结构脂(structuredlipid)即结构脂质,又称重构脂质、质构脂质或设计脂质,严格意义上讲,结构脂是经化学法或酶法改变甘油骨架上脂肪酸组成和(或)位置分布、具有特定分子结构的甘油三酯。结构脂组成和结构上的不同使得其在理化性质和生理作用上有显著不同。

在过去的半个多世纪,长链脂肪酸(LCT)乳剂一直作为肠外营养不可或缺的营养成分应用于治疗,其中碳数在 16-24 之间的长链脂肪酸(long chain fatty acid,简称 LCFA)能为病人提供人体必需脂肪酸与热量,缺点是 LCFA 在体内代谢慢,供能不及时,不能满足术后患者、儿童及消化供能不全的特殊人群的需要。而中链脂肪酸(MCT)能直接进入线粒体,快速氧化供能,但是MCT 不能提供人体必需脂肪酸,且 MCT 在肝脏迅速氧化会使体内的酮体浓度骤然升高,对糖尿病患者不利,严重时会引起中毒。于是,人们开始研发集 MCT 与 LCT 两者优点的产品:中(短)长链结构脂,不仅避免了酮体中毒,能提供必需脂肪酸,且能改善 LCFA 的吸收,其在体内的代谢途径如图所示

结构脂不同于 LCT 与 MCT 或 SCT 的简单物理混合,广义的看,简单物理混合的油脂体系也可认为是一种结构脂(如注射用脂肪乳),但这种混合脂在原来甘油骨架上不会发生脂肪酸的交换和重排,其在消化时仍保留原来单个甘油三酯的吸收率,而结构脂除了具有天然油脂的特性外,还具有简单物理混合油脂体系所没有的特殊营养价值与生理功能。由 MCT(MMM)和 LCT(LLL)两种甘油三酯形成的结构脂,其所含的甘油三酯分子除了 MMM 和 LLL 以外,还有它们的重排产物,如下图

中长碳链结构脂中的重排甘油三酯分子

结构脂本身仍是甘油三酯结构,其物理特性与常规的天然脂质没有大的区别,能保持天然油脂的食品加工性能和口感。结构脂作为食品和食品的组成部分,不仅能改善产品的性质,还具有营养保健作用,具有潜在的预防、治疗特定疾病的作用。

二、sn-2 位为功能性脂肪酸的结构脂

甘油三酯所具有的营养生理活性不仅与其脂肪酸组成有关,而且与脂肪酸和甘油结合的位置相关,甘油分子上脂肪酸的位置分布影响着脂肪的消化吸收和生物学功能,与脂肪水解产物形成及它们在水中的性质有关。

一些研究表明,不饱和脂肪酸在甘油分子上的位置对甘油三酯的自动氧化速率和熔化性质也有影响。PUFA 在 sn-2 位上的甘油三酯要比 PUFA 在其它位上的甘油三酯具有更高的氧化稳定性。

尽管许多甘油三酯型结构脂容易通过化学途径来合成,但是对于那些含多不饱和脂肪酸的甘油三酯来说,却是非常困难的。脂肪酶为多不饱和脂肪酸甘油三酯的合成提供了途径。

三、油脂改性生产结构脂质

结构脂质可定义为通过化学或酶法工艺重新构造或改性的甘油三酯,其脂肪酸组成或在甘油分子内的位置分布发生了变化。开发这些特殊脂质,是为了充分优化各种脂肪酸的功能。据报道,结构脂质对一系列新陈代谢参数有有益影响,如免疫功、氮平衡和从血流中更好的清除脂肪。如前所述,也可合成结构脂质来改善或改变甘油三酯的物理或化学性质,如熔点、固体脂肪含量、碘值和皂化值。

结构脂质常被称作新一代脂质,可视为“营养药物”,可提供有关营养效用以外的保健功效。若这些产品被纳入有着食品的通着外观但有提供特定健康益处效用的产品范围,可被称为功能性食品或功能性脂质。无论如何定义,视其应用类型,结构脂质可以设计成为医疗或功能食品以及营养药物等各种用途。

制备结构脂质的方法之一是从甘油三酯混合物水解脂肪酰基,然后随机地重新酯化到甘油骨架上。通常多种脂肪酸可用于该工艺,包括不同类别的饱和、单不饱和和多不饱和脂肪酸,采用什么脂肪酸取决于期望得到的代谢效果。可以多种脂肪酸结合到同一个甘油分子上。与中链甘油三酯和长链甘油三酯的简单而随机的物理混合物相比,这些结构脂质的结构和代谢相当不同。一个中链甘油三酯和一个长链甘油三酯组成结构脂质时,可能产生 6 种脂肪酸组合:两个中碳链脂肪酸和一个长碳链脂肪酸,一个中碳链脂肪酸两个长碳链脂肪酸,两个位置异构体,以及少量的起始中链甘油三酯和长链甘油三酯(见下图)

甘油三酯的物理调和与结构脂质

采用 sn-1,3-特异性脂肪酶进行长链甘油三酯与中链脂肪酸或中链脂肪酸的酯交换,可以得到 sn-1,3 位含中链脂酰基而 sn-2 位含长链脂肪酸的甘油三酯。这样的产品在自然界中是不存在的,而且难以用化学催化反应来合成。用于合成这些结构脂质的两种可能方法如下图所示。两种策略的关键点是使用 sn-1,3-特异性脂肪酶,目的是用 sn-1,3-特异性脂肪酶将处于甘油三酯的 sn-1 和 sn-3 位的脂肪酸残基替换掉,而保持 sn-2 位的脂肪酸残基不变。

酶催化合成特定结构脂质

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中长链脂肪酸消化吸收是普通长链脂肪酸的 4 倍,营养成分由 sn-2 单酰甘油酯被黏膜细胞迅速吸收,快速传递到所需部位形成多靶点对早期形成的病灶进行修复,起到预防缓解作用,增进术后患者康复速度与体质恢复,最大程度上弥补普通临床营养脂肪酸康复速度慢的不足。企业优先推出的产品有:“速之利多”对肥胖高甘油三酯、血脂异常、轻度中度脂肪肝特效、解决肠胃出血便秘问题“肠之利多”、肿瘤患者重大创伤者也可以流食专用“免之利多”食用油及速溶粉、前列腺及泌尿系统病患专用“肾之利多”食用油及速溶粉、乳腺癌疾病专用“乳之利多”食用油速溶粉、防流行病毒及临床病毒的“防之利多”食用油、用于妇女妊娠乳母阶段提高抗病免疫能力、防治便秘、为婴儿补充 DHA 专用油及速溶粉。

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