張 可 滕域晰 胡 凱 陶永勝 王 華 靳國杰,2,3
(西北農(nóng)林科技大學(xué)葡萄酒學(xué)院1,楊凌 712100) (陜西省葡萄與葡萄酒工程技術(shù)研究中心2,楊凌 712100) (西北農(nóng)林科技大學(xué)合陽葡萄試驗(yàn)示范站3,合陽 715300) (西北農(nóng)林科技大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)學(xué)院4,楊凌 712100)
20世紀(jì)70年代末,美國威斯康辛大學(xué)的Pariza及其同事[1]研究煎炸漢堡中的致癌物質(zhì)時(shí),偶然發(fā)現(xiàn)一種無論烹飪與否都一直存在的物質(zhì)具有抑制腫瘤細(xì)胞生長的作用。后來這種抑癌物質(zhì)被確定為共軛亞油酸(Conjugated linoleic acid, CLA)[2]。CLA是共軛雙鍵位于不同位置的十八碳二烯酸位置異構(gòu)體和幾何異構(gòu)體的統(tǒng)稱,是亞油酸(Linoleic acid, LA)的同分異構(gòu)體[3-4]。理論上,CLA共有56種異構(gòu)體,即14個(gè)共軛雙鍵位于碳2和碳4至碳15和碳17的位置異構(gòu)體,每個(gè)位置異構(gòu)體具有cis,cis、trans,trans、cis,trans和trans,cis4種構(gòu)象?,F(xiàn)在經(jīng)13C NMR鑒定存在的有20種[5]。大量的實(shí)驗(yàn)表明,與人類和動(dòng)物營養(yǎng)最為相關(guān)、最具有生理活性的兩種異構(gòu)體是c9,t11-CLA、t10,c12-CLA,其具有抗腫瘤、促進(jìn)骨骼健康、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗動(dòng)脈粥樣硬化、減少體內(nèi)脂肪蓄積、抗氧化、延緩機(jī)體衰老、防治糖尿病、增加肌肉等功效。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)t9,t11-CLA對人類身體健康也有促進(jìn)作用。CLA是人類近年來發(fā)現(xiàn)的最重要的功能性脂肪酸,由于其眾多的作用,引起了國際醫(yī)學(xué)界、營養(yǎng)學(xué)界的廣泛關(guān)注。
圖1 亞油酸及3種共軛亞油酸異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式
天然來源的CLA主要存在于反芻動(dòng)物的奶和肉制品中。乳制品中CLA的含量為2.9~8.2 mg/g,肉制品中CLA的含量為0.3~5.6 mg/g[6]。研究表明,一位成年人每日攝入量要達(dá)到3.0 g以上時(shí),CLA才能發(fā)揮其生理功能[7-8]。調(diào)查顯示,大量攝入奶和肉制品的歐美人每人每日CLA攝入量低于1.0 g,尚達(dá)不到CLA的攝入標(biāo)準(zhǔn)[9]。我國由于膳食結(jié)構(gòu)以淀粉類食物為主,肉制品和乳制品攝入量較少,更加需要提高CLA的攝入量[10]。但是天然來源的CLA有限,因此人工合成CLA成為了人們獲取CLA的主要途徑。原料的選擇和利用影響了CLA合成反應(yīng)的效率和生產(chǎn)成本。本文系統(tǒng)介紹了游離脂肪酸、烷烴酯、甘油酯等不同形式的LA及天然油脂在CLA生產(chǎn)中的運(yùn)用,并綜述了食品發(fā)酵中CLA的生產(chǎn),為優(yōu)化CLA原料利用、經(jīng)濟(jì)高效地獲取CLA提供了參考。
