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共轭亚油酸酯类衍生物的研究进展

时间:2024-08-31

郭小婧,张东辉

(长江大学 生命科学学院,湖北 荆州 434025)

共轭亚油酸(Conjugated linoleic acid, CLA)是含有共轭双键的十八碳二烯酸在不同位置和立体构型上形成的异构体的总称。天然和人工合成的 CLA有28种异构体,其中以c9,t11-CLA及t10,c12-CLA为研究最多、发挥生理功能较好的2种主要异构体。大量的研究表明,c9,t11-CLA和t10,c12-CLA具有抗癌、降血脂、抗动脉粥样硬化、提高免疫力、防治糖尿病、减肥等多种生理功能[1],这使得CLA作为营养保健品逐渐被广大消费者所喜爱。但是,目前国内外销售的CLA制品主要以游离脂肪酸形态存在,其口感不佳、稳定性差、易氧化变质,氧化酸败产生的某些小分子物质对人体健康不利,从而限制了应用。为了提高CLA的稳定性,可对CLA的结构进行改造,而合成CLA酯类衍生物就是一种很好的选择。CLA酯类衍生物是指CLA发生酯化反应后生成的CLA酯,主要包括共轭亚油酸乙酯、共轭亚油酸甘油酯、共轭亚油酸植物甾醇酯以及其他酯类衍生物。与CLA相比,CLA酯类衍生物具有优异的亲脂性,更易于被人体吸收,其稳定性和口感均能大幅度提高,且具有与CLA同等或更优的生理功能。CLA 酯类衍生物具有抗氧化、减肥、降低血脂血糖、降低胆固醇、抗癌等多种作用,对CLA酯类衍生物的开发,将增加CLA产品的种类,拓宽CLA的应用领域,提高CLA产品的附加值。CLA 酯类衍生物可作为多功能添加剂,在化妆品、食品、医药以及饲料行业中均有广阔的应用前景。本文介绍了CLA酯类衍生物的种类及合成方法、分离纯化方法、检测方法、储存稳定性及其应用,以期为CLA酯类衍生物的深入研究和开发利用提供参考依据。

1 共轭亚油酸酯类衍生物的种类及合成方法

1.1 共轭亚油酸乙酯及其合成方法

共轭亚油酸乙酯(Conjugated linoleic acid ethyl ester,CLAEE)是CLA与乙醇酯化而成。CLAEE的合成方法包括化学合成法和酶催化法。化学合成法是利用硫酸、对甲苯磺酸等催化CLA与乙醇直接酯化或利用乙醇钾、乙醇钠等催化高含亚油酸油脂(如红花籽油)的乙酯转化成CLAEE。Niezgoda等[2]利用硫酸催化t10,c12-CLA与乙醇酯化生成CLAEE,将1.12 mmolt10,c12-CLA加入10 mL 4%硫酸溶液中,于磁力搅拌器中50℃反应4 h条件下,得到t10,c12-CLAEE,气相色谱检测其转化率为98%。毕艳兰等[3]以乙醇钾为催化剂催化红花籽油乙酯制备CLAEE,在真空度-0.1 MPa、乙醇钾添加量5%、110℃下反应3 h,制得CLAEE相对含量为(75.44±1.18)%,得率为(69.50±3.09)%的产物,主要成分为c9,t11-CLAEE及t10,c12-CLAEE。酶催化法是利用酶催化CLA与乙醇发生酯化反应,常用的脂肪酶有Novozyme 435、AY30、Candidarugosalipase (CRL)、Lipase fromCandidacylindracea。Yu等[4]利用MSU-H为载体固定CRL催化CLA与乙醇合成CLAEE,在CLA 4.7 mmol、乙醇4.7 mmol、80 mg固定在MSU-H(13.3)的CRL、反应温度45℃、反应时间8 h、转速120 r/min条件下,反应总酯化率为67.8%,其中c9,t11-CLA的酯化率为95.2%,t10,c12-CLA的酯化率为48.6%。将CRL固定于15%NH2-Si(p)后催化CLA与乙醇酯化,总酯化率为27.8%,其中c9,t11-CLA的酯化率为55.5%,而t10,c12-CLA的酯化率为17.9%[5]。由此可见,固定化的CRL优先利用c9,t11-CLA合成CLAEE,且c9,t11-CLA的酯化率是t10,c12-CLA的2~3倍,适合用于工业生产c9,t11-CLAEE或从CLA混合物中分离c9,t11-CLA。

