食用油不饱和结构氧化过程自由基引发与顺反异构化关系研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    31671819
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    63.0万
  • 负责人：
    于修烛
  • 依托单位：
    西北农林科技大学
  • 学科分类：
    C2002.食品生物化学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Trans fatty acid (TFAs) create deleterious effects; thus their existence in humans is a great health concern. TFAs can be obtained through diet. They can be formed endogenously by free radical-induced cis to trans isomerization during edible oil oxidation when storage and processing. In order to investigate the relationship between mechanism of free radical generation and cis-trans isomerization during edible oil oxidation, the project will take different fatty acid edible oils as raw materials, and collect Infrared spectra using Fourier transform Infrared (FTIR) spectrometer basing on polyethylene films. The hydroperoxidation, cis and trans double bonds absorption changes in the FTIR spectra will be analyzed in the oxidation process. The oxidative products will be determined during different storages by GC-MS, HPLC, and NMR technique to explain free radical changing and isomerization,　hydroperoxides formation and decomposition　patterns and the　formation mechanisms of trans fatty acids. The free radicals in edible oil oxidation　induced changes mechanism and transmission will be known. Free radical composition, species and intensity change, the relationship between free radical intensity and geometrical isomers and conjugated dienes, free radical induced mechanism and route of isomerization will be revealed basing on this relationship; The relationship between free radical induced and cis-trans isomerization during edible oil oxidation will be revealed at different storages and processing. The projects will enrich edible oils anti-oxidation theories.
反式脂肪酸（TFAs）通过膳食危害人体健康备受关注，特别在食用油贮藏和加工中自由基引发氧化易产生TFAs。然而对这氧化过程及其产物变化规律研究尚不够深入。本项目拟以不同脂肪酸类型的食用油为材料，利用已构建基于涂膜法傅里叶变换红外光谱技术，采集不同氧化过程食用油的红外光谱，分析食用油在氢过氧化物和顺式双键等特征吸收区域的变化规律，利用电子自旋共振技术测定食用油氧化过程自由基变化，通过GC-MS、HPLC和NMR等手段监测和顺反异构化产物以及最终产物。掌握食用油氧化过程自由基引发和传递变化，自由基结构、种类和强度变化，自由基强度与几何异构体和共轭异构体含量变化，通过几何异构体和共轭异构体含量变化推断体系中自由基引发和异构化路径；研究不同食用油不饱和链结构双键位移和反式构型形成规律，明确食用油的氧化自由基与异构化关系，揭示食用油在氧化过程TFAs形成规律。为丰富食用油抗氧化理论提供支撑。

结项摘要

食用油贮藏中自由基引发氧化易产生反式脂肪酸，以不同脂肪酸和食用油为材料，利用电子自旋共振技术（EPR）探究其氧化过程自由基变化，并结合通过FTIR、GC-MS和NMR等手段监测顺反异构化产物以及最终产物变化，阐明研究食用油不饱和链结构双键位移和反式构型形成规律，明确食用油的氧化自由基与异构化关系。室温条件下，油酸和亚油酸的自动氧化主要生成4种自由基，分别为烷基自由基（R·）、烷氧自由基（RO·）、烷过氧自由基（ROO·）和未知碳中心自由基（DMPO-X），且其自由基总量处于一定的波动状态。而在相同的检测条件下，亚麻酸中的自由基主要是由R•构成的，且不饱和程度越高的脂肪酸其生成R•的比例越高。亚麻籽油和花生油在室温氧化时主要产生4种自由基，其含量排序为：DMPO-X>RO•>R•>ROO•；葵花籽油中各自由基含量排序为：RO•>DMPO-X>R•>ROO•；油茶籽油中的自由基主要是RO•，DMPO-X次之，ROO•的量最少。抗氧化剂和促氧剂会明显抑制和促进不饱和脂肪酸和食用油自由基的形成；自由基含量与油脂氧化速率成正比，明确了食用油氧化过程中自由基引发和传递机制；油脂体系自由基产生加速其氧化进程，抑制自由基产生是延缓油脂氧化重要手段；不饱和程度越高的油脂越易形成反式构型，与R•自由基直接相关，其最终氧化产物反式挥发性产物也越多，揭示了食用油自由基产生与反式构型的关系。利用FTIR光谱技术结合反式双键（TDBs）、羧基（ROOH）键、羰基（C=O）键及碳链骨架（CCSs）对不同油脂室温氧化过程的动力学模型进行研究。花生油、大豆油和亚麻籽油中ROOH键的光谱吸光度变化符合一级反应动力学，菜籽油中的吸光度变化符合零级反应动力学；4种油的C=O键和CCS吸光度变化均符合一级反应动力学；TDBs在花生油、大豆油和亚麻籽油中的吸光度变化符合零级反应动力学；反应动力学的回归方程具有很好的拟合度。利用食用油氧化过程特征变化构建了氧化指标和鉴别测定方法，为项目成果进一步应用打下良好的基础。

