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乳脂肪冷却和贮藏会导致脂肪球内三酰基甘油(TAG)的结晶,结晶TAG主要是由长链饱和脂肪酸组成,低温下结晶的TAG趋于形成稳定的β晶型,这部分固态脂的熔点高于人体温度(>37℃)。牛乳脂肪中高熔点固态脂在人体胃肠道环境中溶解、乳化、脂解、消化和吸收是一个需要探究的科学问题。本文研究了高熔点固态脂的形成及形成机理、体外体内的消化吸收特征以及高熔点固态脂代谢机制及对大鼠餐后血脂的影响。首先分析了天然乳脂肪球的形态结构以及脂肪球内TAG的热特性和同质多晶性,然后研究了不同加工工艺(冷却速率、均质压力和冷藏时间)对TAG结晶和熔化特性的影响。天然乳脂肪球的平均粒径为3.11μm,脂肪球内TAG的初始结晶温度(Tonset)和最终熔化温度(Tendset)分别为19.0℃和37.4℃。快速冷却(5℃/min)迫使TAG排列形成细小的亚稳态α晶型;而慢速冷却(1℃/min)有利于脂肪球内TAG形成较热力学稳定的β型球晶,结晶Tonset较高(20.8℃)。高压均质破坏了脂肪球膜并显著降低了脂肪球的粒径,抑制了高熔点固态脂的形成,均质压力为20 MPa、30 MPa和40 MPa时,脂肪球内TAG的熔化Tendset分别为37.7℃、36.7℃和36.4℃。在4℃冷藏72 h期间,脂肪球内TAG发生了α→β’→β的多晶型转变,β晶型的百分占比从45.2%增长到77.0%,熔化Tendset从37.8℃升高到了41.6℃。加工和冷藏过程中温度波动诱导乳脂肪发生结晶和重结晶,脂肪球内TAG分子发生多晶型转变和结构重排,形成了热力学稳定的高熔点固态脂。采用多步干法分提在30℃、20℃和15℃三个温度节点从反复冻熔的乳脂肪中分离得到30S/30L、20S/20L和15S/15L六个固/液组分。其中,30S和20S是高熔点组分,熔化Tendset分别为42.1℃和38.9℃,长链饱和TAG的含量分别为19.3%和3.2%;20L和15L是低熔点组分,Tendset为22.0℃和17.1℃,长链饱和TAG含量为1.8%和0.1%。以全乳脂肪(WF)、20L、20S和30S作为TAG内核重构乳脂肪球,四种重构乳脂肪球的表面积平均粒径D[3,2](0.5μm)和比表面积S(12.3 m~2/g)与均质后的天然乳脂肪球类似。采用三阶段半动态体外消化模型评估WF、20L、20S和30S重构乳脂肪球的体外消化特性,基于HPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS和GC-FID监测消化过程中TAG(142种)以及水解释放的二酰基甘油(DAG,64种)、单酰基甘油(MAG,22种)和游离脂肪酸(FFA,13种)。在口腔中,重构乳脂肪球由于淀粉酶的桥联作用发生轻微絮凝。在胃中,20L发生较大程度的水解(57.3%),表观水解速率常数k为6.1×10-3 min-1,脂肪球的界面出现大量液体有序结构域;而高熔点30S和20S的水解程度(29.8%和28.0%)和表观水解速率常数(2.4×10-3 min-1和2.1×10-3 min-1)仅有20L的1/3~1/2,在胃中发生聚集和沉降。在小肠中,20L几乎被完全水解,30S和20S在胃中形成的聚集体也在胆汁盐和胰脂酶的乳化和水解作用下发生深度解离,但仍存在少量未被完全消化的脂质(29.9μmol/g和19.9μmol/g)形成混合胶束或囊泡,30S消化120 min后仍有5.8%的TAG残余。采用成年健康大鼠模型研究了WF、30L和30S重构乳脂肪球在体内胃排空、脂解吸收、饱食信号释放以及餐后血脂响应的差异。在胃中,30L呈柔软的水状凝乳,30S呈固体凝块状,30S中TAG的消化率(39.2%)显著小于30L(60.1%),并且DAG的释放量较低,分别为208.2μmol/g和315.5μmol/g。在小肠中,DAG被进一步水解为sn-2 MAG和FFA,并被小肠细胞吸收,30S水解产物的吸收和再利用率低于30L,分别为68.2%和75.7%。此外,灌胃30S重构乳脂肪球引起的餐后血脂响应(总甘油三酯,TG;总胆固醇,TC)弱于30L,但是30S组中饱食信号(胆囊收缩素,CCK;胰高血糖素样肽-1,GLP-1;酪酪肽,PYY)的释放水平比30L高5.9%~11.4%。30S在大鼠胃肠道较慢的水解释放速率产生了稳定的餐后血脂响应和较强的饱腹感。以WF、30L和30S作为唯一脂质来源,研究了高熔点固态脂对SD大鼠生长情况、生理生化指标、组织形态学以及脂代谢相关酶的表达水平的影响。30S组大鼠每日摄食量(18.70 g/d)少于30L组(19.65 g/d),并且体重较轻(370.18 g vs.390.23 g),两组之间脏器指数以及血清生化指标差异较小,但30S组大鼠肝脏中载脂蛋白B(Apo B)水平较高,肾周脂肪细胞尺寸(7.73mm~2)显著小于30L组(10.62 mm~2),并且肝脏中脂肪蓄积较少。以30S作为脂质来源,粪便丢失的总脂质含量比30L组多29.09%,主要是以皂钙(41.21μmol/g)和酯化态脂肪酸(67.62μmol/g)为主。与30L组相比,30S提高了肝脏中脂肪分解相关酶(甘油三酯脂酶,ATGL;激素敏感性甘油三酯脂酶,HSL;蛋白激酶A,PKA;环磷酸腺苷,cAMP)的表达水平,降低了脂肪组织中脂肪合成相关酶(乙酰辅酶A羧化酶,ACC)的表达水平。30S高熔点固态脂的生物利用率较低,有效地降低了体内脂肪蓄积,改善了大鼠的脂代谢水平。