1.2 共轭亚油酸甘油酯及其合成方法

共轭亚油酸甘油酯(Conjugated linoleic acid glycerides,CLAG)是指CLA与甘油发生酯化后的产物,有共轭亚油酸甘油单酯(Conjugated linoleic acid monoglycerides,CLA-MG)、共轭亚油酸甘油二酯(Conjugated linoleic acid diglycerides , CLA-DG )和共轭亚油酸甘油三酯( Conjugated linoleic acid triglycerides,CLA-TG)。其中CLA-MG包含α-甘油单酯和β-甘油单酯,CLA-DG包含1,3-甘油二酯和1,2-甘油二酯。目前CLAG主要通过以下两种方式获得:化学合成和酶催化法。化学合成CLAG是指CLA与甘油直接酯化或含亚油酸油脂(如红花籽油)经共轭化后与甘油酯发生酯交换反应生成CLAG。王雪等[6]在亚临界水的状态下,将CLA和甘油直接酯化合成CLAG,在CLA和甘油物质的量比2∶1、反应压力13 MPa、反应温度250℃和反应时间40 min条件下得到CLAG,其中CLA转化率为96.3%。大连医诺生物股份有限公司[7]先将红花籽油甲酯共轭化反应制得CLA甲酯,再用甲醇钠催化CLA甲酯与三醋酸甘油酯发生酯交换反应生成CLA-TG,可以得到纯度为95%以上的CLA-TG。酶法合成CLAG是指在脂肪酶的作用下,CLA与甘油发生酯化反应或CLA(酯)与甘油(酯)发生酯醇、酯酸和酯酯交换反应所得,常用于制备CLAG的脂肪酶有Lipozyme TL IM、Novozyme 435、Lipases B fromCandidaAntarctica、Rhizomucormiehei(RML)、Thermomyceslanuginosus(TLL)、Lipozyme RM IM等。黄楚楚等[8]通过固定化脂肪酶Lipozyme TL IM催化CLA乙酯与单油酸甘油酯(GMO)发生反应生成1,3-DAG,在20%(质量分数)Lipozyme TL IM、CLA乙酯与GMO物质的量比3∶1、220 r/min、50℃水浴摇床中反应2 h条件下生成1,3-DAG,其中CLA含量为66.39%。Lian等[9]利用固定在ECR1030树脂上的脂肪酶MAS1-H108A催化CLA与甘油酯化反应,在酶用量50 U/g、CLA与甘油物质的量比3∶1、反应温度55℃和反应时间24 h条件下,合成了富含CLA的甘油三酯(TAG),其中CLA含量高达69.19%,TAG含量为95.21%,DAG含量为4.39%。此外,固定化的MAS1-H108A使用10次后催化活性仍保持初始活性的95.11%,说明固定化的MAS1-H108A具有很好的催化活性和可重复利用性,有望利用其在工业中生产CLAG。