项目成果

期刊论文数量（15）
专著数量（1）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（1）
Monitoring oxidative stability and changes in key volatile compounds in edible oils during ambient storage through HS-SPME/GC-MS
通过 HS-SPME/GC-MS 监测常温储存期间食用油的氧化稳定性和关键挥发性化合物的变化
  • DOI：
    10.1080/10942912.2017.1382510
  • 发表时间：
    2018-01-01
  • 期刊：
    INTERNATIONAL JOURNAL OF FOOD PROPERTIES
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Xu, Lirong;Yu, Xiuzhu;Wang, Xingguo
  • 通讯作者：
    Wang, Xingguo
Application of Fourier transform infrared spectroscopy for the quality and safety analysis of fats and oils: A review
傅里叶变换红外光谱在油脂质量和安全分析中的应用：综述
  • DOI：
    10.1080/10408398.2018.1500441
  • 发表时间：
    2019-01-01
  • 期刊：
    CRITICAL REVIEWS IN FOOD SCIENCE AND NUTRITION
  • 影响因子：
    10.2
  • 作者：
    Li, Qi;Chen, Jia;Gao, Jin-Ming
  • 通讯作者：
    Gao, Jin-Ming
Rapid and Simultaneous Determination of the Iodine Value and Saponification Number of Edible Oils by FTIR Spectroscopy
傅立叶变换红外光谱法快速同时测定食用油的碘值和皂化值
  • DOI：
    10.1002/ejlt.201700396
  • 发表时间：
    2018-04
  • 期刊：
    European Journal of Lipid Science and Technology
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    Lirong Xu;Xufei Zhu;Xiuzhu Yu;Zongyao Huyan;Xingguo Wang
  • 通讯作者：
    Xingguo Wang
A simple and practical method to determine peroxide values in edible oils via infrared quartz cuvette-based Fourier transform infrared spectroscopy
一种简单实用的基于红外石英比色皿的傅里叶变换红外光谱法测定食用油中过氧化值的方法
  • DOI：
    10.1039/c8ay00594j
  • 发表时间：
    2018-07
  • 期刊：
    Analytical Methods
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Jing Shang;Xinran Wu;Keqing Hu;Zongyao Huyan;Qi Li;Xiuzhu Yu
  • 通讯作者：
    Xiuzhu Yu
Comparative study on the evolution of polar compound composition of four common vegetable oils during different oxidation processes
四种常见植物油不同氧化过程中极性化合物组成演变的比较研究
  • DOI：
    10.1016/j.lwt.2020.109538
  • 发表时间：
    2020-07-01
  • 期刊：
    LWT-FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    6
  • 作者：
    Chen, Jia;Zhang, Lingyan;Yu, Xiuzhu
  • 通讯作者：
    Yu, Xiuzhu

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淀粉-脂质复合物功能及营养特性研究进展
  • DOI：
    10.7506/spkx1002-6630-20190427-371
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    食品科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    石少侠;董瑶瑶;李琪;于修烛
  • 通讯作者：
    于修烛

其他文献

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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