结构油脂资料(台湾)

中文摘要
人類母乳脂肪中含有20-25%的棕櫚酸(C16:0)以及30-35%的油酸(C18:1)，其中大約70%的棕櫚酸鍵結在三酸甘油酯的第二個位置上。

嬰兒食品中主要的結構脂質為1,3-dioleoyl-2-palmitoyl- glycerol(OPO)。

本研究以三個步驟合成結構脂質OPO，(一)將棕櫚酸與甘油以Lipozyme IM催化進行酯化反應，可得到酯化程度98.8%，產物甘油酯中三酸甘油酯含量為98.62%。

經矽膠管柱純化後，可得100%的三酸甘油酯，其脂肪酸組成99%為棕櫚酸。

(二)從橄欖油為原料經兩階段低溫溶劑結晶法，可將橄欖油脂肪酸中油酸由原來之76.76%提昇至96.64%，總回收率達72.84%。

(三)將上述三棕櫚酸甘油酯與油酸以Lipozyme IM催化進行酸解反應以合成結構脂質OPO，在產物甘油酯中油酸之含量可達66.07 mol%，三酸甘油酯佔97.12%，結構脂質OPO 在酸解產物三酸甘油酯中佔74.26 mol%。

關鍵詞：母乳脂肪、棕櫚油、棕櫚酸、油酸、濃縮、結構脂質
Abstract
Human milk fat contains 20-25% palmitic acid (C16:0), 30-35% oleic acid (C18:1) and about 70% of the palmitic acid is esterified to the sn-2 position of triacylglycerols. An important structured lipid in infant formula is 1,3-dioleoyl-2-palmitoyl-glycerol (OPO). The object of this study is to synthesize structured lipid OPO. Firstly, esterification of palmitic acid and glycerol catalyzed by Lipozyme IM, gave 98.8% degree of esterification with a triacylglycerol content of 98.62% in the product. Separation of the reaction mixture by silica gel column chromatography gave 100% triacylglycerol which contained 99% palmitic acid. Secondly, the purification of oleic acid from olive oil by two-stage low temperature solvent crystallization, oleic acid content in olive oil-fatty acid can be raised from 76.76% to 96.64% with a overall recovery of 72.84%. Finally, the resulting tripalmitin and oleic acid were employed as substrate in the acidolysis reaction catalyzed by Lipozyme IM for producing structured lipid OPO. The reaction product contains 97.12% TG with 66.07 mol% oleic acid in the fatty acid composition of acylglycerols. The mole percentage of OPO in TG of the reaction product is 74.26.
Keywords：Human milk fat, Palm oil, Palmitic acid, Oleic acid, Enrichment, Structured lipid.
目錄
中文摘要 (I)
英文摘要 (II)
目錄 (III)
圖索引 (V)
表索引 (VI)
第一章前言 (1)
1.1 生物技術之應用 (1)
1.2 酵素催化作用的優點 (1)
1.3 酵素固定化的優點 (2)
1.4脂解酵素之專一性 (2)
1.5 酵素催化油脂之反應 (2)
1.6 脂質之重要性 (3)
1.7 脂肪酸的分類及構造 (4)
1.8 結構脂質 (5)
1.9 油脂在嬰兒營養上的重要性 (5)
1.10油脂的消化與吸收 (5)
1.11 母乳中的脂肪組成 (6)
1.12 結構脂質1,3-dioleoyl-2-palmitoyl-glycerol (OPO) (6)
1.13 內容簡介 (7)
第二章 文獻回顧 (8)
2.1三棕櫚酸甘油酯的合成 (8)
2.1.1 化學法合成三酸甘油酯(TG) (8)
2.1.2 脂解酵素催化合成TG的反應 (8)
2.1.3 有機溶劑對脂解酵素甘油酯化反應的影響 (8)
2.1.4 無溶劑系統對脂解酵素甘油酯化反應的影響
2.2 油酸的濃縮 (9)
2.2.1 橄欖油簡介 (9)
2.2.2 橄欖油的分級與差別 (9)
2.2.3 低溫溶劑結晶法 (10)