1.3 共轭亚油酸植物甾醇酯及其合成方法

植物甾醇是由1个五元环和3个六元环组成的三萜类物质,最常见的有β-谷甾醇、大豆甾醇及菜油甾醇等。游离型植物甾醇不溶于水,脂溶性也很差,不易被人体吸收利用。共轭亚油酸植物甾醇酯(Conjugated linoleic acid phytosterol ester,CLAPE)既可以改善甾醇的脂溶性,又兼具两者的生物学功能。CLAPE是由CLA与植物甾醇直接酯化或CLA甲酯(或乙酯) 与植物甾醇通过酯交换得到,反应过程一般需要使用催化剂,可分为化学催化剂和酶。常用的化学催化剂有十二烷基硫酸钠、甲醇钠等。董涛[10]以十二烷基硫酸钠催化CLA与植物甾醇合成CLAPE,在N2保护下,当CLA与植物甾醇物质的量比为 1.2∶1时,添加2%十二烷基硫酸钠,于110℃反应3 h,制得CLAPE,该条件下酯化率达77.1%。李春荣等[11]利用甲醇钠催化CLA甲酯与植物甾醇通过酯交换反应合成CLAPE,在CLA甲酯150 g、植物甾醇90 g、甲醇钠1.0 g、真空度1.330~2.67 kPa、120℃条件下反应2 h,CLAPE产率为94%,其中CLAPE含量为96%。化学催化剂虽反应迅速,但反应能耗过高,对设备要求高。常用的酶催化剂有CRL、Novozym 435、Pseudomonas、Chirazyme L-2 c.-f. C2等。Li等[12]通过固定化Chirazyme L-2 c.-f. C2催化β-谷甾醇与CLA酯化合成共轭亚油酸β-谷甾醇酯,在β-谷甾醇浓度50 μmol/mL、底物物质的量比 1∶1、Chirazyme L-2 c.-f. C2用量20 mg/mL、转速150 r/min、反应温度50℃、反应时间72 h条件下,得到产率为 72.6%的共轭亚油酸β-谷甾醇酯。汤桂云等[13]使用脂肪酶CRL催化合成共轭亚油酸大豆甾醇酯,通过正交试验优化的反应条件为大豆甾醇与CLA物质的量比1∶3、 脂肪酶CRL添加量6%、反应温度50℃和反应时间48 h,在优化条件下共轭亚油酸大豆甾醇酯产率为 98.94%。由此可见,CRL能高效催化CLAPE的合成,后续可采用固定化技术提高其催化效率,同时保持其重复利用率,加快其在CLAPE合成的工业化应用。

1.4 共轭亚油酸薄荷醇酯及其合成方法

共轭亚油酸薄荷醇酯(Conjugated linoleic acid l-menthyl ester,CLAME)是由CLA与L-薄荷醇发生酯化反应所生成的物质,多用于分离纯化CLA异构体c9,t11-CLA和t10,c12-CLA。CLAME的合成多用酶作为催化剂,常用的酶为褶皱假丝酵母脂肪酶AY30与OF。Jafari等[14]优化了无溶剂体系中CLA(c9,t11-CLA+t10,c12-CLA)与L-薄荷醇酯化的条件,当反应时间23.12 h、反应温度32.65℃、脂肪酶AY30用量 135.40 U、CLA与L-薄荷醇物质的量比1∶1.7、体系pH 7.7时,c9,t11-CLA的转化率为93.6%。Giua等[15]检测了CLA 4种不同异构体在褶皱假丝酵母脂肪酶催化下与L-薄荷醇酯化后的含量,将脂肪酶250 μg、 CLA 10 mg、L-薄荷醇5.7 mg混合溶于100 μL正己烷中反应10 min后,N2吹干正己烷,加入3 μL水,然后在磁力搅拌器中30℃分别反应8、16、24、32、48 h,发现反应16 h的总酯化率最高,为48%,产物含c9,t11-CLA(40.99±3.69)%、c11,t13-CLA(28.66±2.48)%、t10,c12-CLA (17.66±4.13)%、t8,c10-CLA (12.70±2.00)%,反应8 h生成的CLAME中c9,t11-CLA含量最高,为(50.16±3.12)%。由此可见,褶皱假丝酵母脂肪酶在催化CLA与L-薄荷醇酯化反应过程中,对底物CLA异构体具有选择性,催化c,t-CLA合成CLAME的反应选择性优于t,c-CLA,且对c9,t11-CLA的选择利用性高于c11,t13-CLA,所以CLAME的制备反应可以用于分离CLA的4种异构体。

