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1、 博士学位论文（同等学力人员）驴油性质及酶法定向酯交换制备功能性油脂的研究RESEARCH ON RESEARCH ON PROPERTIES OFDONKEY FAT AND PRODUCING OFFUNCTIONAL OIL BY ENZYMATICDIRECTIONAL INTERESTERIFICATION许浮萍哈尔滨工业大学2014 年 3月 国内图书分类号： TS 222.2国际图书分类号： 577.115学校代码： 10213密级：公开工学博士学位论文（同等学力人员）驴油性质及酶法定向酯交换制备功能性油脂的研究博士研究生： 许浮萍导师： 张兰威 教授申请学位： 工学博士学科：
2、化学工程与技术所在单位： 食品科学与工程答辩日期： 2014 年 3 月授予学位单位： 哈尔滨工业大学 Classified Index: TS 222.2U.D.C: 557.115Dissertation for the Doctoral Degree in EngineeringRESEARCH ON PROPERTIES OF DONKEY FATAND PRODUCING OF FUNCTIONAL OIL BYENZYMATIC DIRECTIONALINTERESTERIFICATIONCandidate：Fuping XuSupervisor ：Prof. Lanwei Zha
3、ngAcademic Degree Applied for：Speciality ：Doctor of EngineeringChemical Engineering and TechnologySchool of Food Science and EngineeringMarch, 2014Affiliation ：Date of Defence：Degree-Conferring-InstitutionHarbin Institute of Technology 摘 要摘要中国是世界上最大的家驴养殖国，有四千多年的养驴历史。驴油在我国华北地区是较常见的食用动物油脂。但是目前，国内外对驴油的
4、基础研究和功能性研究尚处于空白。本研究首先采用气相色谱仪和薄层色谱仪对驴油的总脂肪酸、 sn-2 位脂肪酸、反式脂肪酸的组成及含量进行了分析，利用高效液相色谱仪对驴油所含的生育酚和胆固醇进行定量分析，利用牛津核磁振动仪测定了不同温度下驴油的固体脂肪含量，对驴油基础物理化学性质中的酸价、碘价、皂化价、过氧化值、折光指数和相对密度进行了测定。经实验测得：驴油总脂肪酸中不饱和脂肪酸 59.30%，含量最高的是油酸为 36.28%。驴油反式脂肪酸含量0.206%。驴油中生育酚总含量 85.9mg/kg ，以 -生育酚含量为最高。驴油胆固醇含量甚微（ 0.03187mg/kg) ，驴油的完全融化温度 3
5、9-40。为比较驴油与其他动物油成分的差异，本研究将驴油与猪油、牛油、羊油、鸡油、鸭油、鸵鸟油的理化性质和脂肪酸组成及微量元素的含量进行了比较，得出结论 :在所研究的家畜动物油中，驴油脂肪酸中的不饱和脂肪酸含量最高，多不饱和脂肪酸的总量高过研究中所测的家畜动物油脂，接近家禽动物油。驴油中 sn-2 位键的不饱和脂肪酸含量同样高过所测的家畜动物油脂，并且主要高在人体必需脂肪酸上。驴油的反式脂肪酸在所测试动物油中含量最低，并且驴油的胆固醇在所测动物油中含量最低。驴油的生育酚在所测试的动物油中含量最高。在驴油研究的基础上，本课题着重研究了以驴油为基料的功能性油脂的制备方法，建立了无水无溶剂环境脂肪酶
6、对底物的分解与合成在同一体系同步定向制备功能性油脂的研究模型。用驴油做底物，将驴油与共轭亚油酸（CLA）用三维运动恒速常压法提高酯交换率。实验首先寻找并筛选特异性脂肪酶，而后确定单因素反应条件，利用响应曲面分析方法对酶法定向酯交换反应条件进行优化，最终确定了最佳反应条件：用脂肪酶 novozymes435作生物催化剂，酯交换的反应温度 60，底物比为 1:3（驴油：共轭亚油酸w/w），加酶量为 7%（与驴油质量比），反应时间 55h，实验得到的共轭亚油酸驴油甘油三酯得率为 47%。讨论了酶法定向酯交换的反应机理，反应中的酸解反应、酸脂交换、酯-酯交换的中间过渡态复合结构、分子内反应机理，以及脂
7、肪酶的活性中心和反应机理的协同因素。叙述了无溶剂状态下酸解、酸酯同时交换、抑制分-I- 哈尔滨工业大学工学博士学位论文子间酯 -酯交换的反应机理。将复杂反应在无溶剂条件下同一体同时完成，为混合物的分离纯化创造了条件。采用二级分子蒸馏法使用转子薄膜分子蒸馏器纯化分离了酶法定向酯交换后生成的功能性甘油三酯的成分，确定出分子蒸馏除去脂肪酸的最佳条件是：一级分子蒸馏的参数为：系统真空度 2.0 Pa，蒸馏温度 230，进料流量 2.0mL/min ，刮膜转速 150rpm。二级分子蒸馏的参数为：系统真空度 0.2Pa，蒸馏温度 310，进料流量 1.5mL/min ，刮膜转速 350rpm。为了验证产