2.3 結構脂質的合成 (11)
2.3.1 結構脂質的合成方式 (11)
2.3.2 脂解酵素催化合成結構脂質 (11)
第三章實驗藥品、設備與方法 (13)
3.1 實驗藥品 (13)
3.2 儀器及設備 (14)
3.3 實驗方法 (14)
3.3.1 三棕櫚酸甘油酯的合成 (14)
3.3.1.1 棕櫚酸與甘油之酯化反應 (14)
3.3.1.2 以薄層火燄離子分析儀分析產物中甘油酯組成 (15)
3.3.1.3 以矽膠充填管柱分離甘油酯混合物 (15)
3.3.2 油酸的濃縮 (15)
3.3.2.1 橄欖油的皂化 (15)
3.3.2.2氣相層析儀(GC)的分析條件 (15)
3.3.2.3 一階段低溫溶劑結晶法濃縮油酸之步驟 (16)
3.3.2.4 兩階段低溫溶劑結晶法濃縮油酸之步驟 (16)
3.3.3 酸解反應 (16)
3.3.3.1 基質莫耳比對反應的影響 (16)
3.3.3.2其他因素對酸解反應的影響 (16)
3.3.3.3 酸解產物三酸甘油酯的sn-2位置組成分析 (17)
3.3.4 以HPLC-ELSD分析酸解產物三酸甘油酯中OPO含量 (17)
3.3.5 酵素活性的測定 (18)
笫四章結果與討論 (20)
4.1 酵素之活性 (20)
4.2 三棕櫚酸甘油酯的合成 (20)
4.3酸解反應之基質(三棕櫚酸甘油酯)製備 (20)
4.4 橄欖油脂肪酸之組成 (21)
4.5 一階段低溫溶劑結晶法濃縮油酸 (21)
4.6 二階段低溫溶劑結晶法濃縮油酸 (22)
4.7 酸解反應 (23)
4.7.1 基質莫耳比對酸解反應的影響 (23)
4.7.2 酵素量對酸解反應的影響 (24)
4.7.3溫度對酸解反應的影響 (25)
4.7.4三棕櫚酸甘油酯濃度對酸解反應的影響 (25)
4.7.5含水量對酸解反應的影響 (26)
4.8 酸解產物三酸甘油酯的sn-2位置組成分析 (27)
4.9 以HPLC-ELSD分析酸解產物三酸甘油酯中OPO含量 (28)
4.10 ChromSpher Lipids HPLC (銀離子)管柱的清洗與再生 (33)
笫五章結論 (35)
參考文獻 (36)
計劃成果自評 (40)
可供推廣之研發成果資料表 (41)
圖1-1脂質生物技術的主要領域 (1)
圖1-2脂解酵素催化的主要油脂修飾反應 (4)
圖4-1以Lipozyme IM及Novozym 435脂解酵素催化棕櫚酸與甘油之酯化反應，酯化程度及TG含量之變化 (20)
圖4-2 在正己烷中，以Lipozyme IM脂解酵素催化三棕櫚酸甘油酯與油酸之酸解反應時，基質莫耳比對產物甘油酯脂肪酸組成中油酸含量之影響 (24)
圖4-3 在正己烷中，以Lipozyme IM脂解酵素催化三棕櫚酸甘油酯與油酸之酸解反應時，酵素量對產物甘油酯脂肪酸組成中油酸含量之影響 (25)
圖4-4 在正己烷中，以Lipozyme IM脂解酵素催化三棕櫚酸甘油酯與油酸之酸解反應時，溫度對產物甘油酯脂肪酸組成中油酸含量之影響 (26)
圖4-5 在正己烷中，以Lipozyme IM脂解酵素催化三棕櫚酸甘油酯與油酸之酸解反應時，基質濃度對產物甘油酯脂肪酸組成中油酸含量之影響 (26)
圖4-6 在正己烷中，以Lipozyme IM脂解酵素催化三棕櫚酸甘油酯與油酸之酸解反應時，含水量對產物甘油酯脂肪酸組成中油酸含量之影響 (27)
圖4-7為以銀離子HPLC管柱分析三酸甘油酯標準品之圖譜 (29)
圖4-8:(A)為酸解產物三酸甘油酯的分析圖譜，(B)為圖(A)之局部放大圖 (29)
圖4-9 Tripalmitin (PPP)之檢量線 (30)
圖4-10 Triolein (OOO)之檢量線 (30)
圖4-11 1,3-dipalmitoyl-2-oleoyl-glycerol (POP)之檢量線 (31)
圖4-12 1,2-dipalmitoyl-3-oleoyl-glycerol (PPO)之檢量線 (31)
圖4-13 1,3-dioleoyl-2-palmitoyl-glycerol (OPO)之檢量線 (32)
圖4-14 1,2-dioleoyl-3-palmitoyl-glycerol (OOP)之檢量線 (32)
圖4-15 ChromSpher Lipids HPLC管柱效能測試圖 (34)
表1-1脂解酵素分類與來源 (3)
表1-2 母乳脂肪的脂肪酸組成與分佈 (6)
表2-1食用油的脂肪酸組成 (10)
表4-1 橄欖油皂化所得FFA中各組成脂肪酸之含量 (21)
表4-2以丙酮為溶劑進行低溫溶劑結晶時，溶劑量對液相中油酸含量及回收率之影響 (22)
表4-3以丙酮為溶劑經低溫結晶法處理後產物之組成 (22)
表4-4以氰化甲烷為溶劑進行第二階段低溫溶劑結晶法時，溶劑量對液相中油酸含量及回收率之影響 (23)
表4-5以氰化甲烷為溶劑經第二階段低溫結晶法處理後產物之組成 (23)
表4-6 酸解反應產物a三酸甘油酯及sn-2位置之FFA組成 (28)
表4-7 HPLC分析酸解反應產物a中三酸甘油酯b組成經檢量線換算後之重量百分比與莫耳百分比 (33)
第一章 前言
1.1 生物技術之應用
生物技術所涵蓋的廣大範圍中，就科技層面的定義而言，可以區分廣義與狹義的生物技術；廣義的生物技術是總合微生物學、動物學、植物學乃至工程學等科學而成的技術部門；而狹義的生物技術，指的是新發展的關鍵技術，例如：遺傳工程技術，蛋白質工程技術等。