1.5 共轭亚油酸其他酯类衍生物及其合成方法

共轭亚油酸维生素C酯是CLA与维生素C(L-抗坏血酸)反应合成的产物。Yang 等[16]利用脂肪酶Novozym 435催化合成共轭亚油酸维生素C酯, 将2.11 mmol/mLL-抗坏血酸、2 mmol/mL CLA、15% Novozym 435加入三氟乙酸甲酯中于70℃反应32 h,合成共轭亚油酸维生素C酯的产率约为200 g/L。

共轭亚油酸左旋肉碱酯是CLA与左旋肉碱(L-肉碱)反应合成的产物。Li等[17]研究了无溶剂体系中CLA与L-肉碱生成共轭亚油酸左旋肉碱酯的条件,在1 mmol CLA、1 mmolL-肉碱、150 mg 脂肪酶 AY30、50%水、150 mg 4 Å分子筛、45℃反应24 h条件下合成了共轭亚油酸左旋肉碱酯,最大转化率为60.9%。

共轭亚油酸蔗糖酯是CLA或CLAEE与蔗糖反应合成的物质。杨国龙[18]用K2CO3催化蔗糖与CLAEE合成共轭亚油酸蔗糖酯,在反应时间3.5 h、 CLAEE与蔗糖物质的量比3∶1 或4∶1、反应温度125℃、催化剂K2CO3用量 7%(以底物总物质的量为基准)、相转移催化剂四丁基溴化铵用量16%(以底物总物质的量为基准)、促进剂亚油酸钾用量16%(以底物总物质的量为基准)、反应压力小于0.004 MPa、搅拌速度不小于400 r/min条件下,最终产率为80%左右。

共轭亚油酸冰片酯是CLA与冰片酯化合成的物质。王羽伦[19]以脂肪酶AYS为催化剂,在无溶剂体系中合成共轭亚油酸冰片酯,优化的反应条件为:2.5 mmol CLA与1 mmol冰片混匀,脂肪酶AYS 用量为冰片质量的40%,pH 7.0缓冲液用量为30%,180 r/min,40℃反应48 h。在优化的反应条件下,酯化率为(79.2±0.5)%。

随着化学合成技术的提升以及酶法催化效率的提高,CLA酯类衍生物的合成已越来越多,除上述所述CLA酯类衍生物外,还包括共轭亚油酸甲酯、共轭亚油酸葡萄糖酯、共轭亚油酸乳糖酯等,种类繁多。CLA酯类衍生物的合成方法中,传统化学合成法因操作简单、技术成熟、成本低等优点更易应用于工业生产,但存在产物复杂、纯化困难、环境污染等缺点需要改进。酶法具有反应条件温和、能耗低、副产物少、环境友好的优点,但存在反应时间长、酶活性不稳定、成本高等问题,亟待解决。

2 共轭亚油酸酯类衍生物的分离纯化方法

CLAEE、CLAPE、CLAME等由于酯化反应产物相对简单,所以其分离和分析相对容易。但是CLAG的反应底物甘油有3个—OH,可以与CLA生成甘油单酯、甘油二酯和甘油三酯,产物复杂,因此CLAG的分离纯化相对复杂。CLA酯类衍生物的分离纯化方法主要有超临界CO2萃取技术,分子蒸馏法,硅胶柱层析法,柱层析、薄层色谱和液相色谱结合法,模拟移动床色谱系统等。分离纯化方法的选择需要根据样品所需纯度而定,对纯度要求高的样品可选择多种纯化方法组合使用。

