以DRIs推薦為依據(jù)的營養(yǎng)調(diào)和油的研制

初柏君，惠 菊，李曉龍，王滿意，趙慧敏，孟祥永，周勝利，于 雷，王翔宇

(1.中糧營養(yǎng)健康研究院有限公司 營養(yǎng)健康與食品安全北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，老年?duì)I養(yǎng)食品研究北京市工程實(shí)驗(yàn)室，北京 102209； 2.中糧福臨門食品營銷有限公司，北京 100001； 3.中糧油脂研發(fā)中心，天津300452；4.中糧油脂生產(chǎn)部，北京 100001)

脂肪是人體能量的主要來源，也是人體最重要的體成分和能量的儲存形式[1]。隨著我國居民安全、營養(yǎng)、健康意識的不斷提升，對營養(yǎng)健康的烹調(diào)油產(chǎn)品的需求也日益增長。大量研究表明，不同脂肪酸種類和比例對人體代謝和疾病的發(fā)生具有不同的影響，當(dāng)某種脂肪酸缺乏時(shí)，會造成人體代謝紊亂，嚴(yán)重時(shí)會引發(fā)疾病，因此脂肪酸的膳食平衡越來越受到人們的重視，同時(shí)也受到眾多營養(yǎng)學(xué)家的關(guān)注[2-3]。近年來，不同國家和組織開始制定相關(guān)脂肪酸參考攝入量，其中中國營養(yǎng)學(xué)會在2000年編著的《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》(DRIs)中提出，倡導(dǎo)飽和脂肪酸(SFA)、單不飽和脂肪酸(MUFA)、多不飽和脂肪酸(PUFA)的膳食攝入應(yīng)達(dá)到1∶1∶1的配比，但2013年更新后，DRIs不再對脂肪酸配比提出要求，只是對SFA、MUFA、PUFA的攝入提出宏量營養(yǎng)素可接受范圍(AMDR)和適宜攝入量(AI)。油脂中除了含有脂肪酸，還含有豐富的微量營養(yǎng)成分，其中具有代表性的谷維素、植物甾醇、生育酚等營養(yǎng)伴隨物在預(yù)防疾病、清除人體自由基等方面具有重要的作用[4]。

目前，市面上食用油產(chǎn)品種類眾多，產(chǎn)品特征也各不相同，但單一品種食用油很難滿足脂肪酸的推薦要求，含有的營養(yǎng)伴隨物成分也不夠豐富。而由兩種及兩種以上食用油調(diào)配制成的調(diào)和油產(chǎn)品，與單一品種食用油相比擁有平衡性更好的脂肪酸組成、更為豐富多樣的營養(yǎng)成分，同時(shí)還可以兼具單一油品沒有的風(fēng)味，被認(rèn)為比單一油品更具優(yōu)勢[5]。

本文選用玉米油、菜籽油、稻米油、花生油和亞麻籽油為原料，通過計(jì)算機(jī)軟件編程運(yùn)算，配制以脂肪酸配比合理、營養(yǎng)和風(fēng)味兼?zhèn)錇樵u價(jià)指標(biāo)的調(diào)和油產(chǎn)品。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

一級玉米油，一級菜籽油，一級稻米油，壓榨花生油，一級亞麻籽油。脂肪酸甲酯標(biāo)準(zhǔn)品(CRM47885)，α-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma-Aldrich 47783)，β-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma-Aldrich 46401U)，γ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma-Aldrich 47785)，δ-生育酚標(biāo)準(zhǔn)品(Sigma-Aldrich 47784)，角鯊?fù)闃?biāo)準(zhǔn)品(CFEQ-4-470106-0005)，角鯊烯標(biāo)準(zhǔn)品(CFAD-S3626-10 mL)，菜籽甾醇標(biāo)準(zhǔn)品(Toronto Research Chemicals CDDM-B676850-5 mg)，豆甾醇標(biāo)準(zhǔn)品(Toronto Research Chemicals CDDM-S686750-5 g)，菜油甾醇標(biāo)準(zhǔn)品(Toronto Research Chemicals CDDM-C155360-1 mg)，谷甾醇標(biāo)準(zhǔn)品(Toronto Research Chemicals CDDM-S497050-5 mg)，膽甾醇(純度≥96.3%)(Dr.Ehrenstorfer GmbH C 11665400)。

Agilent Technologies 7890B氣相色譜儀，Agilent Technologies 1260 Infinity高效液相色譜，UNICO 2800分光光度計(jì)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 脂肪酸組成分析

按照GB 5009.168—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪酸的測定》方法對原料油進(jìn)行甲酯化處理，然后進(jìn)入氣相色譜儀分析。色譜條件：色譜柱為Agilent HP-88毛細(xì)管柱(100 m×250 μm×0.25 μm)；進(jìn)樣器溫度250℃；檢測器溫度280℃；載氣為氮?dú)?；分流?0∶1；進(jìn)樣量2.0 μL；升溫程序?yàn)槌跏紲囟?5℃，保持4 min，以13℃/min升溫速率升至175℃，保持27 min，以4℃/min升溫速率升至215℃，保持35 min。面積歸一化法計(jì)算脂肪酸含量。

