论文摘要
反式脂肪酸存在于各种加工食品当中,过多摄入可能导致冠心病等疾病的发生,因此,对于反式脂肪酸的检测以及反应机理的研究势在必行。本文通过油酸C18：1同分异构体的相关结构和能量的计算与结合实际样品中脂肪酸的含量变化,研究了热引发油酸(C18：1)顺→反异构化作用的机制。实验通过在两段温度下(130,160,190,220℃和135,140,145,150,155℃)加热油酸甘油三酯(18：1-9c),气相色谱(GC)法对C18：1同分异构体分析。当加热温度为150℃时,反式油酸的生成量从0.0897+0.0102mg/g油酸甘油三酯(加热1h)上升到0.1700±0.0173mg/g油酸甘油三酯(加热3h),表明顺→反异构化作用可能开始于150℃。实验进一步研究了经质子转移途径的异构化作用机制。所有的基态,过渡态,中间产物的几何构型以及基态的键解离能(BDE)通过使用密度泛函理论(DFT)在B3LYP/6-31G*水平下进行了优化。每一个同分异构体的零点校正能是在B3LYP/6-311++G**水平下进行了计算。计算出的油酸和反式油酸基态的能量差为7.6kJ/mol,反异构化的过渡态能垒为294.5kJ/mol.通过内禀反应坐标(IRC)计算确认了反应物、中间体、过渡态和产物的相关性并得到最低能量途径。DFT计算表明通过异构化作用机制的研究使获得的实验数据得到了很好的解释。实验建议油脂加热过程温度应该控制在150℃以下,从而避免在日常饮食中摄入反式脂肪酸。本文还研究了油酸甘油三酯在高温加热条件下生成醛类羰基化合物的反应。通过HPLC和ESI-MS分别检测了挥发性醛类羰基化合物和非挥发性醛类羰基化合物的变化,并利用量子化学DFT方法计算了油酸的相关C-H键键解离焓(BDE),推导出油酸甘油三酯自动氧化生成醛类羰基化合物的机理,并通过实验验证了其合理性。