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博士研究生学位论文答辩委员会决议书

文章摘要:脂质作为能量载体,是所有生物过程中的核心分子,是脂溶性维生素和必需脂肪酸的来源,也是生物膜的主要成分以及可作为细胞信号分子。据报道母乳和其它乳制品中的脂质是自然界中最复杂的成分,乳脂质的种类达数千种。母乳通常被认为是支持婴幼儿生长发育所需营养素的极好来源。作为母乳的替代品,商业婴幼儿配方奶粉一直将母乳作为生产的“黄金标准”。如何合理调配婴幼儿配方奶粉中脂质使其类似于母乳,一直是一个研究热点。母乳含有3-5%（w/v）的脂质,脂质物理化学性质的巨大差异及结构的多样性,使得系统分析研究母乳中的脂质成分具有较大的挑战性,但也是研究婴幼儿配方奶粉的重要前提。目前,对乳脂成分的确切分子组成的了解有限。此外,配方奶粉的生产过程涉及热处理、均质化、喷雾干燥等工艺,在这些工艺过程中乳脂的结构和组成是否发生变化,目前没有太多报道。为了改进模拟母乳的婴幼儿配方奶粉的设计,为了将来更好了解母乳脂质在婴幼儿生长中的作用,迫切需要对乳脂质（类别,亚类和个体分子种类）进行精确分析。本论文基于超临界流体色谱-质谱联用及亲水作用色谱-质谱联用技术,对母乳、动物乳、婴幼儿配方奶粉中的乳脂成分进行了全面分析,并对加工工艺过程中脂质的变化进行了研究,取得的成果如下:（1）利用超临界流体色谱-四极杆飞行时间质谱（supercritical fluid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,SFCQTOF-MS）测定不同泌乳期母乳和不同动物乳中的复杂的甘油三酯（triacylglycerol,TAG）,结合主成分分析（PCA）和层次聚类分析（HCA）比较动物乳与母乳脂质的相似度。实验结果表明,母乳和动物乳之间的TAG谱存在很大的差异,不同类型的乳品存在不同的TAG分子。母乳富含不饱和脂肪酸构成的TAG,初乳中含有更多长链脂肪酸构成的TAG,而在过渡乳和成熟乳中,由中链脂肪酸构成的TAG相对含量要更高;骆驼奶富含不饱和脂肪酸、长链脂肪酸以及高分子质量的TAG（Mw≥790）;由短链脂肪酸和中链脂肪酸构成的TAG在羊奶中占主导地位;牛奶和牦牛奶中高分子质量的TAG相对含量要低,富含由饱和脂肪酸组成的TAG;水牛奶中长链脂肪酸和高分子质量（Mw≥792）组成的TAG的相对含量高。PCA和HCA的结果表明,根据TAG组成可以区分不同动物乳,骆驼奶富含长链不饱和脂肪酸,是所研究的动物乳中与母乳最为相似的;而山羊奶由于富含短链和中链脂肪酸的特点,虽然与母乳差异最大,但是可作为中链脂肪酸的来源以模拟泌乳后期中链脂肪酸增加的现象。因此可以根据不同动物乳的脂质特点进行调配,用于生产更接近母乳的婴幼儿配方奶粉。（2）利用亲水作用色谱-四极杆飞行时间质谱（hydrophilic interaction liquid chromatography-quadrupole time-of-flight mass spectrometry,HILIC-QTOF-MS）开发了磷脂（phospholipids,PL）的检测方法,在10 min内8种PL种类得到分离,并通过高分辨质谱确定了PL分子中的脂肪酸组成,对母乳和动物乳中的PL精细结构进行了系统分析。母乳和动物乳中磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰胆碱（PC）和鞘磷脂（SM）的含量相对较高,同时这三类PL种类最为丰富。母乳和动物乳之间的PL组成显著差异归纳如下:母乳中含量最高的PL分子分别是PE（18:1/18:1）、SM（d18:1/22:0）和PC（18:1/18:1）;牛奶和水牛奶含量最高的PL分子分别是PE（18:1/18:1）、PC（16:0/18:1）和SM（d18:1/16:0）;山羊奶中含量最高的PL分子分别是PE（18:1/18:1）、PC（16:0/18:1）和SM（d18:1/16:1）。对母乳和不同动物乳的PL分子组成深入分析有助于进一步改进模拟母乳的婴幼儿配方奶粉的设计。（3）婴幼儿配方奶粉生产通常包括热处理、均质化和喷雾干燥等几个关键加工阶段,这些加工工艺均涉及到升温过程,可能会改变脂质的结构和组成,尤其对热敏感的PL。利用开发的HILIC-QTOF-MS方法进一步探究了婴幼儿配方奶粉生产链中加工工艺对PL的影响,通过对婴幼儿配方奶粉生产链中的生乳、巴氏杀菌乳、均质乳和对应奶粉样品中的PL进行了定性和定量分析,发现不同工艺方法对PL组成影响不同,巴氏杀菌后PL没有明显的变化,而喷雾干燥后,PI、PC、PS、LPE和LPC发生显著改变。结合PCA和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA）发现巴氏杀菌和喷雾干燥过程中影响最大的是含有不饱和脂肪酸的PL成分,而LPE（16:0）、LPE（18:2）等PL分子经过喷雾干燥过程含量显著增加。因此,在优化配方奶粉时,需要注意这些PL的补充,或是考虑对加工工艺做进一步的优化,以满足婴幼儿的营养需求。（4）基于超临界流体色谱-电喷雾电离-四极杆飞行时间质谱（supercritical fluid chromatography-electrospray ionization quadrupole time-of-flight mass spectrometry,SFC-ESI-QTOF-MS）的高效分离、高分辨率的特征,开发了高通量、精确测定全脂质成分的分析方法,实现同时对极性脂质和非极性脂质定性定量分析。在7 min内有效分离12类脂质（甘油三酯,TAG;脂肪酸,FA;甘油二酯,DAG;甘油单酯,MAG;磷脂酰胆碱,PC;磷脂酰甘油,PG;磷脂酰乙醇胺,PE;鞘磷脂,SM;溶血磷脂酰胆碱,LPC;溶血磷脂酰乙醇胺,LPE;磷脂酰肌醇,PI;磷脂酰丝氨酸,PS;）,并探究了色谱条件对不同脂质保留行为的影响,研究总结不同脂质的质谱断裂规律,同时建立了12类脂质的定量分析方法。将该方法用于母乳、动物乳和婴幼儿配方奶粉的分析,一共鉴定出来自12类脂质的250种脂质分子,不同类型的乳制品之间脂质组成差异大。该方法还用于分析不同配方奶粉与母乳之间脂质组的差异,结果表明不同配方奶粉与母乳之间存在显著差异,应重视对配方奶粉进行脂质组学分析以开发更适合婴幼儿的配方奶粉。

文章来源：《色谱》 网址: http://www.spzzs.cn/qikandaodu/2022/0130/703.html