山崳酸低熱量油脂的可用熱量及安全性評價

劉如燦 金青哲 單 良 王興國

(食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室江南大學(xué)食品學(xué)院，無錫 214122)

Liu Rucan Jin Qingzhe Shan Liang Wang Xingguo

山崳酸低熱量油脂的可用熱量及安全性評價

劉如燦 金青哲 單 良 王興國

(食品科學(xué)與技術(shù)國家重點實驗室江南大學(xué)食品學(xué)院，無錫 214122)

以葵花籽油為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行21 d的大鼠生長試驗，評價了含30%山崳酸的低熱量油脂的可用熱量，得到其可用熱量為25．8 kJ/g，與葵花籽油37．8 kJ/g相比降低了31．75%。添加5%、15%山崳酸低熱量油脂中未被吸收的山崳酸分別為73．53%和81．24%。動物試驗結(jié)果表明，山崳酸低熱量油脂對大鼠血清中的TG、TC、HDL-C、LDL-C以及AI值和AII值的影響與葵花籽油類似，不會升高發(fā)生動脈硬化的風(fēng)險。

低熱量油脂 山崳酸 可用熱量 血脂水平

油脂是膳食中的高熱量組分能夠提供37．8 kJ/g熱量，是碳水化合物和蛋白質(zhì)的兩倍多，同時也是必需脂肪酸的來源和脂溶性維生素的載體，另外它還影響食品的風(fēng)味和感觀品質(zhì)［1］。但是高脂肪膳食易引發(fā)多種心血管疾病，嚴(yán)重危害人類健康［2］。

含山崳酸低熱量油脂的理化特性與普通油脂相似，可以為人體提供必需脂肪酸和作為脂溶性維生素的載體，熱穩(wěn)定性好可用于油炸及烘焙食品中。由于山崳酸為長鏈飽和脂肪酸，熔點高吸收率低，因此人體可利用的熱量比一般油脂要低［3］。本文采用大鼠生長法來評價含30%山崳酸的低熱量油脂的可用熱量、山崳酸的消化吸收行為以及其對大鼠血脂的影響。

1 材料與方法

1．1 試驗原料

山崳酸:四川西普化工有限公司;山崳酸低熱量油脂:試驗室自制，山崳酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%［4］;福臨門葵花籽油:東海糧油有限公司;4周齡SD大鼠:揚州大學(xué);其他試劑均為分析純。

1．2 主要儀器與設(shè)備

氣相色譜儀GC－14B:日本島津公司;電子精密天平(Ⅱ):梅特勒－托利多儀器(上海)有限公司;數(shù)顯型恒溫水浴鍋HH－2:金壇市精達(dá)儀器制造廠

1．3 試驗方法

將4周齡雄性SD大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后分組，連續(xù)喂養(yǎng)21 d，按照試驗分組設(shè)定，提供基礎(chǔ)飼料(滿足大鼠基礎(chǔ)代謝需求)和油脂并加工成顆粒飼料，動物自由進(jìn)食和飲水，每隔3 d定時空腹稱量體重。21 d的成長試驗結(jié)束后，將大鼠轉(zhuǎn)入代謝籠飼養(yǎng)，收集24 h糞便，連續(xù)收集3 d。結(jié)束后禁食12 h，眼球取血分離血清后測定各項指標(biāo)。將取血后的大鼠解剖觀察有無病變和皮下脂肪生長狀況。

1．3．1 試驗分組

大鼠分成7組，每組7只(表1)，其中A組為預(yù)試驗組，以基礎(chǔ)飼料喂養(yǎng);B(對照組1)、C(對照組2)、D、E(對照組3)組為標(biāo)準(zhǔn)組，以A組前1天70%的攝食量提供基礎(chǔ)飼料，并分別添加0%、5%、10%、15%(0、188．406、376．812、565．218 kJ/100 g 飼料)葵花籽油(SO);F(測試組1)、G(測試組2)組為測試組，以A組前一天70%的攝食量提供基礎(chǔ)飼料，并分別添加5%、15%的低熱量油脂(SL)。

