植物甾醇酯在乳品中的應用

徐杭蓉，王輝，于鵬

乳業生物技術國家重點實驗室，上海乳業生物工程技術研究中心，光明乳業股份有限公司乳業研究院（上海 200436）

植物甾醇為植物來源的固醇，植物甾醇存在于堅果、蔬菜、谷物、水果等植物中，其在分子結構上與膽固醇近似。植物甾醇主要來源于植物油，常見的植物油中玉米油的植物甾醇含量最高。我國用來提取植物甾醇的植物油主要有花生油、大豆油、菜籽油、玉米油、胡麻油、葵花籽油等[1]。植物甾醇主要由β-谷甾醇、谷甾醇、菜油甾醇等組成。植物甾醇酯是由脂肪酸和植物甾醇經過酯化反應制備得到的產物。植物甾醇酯擁有與人體皮膚固醇類似的作用，對人體皮膚起到較好的屏障作用，是人體保持活力所需的重要成分[2]。目前對于植物甾醇酯已經在動物身上進行了一定的試驗，試驗表明植物甾醇酯對高血脂癥大鼠具有降低血脂水平的效用[3]。植物甾醇酯具有較佳的脂溶性，可作為一種降膽固醇劑添加于飲食或藥物中[4-8]。隨著我國人民生活水平的提高及健康意識的加強，高血脂相關的慢性病得到了廣泛關注，因此對于降膽固醇的飲食需求逐漸增大。作為一種新型功能性食品原料，植物甾醇酯在乳品中已有一定的應用[9]。

1 植物甾醇酯制備

目前國際上主要有兩類制備植物甾醇酯的常規方法：一類為德國Cognis公司為代表的以脂肪酸和游離甾醇為原料，經硫酸為催化劑催化進行酯化；另一類為芬蘭Raisio公司為代表的以游離甾醇與脂肪酸甲酯為原料，經甲醇鈉為催化劑進行酯交換。而目前國內合成植物甾醇酯的工廠較少，植物甾醇酯的制備方法主要有化學法、無溶劑直接酯化法、離子液體催化法、生物酶催化法等[10]。目前最常見的制備方法為化學法，化學法制備植物甾醇酯的關鍵在于催化劑的選擇，分為植物甾醇與脂肪酸直接酯化法及兩步法[11]。無溶劑直接酯化法較為綠色，可通過α-亞油酸與植物甾醇在催化劑條件下進行直接酯化[12]。離子液體法主要在有機合成領域應用廣泛，離子液體可以與許多有機物質形成兩相，且具有溶劑及催化劑的功能，應用廣泛，在植物甾醇酯的應用中離子液體法主要有[pmim][HSO4]、ChCl·2SnCl2等[13-14]。文獻[15]表明植物甾醇在傳統的油脂加工中存在損失，因此往往需要從油脂加工副產物中將植物甾醇提取出，以避免資源浪費。

2 植物甾醇酯的應用

2.1 干酪中的應用

研究發現植物甾醇酯對低脂夸克干酪的質構有一定影響，在夸克干酪制備過程中的牛奶殺菌這一操作過程中，如果在牛奶殺菌前添加植物甾醇酯微膠囊，干酪的硬度隨著植物甾醇酯微膠囊添加量的增加呈先上升后下降的趨勢；干酪彈性隨著植物甾醇酯微膠囊添加量的增加大幅度降低?？淇烁衫沂且环N起源于德國的新鮮軟質干酪，因夸克具有軟質干酪無需壓榨的特性，可節省植物甾醇酯微膠囊的添加量，降低成本，而且在不影響全脂干酪香甜口感的前提下，降低膽固醇升高的顧慮。目前主要應用植物甾醇酯的微膠囊化，在牛乳殺菌前和凝塊切割乳清排出后加入添加植物甾醇酯微膠囊來達到應用的目的[16]。