在著重環境保護、節約能源及開發新資源的今天，生物技術的發展更見其重要性(田，1998)。

生物技術可應用於食品、農業、醫藥、化工、能源及環保等相關產業方面。

如圖1-1所示脂質生物技術涵蓋了改變油脂脂肪酸或脂質組成及含量之基因工程轉殖技術、在油脂加工過程中以酵素修飾油脂組成或特性以改善油脂品質及利用微生物生產油脂或進行油脂生物轉化反應。

圖1-1脂質生物技術的主要領域(Mukherjee et al., 1998)
1.2 酵素催化作用的優點
酵素為可降低化學反應活化能功用之蛋白質，具有催化化學反應之作用。

在37℃下，利用過氧化氫酵素(Peroxidase)催化過氧化氫之分解反應，其速率約為用鉑(Platinum)當催化劑的107倍；而於常溫常壓下，其催化速率更為一般無機觸媒之108或1011倍(侯，1993)。

酵素在低溫下具有相當大的催化效果，此點在食品加工應用上非常重要，因為可在較低溫下，利用酵素來進行食品的加工製造，而不至於破壞食品的品質。

以酵素方法修飾油脂的優點可歸納出(Haraldsson et al., 1997)：
1. 反應效果佳，若為固定化酵素，又具重覆使用之優點。

2. 利用酵素之專一性，可針對不同產品需求而選擇不同酵素。

3. 反應條件溫和，可在常溫、常壓或中性pH值下操作，不但可節約能源更能預防多元不
飽和脂肪酸的氧化變質，若以傳統化學方法，則必須於高溫、高壓或固定pH值下才可進行反應，極可能造成反應物被氧化分解、順式-反式同分異構化或雙鍵轉移甚至產生聚合。

4. 可避免副產物形成，減少純化處理程序。

也由於酵素反應的高選擇性，因此可以提高產物濃度，近年來學術界與產業界均廣泛地研究酵素反應及其應用，而在食品、醫藥、清潔劑、環保、農業之應用上均有很大的發展，尤其當前環保意識高漲及回歸自然的潮流下，酵素的應用將更為重要。

1.3 酵素固定化的優點
酵素固定化之廣泛定義包含酵素、菌體(或微生物)的固定化。

酵素在反應系統中可以用游離態(Free)或固定化之形式使用，因為固定化酵素除比一般可溶性酵素具較高的酵素穩定性外，尚具有以下幾個優點 (Coteron et al., 1998)：
1. 在溫和的反應條件下仍可具有極高的催化活性。

2. 酵素顯示較高的選擇性，降低副反應，進而提高產品純度。

3. 易於自反應基質中回收，且可重覆使用。

4. 不會污染最終產物，節省純化步驟時所需成本。

另外，固定化酵素亦可增加酵素對酸鹼值與熱的穩定性 (Malcata et al., 1992)，且便於反應中進行自動化控制與連續式操作(陳國誠，1989)。

由於以上優點，酵素固定化技術自1960年以來已被廣泛的研究。

1.4脂解酵素之專一性
脂解酵素(E. C. 3.1.1.3)根據其專一性可以區分成下列五種，如表1-1(江，1999)所示: 1. 具受質專一性:此類酵素僅對特殊的甘油酯作用。