表1 表1試驗分組

1．3．2 指標(biāo)測定

1．3．2．1 油脂熱量評價

通過借鑒和改進(jìn)Finley等［5］的方法來評價山崳酸低熱量油脂的可用熱量。首先該方法必需滿足以下兩個假設(shè)條件:假設(shè)1、大鼠體重增長與添加油脂的可用熱量成線性關(guān)系。假設(shè)2、飼養(yǎng)過程大鼠體重增長與飼養(yǎng)時間呈線性關(guān)系。

然后對標(biāo)準(zhǔn)組的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，如果以上兩個假設(shè)在試驗條件下均能夠成立，那么通過假設(shè)1，以添加葵花籽油的可用熱量為橫坐標(biāo)，以大鼠體重增加量為縱坐標(biāo)作圖，并對其進(jìn)行線性回歸分析，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線為:

BWGso=SLP×Kso×KCALso+INT

將測試組所得數(shù)據(jù)帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線可得到含山崳酸低熱量油脂的可用熱量的計算公式:

KCALx=(BWGx－INT)/(SLP×Kx)

式中:BWGso為大鼠在食用葵花籽油試驗期間的體重增加量/g;BWGx為大鼠在食用待測油脂試驗期間的體重增加量/g;Kso為葵花籽油的添加量/g/100 g基礎(chǔ)飼料;Kx為待測油脂的添加量/g/100 g基礎(chǔ)飼料;KCALso為葵花籽油可用熱量/kJ/g;KCALx為待測油脂的可用熱量/kJ/g;INT為標(biāo)準(zhǔn)曲線的截距/g·kJ－1·100 g基礎(chǔ)飼料;SLP為標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率/g·kJ－1·100 g基礎(chǔ)飼料。

1．3．2．2 大鼠的糞脂測定

糞脂由中性脂肪(包括甘一酯、甘二酯、甘三酯)和脂肪酸鹽組成，測定大鼠的糞脂需要分別測定其中性脂肪和脂肪酸鹽，測定方法［6］如下:收集各組大鼠24 h所排全部糞便，真空干燥后用粉碎機(jī)將其粉碎，取5 g粉沫用25 mL正已烷索氏抽提12 h，將索氏抽提液濃縮后轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶，用氮氣把正已烷吹干得到中性脂肪，然后加入0．3 mL十七碳酸甘油二酯標(biāo)準(zhǔn)溶液(2．12 mg/mL)，然后采用三氟化硼甲酯化法進(jìn)行處理，甲酯化結(jié)束后用薄層色譜(正已烷/乙酸乙酯，95∶5)進(jìn)行純化，純化后采用氣相色譜法進(jìn)行檢測。將索氏抽提后的糞便用10 mL 6 mol/mL HCl浸泡1 h，然后于50℃恒溫振蕩6 h，結(jié)束后冷卻至室溫，加入1 mL十七碳酸標(biāo)準(zhǔn)溶液(2．54 mg/mL)，混和均勻，然后用10 mL乙醚反復(fù)萃取3次，合并萃取液，吹干溶劑后進(jìn)行三氟化硼甲酯化處理，結(jié)束后用薄層色譜(正已烷/乙酸乙酯，95∶5)進(jìn)行純化，純化后用氣相色譜檢測。

1．3．2．3 大鼠血脂測定

試驗前采用隨機(jī)抽樣的方法對大鼠的初始血脂水平進(jìn)行分析，采血方法采用剪尾采血法。試驗結(jié)束后采用摘眼球法進(jìn)行采血，離心分離得到血清。測定三酰總甘油(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)，同時計算動脈硬化指數(shù)AI=(TC－HDL-C)/HDL-C、抗動脈硬化指數(shù)AII=HDL-C/TC。

試驗數(shù)據(jù)用X(平均值)±S．D．(標(biāo)準(zhǔn)偏差)表示，采用SPSS 18．0統(tǒng)計軟件進(jìn)行一元方差(Oneway ANOVA)，采用最小顯著差法(Least－significan Difference，LSD)法進(jìn)行顯著性檢驗，以P＜0．05作為顯著性差異的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2．1 低熱量油脂的可用熱量評價

Finley方法需要滿足的第1個假設(shè)條件是大鼠體重增長與添加油脂的可用熱量呈線性關(guān)系。如圖1所示，大鼠體重增長與添加油脂的可用熱量有良好的線性相關(guān)性，其中斜率為0．055 2，回歸系數(shù)R2為0．996 4，滿足假設(shè)要求。