2.1 超临界CO2萃取技术

超临界CO2萃取技术是指在超临界状态下,待分离的物质与CO2充分接触后,根据其沸点高低、极性大小而依次溶解,然后通过节流膨胀、减压、升温等操作使CO2和萃取物分离,从而实现提纯的目的。许鹏[20]利用超临界CO2分别萃取纯化了CLAEE和CLAG,发现当压力为10 MPa、温度梯度为35~56℃时,CLAEE的含量由67.2%提高到93.6%。利用超临界CO2萃取CLAG时发现[21],当分离塔内无温度梯度时,产物分离速率最快,但效果较差,分离塔温度梯度为10℃、压力为12.75 ~16 MPa时,脱酸效果最好,且超临界CO2萃取技术对CLAG中各组分具有选择性萃取的效果,其中对转化率为90.64%的CLAG(CLA-MG、CLA-DG、CLA-TG的含量分别为35.34%、54.41%、10.19%)进行萃取后,CLA-MG、CLA-DG、CLA-TG的最高含量分别可达40.35%、67.08%、18.99%,可见超临界CO2萃取技术对CLA-DG的萃取效果最好。

2.2 分子蒸馏法

分子蒸馏法是由于待分离物中各组分分子平均自由程的不同而实现分离的方法,适用于沸点高、黏度高、热稳定性差的物质分离。Cao等[22]采用分子蒸馏法获得了高纯度的CLA-TG,先使用脂肪酶SMG1将CLAG中的CLA-MG和CLA-DG水解成游离脂肪酸,再通过分子蒸馏法获得高纯CLA-TG,在分子蒸馏塔温度150℃、进料温度60℃、物料流速2.7 g/min、冷凝温度25℃、薄膜蒸馏刮板转速250 r/min、蒸馏压力8.1 Pa时,可得到纯度为99.8%的CLA-TG。

2.3 硅胶柱层析法

硅胶柱层析法是依据待分离物中各组分在硅胶上的吸附力不同而使其分离的方法。孙慧娟[23]先采用薄层色谱法对酯化产物CLAPE进行定性分析,然后使用硅胶柱层析法对其进行分离纯化,结果表明,当以石油醚(沸程60~70℃)-乙醚-乙酸(体积比80∶20∶1)为展开剂,硅胶柱中流动相流速为1.5 mL/min,填充高度为 65 cm,样品最大上样量为 5 g 时,样品中各组分均能得到较好的分离, CLAPE纯度可达到 90%。

2.4 柱层析、薄层色谱和液相色谱结合法

柱层析、薄层色谱和液相色谱结合法主要用来分离纯化CLAG,先利用柱层析法把CLAG混合样品中的几种不同组分分离,再用薄层色谱法初步鉴定各种馏分的成分,最后使用液相色谱对分段收集产物进一步分离纯化。刘珍珠[24]使用柱层析、薄层色谱和液相色谱结合法实现了CLAG的分离纯化,柱层析法中用10%乙醚石油醚溶液洗脱得到馏分1, 30%乙醚石油醚溶液洗脱得到馏分2,100%乙醚溶液洗脱得到馏分3。再使用薄层色谱法对比标样初步鉴定馏分1、2、3分别为CLA-TG、CLA-DG、CLA-MG,使用的展开剂为石油醚-乙醚-冰醋酸(体积比 30∶70∶1)。液相色谱法中用正己烷-异丙醇(体积比为9∶1)分别溶解馏分1、2、3,流动相A为正己烷,流动相B为异丙醇,当正己烷-异丙醇体积比为95∶5时, CLA-TG、1,3-CLA-DG 和1,2-CLA-DG能依次得到分离,当正己烷-异丙醇体积比为90∶10时,可分离出CLA-MG。