例如:三酸甘油酯是大部分脂解酵素最
常使用的受質;但來自於老鼠脂肪組織的脂解酵素卻僅對單酸甘油酯具有專一性。

2. 區域位置專一性:此類酵素能分辨三酸甘油酯骨幹上第二位置和外側第一及第三位置兩
個區域之能力。

1,3-位置特異性脂解酵素，此類酵素僅切除或結合甘油酯上第一及第三位置之酯鍵，是很廣泛使用的一類，如猪胰臟脂解酵素，還有Aspergillus niger和Rhizopus arrhizus之脂解酵素均屬於此類。

3. 非專一性:此類酵素對甘油酯醯基的位置或特殊脂肪醯基無選擇
性，因此可切除或結合任意位置之酯鍵。

如來自於Penicillium expansum和Aspergillus sp.
之脂解酵素均屬於此類。

4. 脂肪酸特異性:此類酵素僅對特別的脂肪酸作用，大部分源自微生物的脂解酵素皆無此特
性，但Geotrichum candidum之脂解酵素僅能與甘油酯上在第九位置有一順式雙鍵的長鏈脂肪酸作用，對於飽和脂肪酸或第九位置無雙鍵的脂肪酸則無作用(Macrae, 1983)。

5. 對立體位置具專一性:此類酵素具有分辨三酸甘油酯上sn-1和sn-3位置的能力。

1.5 酵素催化油脂之反應
酯交換反應一詞包括了反應間醯基轉移的三種反應: (1)酯類與脂肪酸之酸解反應
(Acidolysis)；(2) 酯類與醇類之醇解反應(Alcoholysis)；(3) 相異酯類之酯交換反應(Interesterification)。

酯交換反應由於化學平衡的問題，必須在低水量下操作以提高產率。

由於基質多為疏水性的有機物，使用有機溶劑當作介質可增加基質之溶解度。

已有不少研
表1-1脂解酵素分類與來源(Villeneuve and Foglia, 1997)
究嘗試藉脂解酵素催化酯交換反應以改變油脂的組成，進而改變其性質以提高其經濟價值。

現行油脂工業中，為獲得較具經濟價值之油脂，大多將天然油脂經化學觸媒(如鹼金屬或Alcoholate)催化，進行酯交換反應(Konishi et al., 1993)。

然而這些化學觸媒在進行油脂中之醯基交換時，係以任意方式進行，即在交換醯基之位置不具特異性；因此酯交換後產生之油脂，其組成較複雜，造成產物分離的困難。

若能以酵素催化反應，即可利用酵素之特異性獲得所要的脂質，因而提高產物的純度，降低分離成本。

因反應可在常溫常壓等較溫和的條件下進行，減少能源及材料的花費，相較於傳統之化學方法，酵素方法對環境的負擔較低(Forssell et al., 1993)。

脂解酵素催化的主要油脂修飾反應，如圖1-2所示。

1.6 脂質之重要性
脂質(Lipid)在細胞正常功能上，扮演極重要之角色，除了提供各種代謝反應所需能量外，某些脂質亦為細胞膜之重要成份，脂質之功能可歸納如下(王，1996)：
1. 供給及儲備能量：脂質為人體能量之主要來源，每公克脂質可提供9大卡的熱量，並可直接或間接被利用，過剩的脂肪則被儲存於脂肪組織(Adipose Tissue)中，當攝取的熱量不足時，即可立即補充。

2. 提供必需脂肪酸：脂質中含各種必需脂肪酸，無法由體內自行合成，而必須經由食物攝
取。

3. 參與代謝作用：脂質直接或間接參與許多代謝作用。

4. 作為細胞架構的成份：脂質與蛋白質合成脂蛋白(Lipoprotein)為細胞內各種膜的成份，一
些脂質亦為消化道分泌液、激素及神經周邊等組織的組成分。

圖1-2脂解酵素催化的主要油脂修飾反應(Villeneuve and Foglia, 1997)
5. 合成激素：如花生四烯酸為前列腺素(Prostaglandins)及白三烯素(Leukotrienes)的前驅物。

