植物油品质及风味研究前沿与进展

油料种类 大豆 油菜籽 花生 葵花籽
全球总产量/万吨 36920 7022 4195 5047
中国产量/万吨 1920 1328 1733 249.42
注：2017-2018年
Global production and consumption of fat and oils
The global trade over 200 million metric tons and valued at approximately USD 120 billion
二级碎片离子 [BC]+
二级碎片离子 [AC]+
TAG(16:0/18:1/18:2)
MS3碎片离子 相对丰度过滤
[A]+ [B]+
[B]+ [C]+
[A]+ [C]+
[A+74]+[B+74]+
[B+74]+[C+74]+
[A+74]+[C+74]+
[A+74-H2O]+ [B+74-H2O]+ [B+74-H2O]+ [C+74-H2O]+ [A+74-H2O]+ [C+74-H2O]+
三级质谱碎片离子确定 甘油酯异构体结构式
POS甘油酯分子为例 16:0/18:1/18:0
脂肪组学离子树识别系统2017R536978，发明专利ZL201410852773.2
大豆、花生、菜籽等6种常见植物油分子组成
NO.
name
soybean oil rapesseed oil sesame oil
• 2019年我国食用油消费3978万吨，人均18.4kg，世界24.4kg • 大宗植物油产品 6种
菜籽油、大豆油、花生油、芝麻油、葵花籽油、亚麻油 • 特色优势植物油产品
玉米油、稻米油、核桃油、山茶油、紫苏油、牡丹籽油等 • 人民美好生活向往对食用油品质提出更高营养健康期望
植物油脂分子结构决定营养功能
• 细胞膜成分，人体代谢
日常约30%能 量来源
• 必须脂肪酸重要来源 • 提供生命能量约30%
必须脂肪酸 重要来源
• 脂溶性营养物质介质
吸收脂溶性 营养的介质
烹调功能
细胞膜成分维 持正常代谢
食用油
减少淀粉类 粮食消耗
世界/中国植物油料产业发展
• 世界油料面积（2017-2018年）达到36.7亿亩，总产6.0亿吨 • 我国油料3.5-4.0亿亩，总产5230万吨，生产消费贸易大国
OPO （1，3-二油酸-2-棕榈酸甘油三
OOP （1，2-二油酸-3-棕榈酸甘油三
酯）
酯）
两者分子式C55H102O6 分子量859 脂肪酸组成完全相同
• 易被婴儿吸收 • 促进钙镁及营养吸收 • 促进婴幼儿骨骼发育
• 不易吸收 • 能量和钙镁流失 • 引起便秘
植物油脂分子原位识别检测是国际性难题
0.07
0.01
3
COL
0.39
肝脏 β-氧化
DAG的消化与重新合成
甘油二酯特殊的代谢途径与减肥功能
胰脂肪酶
代谢成能量 体内不积累、减肥
胰脂肪酶 重新合成甘油三脂
体内积累、肥胖
1.发现四种特征离子 m/z55 m/z67 m/z74 m/z79 建立植物油全谱脂肪酸气质联用精准检测技术
• 检出限从0.05%到0.001% • 菜籽油为例 检测脂肪酸种类
3.发现油脂分子离子树裂解规律
• 构建植物油分子离子库，同分异构体结构库容19108个
• 三级离子库容500582个，覆盖主要植物油分子全部信息
[ABC+H]+
MS1RMKD过滤
一级准分子离子
MS1精确质量过滤
C55H104O6N
RKMD-Kendrick质量亏损算法
MS2碎片离子 相对丰度过滤
二级碎片离子 [AB]+
我国食用植物油生产与供给历史
• 建国初期全国食用植物油年产量不到100万吨，人均1.6公斤，相当于人均日消费 4.4克，仅为人体健康基本需求量的15%左右
• 1954年开始实行食用油限量供给制 • 1993年，由于供给能力增强，国家取消长达40年的食用油限量供给制度
目前中国植物油消费水平：超过世界平均
灵敏度提高50倍 15种提高到34种
实现脂肪酸测定由实物标准向电子标准的跨越
用于分析食用植物油脂肪酸组成的方法，发明专利ZL201410338395.6
2.发明油脂单柱二维银根离子杂化色谱柱
• 实现OPO/OOP等不同结构、不同功能油脂分子高效分离 • 检测通量提高5倍以上
实现植物油甘油三酯酰基位置异构体分离和鉴定难题
3% 2% 2% 3%
1.2% 4%
Plam oil Soybean oil Rapeseed/canola oil
36%
Sunflowerseed oil
10%
Plam kernel oil
Peanut oil
Cottonseed oil
Conconut oil
35%
Olive oil
USDA Global Statistics, 2019
DAG具有不同于TAG的代谢特性
• DAG代谢特点：1.不积累 2.加快脂肪氧化
甘油三酯
小肠腔 甘油三酯
小肠粘膜细胞 甘油三酯
酶
脂肪组织
淋巴入血
肝脏
2-甘油一酯
2-甘油一酯
TAG的消化与重新合成
小肠腔
小肠粘膜细胞
β-氧化 脂肪组织
来自百度文库
甘油二酯
甘油三酯 1-甘油一酯
甘油三酯
淋巴入血
缺乏酶
2-甘油一酯
β-氧化
植物油品质及风味研究前沿与进展
汇报内容
一、植物油品质与营养健康 二、植物油分子原位识别检测技术 三、植物油全二维气质风味检测技术 四、植物油特异营养成分精准检测技术 五、食用植物油料油脂高质量发展展望
一、植物油品质与营养健康
食用油是人类三大营养素之一，甘油酯——五大功能
• 烹调功能：受热均匀、美味
peanut oil sunflower oil linseed oil
average(%) average(%) average(%) average(%) average(%) average(%)
1
PPL
0.08
0.04
0.09
0.20
0.04
0.02
2
MnOLn
0.00
0.05
0.04
0.13
二、植物油分子原位识别检测技术
创建植物油脂分子原位识别检测技术
• 破解植物油只能测脂肪酸、难测油脂分子世界难题
一级质谱甘油酯离子化 形成准分子离子
一级质谱离子精确质量 数确定分子式
[POS+H]+
二级质谱发生中性丢失 脂肪酸
二级质谱碎片离子识别 脂肪酸组成
三级质谱碳氧单键断裂 形成酰基离子 脱水离子