C）LipozymeRMIM；（D）Novozyme
其次，研究了酶添加量、反应温度、反应时间和底物摩尔比对MLCT结构脂产率的影响，得到最佳反应条件为：ARASCO和MCT底物摩尔比为1:1，反应温度为90oC，反应时间为3h，加酶量为8%。在此条件下，结构脂中MLCT的含量为53.75%。
本文制备的MLCT脂肪酸组成及分布见下表。其中，ARA是sn-2位的主要脂肪酸，占42.82%；在sn-1,3位，主要脂肪酸包括ARA（30.28%），其次是辛酸（22.53%）和癸酸（13.8%）。
MLCT结构脂（酯交换产物）、物理复配油脂（对照）和原料油脂的脂肪酸组成及分布
虽然MLCT与物理复配油脂的脂肪酸组成相似，但脂肪酸在甘油骨架上的分布明显不同。在结构脂中，ARA更倾向于分布在sn-2位上，而辛酸和癸酸等倾向于分布在sn-1,3位上，且甘油三酯的整体分布更为均匀（见下图）。
物理复配油脂（左图）与MLCT酯交换结构脂（右图）的甘油三酯组成
本文也进一步比较了酯交换结构脂和物理复配油脂的熔化-结晶性能。结果发现，底物ARASCO和MCT摩尔比为1:1时，酯化产物的熔点高于物理复配油，这证实了酶法酯交换反应中形成新的MLCT，且该产物的融化温度低于37℃（体温范畴）。
物理复配油脂与酯交换结构脂的熔化（左图）和结晶（右图）曲线
重要意义
本文以ARASCO与MCT为原料，在无溶剂体系中通过脂肪酶催化的酯交换反应制备富含MLCT的结构脂，旨在减少酶的用量、缩短反应时间，为酶法制备MLCT的工业化推广奠定基础。MLCT具备MCT和LCT的代谢优点，与简单的物理复配油脂相比在理化性质以及生理功能上有显著区别。这种新型结构脂不仅可为婴儿提供需要的脂肪酸，且被认为是一种理想的能量来源，适用于婴幼儿配方奶粉的改进。
本文得到国家自然科学基金（）和江苏省自然科学基金（BK）的资助。
稿件来源：食用油营养与安全科技创新团队
编辑：陆燕婷硕士研究生
撰稿：王艳丹博士研究生
校稿：金俊博士
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