6. 保護及絕緣作用：儲存在皮下脂肪層的脂肪，具絕緣作用，可防止體溫迅速發散，維
持正常體溫。

而在體內各器官與神經組織四周的脂肪，負責保謢器
官及神經不受外界的震動或撞擊傷害。

7. 攜帶脂溶性維生素：維生素A、D、E、K為脂溶性，須先溶解於脂肪才能被吸收。

在食物中之脂質約95%為三酸甘油酯(Triacylglycerol, TG)。

其結構包括3個碳原子為中心的甘油(Glycerol)分子，及3個分別接在碳原子羥基上之脂肪酸。

而TG分子中脂肪酸的碳數、飽和程度及分子結構等都會影響脂質之特性與對人體的生理功能。

1.7 脂肪酸的分類及構造
脂肪酸(Fatty acid, FA)為一個羧基(Carboxyl Group)及一個偶數碳鏈所組成，在食物脂肪中存在之脂肪酸多屬於直鏈化合物。

脂肪酸依碳鏈長度不同可分為6個或6個以下碳原子之短鏈脂肪酸(Short Chain Fatty Acids, SCFA)，8-12個碳原子之中鏈脂肪酸(Medium Chain Fatty Acids, MCFA)及14個或14個以上碳原子之長鏈脂肪酸(Long Chain Fatty Acids, LCFA)。

脂肪酸也可依飽和度(Degree of Saturation)不同而區分成飽和脂肪酸(Saturated Fatty Acid)及不飽和脂肪酸。

飽和脂肪酸上的碳原子皆以單鍵結合；不飽和脂肪酸則可細分為含一個雙鍵之單元不飽和脂肪酸(Monounsaturated Fatty Acid)及含二個或二個以上雙鍵之多元不飽和脂肪酸(Polyunsaturated Fatty Acid, PUFA)。

脂肪酸可簡單表示成(x：y n-z)：其中x表示碳原子數目，y表示雙鍵數，z表示由甲基
端算起第一個出現雙鍵的碳原子數目。

在人體中的兩大必需脂肪酸為n-3系脂肪酸與n-6系脂肪酸。

常見n-3及n-6必需脂肪酸有：γ-亞麻油酸(γ-Linolenic Acid；C18:3 n-6；GLA)、α-亞麻油酸(α- Linolenic Acid；C18:3 n-3；ALA)、亞油酸(Linoleic Acid；C18:2 n-6；LA)、花生四烯酸(Arachidonic Acid；C20:4 n-6；AA)、二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic Acid；C20:5 n-3；EPA)、二十二碳六烯酸(Docosahexaenoic Acid；C22:6 n-3；DHA)。

1.8 結構脂質
1.8.1 結構脂質之定義及應用
結構脂質(Structured Lipids, SL)為經由化學或酵素催化反應以改變TG分子上脂肪酸組成或立體位置所得之脂質。

脂質可針對營養上的需求而修飾，應用範圍包括：醫藥治療、營養、低熱量食物等。

1.8.2 酵素法合成結構脂質
江(1999)指出以脂解酵素催化合成SL比傳統化學合成方法具有下列主要優勢：(1)反應條件溫和可降低能量的消耗，(2)避免不必要或有害副產物的形成，可免除純化的步驟，(3)可選擇性的應用不同脂解酵素所具有的專一性以開發特殊或新的油脂衍生產品。

1.9 油脂在嬰兒營養上的重要性
我們人類或動物在出生後的嬰兒時期，若以所含熱量來比較的話，食用最多的營養素是油脂。

無論是母奶或牛奶，若沒有另外加入糖或穀粉的話，由油脂供給的熱量約佔總熱量的一半。

雖然奶的油脂含量那麼高，我們食用奶時並不覺得油膩，主要是因為奶油以乳化狀態存在，即成為微小的脂肪球。

奶是母親準備給六個月以內嬰兒的理想食品，由此可推想油脂在營養上的重要性。

嬰兒身體小，生理機能尚未成熟，但為了達到正常的生長發育，每公斤體重的熱量需求卻是成人的二倍以上，若主要以醣類及蛋白質供應所需能量的話，每公克只能供給四大卡的熱量，所以食量必須相當大，對消化機能尚差的嬰兒來說是一項不小的負擔。

油脂能供應蛋白質或醣類二倍以上的熱量即每公克九大卡，所以食物中油脂含量高的話，則可減少食物的體積，而減小胃的負擔。

1.10油脂的消化與吸收
正常人油脂的消化吸收率(約95%)是比植物性蛋白質的消化吸收率(約90%)高。

因為唾液不含脂解酶，所以油脂在口腔內不消化。

胃液含有在弱酸性(pH 5)作用的脂解酶，但成人的胃液酸度較強(pH 1-2)，故幾乎不作用;嬰兒的胃液是弱酸性(pH 4.5-5)，且奶中脂肪已乳化，故部分奶油在胃中就會被分解。