人工合成CLA主要以不同形式的LA為原料,采用化學(xué)合成法、光催化異構(gòu)法、微生物合成法等,通過異構(gòu)化或水合-脫水異構(gòu)化反應(yīng)合成CLA。LA的形式包括游離脂肪酸、甘油酯、烷烴酯等。游離脂肪酸LA即LA的游離形式,甘油酯LA包括亞油酸甘油三酯、亞油酸甘油二酯、亞油酸甘油單酯,是植物油的主要成分,常常以混合物的形式存在。烷烴酯LA包括亞油酸甲酯(Methyl Linoleate,ML)、亞油酸乙酯(Ethyl Linoleate,EL)等,主要通過人工合成獲得。對于不同形式的LA原料,CLA的合成反應(yīng)效率不同(見表1)。
表1 不同形式原料合成CLA
以游離脂肪酸形式的LA為原料合成CLA,多使用化學(xué)合成法和微生物合成法。化學(xué)合成法主要包括堿催化異構(gòu)法、金屬催化異構(gòu)法等。堿催化異構(gòu)法反應(yīng)過程簡單,所需設(shè)備少,是工業(yè)上最常用的一種制備CLA的方法。催化劑主要有NaOH、KOH、KOCH3、KOC(CH3)3等。1950年Schmidt等用NaOH作催化劑,乙二醇為溶劑,在200 ℃下將游離脂肪酸形式的LA異構(gòu)化為CLA。Wang等[11]以LA為原料、氫氧化鉀為催化劑、乙二醇為溶劑(亞油酸:氫氧化鉀:乙二醇=1.0:0.4:5.2 (w/w/w)),188.3 ℃下,反應(yīng)4.4 h,CLA產(chǎn)率達(dá)到89.7%。但是,化學(xué)合成法得到的產(chǎn)物是一系列具有位置異構(gòu)和幾何異構(gòu)的CLA混合物,對具有生理活性的CLA合成沒有選擇性,由于環(huán)化等副反應(yīng)的存在,生成的產(chǎn)物組成復(fù)雜,不利于目的產(chǎn)物的分離純化,且后期處理易造成環(huán)境污染。
為了提高活性異構(gòu)體的含量,避免環(huán)境污染,研究人員探索應(yīng)用微生物法合成CLA。目前各種高產(chǎn)CLA的菌株已有眾多研究報(bào)道,大致分為三類:瘤胃菌、丙酸菌和乳酸菌。微生物合成法主要利用生長期細(xì)胞、靜息細(xì)胞、亞油酸異構(gòu)酶催化LA轉(zhuǎn)化生成CLA。與其他方法相比,微生物法具有產(chǎn)物特異性強(qiáng)、條件溫和、活性異構(gòu)體含量高、無毒副作用等優(yōu)點(diǎn),因此受到越來越多的關(guān)注。Jiang等[23]研究發(fā)現(xiàn)Propionibacteriumfreudenreichiissp. sheramnii可以轉(zhuǎn)化游離脂肪酸形式的LA合成CLA。Raino等[24]利用P.freudenreichiissp. shermanii JS合成CLA。將LA先溶解在聚氧乙烯型表面活性劑中,pH控制在6.3±0.2,然后進(jìn)行轉(zhuǎn)化,獲得80.0%~87.0%的CLA轉(zhuǎn)化率,且c9,t11-CLA含量高達(dá)85.0%~95.0%。許慶炎等[25]篩選了一株植物乳桿菌LactobacillusplantarumZS 2058,以磷酸鉀緩沖液為轉(zhuǎn)化介質(zhì),在LA質(zhì)量濃度為0.8 mg/mL、細(xì)胞濃度為4.0×1010CFU/mL、37 ℃ 、pH 6.5的條件下,轉(zhuǎn)化24 h,c9,t11-CLA含量達(dá)到是374.0 μg/mL,CLA總量為491.0 μg/mL,轉(zhuǎn)化率可達(dá)到60.5%。游離脂肪酸形式的LA對菌株的生長具有抑制作用,尤其是對低濃度的G+菌抑制作用明顯,嚴(yán)重影響CLA的產(chǎn)量[26]。
隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)靜息細(xì)胞能夠避免LA對細(xì)胞生長的抑制,從而使反應(yīng)底物的濃度得到提高,CLA的產(chǎn)量也相應(yīng)得到了提升。2001年Raino等[27]將P.freudenreichii在添加乳清的培養(yǎng)基中培養(yǎng)后,洗滌并收集細(xì)胞,放入含有4.0 mg/mL亞油酸的磷酸鹽緩沖液中進(jìn)行靜息細(xì)胞轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化率達(dá)到46.0%。提高細(xì)胞膜的通透性,可以提高細(xì)胞對游離脂肪酸LA的轉(zhuǎn)化效率。Zhao等[28]利用凍融法對植物乳桿菌L.plantarumA6-1F進(jìn)行透性化處理,然后進(jìn)行CLA轉(zhuǎn)化。在以磷酸鹽緩沖溶液為轉(zhuǎn)化介質(zhì),pH 7.0、細(xì)胞濃度為0.15 g/mL、亞油酸濃度為1.5 mg/mL、37 ℃ 的條件下轉(zhuǎn)化2 h,CLA最高產(chǎn)量達(dá)到275.7 μg/mL,與不進(jìn)行透性化處理的實(shí)驗(yàn)組相比,產(chǎn)量提高了近20.0%,且主要異構(gòu)體是c9,t11-CLA。Wei等[14]用2%(w/v)十六烷基三甲基溴化銨(Cetyltrimethyl ammonium bromide, CTAB)在37 ℃下處理嗜酸乳桿菌L.acidophilus1.184細(xì)胞40 min,獲得活性最高的透性化細(xì)胞。通過對轉(zhuǎn)化過程參數(shù)的考察,發(fā)現(xiàn)在0.1 mol/L pH 4.0磷酸-檸檬酸緩沖溶液中,分別加入8.0×1010CFU/mL的透性化細(xì)胞、2 mg/mL自由LA,45 ℃下反應(yīng)6 h,轉(zhuǎn)速為120 r/min,CLA的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最高,為86.4%。此透性化細(xì)胞可重復(fù)利用10個(gè)循環(huán),而且轉(zhuǎn)化率沒有明顯降低。近幾年利用微生物靜息細(xì)胞轉(zhuǎn)化生成CLA為眾多研究者所關(guān)注,這是由于微生物細(xì)胞轉(zhuǎn)化技術(shù)操作簡單,在反應(yīng)體系液中干擾物質(zhì)少,不易染菌,更有利于下游的純化和檢測等優(yōu)點(diǎn),但尋找更為廉價(jià)的轉(zhuǎn)化底物是當(dāng)前重要的研究方向。
由于酵母、霉菌等真核微生物對游離脂肪酸LA具有較高的耐受性,近些年來研究人員采用基因工程手段,將細(xì)菌中的亞油酸異構(gòu)酶基因?qū)氲秸婧嘶蚬こ叹?,以期獲得較高的CLA轉(zhuǎn)化率。He等[29]將來源于瘡皰丙酸桿菌P.acnes的亞油酸異構(gòu)酶(PAI)基因與基因egfp相連,整合到載體PYD1上,然后導(dǎo)入釀酒酵母SaccharomycescerevisiaeEBY100中。經(jīng)轉(zhuǎn)化反應(yīng),發(fā)現(xiàn)了t10,c12-CLA的生成。通過優(yōu)化pai基因密碼子和反應(yīng)條件,t10,c12-CLA最高產(chǎn)量達(dá)到25.4 μg/mL,此時(shí)反應(yīng)條件為37 ℃、4 mg/mL游離LA、pH 7.0,反應(yīng)時(shí)間為20 h。Zhang等[13]利用整合了PAI基因的解脂耶氏酵母YarrowialipolyticaPolg的靜息細(xì)胞作為全細(xì)胞催化劑,經(jīng)反復(fù)凍融的透性化處理后,在28 ℃、0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液體系(pH 7.0)、200 r/min轉(zhuǎn)速條件下,以游離LA為底物,反應(yīng)40 h,t10,c12-CLA產(chǎn)量達(dá)到了15.6 mg/mL,轉(zhuǎn)化率為62.2%。此透性化細(xì)胞可重復(fù)使用3次,細(xì)胞活性較大。真核生產(chǎn)菌的使用,降低了游離LA對細(xì)胞毒害作用,提高了CLA的產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化率。但是,這些基因工程菌的安全性還有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。