2.5 模拟移动床色谱系统

模拟移动床色谱系统是多个色谱柱串联而成的装置。自然资源部第一海洋研究所[25]发明了一种利用模拟移动床色谱系统纯化高浓度CLAEE的方法。该色谱系统为四区模拟移动床,每区均串联2根色谱柱,色谱柱固定相为C18硅胶,洗脱液为甲醇-水(或乙醇-水或乙腈-水)(质量比80∶20),该法使纯度80%的CLAEE纯化为纯度97%以上的高纯品。

总之,超临界CO2萃取技术具有绿色环保、无溶剂残留等优点,但维持超临界状态需要很高的操作压力,设备昂贵,分离CLA酯类衍生物的成本相对较高。分子蒸馏法蒸馏压力低、受热时间短、工艺简单、分离效率高、不污染环境、且能回收利用未反应的CLA,是分离纯化CLA酯类衍生物的一种经济合理的方法,但分离相对分子质量相近的物质效果较差。柱层析法成本低廉、分辨率高、选择性好、速度快,因此适用于杂质多、含量少的复杂样品分析,同时由于其耗时长、溶剂用量大、处理能力小,现多用于实验室阶段。模拟移动床色谱系统产品纯度高、溶剂消耗少、可连续操作、可自动控制,适用于工业化生产,但对后续产品需要脱除溶剂,同时设备投资高。

3 共轭亚油酸酯类衍生物的检测方法

3.1 气相色谱法

气相色谱法(GC)是根据样品中各组分在固定相中吸附力和溶解力的不同而实现各成分的分离检测。GC法检测CLA酯类衍生物应选用强极性的长石英毛细管色谱柱,常用的色谱柱有CP-Sil 88(100 m×0.25 mm×0.2 μm)、DB-23(60 m×0.25 mm×0.15 μm)、SP-2560(100 m×0.25 mm×0.2 μm)等,检测器常选用氢离子火焰检测器(FID)、质谱检测器(MS)等,采用程序升温方式。惠菊[26]使用GC法测定了CLAG中CLA的含量,检测条件为:CP-Sil 88毛细管色谱柱(100 m×0.25 mm×0.2 μm);FID检测器;进样口温度250℃;检测器温度250℃;空气压力50 kPa;氢气压力60 kPa;氮气压力220 kPa;程序升温为70℃保持4 min, 13℃/min升温至175℃保持27 min, 4℃/min升温至215℃保持31 min。检测结果显示,CLAG中CLA含量为17.1%,其中含c9,t11-CLA (8.12±0.28)%,t10,c12-CLA(9.01±0.21)%。

3.2 高效液相色谱-蒸发光散射检测器(HPLC-ELSD)检测方法

由于CLA异构体较多,人们常用银离子高效液相色谱法(Ag+-HPLC)检测CLA及其酯类衍生物(尤其是甘油酯),检测器一般采用紫外检测器(UV)、示差折光检测器(RID)和蒸发光散射检测器 (ELSD),检测方法选择正相色谱法和反相色谱法均可。刘珍珠等[27]使用反相高效液相色谱配ELSD测定了CLAG中各组分含量,实验中流动相A为正己烷,流动相B为正己烷-异丙醇-乙酸乙酯-甲酸(体积比80∶10∶10∶0.1),上样量10 μL,流量1 mL/min,梯度洗脱,氮气流量1.5 mL/min,漂移管温度40℃。检测结果显示,共轭亚油酸甘油酯样品中CLA-TG、1,3-CLA-DG 、1,2-CLA-DG和CLA-MG含量分别为 79.49%、 10.08%、9.22%、0.55%,各甘油酯的相对标准偏差(RSD)分别为1.5%、4.7%、4.5%、3.5%,检出限分别为 0.06、0.2、0.2、0.25 mg/L。