Hussain等[17]在切達干酪中加入植物甾醇酯，研究發現植物甾醇酯的添加對切達干酪的質構也會產生一定的影響，干酪硬度隨著植物甾醇含量的升高而逐漸增加，飼喂添加植物甾醇酯切達干酪的動物，其TC降低19%，TG降低11%，而HDL升高8%。植物甾醇酯在奶油干酪中也有一定的應用[18]，植物甾醇的添加影響低脂奶油干酪的延展性，研究表明植物甾醇的酯化形式可有效降低奶油干酪的摩擦系數，使其更易延展。

2.2 牛奶中的應用

植物甾醇酯在牛奶中的應用主要有與其他原料復配的復方牛奶，如以植物甾醇酯及α-亞麻酸為主要原料的功能性牛奶產品。含α-亞麻酸、植物甾醇酯的復方牛奶主要由植物甾醇酯、生牛乳、亞麻酸油及常用的食品添加劑制備而成，并通過雙盲對照法驗證：α-亞麻酸、植物甾醇酯復方牛奶具有輔助降血脂功能[19]。

Nagarajappa等[20]將植物甾醇酯以水包油的形式添加到牛奶中，并添加不同梯度濃度植物甾醇牛奶作為試驗組，與無添加對照組牛奶進行感官與理化分析。結果表明，貯存一周后試驗組和對照組無顯著性差異。朱婧等[21]進行了添加植物甾醇酯牛奶的人群試驗，從社區招募血膽固醇異?；颊?，隨機分為攝入植物甾醇酯牛奶組（n=59）、攝入普通牛奶組（n=58）和不飲奶組（n=62），進行為期2個月的跟蹤，其中試驗組（植物甾醇酯牛奶）和對照組（普通牛奶組）每天攝入500 g牛奶，其中試驗組植物甾醇攝入量為1.58 g/d，而不飲奶組在整個試驗期內不食用任何奶制品。干預1個月，試驗組人群總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白膽固醇（LDL-C）水平顯著低于對照組，試驗結果表明植物甾醇酯牛奶可顯著降低血膽固醇異常患者的TC和LDL-C水平。為了更好地應用，植物甾醇酯對于牛奶的穩定性也有試驗進行相應研究，Zychowski等[22]研究表明，在較高水平的植物甾醇酯添加下，乳脂的結晶被延遲，而在較低水平下植物甾醇酯富集引起乳液結晶。了解添加植物甾醇對乳劑的物理和結晶行為的影響，可以使功能食品行業設計出在物理和化學方面更穩定的產品。

同時，在酸奶方面也有一定的研究，研究表明酸奶中植物甾醇酯的添加不但可以較好保留酸牛奶的營養，而且可以降低消費者對于膽固醇的吸收[23]。

2.3 奶粉中的應用

植物甾醇酯在奶粉中作為降血脂原料得到一定的應用，且在無需特別飲食控制和生活方式干預的情況下，以低脂奶粉作為載體，添加植物甾醇酯可以有效降低中老年高脂血癥患者的血清LDL-C及TC水平[24]。不僅僅在中老年奶粉中植物甾醇酯得到關注，有研究也對兒童奶粉進行相關試驗。隨著居民生活水平的提高，兒童肥胖癥得到一定的關注[25]。兒童由于身體富集的脂肪過多導致肥胖癥，導致血脂代謝紊亂，可能會引起兒童眾多近遠期系統性的病理的損害[26]。目前在中國進行了一個膽固醇教育計劃，此計劃即為在兒童飲食中添加一定的植物甾醇，以此達到降低心血管等疾病發病的教育。針對膽固醇計劃，管慧等[27]對6至12歲的肥胖兒童進行給與加入植物甾醇酯的低脂奶粉樣品進行試驗，結果顯示樣品可以顯著降低TG、LDL-C和TG水平，可采用奶粉為植物甾醇酯添加載體治療高脂血癥肥胖兒童。

3 結語

作為一種具有降膽固醇等生物活性的功能性食品添加劑，植物甾醇酯越來越受到人們的關注。作為乳品中的食品添加劑，植物甾醇酯已經得到了一定的應用與發展。隨著消費者健康意識的加強和對植物甾醇酯的進一步加深研究，植物甾醇酯的開發與應用具有良好的前景。