盡管微生物法合成CLA的研究已有20多年,但投入商業(yè)化生產(chǎn)仍面臨重大挑戰(zhàn)。主要的問題是提取和純化處理困難,且反應(yīng)過程中會生成不需要的反式亞油酸和反式油酸[26]。
以LA甘油酯為底物生產(chǎn)CLA,多使用金屬異構(gòu)化、光異構(gòu)化等化學(xué)合成法。金屬催化異構(gòu)法以過渡金屬作為非均相催化劑或以其過渡金屬的有機(jī)配合物或羰基化合物為均相催化劑來催化含有亞油酸的植物油異構(gòu)化制備共軛亞油酸。催化劑包括均相金屬催化劑:Cr(CO)6、RhCl3、RhCl(PPh3)3、[(C6H5)3P]2Rh(CO)Cl、[RhCl(C8H14)2]2、Ru(η6-naphthalene)(η4-cycloocta-1,5-diene)、PtCl2(PPh3)2、cis-Cl2[(C6H5)3P]2Pt、 RuHCl(CO)(PPh3)3、RuCl3.xH2O、Ru3(CO)12等。非均相金屬催化劑:Ru/C、Au/C、Ru/Al2O3、Ru/HY、Ag/SiO2、Au/TS-1 、Ru/Cs-USY等。Chorfa等[30]以LA甘油酯(來源于紅花油)為原料、Rh/Al SBA-15為催化劑,180 ℃下,反應(yīng)5 h,CLA含量達(dá)到了70.0 mg/g油,其中,c9,t11-CLA的含量為17.0 mg/g油,t10,c12-CLA為15.0 mg/g油,t,t-CLAs為23.0 mg/g油。Van Aelst等[31]以LA甘油酯為原料、Ru/Cs-USY-0.02為催化劑,在無氫且無溶劑的情況下,180 ℃下,反應(yīng)2 h,CLA的產(chǎn)量達(dá)到了105.0 mg/g油,產(chǎn)率為328.0 gCLA/gmetal/h。金屬異構(gòu)化對CLA的選擇性低,容易發(fā)生氫化反應(yīng),使得亞油酸變?yōu)橛退峄蛴仓?,催化劑壽命較短,但是反應(yīng)時(shí)間較長。此外,過渡金屬價(jià)格昂貴,需將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的配合物,經(jīng)濟(jì)性較差而且毒性較大。
光催化法是以碘為感光劑在一定光波輻射下使LA發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)。Yettella等[21]以LA甘油酯(來自于大豆油)為原料、I2為催化劑,CLA產(chǎn)量達(dá)到20.0%。Shah等[22]以LA甘油三酯為原料、以0.35%的I2進(jìn)行光異構(gòu)化,反應(yīng)140 min,CLA的產(chǎn)率為55.0%。光異構(gòu)化合成CLA主要受反應(yīng)介質(zhì)與燈的距離、攪拌速度和碘的含量影響。此外,LA的純度也能影響光異構(gòu)化合成CLA。Jain等[32]在大豆油光異構(gòu)化過程中發(fā)現(xiàn),提純的精制油CLA產(chǎn)量是粗油的80倍;且油中過氧化物、磷脂和高含量的生育酚會降低CLA的產(chǎn)量。在Proctor[33]實(shí)驗(yàn)室中,通過特制的光化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng),無溶劑情況下對LA甘油酯進(jìn)行光異構(gòu)化,CLA的產(chǎn)量得到很大的提升。100 W水銀燈下照射144 h,用0.15% 碘催化,CLA產(chǎn)率為24.0% ,對健康有益處的反式異構(gòu)體占總量的17.5%,c9,t11-CLA和t10,c12-CLA約占總量的3.5%。光催化法對設(shè)備要求苛刻,感光劑與反應(yīng)產(chǎn)物分離困難,反應(yīng)時(shí)間太長,且轉(zhuǎn)化率較低,目前相關(guān)研究只停留在實(shí)驗(yàn)室階段。