胃中食物送入十二指腸後，被鹼性的胰液，腸液中和，隨著進行油脂的乳化，即與肝臟分泌出來的膽汁中所含的膽汁鹽均勻混合成細小的脂肪球。

在十二指腸及空腸前半部份，脂肪小球接受活性較強的胰脂解酶的作用，將接在甘油兩端(sn-1,3位置)的脂肪酸水解，使兩分子的脂肪酸游離出來，剩下2-單酸甘油酯。

接在甘油sn-2位置的脂肪酸不易被脂解酶水解，因此2-單酸甘油酯約有三分之二不再分解就被吸收，其餘的三分之一轉變為1-單酸甘油酯後除一小部分直接被吸收外，其餘的再進一步被腸液中的脂解酶分解成為游
離脂肪酸及甘油再被吸收。

被吸收進入小腸黏膜上皮細胞的脂肪酸及單酸甘油酯等，先合成三酸甘油酯，再與蛋白質、膽固醇及磷脂等結合成為乳糜微粒，送入淋巴系統經胸管再送到血液中，後來傳達到肝臟參與新陳代謝。

1.11 母乳中的脂肪組成
自有人類以來，即靠哺餵母乳來養育新生兒，母乳遠優於其他任何嬰兒食品，是生物界中最自然、最適合嬰兒的食物。

然而，有些母親無法親自哺育母乳，遠在西元前兩千年就有母乳替代品產生，直到十九世紀末，開始有醫師參與製造比較科學化的母乳替代品。

母乳是嬰兒營養及能量的主要來源，約佔全部的50-60%。

母乳的組成範圍很廣，除了和種族、血統有關外，母親的飲食也是重要影響因素之一(Jensen, 1998; Clark and Hundrieser, 1993)。

在人類母乳脂肪中97-99%是三酸甘油酯也是母乳中的主要能量產生成分，人類母乳脂肪約含20-25%的棕櫚酸(C16:0)以及30-35%的油酸(C18:1)，其中大約70%之棕櫚酸鍵結在三酸甘油酯的sn-2位置上(Martin et al., 1993)，而sn-1,3位置主要是不飽和脂肪酸(Schmid et al., 1998)，此種結構對三酸甘油酯是很重要的，因為三酸甘油酯是直接與分解脂肪的酵素作用而不是以脂肪酸的型式(De Fouw et al., 1994; Lien, 1994; Lien et al., 1997; Summers et al., 1998)。

另外，嬰兒食品中主要的結構脂質為1,3-dioleoyl-2-palmitoyl-glycerol (OPO) (Nagao et al., 2001)，而本篇論文研究目的即在利用1,3-位置特異性脂解酵素進行酸解反應合成此種結構脂質。

母乳脂肪的脂肪酸組成與分佈如表1-2所示。

表1-2母乳脂肪的脂肪酸組成與分佈(Lien et al., 1997)
Fatty acid b Total sn-2 %sn-2c sn-1,3d
C12:0 4.9 5.3 36.0 4.7
C14:0 6.6 11.2 57.0 4.3
C16:0 21.8 44.8 68.0 10.3
C18:0 8.0 1.2 5.0 11.4
C18:1n-9 33.9 9.2 9.0 46.3
C18:2n-6 13.2 7.1 18.0 16.3
C18:3n-3 1.2 ___
a Values are derived from Lien et al. (1997).
b C12:0, lauric; C14:0, myristic; C16:0, palmitic; C18:0, stearic;
C18:1n-9, oleic; C18:2n-6, linoleic and C18:3n-3, linolenic acids.
c Indicates the percentage of the fatty acids esterifie
d at th
e sn-2 position, calculated as 【sn-2 fatty acids×100% /
（3×Total fatty acids）】.
d Indicates fatty acid composition at th
e sn-1,3 positions, calculated as 【3×Total－（sn-2）】/2.
1.12 結構脂質1,3-dioleoyl-2-palmitoyl-glycerol (OPO)
母乳脂肪吸收優於配方奶可歸因於母乳中TG獨特的立體結構。