3.3 高效液相色谱-傅里叶红外光谱分析

以上3种检测方法是CLA酯类衍生物的常用方法。气相色谱法具有样品用量少、 前处理简单、检测速度快、选择性高、灵敏度高和分离效率高等优点,适用于CLAEE、CLAPE、CLAME等的检测,但CLAG 的沸点很高,难以汽化,GC检测CLAG重现性较差,且GC测定需对样品先进行甲酯化,检测结果无法确定CLA的酯型。高效液相色谱法具有操作简单、便于自动化、高效快速、保护样品不被破坏等优点,适用于大分子物质和热不稳定物质,可用于CLA酯类衍生物的检测。FTIR具有分辨率高、对样品无破坏性、 操作简便快捷等优点,多用于CLA酯类衍生物的结构分析鉴定。除以上介绍的检测方法外,还包括常用的紫外光谱法、气质联用法以及核磁共振法等。上述方法在分析不同物质时,应根据样品的性质和各分析方法的特点合理选择,也可将多种方法结合使用。

4 共轭亚油酸酯类衍生物的储存稳定性

CLA酯类衍生物在储存和应用加工过程中会发生氧化反应,生成的过氧化脂质对人体健康不利,为了防止CLA酯类衍生物的氧化并维持其稳定性,常通过添加抗氧化剂、微胶囊化或加工成胶丸等方式增强其稳定性。

刘美玉等[28]研究了CLAEE和CLAG的氧化稳定性,结果显示CLAG的稳定性强于CLAEE,当添加0.02%的维生素E时二者的氧化稳定性提高。

罗文静[29]对内容物为CLAEE的CLA软胶囊进行质量评估,发现CLAEE在高温、高湿和强光环境下均具有较强的稳定性,而其囊壳则稳定性相对较差。这表明将CLAEE制成软胶囊后可以增强其氧化稳定性。

刘明[30]比较了塑料瓶和铝听2种包装形式下CLAG的稳定性,并研究了不同形态下的CLAG应用于烘焙时对产品感官的影响,检测了2种不同形态的CLAG的稳定性,实验结果表明:塑料瓶和铝听包装的CLAG的颜色、脂肪酸组成及过氧化值均十分稳定,且塑料瓶包装的CLAG的气味稳定,但铝听包装的CLAG保存2个月后便有哈喇味;相同CLA含量的CLAG及CLAG微囊粉烘焙制备的面包,在气味、口味及外观上无明显差异,但用CLAG(CLA含量 3%)烘焙制备的饼干有明显的哈喇味,同时CLAG及CLAG微囊粉对 200℃以上短暂(6~9 min)的高温均具有一定的耐受性,但CLAG微囊粉较CLAG的耐高温性更强。由此可看出,CLAG的塑料包装优于铝听包装,将CLAG制成微囊粉有利于保持CLAG的稳定性。

孙慧娟[23]考察了CLAPE在油脂中的溶解度及过氧化值,CLAPE相比植物甾醇在植物油中的溶解度提高了 20~30 倍,且CLAPE的抗氧化效果较植物甾醇强,当CLAPE的添加量为 0.10 mg/g时,显著提高了猪油和花生油的氧化稳定性。另外,0.02%的维生素E可以提高CLAPE的抗氧化效果,而维生素C对维生素E和CLAPE的氧化稳定性没有增效作用。这表明CLAPE具有一定的抗氧化性,且0.02%的维生素E可作为CLAPE的抗氧化剂。

5 共轭亚油酸酯类衍生物的应用

CLA酯类衍生物较CLA性质稳定、口感好、易于储存,且易被人体消化吸收,同时也具有CLA的各项生理功能,可作为功能添加剂加入药品、食品、化妆品和饲料中,具有广泛的应用前景。