1.2.2 維生素E含量的測定

稱取約1 g(精確到0.000 1 g)的油脂樣品，溶解于色譜純正己烷中，超聲30 s，準(zhǔn)確定容至10 mL；搖勻，取1 mL，過0.45 μm有機(jī)相濾膜后，進(jìn)入高效液相色譜分析。色譜條件：色譜柱為硅膠柱(250 mm×4.6 mm×5 μm，貨號880975-901)；進(jìn)樣量10 μL；流動相為正己烷-異丙醇(體積比98.5∶1.5)；流速1 mL/min。外標(biāo)法定量[6-7]。

1.2.3 植物甾醇含量的測定

根據(jù)GB/T 25223—2010《動植物油脂 甾醇組成和甾醇總量的測定 氣相色譜法》對原料油進(jìn)行甲酯化處理，然后進(jìn)入氣相色譜儀分析。色譜條件：色譜柱為HP-5毛細(xì)管柱(30 m×0.32 m×0.25 μm)；載氣為高純氮?dú)?，純?9.999%；恒壓112.7 kPa；分流比20∶1；進(jìn)樣口溫度320℃；程序升溫為初始溫度240℃，保持1 min，以4℃/min的速率升溫到255℃，保持35 min；FID檢測器，溫度320℃；進(jìn)樣量1.0 μL。面積歸一化法計(jì)算甾醇含量。

1.2.4 角鯊烯含量的測定

根據(jù)LS/T 6120—2017《糧油檢驗(yàn) 植物油中角鯊烯的測定 氣相色譜法》對原料油進(jìn)行甲酯化處理，然后進(jìn)入氣相色譜儀分析。色譜條件：色譜柱為HP-5毛細(xì)管柱(30 mm×0.32 mm×0.25 μm)；進(jìn)樣口溫度250℃；柱溫采用程序升溫方式，以15℃/min 的速率從160℃升溫到220℃，保持2 min，然后以5℃/min的速率升溫到280℃，保持20 min，最后以5℃/min的速率升溫到300℃，保持2 min；FID檢測器，溫度300℃；氫氣流速40 mL/min，空氣流速450 mL/min，尾吹氣流速30 mL/min；載氣為高純氮?dú)猓兌?9.999%；恒壓110.32 kPa；分流比 10∶1；進(jìn)樣量1.0 μL。面積歸一化法計(jì)算角鯊烯含量。

1.2.5 谷維素含量的測定

根據(jù)LS/T 6121.1—2017《糧油檢驗(yàn) 植物油中谷維素含量的測定 分光光度法》稱取0.02 g(精確到0.000 1 g)原料油，置于25 mL容量瓶中，加入正庚烷溶解并定容至刻度，搖勻。用待測溶液潤洗石英比色皿3次，將待測溶液倒入石英比色皿，以正己烷為參比，在315 nm處測定吸光度。所測的吸光度若不在0.2～0.8之間時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整待測樣品的稱樣量或稀釋待測溶液，再重新進(jìn)行測定。按LS/T 6121.1—2017中計(jì)算公式計(jì)算谷維素含量。

1.2.6 數(shù)學(xué)建模

依據(jù)DRIs推薦，n-3 PUFA的AI為總能量的0.6%，ADMR為總能量的0.5%～2.0%，按照成年人每天需要8.372 MJ的總能量，分別折算成年人每天適宜攝入1.33 g的n-3 PUFA和可接受攝入范圍為1.11～4.44 g。參考中國居民營養(yǎng)與健康調(diào)查數(shù)據(jù)，城市居民膳食n-3 PUFA脂肪酸中有79.7%來自植物油，n-6 PUFA脂肪酸中有68.8%來自植物油，按照每人每天攝入30 g烹調(diào)油計(jì)算[8]，烹調(diào)油中含有3.5%的n-3 PUFA即可滿足人體需要，但當(dāng)?shù)陀?.9%時(shí)無法滿足能量需求及預(yù)防缺乏。同理，烹調(diào)油中含有20.4%的n-6 PUFA即可滿足人體需要，但當(dāng)?shù)陀?2.7%時(shí)無法滿足能量需求及預(yù)防缺乏。據(jù)此進(jìn)行調(diào)和油配方設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型的建立如下(以AI推薦為例)：

式中：a,b,…,n為不同原料油在調(diào)和油中的占比；x1,x2,…,xn為各原料油中n-3 PUFA含量測定值；y1,y2,…,yn為各原料油中n-6 PUFA含量測定值。

1.2.7 計(jì)算機(jī)軟件編程

采用計(jì)算機(jī)軟件平臺將上述數(shù)學(xué)模型開發(fā)成“調(diào)和油配方設(shè)計(jì)系統(tǒng)”計(jì)算機(jī)軟件，輸入各原料油脂肪酸含量測定值，將模型改為軟件程序語言，通過軟件運(yùn)算，獲得多種調(diào)和油配方。