Carnielli et al. (1995)比較二種配方奶對早產兒脂肪吸收與礦物質平衡之影響；以人工合成乳脂肪中之TG，β配方為模擬母乳TG中棕櫚酸含量及酯化位置(sn-2)，α配方類似市面配方奶，棕櫚酸酯化在sn-1、sn-3位置，實驗採隨機雙盲、交叉設計，結果
接受β配方早產兒糞便排出較少飽和脂肪酸(14:0、16:0、18:0)，脂肪吸收率較佳，鈣吸收及鈣保留率均優於α配方，結論：TG結構類似母乳之配方，可有效改善小腸脂肪酸吸收與礦物質平衡。

反之，若嬰兒食品中的棕櫚酸存在於三酸甘油酯的sn-1,3位置，經由胃和胰臟脂解酵素消化作用後釋放出來形成鈣鹽或鎂鹽，會造成嬰兒消化吸收不良。

1.13 內容簡介
本研究以酸解反應合成1,3-dioleoyl-2-palmitoyl-glycerol(OPO)型式的SL。

內容主要分成三個步驟，(一)以Lipozyme IM固定化脂解酵素，催化棕櫚酸與甘油之酯化反應，目的在得到酸解反應之基質三棕櫚酸甘油酯。

(二)因為各種食用油中以橄欖油含有最高量的油酸(約佔70-80%)，所以選擇自橄欖油中濃縮油酸，先將橄欖油皂化得到游離脂肪酸(Free Fatty Acid, FFA)，再以低溫溶劑結晶法進行濃縮。

(三)以上述所得之三棕櫚酸甘油酯與油酸，在正己烷中利用1,3-位置特異性脂解酵素催化進行酸解反應，以得到所要的結構脂質1,3-dioleoyl-2-palmitoyl-glycerol(OPO)。

第二章文獻回顧
2.1三棕櫚酸甘油酯的合成
2.1.1 化學法合成三酸甘油酯(TG)
Wheeler et al. (1940)以p-Toluenesulfonic Acid所催化的酯化反應，有效地合成含單元不飽和脂肪酸的TG，此法會有少量的異構化副產物生成。

Mattson and V olpenhein (1962)以脂肪酸氯化物與甘油反應來合成甘油酯，沒有異構化副產物產生，但缺點是總產率只有60-70%，且未反應的脂肪酸不易回收。

Adlof and Emken (1984)以甲醇鈉(Sodium Methoxide)於65℃下催化三醋酸甘油酯(Triacetin)與脂肪酸的甲基酯進行轉酯化反應，以合成含PUFA 的TG；此法的產物含有脂肪酸甲基酯、TG及微量的二酸甘油酯，不易以一般方法如液-液萃取法或矽膠層析法(Silica Gel Chromatography)來純化產物，需以含銀離子的層析管柱(Silver Resin Chromatography)方能分離得到所要的TG。

工業上合成TG是以FFA與甘油做為基質，於高溫高壓下反應，此方法需要多個純化步驟(Captex, 1986)，且反應的溫度高，僅適合用來合成含飽和脂肪酸的TG，例如MCT (Medium Chain Triglycerides)，不適合於含PUFA的TG之合成。

2.1.2 脂解酵素催化合成TG的反應
通常以脂解酵素催化合成甘油酯，多是以甘油與FFA做為基質，以進行酯化反應。

例如，Li and Ward (1993)以由皂化鱈魚肝油濃縮所得富含n-3 PUFA的FFA與甘油做為基質，在有機溶劑中以八種脂解酵素催化反應，藉以合成富含n-3 PUFA的甘油酯。

Medina et al. (1999)則以Novozym 435催化由魚油與海藻油所得之富含PUFA的FFA與甘油進行酯化反應以合成TG。

2.1.3 有機溶劑對脂解酵素甘油酯化反應的影響
Li and Ward (1993)比較八種不同來源的脂解酵素，在有機溶劑中催化n-3 PUFA濃縮液與甘油進行酯化反應的活性；結果顯示PS 30 (從Pseudomonas sp.得到, Amono公司生產)和Lipozyme IM有較高的酯化活性，溶劑則以正己烷及異辛烷效果最好。

Cerdán et al. (1998)以n-3 PUFA濃縮液與甘油在正己烷中進行酯化反應合成TG，比較Novozym 435、Lipozyme IM及PS-30等三種脂解酵素的酯化能力，結果發現不論是酯化程度或TG產率，Novozym 435都有最好的效果。