圖1 體重增長與添加油脂熱量的回歸分析

Finley方法需要滿足的第2個假設(shè)條件是大鼠體重增長與飼養(yǎng)時間呈正比。如圖2所示，標(biāo)準(zhǔn)組分別添加0%、5%、10%、15%葵花籽油喂養(yǎng)21 d的生長曲線，回歸系數(shù)均高于0．99，滿足假設(shè)要求。

圖2 不同葵花籽油添加量在21 d內(nèi)體重增長與飼養(yǎng)時間的回歸分析

大鼠的體重增長及其回歸分析見表2，未限制食量的A組體重增長與時間的回歸系數(shù)最低，而限制飲食的標(biāo)準(zhǔn)組和測試組回歸系數(shù)均在0．99以上，體重增長與添加油脂的可用熱量之間也具有良好的線性相關(guān)性，整個試驗過程中回歸系數(shù)均在0．90以上，15 d后在0．99以上，但是試驗初始階段大鼠的飲食規(guī)律發(fā)生變化需要有一段時間的適應(yīng)期，因此大鼠個體之間在食量存在較大差異，使得初期個體體重增長產(chǎn)生較大差異，相對誤差較大，不適和用于計算低熱量油脂的熱量。

表2 大鼠體重(g)增長的線性回歸分析

綜上可得試驗結(jié)果滿足Finley方法評價油脂熱量的兩個假設(shè)條件，由圖1，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線為:

BWGso=SLP×Kso×KCALso+INT

將測試組所得數(shù)據(jù)帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線可得到低熱量油脂熱量的計算公式為:

KCALx=(BWGx－INT)/(SLP×Kx)

根據(jù)表2的相關(guān)數(shù)據(jù)帶入計算公式可得到低熱量油脂的可用熱量，見表3。

表3 不同飼養(yǎng)時間所測得的低熱量油脂的可用熱量

由表3可知飼養(yǎng)少于15 d時，由5%低熱量油脂和15%低熱量油脂計算出的低熱量油脂熱量差異較大，大于15 d時兩者差異變小，因此在滿足假設(shè)條件2的前提下飼養(yǎng)時間越長所得結(jié)果越準(zhǔn)確經(jīng)比較飼養(yǎng)18 d所測得的結(jié)果較為準(zhǔn)確，因此該低熱量油脂的熱量為(25．8 ±0．8)kJ/g與普通植物油37．8 kJ/g相比熱量降低了31．75%。

2．2 大鼠對低熱量油脂的消化及吸收

脂肪在小腸內(nèi)由胰脂肪酶催化水解為脂肪酸和2－甘油一酯，大部分長鏈脂肪酸和2－甘油一酯以混合微粒到達(dá)小腸黏膜細(xì)胞被吸收，隨后在黏膜細(xì)胞中轉(zhuǎn)化為三酰甘油、磷脂、膽固醇酯及少量膽固醇，再與黏膜細(xì)胞內(nèi)合成的載脂蛋白一起形成能溶于水的乳糜微粒。乳糜微粒經(jīng)胞飲作用的逆過程逸出黏膜細(xì)胞，經(jīng)細(xì)胞間隙進(jìn)入乳糜管，再經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液［7－8］。被水解下來的一部分長鏈飽和脂肪酸和大部分山崳酸，由于熔點很高，且易與腸道內(nèi)的金屬離子，如鈣、鎂等形成不溶性的脂肪酸鹽(皂)，最后隨糞便排出體外，同時排出體外的還有極少部分未被完全消化吸收的甘油酯。因此，糞脂包括中性脂肪(中性脂肪)和皂兩部分，試驗結(jié)果見表4。

由表4可知，標(biāo)準(zhǔn)組(葵花籽油)相比測試組(低熱量油脂)中的中性脂肪增加較為明顯，可能是因為大量2－甘油一酯形式的山崳酸未被人體吸收而排出體外，Yoshida等［9］研究發(fā)現(xiàn)山崳酸與硬脂酸、棕櫚酸等飽和脂肪酸不一樣，即使以2－甘油一酯的形式存在也不易被吸收。而無論是標(biāo)準(zhǔn)組還是測試組，其排出的脂肪酸鹽中飽和脂肪酸比例都大幅提高，且排出量明顯多于中性脂肪，測試組中很大部分是山崳酸鹽。正是由于山崳酸不易被吸收的特性，才使得該類油脂的可用熱量降低。