8、品的食用安全性，本研究对制备的共轭亚油酸驴油甘油三酯产品进行了食品安全性毒理学评价。实验方法按照国家标准食品安全性毒理学评价程序的规定，采用大鼠、小鼠对所制备的产品进行急性经口实验、遗传毒理实验（包括 Ames 实验、骨髓微核实验、精子畸形实验）和30 天喂养实验。经检测，重组的共轭亚油酸驴油甘油三酯是无毒、无遗传突变的安全性食用级油脂。采用 LNCaP 人体前列腺淋巴结癌细胞系对重组 CLA 驴油进行了增殖抑制作用验证。以具有抗癌功能的 CLA 标准样品（ 99.95%纯度）为阳性对照，无抗癌功能的驴油为阴性对照，对实验制备出的 CLA 含量为 47%的功能油脂进行对 LNCaP 癌细胞增殖
9、抑制比较实验。用 MTT 方法测定增殖情况，得出：驴油、 0.025 mol/L 乙醇溶液、 RPMI-1640+ 乙醇培养液没有显示出对于癌细胞的抑制增殖作用；而 sigma 公司的 CLA 标样、反应实验所用的 CLA 含量为 80%的原料、制备出的 CLA 含量 47%的功能性油脂，显现出对于人体前列腺淋巴结癌细胞的抑制增殖力很强。本实验的结论为：驴油不具有抑制癌细胞增殖的功能，而制备出的重组 CLA 驴油有潜在的抑制癌细胞增殖的功能。关键词：驴油；理化特性；功能性油脂；酶法定向酯交换；抗癌功能验证；安全毒理学评价。- II - AbstractAbstractChina is the
10、largest donkey breeding country in the world and has a donkeybreeding history of nearly 4000 years. The donkey fat is one of the commonedible animal fats in North China. But until now , the basic research andfunctional study of donkey fat is still in the blank all over the world.This research focuse
11、s on the composition of donkey fat. With gaschromatograph and thin layer chromatograph, donkey fats total fatty acidcomposition, sn-2 fatty acid composition and trans fatty acid composition wereanalyzed. Also tocopherol and cholesterol were analyzed with the highperformance liquid chromatograph. The
12、 efraction index and solid fat content indifferent temperatures were determinated with the nuclear magnetic vibrationinstrument and abbe refractometer instrument. Donkey fats fatty acid value,iodine value, saponification value, peroxide value, relative density weredeterminated, too. The conclusions
13、are followings: the oleic acid content（36.28%） is the highest among all the unsaturated fatty acids（59.30%） intotal fatty acids in donkey fat，and essentidal fatty acids content in the sn-2 ishigher than that in total fatty acids in donkey fat. The trans fatty acids content（0.206%） in donkey fat is far below the national standard of infantal food.Donkey fat contains all four kinds of tocopherols （85.9mg/kg ）and the alphatocopherol content is the highest in the four types of toco pherol. There is verylitter ch