以LA烷烴酯合成CLA,常常使用化學(xué)合成法和光催化法。室溫下游離的共軛亞油酸很不穩(wěn)定,容易被氧化,而其烷烴酯或甘油酯形式比游離脂肪酸形式穩(wěn)定。O. Berdeaux等[15]以純度為97.3%的LA甲酯為原料,乙二醇為溶劑,氫氧化鉀為催化劑,在180 ℃和氮?dú)獗Wo(hù)下,反應(yīng)13 h,CLA的產(chǎn)率為97.2%,生產(chǎn)強(qiáng)度為0.6 g/L/min。馬琳等[34]以LA甲酯為原料,氫氧化鈉為催化劑、乙二醇為溶劑[亞油酸∶氫氧化鈉∶乙二醇=1.0∶5.0∶8.4 (w/w/w)],170 ℃下反應(yīng)4 h,LA甲酯轉(zhuǎn)化率和共軛亞油酸產(chǎn)率分別為92.4%和89.3%。Larock等[20]報(bào)道在60 ℃乙醇中存在0.8 mol%的SnCl2·2H2O和0.4 mol%的(p-CH3C6H4)3P的條件下,用0.1 mol%[RhCl(C8H14)2]2異構(gòu)化LA甲酯,可獲得97.0%的轉(zhuǎn)化率。Andjelkovic等[35]以LA甲酯為原料、乙二醇為溶劑、以0.1 mol% [RhCl(C8H8)2]2/0.4 mol% (p-CH3C6H5)3/SnCl2·2H2O為催化劑,在60 ℃下反應(yīng)24 h,CLA產(chǎn)率為83.0%,生產(chǎn)強(qiáng)度1.2 g/L/min。Philippaerts等[36]以LA甲酯為原料、正癸烷為溶劑、Ru/Cs-USY為催化劑,在165 ℃下,反應(yīng)2 h,CLA的產(chǎn)率為67.0%,生產(chǎn)強(qiáng)度為0.7 g/L/min。1989年,Seki等[37]首次報(bào)道了室溫下,100 W高壓汞燈照射、碘為催化劑,多不飽和脂肪酸的光異構(gòu)化。以石油醚為溶劑,碘量為0.1%,LA甲酯的含量為10%,汞燈下照射1.5 h,將LA甲酯轉(zhuǎn)化為共軛二烯酸酯,產(chǎn)率約為80.0%。產(chǎn)物中c9,t11-CLA和t10,c12-CLA的含量相同,此外還有少量的反式十八碳烯酸甲酯和聚合物。雖然以LA烷烴酯為原料,可獲得較穩(wěn)定的產(chǎn)物,但是烷烴酯不是LA天然存在形式,需要通過甘油酯轉(zhuǎn)酯化或游離脂肪酸酯化獲得,操作過程繁瑣,成本較高。
天然的LA通常以甘油酯的形式與其他種類的脂肪酸共存于植物種子中。由于LA與其他脂肪酸很難分離,利用高純度的LA合成CLA成本很高。一些植物種子的油脂中LA含量很高,利用此植物油合成CLA,不僅能降低LA的純化成本,還可以使植物油中的多酚、維生素等功能性成分進(jìn)入到目的產(chǎn)品,增加其附加值。因此,近年來直接利用富含LA的天然油脂制備CLA越來越受到關(guān)注。為了得到CLA含量較高的產(chǎn)物,通常要求原料亞油酸組分達(dá)50.0%以上。用于生產(chǎn)CLA的天然油脂主要有紅花籽油、大豆油、葵花籽油、苜蓿油、棉籽油等。很多地方根據(jù)自身地域特色,開發(fā)不同的油脂作物來合成CLA,如以堿蓬、濱蒿等天然鹽生植物種子的油脂為原料,取得了較好效果。天然油脂合成CLA的方法有化學(xué)合成法、光催化法、微生物合成法等。