他們並指出Log P值較高的溶劑如正己烷與異辛烷反應性較高，其中又以使用正己烷可得到最高的TG產率。

Medina et al. (1999)以脂解酵素Novozym 435在正己烷中催化由魚油或海藻油所得的PUFA濃縮液與甘油進行酯化反應，以合成TG。

在最適的條件下，從鱈魚肝油得到的PUFA 濃縮液之反應可得93.5%的TG產率，酯化程度則為95.7%；從海藻油Phaeodactylum tricornutum得到的PUFA濃縮液之反應可得96.5%的TG產率，酯化程度有98.3%；從Porphyridium cruentum得到的PUFA濃縮液的反應可得89.3%的TG產率，酯化程度有99.4%。

Janssen et al. (1993)探討在有機溶劑中，以脂解酵素催化FFA與甘油進行酯化反應合成甘油酯時，脂肪酸鏈長及溶劑極性對產物中甘油酯組成的影響。

他們指出在極性溶劑中反
應，對單酸甘油酯的產生速率有利，且在有溶劑的系統中反應，飽和及不飽和的C18脂肪酸會有相同的平衡位置。

故對於合成TG而言，疏水性有機溶劑如正己烷會是較理想的反應溶劑。

2.1.4 無溶劑系統對脂解酵素甘油酯化反應的影響
Selmi et al. (1998)在無溶劑的系統下，以FFA與甘油在Lipozyme IM的催化下合成TG。

此反應對於飽和脂肪酸(C10:0-C18:0)及單元不飽和脂肪酸如油酸(C18:1)而言，可得到高的酯化程度及TG產率，但對於較高不飽和度的脂肪酸如C18:2，由於酯化速率慢，導致FFA的酯化程度偏低。

他們指出脂肪酸的不飽和度愈高，則酯化速率愈慢，TG產率也愈低。

Kawashima et al. (2001)在無溶劑與低壓(15 mm-Hg)的系統下，以PUFA與甘油在Novozym 435的催化下合成TG。

此反應對GLA, AA, EPA及DHA而言，皆可得到高的酯化程度及TG產率。

他們並指出Novozym 435對上述PUFA有較強的作用力。

綜合以上所述，本研究選擇以甘油與棕櫚酸在無溶劑系統中反應，利用真空幫浦去除水來合成三棕櫚酸甘油酯，探討酵素(Lipozyme IM與Novozym 435)對酯化反應的影響。

2.2 油酸的濃縮
天然油脂的脂肪酸組成複雜，不易以甘油酯的型態進行濃縮而提高其中FFA的含量。

通常先將油脂皂化，以得到FFA或FFA的甲基酯或乙基酯，再加以濃縮以提高其中脂肪酸的含量。

2.2.1 橄欖油簡介
橄欖油成分中的單元不飽和脂肪酸比例約70-80%，是各種食用油當中最高的，而且富含維他命A、D、E、K等營養，對於消化的功能也有幫助，環地中海國家的人膽固醇比例與罹患心血管疾病的比例明顯較低，據說就是跟常食用橄欖油有關。

一般而言，油脂中的單元不飽和脂肪酸及多元不飽和脂肪酸都有助於降低心血管疾病的罹患率。

前者能降低人體中低密度脂蛋白(LDL，俗稱壞的膽固醇)，且不會破壞對人體有益處的高密度脂蛋白(HDL，俗稱好的膽固醇)，如表2-1所示油品中富含單元不飽和脂肪酸的以橄欖油為代表；多元不飽和脂肪酸則可降低人體血液中的膽固醇，而以玉米油、大豆油及葵花油等含量豐富。

所以本研究選擇以橄欖油為原料，經皂化後再進行低溫溶劑結晶，以得到酸解反應所需的油酸。

2.2.2 橄欖油的分級與差別
根據歐盟及國際橄欖油協會的規定，市售橄欖油可分為以下四等級：Extra Virgin特級橄欖油、Virgin橄欖原油、Pure一般純橄欖油、橄欖渣油，其中最大的差別在於酸度，Extra Virgin特級橄欖油酸度在百分之一以下，Virgin橄欖原油酸度在百分之一至百分之二之間，Pure一般純橄欖油則是以酸度百分之三的原油再調和特級橄欖油而成。

橄欖果實經採收、清洗、壓榨，再以離心方式將油、水分開，即可得到橄欖原油，而此原油可分三種，Extra Virgin特級橄欖油最為天然，其次為Virgin橄欖原油，酸度較高的則經精製(Refine)後再加入少許特級橄欖油添加風味而成為Pure一般純橄欖油，台灣市面上銷售的主要為Extra Virgin特級橄欖油與Pure純橄欖油兩種。