5.1 在医药行业中的应用

CLA酯类衍生物具有抗氧化、减肥、降低血脂血糖、降低胆固醇、抗癌等多种作用。CLAEE、CLAG、CLAPE均具有抗氧化作用,且抗氧化效果较CLA强。共轭亚油酸左旋肉碱酯、CLAG均具有减肥功能,且CLAG比CLA更易被淋巴细胞吸收,1%的CLAG能显著减少小鼠体内血清甘油三酯含量,并抑制高脂血症的发生[31]。赵树法[32]以小鼠为模型比较了游离CLA与CLAG在降血脂及减肥活性上的差异,结果显示两者均具减肥功能,减肥效果无显著差异,但CLAG在降低血脂、血糖方面优于CLA,CLAG对血糖、瘦素、TNF-肿瘤坏死因子、胰岛素均有降低作用,而CLA仅能降低瘦素、TNF-肿瘤坏死因子,对血糖有增高作用。CLAG、CLA对肝脏甘油三酯、总胆固醇均有降低作用,两者效果无显著差异。体外实验证明,CLAPE可以通过抑制胆固醇在小肠内的吸收,从而有效降低胆固醇含量[33]。CLAG、CLAPE均具有抗癌功能[34-35],许浮萍[34]证明了CLAG(CLA含量47%)对人体前列腺淋巴结癌细胞LNCaP的增殖有抑制作用,且CLAG与CLA标样(CLA含量80%)具有同等的抗癌功能。共轭亚油酸冰片酯具有抗肿瘤的作用,对人肝癌细胞HepG2的增殖抑制作用强于CLA[19]。鉴于CLA酯类衍生物的上述生理功效,可将其作为药品或药品辅料应用于医药行业中。

5.2 在食品行业中的应用

CLA酯类衍生物可作为营养强化剂或抗氧化剂应用于食品行业中。CLAG、CLAPE均已被我国卫生部批准为脂类新资源食品,可直接食用或添加至乳制品、饮料、烘焙食品、食用油等产品中。如将CLAG作为膳食补充剂直接添加到乳制品(尤其是液态制品)中,得到具有优良口感的功能性乳制品[36];利用CLAPE的抗氧化性制备富含复配型天然抗氧化剂的玉米油,可延长玉米油的货架期[37]。

5.3 在化妆品行业中的应用

CLAEE能够美白皮肤、防止皮肤细胞脂质过氧化及紫外线引起的自由基损伤,可作为功能化妆品的助剂使用。CLAEE是一种高效低毒的抗氧化剂,抗氧化性较CLA强,细胞毒性较CLA弱,两者的乳膏体外透皮吸收实验证明,CLA的摄取量在3 h内几乎达到饱和,而CLAEE的摄取量在24 h内持续增加,且摄取量远大于CLA[38]。共轭亚油酸维生素C酯能清除自由基、抗氧化、消炎、减少紫外线对皮肤的损伤、平滑皱纹,可用于制作洗面奶、洗涤剂、口红、保湿霜、防晒霜等多种日用护肤品和化妆品[39]。

另外,CLA酯类衍生物还可以用于动物饲料添加剂,促进动物生长,预防动物疾病,提高动物产品的品质。

6 结束语

CLA酯类衍生物因具有众多的生理功能,且稳定性和口感较CLA好,已受到研究者的广泛关注。目前已有部分CLA酯类衍生物投入生产,但工业生产方法主要是化学合成法,其对设备要求高、产物难分离,且生产有“三废”排放。酶法合成CLA酯类衍生物反应条件温和、特异性强、无污染废弃物,是未来极具前景的生产方法,后续需提高酶的热稳定性及使用率,降低生产成本,加速酶法生产CLA酯类衍生物的工业化。CLA酯类衍生物的分离检测需要根据样品量、纯度要求、经济成本等选择最合适的方法,结合工业生产实际条件,对于纯度要求较高的产品,建议选择两种或多种分离纯化方法组合。另外,模拟移动床色谱系统上样量大,可以连续操作,产物纯化率高,应加大研究力度,推动其在工业生产中的应用。CLA酯类衍生物虽已广泛应用于食品、化妆品、医药和饲料行业,但如何进一步提高其稳定性,延长其货架期还值得深入研究,以提升CLA酯类衍生物的应用价值和经济价值。

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