紅花(Carthamustinctorius L.)是重要的藥用植物,其種子含油量為25.0%~37.0%,不飽和脂肪酸比例高[38]。其中,LA含量為55.1%~77.0%,有的可高達(dá)82.0%[39]。因此,紅花油是生產(chǎn)共軛亞油酸的理想原料。紅花籽油在110 ℃發(fā)生堿性異構(gòu)化反應(yīng)時(shí),LA轉(zhuǎn)化率為26.5%,在130 ℃時(shí)為78.2%,當(dāng)加熱至170 ℃時(shí),轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.1%[40]。Philippaerts等[36]以紅花油為原料、Ru/Cs-USY為催化劑,在180 ℃下反應(yīng)2 h,CLA的產(chǎn)率為105.0 mg/g油,反應(yīng)24 h后,產(chǎn)量達(dá)到199.0 mg/g油,生產(chǎn)強(qiáng)度最高達(dá)到375.0 gCLA/gmetal/h。Chorfa等[41]以紅花油為原料、S-Rh/SBA-15為催化劑,CLA的最高產(chǎn)率為110.0 mg/g油。Luis等[42]使用UV篩選法和HPLC技術(shù)篩選出22種可以合成CLA的益生菌。以紅花油為原料,CLA的產(chǎn)量達(dá)到40.0~50.0 mg/L,其中c9,t11-CLA含量為60.0%~65.0%,t10,c12-CLA的含量為30.0%~32.0%。雖然紅花種植范圍廣,但是產(chǎn)量不高,且藥用紅花與油用紅花存在競爭。因此,用于生產(chǎn)CLA的紅花籽油有限。
大豆是世界上重要的油料種子之一,含油量為18.0%~22.0%。大豆油中亞油酸的含量為49.0%~53.0%[43]。由于紅花籽油的短缺和高昂的價(jià)格,人們研究利用大豆油生產(chǎn)CLA。Ju等[44]以大豆油為原料、N-545(Ni)+S為催化劑,在220 ℃條件下反應(yīng)10 min,CLA的產(chǎn)量為71.0 mg/g油,生產(chǎn)強(qiáng)度為277.3 gCLA/gmetal/h。Jain等[32]以1 L大豆油為原料,0.15wt%的I2為催化劑、水銀燈下照射144 h,CLA的總產(chǎn)量為240.0 mg/g油。其中,t,t-CLA是主要的產(chǎn)物達(dá)175.0 mg/g油,還有35.0 mg/g油的c9,t11-CLA和t10,c12-CLA。以大豆油為生產(chǎn)原料,大大降低了CLA的生產(chǎn)成本,但相對于紅花油,大豆油中亞油酸含量較低,產(chǎn)物中CLA含量較低。
葡萄籽是葡萄酒、葡萄果汁飲料產(chǎn)業(yè)的資源性副產(chǎn)物,含油率為6.0%~20.0%[45]。葡萄籽油含有大量的不飽和脂肪酸、維生素E、酚類化合物、植物甾醇等。其中,LA占總脂肪酸的66.8%~75.4%[46-47],高于一般的植物油,可用于生產(chǎn)高品質(zhì)的CLA。作者[48]所在研究團(tuán)隊(duì)以葡萄籽油的水解物(亞油酸含量為65.0%)為底物,分別利用酒酒球菌OenococcusoeniSD-2a的生長期細(xì)胞和靜息細(xì)胞合成CLA,轉(zhuǎn)化率最高為5.9%。葡萄籽油中多酚等非亞油酸組分對轉(zhuǎn)化過程具有較強(qiáng)的抑制作用,其抑制機(jī)理和規(guī)律還需進(jìn)一步研究。
CLA的利用方式有兩種:一種是以不同形式的LA或天然油脂為原料合成CLA,分離純化后添加到食品或保健品中;另一種是直接利用食物本身含有的LA或者向食物中添加足量的LA,通過動(dòng)物轉(zhuǎn)化或微生物發(fā)酵的方法轉(zhuǎn)化生成CLA,獲得富含CLA的食品。由于后一種方式操作簡單,且在獲取CLA的同時(shí)可以賦予食物其他有益品質(zhì),因此受到人們的歡迎。
目前,國內(nèi)外科學(xué)工作者通過營養(yǎng)調(diào)控手段,提高了CLA在乳脂中的含量。Castro等[49]在母羊日糧中分別添加12 g/kg的葵花籽油和氫化棕櫚油,羊奶中c9,t11-CLA含量分別增加29.0%和15.0%。French等[50]證明了牛背最長肌中CLA含量與采食青草量一致,放牧的牛肉中檢測到的CLA含量高達(dá)10.8 mg/g,而直接飼喂飼料的牛肉中只有3.7 mg/g。一些植物油和油籽對增加反芻動(dòng)物中的CLA含量產(chǎn)生積極影響,如向日葵的種子和油提高了牛肉和羊肉中的CLA含量,但亞麻籽、油菜籽和大豆對CLA含量的提高沒有太大的影響[51-54]。