1.2.8 最優(yōu)配方的選擇

設(shè)定最優(yōu)限制條件，通過設(shè)定配方中某些原料油的含量定值，運(yùn)行軟件獲得最優(yōu)調(diào)和油配方。

2 結(jié)果與分析

2.1 原料成分分析

根據(jù)1.2.1～1.2.5方法測定5種原料油的脂肪酸組成及含量，維生素E、植物甾醇、角鯊烯、谷維素含量，結(jié)果如表1和表2所示。

表1 5種原料油主要脂肪酸組成及含量 %

表2 5種原料油營養(yǎng)成分組成及含量 mg/kg

從表1可以看出，所選5種原料油脂肪酸含量各不相同，能夠很好地為調(diào)和油產(chǎn)品提供MUFA和PUFA，其中亞麻籽油可以作為n-3 PUFA的主要提供原料，玉米油、稻米油和花生油可以作為n-6 PUFA的提供原料，菜籽油可以作為MUFA的主要提供原料。從表2可以看出，5種原料油的營養(yǎng)伴隨物種類豐富，其中稻米油的植物甾醇和谷維素含量尤為高。

2.2 計(jì)算機(jī)軟件配方運(yùn)算

根據(jù)1.2.6～1.2.8方法，結(jié)合2.1原料成分?jǐn)?shù)據(jù)，對計(jì)算機(jī)軟件函數(shù)進(jìn)行編程，通過運(yùn)行計(jì)算機(jī)語言，設(shè)定價(jià)格為最優(yōu)限定條件，通過對某種或幾種原料油的添加比例進(jìn)行限定，運(yùn)算得出最優(yōu)配方。

2.3 調(diào)和油配制及成分分析

根據(jù)2.2軟件運(yùn)算結(jié)果，配制出滿足AI推薦和AMDR推薦的調(diào)和油配方，根據(jù)1.2.1～1.2.5方法測定3種調(diào)和油脂肪酸組成及含量，維生素E、植物甾醇、角鯊烯、谷維素含量，結(jié)果如表3所示。

由表3可知，3種配方的n-3 PUFA、n-6 PUFA 均滿足AMDR推薦范圍，而配方三的n-3脂肪酸含量為AMDR推薦范圍的下限，且低于植物油中應(yīng)含n-3脂肪酸的適宜推薦量。因此，為保證油脂生產(chǎn)儲存過程中的成分損失不會對最終攝入造成影響，選擇配方一和配方二的調(diào)和油作為日常飲食，可以滿足DRIs中關(guān)于脂肪酸平衡的要求。

當(dāng)使用配方一和配方二調(diào)和油作為日常烹調(diào)油時(shí)，從烹調(diào)油中還可以攝取到維生素E、植物甾醇、角鯊烯和谷維素，這些營養(yǎng)成分的適量攝入也會對人體產(chǎn)生有益的影響。

表3 3種調(diào)和油營養(yǎng)成分組成及含量

2.4 貨架期跟蹤

為了驗(yàn)證產(chǎn)品在保質(zhì)期內(nèi)營養(yǎng)成分衰減情況，選擇配方二調(diào)配樣品，采用成品所用的充氮技術(shù)和抗紫外線包裝生產(chǎn)樣品，模擬出廠后儲存條件，進(jìn)行為期18個(gè)月的貨架期跟蹤。跟蹤期內(nèi)，每兩個(gè)月對調(diào)和油二樣品進(jìn)行取樣檢測，根據(jù)1.2.2～1.2.5方法測定配方調(diào)和油維生素E、植物甾醇、角鯊烯、谷維素含量，結(jié)果如表4所示。

表4 18個(gè)月貨架期調(diào)和油的營養(yǎng)伴隨物含量 mg/kg

從表4可以看出，18個(gè)月貨架期內(nèi)調(diào)和油二的維生素E、植物甾醇、角鯊烯、谷維素含量無明顯衰減，衰減率均在20%以內(nèi)。

3 結(jié) 論

以DRIs提出的最新脂肪酸攝入平衡和營養(yǎng)成分含量為評價(jià)指標(biāo)，選用玉米油、菜籽油、稻米油、花生油和亞麻籽油作為調(diào)和油的原料油，設(shè)計(jì)出3種調(diào)和油配方。經(jīng)過對3種調(diào)和油樣品成分分析，有兩種配方滿足設(shè)計(jì)依據(jù)，且富含維生素E、植物甾醇、角鯊烯、谷維素等營養(yǎng)伴隨物，通過對樣品進(jìn)行貨架期跟蹤發(fā)現(xiàn)，18個(gè)月保質(zhì)期內(nèi)樣品營養(yǎng)物質(zhì)衰減率均在20%以內(nèi)。本研究可以為其他營養(yǎng)調(diào)和油配方設(shè)計(jì)提供參考。