Sn-2位酰基异位对结构脂质抗氧化能力的作用机理及其脂代谢的作用效果

The potential advantages of the structural properties and the nutritional functions of structered lipids (SLs) in food have attracted wide attention of the scholars all over the world. It has been agreed by the professionals that SLs are "new generation edible oils and fats" and " oils and fats of future". However, it is still lack of sufficient knowledge in how the binding sites of acyl triglyceride affect the physical properties of SLs and the mechanism of lipid metabolism and etc.. This project, which is based on the structure composition of triglycerides, intends to find the intrinsic relationship and mechanism of reaction between Sn-2 acyl position of SLs and its oxidation stability, trying to explore the impact of acyl ectopic SLs on the lipid metabolism. The project specifically comprises: the study of Sn-1 - medium chain - 2 - long chain-3-medium chain type, Sn-1- long chain - 2 - medium chain - 3 - long chain, and Sn-1 - short chain - 2 - medium chain - 3 - short chain, i.e. their natural oxidation characteristics and the differences between them; exploration of the mechanism of the acyl ectopic effect on the alteration of SLs antioxidant capacity; and the study of the impact of Sn-2 acyl ectopia on the hydrolysis degree, the freezing point, the film-forming property, and the emulsibility of SLs. We also comparatively study the Sn-2 acyl ectopic SLs about their effect of lipid metabolism in mice and evaluate their nutritional characteristics. This project aims to provide a theoretical reference for revealing the relationship of lipid structure and their antioxidant capacity and building bioactive SLs.

结构脂质在食品物性以及营养功能方面潜在的优势已引起了国内外学者的广泛关注。然而，目前对于甘油三酯上酰基结合位点如何影响结构脂质物性的机理仍缺乏足够的认识。本项目基于甘油三酯的结构特点，拟寻找结构脂质中Sn-2位酰基位置与其氧化稳定性之间的内在关系和作用机理，并试图探究酰基异位后结构脂质对脂代谢的影响。具体内容包括：分别研究Sn-1-中链-2-长链-3-中链型、Sn-1-长链-2-中链-3-长链型、Sn-1-短链-2-中链-3-短链型三种结构脂质的自然氧化特点及其相互之间存在的差异；探索酰基异位对结构脂质自身抗氧化能力改变的作用机理，并研究Sn-2位酰基异位对结构脂质理化性质方面的影响；比较研究Sn-2位酰基异位前后结构脂质对小鼠脂代谢的作用效果及并评价其营养学特性。本项目旨在为揭示脂质结构与自身抗氧化能力、构建具有生理活性的结构脂质提供理论参考。

结构脂质上连接的脂肪酸不饱和程度较高，容易氧化变质造成营养损失，甚至转变为对身体有害的物质，因此，明晰结构脂质的理化性质与其结构特点之间的关系尤为重要，它不仅可以通过优化油脂结构改良油脂的理化性质，而且有助于提高结构脂质在生物体内的生理作用效果及实际利用率。在本项目支持下，课题组取得了如下重要成果：1.以玉米胚芽油为原料比较了6种不同脂肪酶（Lipozyme RM IM、Lipozyme TL IM、Novozym 435、Lipase AK、Lipase AY 和Newlase F）对无溶剂体系中固定化脂肪酶催化制备MLM结构脂质的影响。研究表明六种脂肪酶的催化活性由高到低依次为：Lipozyme RM IM>Novozym 435>Lipozyme TL IM >Lipase AK>Lipase AY>Newlase F。其中，来自米黑根毛霉（Rhizomucor miehei）的固定化脂肪酶 Lipozyme RM IM的催化活性最高，催化效果最好。2.研究了无溶剂系统脂肪酶催化玉米胚芽油与辛酸酸解制备功能性脂质的可能性及反应条件，结果证实当辛酸与玉米胚芽油的比率为4：1（摩尔比）、脂肪酶量为12%（底物重量百分比）、反应时间16h、反应温度50℃时，玉米胚芽油中辛酸插入率最高，SLs辛酸插入率为47.28%，插入的辛酸中91.64%分布在甘油结构的sn-1,3位上，8.36%分布在甘油结构的sn-2位上，中试得到的SLs的甘油三酯组成和分布分别为MMM型5.24%、MLM型58.41%、MLL型33.19%、LLL型3.01%。3. 经过对单线态氧的催化反应证实，甘油三酯中甘油骨架上的Sn-2酰基种类决定了结构脂质的结晶型态，结构的改变可以有效增加其溶解性，降低脂质的比热值，因此Sn-2酰基位对结构脂稳定性具有重要意义。单线态氧具有极强的亲电性，能以极快的速度与结构脂分子中具有高电子密度的部位（双键）发生结合，从而引发常规的自由基链式反应，进一步形成氢过氧化物，这是结构脂被氧化的重要途径。4. 利用响应面法对在溶剂体系中脂肪酶Lipozyme RM IM催化玉米胚芽油与阿魏酸酸解制备阿魏酰基脂肪酰基结构脂的反应条件进行优化。稳定性实验研究发现，经过阿魏酸Sn-2酯化改性后，玉米胚芽油结构脂质表现出较高的煎炸稳定性和耐高温贮藏稳定性。