通過調(diào)整乳制品的發(fā)酵過程,可提高產(chǎn)品中CLA的含量。Xu等[55]在酸奶發(fā)酵中,添加丙酸桿菌(CLA生產(chǎn)菌)和水解大豆油,提高了產(chǎn)品中CLA的含量,但不影響其酸度、質(zhì)地和風(fēng)味。Kim等[56]在全脂奶中,用乳酸桿菌發(fā)酵,加入0.1 mg/mL的紅花油,CLA含量達(dá)到8.0 mg/g脂肪。Van Nieuwenhove等[57]在水牛奶酪中,利用嗜熱鏈球菌進(jìn)行發(fā)酵,一天后,CLA含量達(dá)到4.4~5.9 mg/g脂肪。Yadav等[58]在一種印度酸奶中,將LactobacilluacidophilusNCDC 14和LactobacillucaseiNCDC 19混合培養(yǎng),發(fā)酵過程中CLA含量從6.0 mg/mL增加到10.5 mg/mL。Akalin等[59]在酸奶中,利用益生菌LactobacilluacidophilusLA-5或者BifidobacteriumbifidumBB-12與起始培養(yǎng)物混合培養(yǎng),提高了c9,t11-CLA的含量。Ekinci等[60]使用益生菌LactobacilluacidophilusLA-5,可使CLA濃度增加1.6倍(高達(dá)3.2 mg/g脂肪),使用益生菌BifidobacteriumbifidumBB-12,可使CLA濃度增加1.8倍(高達(dá)3.5 mg/g脂肪)。Abd El-Salam等[61]在奶酪中補(bǔ)充富含LA甘油酯的芝麻油,組合添加兩種益生菌Lactobacillusdelbreukiisubsp.bulgaricus和Streptococcusthermophilus進(jìn)行發(fā)酵,溫度為20 ℃,持續(xù)發(fā)酵60 d后,CLA含量增加至最大,為8.5 mg/g脂肪。
富含膳食纖維和多不飽和脂肪酸的堅(jiān)果類食物通過CLA生產(chǎn)菌的發(fā)酵,可提高其CLA含量。Schlormann等[62]在模擬腸道的條件下,使用人類糞便微生物群(含CLA生產(chǎn)菌)發(fā)酵榛子、杏仁、澳洲堅(jiān)果、開心果和核桃時(shí),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物中含有較高含量的共軛亞油酸。其中,核桃仁發(fā)酵后,c9,t11-CLA、t10,c12-CLA和t9,t11-CLA的含量占總脂肪酸的3.1%,同時(shí)丁酸鹽和潛在的致癌物質(zhì)(如次級BA和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物)含量減少。
隨著對CLA認(rèn)識的不斷深入以及人們對于營養(yǎng)健康的追求,CLA作為一種新型功能性營養(yǎng)強(qiáng)化劑,在食品、藥品、保健品領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。但是,高濃度CLA的生產(chǎn)、純化成本較高。利用生物轉(zhuǎn)化和微生物發(fā)酵的方法,將含有LA的食品(如奶制品、豆制品、肉類、葡萄籽油等)轉(zhuǎn)化為富含CLA的功能性食品,省去CLA的純化工序,將成為是未來CLA利用的重要方式。葡萄籽是重要的功能性食品和保健品,其油脂中含有豐富的LA,是CLA的優(yōu)良原料,同時(shí)又是其潛在的良好載體。利用葡萄籽生產(chǎn)CLA功能性食品具有重要的科學(xué)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
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