由表4中可得到大鼠糞脂的日排出量，根據(jù)其脂肪酸組成可計算出山崳酸的日排出量，通過統(tǒng)計大鼠每日攝入山崳酸的質(zhì)量，可得到未被吸收的山崳酸的比例，見表5。

Peters等［10］研究發(fā)現(xiàn)大鼠和人體對山崳酸的吸收率都非常低，在Caprenin中超過75% ～82%的山崳酸未被吸收。經(jīng)過計算分析，測試組1(添加5%含山崳酸的低熱量油脂)和測試組2(添加15%含山崳酸的低熱量油脂)中未被吸收的山崳酸分別為73．53%和81．24%，結(jié)果與相關(guān)文獻(xiàn)報道較為一致。

2．3 低熱量油脂對大鼠血脂的影響

以 TG、TC、HDL-C、LDL-C 為指標(biāo)，不同飼料組成對大鼠血脂的影響見表6。

表4 大鼠糞便中的脂肪含量及其脂肪酸組成

表5 大鼠糞脂中未被吸收的山崳酸

表6 不同飼料組成對大鼠血脂的影響/mmol/L

由表6可見與初始水平組相比，測試組1和測試組2能顯著升高HDL-C的濃度而顯著降低LDL-C濃度。但測試組1、2與和其添加相同油脂水平的對照組2、3 之間，大鼠血清中 TG、TC、HDL-C、LDL-C 并沒有顯著性差異。有研究表明［11］山崳酸會提高血清中TG和TC的含量。也有研究表明［12］葵花籽油能夠降低血清中的TC、TG。本試驗表明，低熱量油脂對血清中的TG、TC、HDL-C、LDL-C的影響與葵花籽油相差不大。

不同飼料組成對大鼠AI和AII的影響見表7。

由表7可見，測試組與對照組之間，AI值和AII值均沒有顯著差異，但與初始水平相比，各組AI值均顯著降低，而AII值均顯著升高，可見以含山崳酸的低熱量油脂替代葵花籽油不會升高發(fā)生動脈硬化的風(fēng)險。這與前面幾個指標(biāo)(TG、TC、HDL-C、LDL-C)的分析結(jié)果相類似。

表7 不同飼料組成對大鼠AI和AII的影響

3 結(jié)論

含30%山崳酸的低熱量油脂的可用熱量比葵花籽油低31．75%，主要是因為山崳酸不易被吸收利用，大約70%～80%的山崳酸未被吸收直接排出體外。山崳酸低熱量油脂對大鼠血脂的影響與葵花籽油沒有顯著性差異，不會升高發(fā)生動脈硬化的風(fēng)險。另外，整個試驗過程中大鼠未出現(xiàn)腹瀉和死亡現(xiàn)象，因此山崳酸低熱量油脂具有良好的安全性。

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Evaluation on Caloric Availability and Safety of Reduced－calorie Fat Containing Behenic Acid

(State Key Laboratory of Food Science and Technology，School of Food Science and Technology of Jiangnan University，Wuxi214122)

The caloric availability of reduced－calorie fat containing behenic acid was estimated by a restricted diet growth experiment over 21 d on SD rats with sunflower seed oil as a caloric control．The result showed that the caloric availability of the reduced － calorie fat containing 30%behenic acid was 25．8 kJ/g．Compared with sunflower seed oil，the caloric availability decreased by 31．75% ．The unabsorption behenic acid added with 5%and 30%reduced －calorie fat containing behenic acid were respectively 73．53%and 81．24%．The serum lipid levels of rats before and after experiments showed that effects of reduced －calorie fat on serum lipid levels，such as TG，TC，HDL-C，LDL-C，AI and AII，were similar to the sunflower seed oil，and the risk of atherosclerosis was not increased．

reduced － calorie fat，behenic acid，caloric availability，serum lipid levels

Q591．5

A

1003－0174(2011)08－0026－05

863計劃(2010AA101506)

2010－10－25

劉如燦，男，1986年出生，碩士，油脂及植物蛋白工程

王興國，男，1962年出生，教授，博士生導(dǎo)師，脂質(zhì)科學(xué)與技術(shù)

Liu Rucan Jin Qingzhe Shan Liang Wang Xingguo