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【封面论文】团队研究生王少林和Lee Wan Jun博士后共同在食品类核心期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry上发表研究成果

发布时间:2020-08-08 来源:广东高校油脂生物炼制工程技术研究中心

暨南大学理工学院汪勇教授课题组研究生王少林和Lee Wan Jun博士后共同在 Journal of Agricultural and Food ChemistryJCR分区:一区,影响因子:4.192)发表了一篇关于酶法合成纯化高纯度中链、中长链、长链甘油二酯,及其性质表征的文章,并被杂志选为当期封面文章。文章题目为Effect of Purification Methods on the Physicochemical and Thermodynamic Properties and Crystallization Kinetics of Medium-Chain, Medium–Long-Chain, and Long-Chain Diacylglycerols,由汪勇教授指导并为通讯作者。

研究背景:

甘油二酯(Diacylglycerols, DAG)因其具有独特的界面特性而被广泛用作脂肪结晶抑制剂或促进剂,甚至可用作低饱和度/零反式脂肪的食品特种油的脂肪基础成分。DAG可以通过化学合成或酶促合成来制备,酶促合成又可分为甘油解、酯化、水解等方法,其中油脂的来源多为植物或动物。但是由于天然来源脂质的脂肪酸组成较为复杂,其产生的DAG多由各种链长的脂肪酸混合组成。而研究由不同链长的脂肪酸组成的DAG具有较大的挑战,因为不同链长的脂肪酸都有其独特的理化性质、热力学性质和结晶特性。因此,通过酶促合成目标碳链DAG的研究受到了广泛关注。虽然先前在DAG的合成及纯化方法方面有过相关的报道,但对纯化前后DAG的全面性质表征的研究却不多。对DAG进行全面的性质表征,尤其是当其用作乳化剂或结晶改性剂时,在对目标DAG的热力学性质、晶体形态、微观结构和尺寸以及结晶动力学有基本了解的情况下,适当结构化脂质的应用可以生产出具有所需特性的最终目标产物。

研究方法:

本研究采用Novozyme 435 酶催化不同碳链长度的脂肪酸和甘油通过酯化反应合成粗DAG样品, 再分别通过分子蒸馏、脱臭、硅胶柱层析法对粗产物进一步纯化,提高DAG纯度。系统的考察了在不同纯化方法下得到的中链、中长链及长链DAG的理化特性及热力学结晶性质,为其进一步将DAG应用在食品功能性油脂中提供科学依据。

研究结果

无论DAG的碳链长度如何,硅胶柱层析法都能纯化得到高纯度的DAG样品,其次是分子蒸馏和脱臭法所有DAG样品多以1,3-DAG为主而且无论使用哪种纯化方法,纯化后样品的固体脂肪含量(SFC)曲线都会发生改变,SFC随着温度的升高而逐渐增加。 Avrami常数和系数的变化表明纯化后晶体的结构和尺寸发生了变化。DAG的纯度越高,其对应的结晶和熔融温度越高MCDLCD在纯化前后的同质多晶现象也发生了改变,在纯化前后αβ'晶体转变为更稳定的β形式,同时改变了晶体的结构和尺寸。但是,纯化后的MLCD的晶体形态没有明显变化,仅观察到晶体尺寸有所减小。

研究结论

此项研究对比了不同纯化技术对DAG纯度的影响,并系统的对DAG进行性质表征;不同纯度的MCD,MLCDLCD具有独特的SFC曲线、热力学特性结晶动力学和晶体形态,这一发现可以进一步用于制备各种脂质产品,以获得具有所需特性的最终产品。

研究工作受到了中国国家自然科学基金(31671781)(31701525)中国博士后科学基金(2019M663388)和广州市科学技术局(201803020032)的资助。


原文文献:

Shaolin Wang,Wan Jun Lee,Ying Wang, Chin Ping Tan, Oi Ming Lai, and Yong Wang*. Effect of Purification Methods on the Physicochemical and Thermodynamic Properties and Crystallization Kinetics of Medium-Chain, Medium–Long-Chain, and Long-Chain Diacylglycerols. J. Agric. Food Chem. 2020, 68, 31, 8391–8403

 

 

作者简介:

王少林,暨南大学理工学院在读研究生,研究方向为中链、中长链和长链甘油二酯的制备纯化及其在热力学、结晶学方面的研究,在上述方向共发表SCI论文3篇(一篇为共一作者)。熟悉掌握甘油酯纯化制备技术、差示热量扫描仪、核磁分析仪、X射线衍射仪等各种仪器和相关软件的操作及数据分析。

Lee Wan Jun博士,毕业于马来西亚博特拉大学,暨南大学理工学院博士后,研究油脂及其高效递送体系。在超临界流体技术及油脂领域发表了总共16SCI论文及2篇章节,其中5篇论文与1篇章节为第一作者, 2篇论文为共一作者。研究兴趣包括包埋技术及其高效递送体系、超临界流体技术、油脂制备、表征及应用。博士论文课题研究了超临界二氧化碳技术增溶分散制备微胶囊熟悉掌握超临界流体技术、微胶囊技术、脂质分析检测、生物活性成分分析、数学建模与存储质量分析。