食用油加热过程中反式脂肪酸的形成和变化

食用油加热过程中反式脂肪酸的形成和变化苏德森;陈涵贞;林虬【摘要】Aimingtoevaluateformationoftransfattyacidsinedibleoil,andtoanalyzetheinfluencingfactorsfortransfattyacidvariation,edibleoils,includingpeanutoil,soybeanoil,rapeseedoil,cornoilandsunfloweroil,wereheatedforvariouslengthtime,andtheirfattyacidsweredeterminedbygaschromatography.Results:Theamountoftransfattyacidsinedibleoilsheatedto300°Cistwicemorethanthefreshoil,andthecontentandvarietyoftransfattyacidsincreasewithincreasingheatingtemperatureorheatingtime.Therefore,heatingtemperatureandheatingtimeleadtotheformationandvariationoftransfattyacids.Meantime,thefattyacidcompositionoftheoriginaloilhassomeeffectontheformationandvariationoftransfattyacids.Theeffectextentstodifferenttransfattyacidsarenotthesame.%对花生油、大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油分别进行加热试验，采用气相色谱法测定其不同加热温度和不同加热时间脂肪酸组成，分析研究食用油中反式脂肪酸形成和变化特点及其影响因素.结果表明食用油加热至300C时，其反式脂肪酸含量是未加热时的2倍以上;随着加热温度的升高或加热时间的延长，食用油中反式脂肪酸种类和含量都增加.加热温度、加热时间和食用油中脂肪酸组成均是影响反式脂肪酸形成和变化的因素;而反式脂肪酸受影响的程度因其种类的不同而变化.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷)，期】2011(026)001【总页数】5页(P69-73)【关键词】食用油;反式脂肪酸;形成与变化;加热【作者】苏德森;陈涵贞;林虬【作者单位】福建省农业科学院中心实验室，福建省精密仪器农业测试重点实验室,福州,350003;福州大学化学化工学院福州,350002;福建省农业科学院中心实验室,福建省精密仪器农业测试重点实验室福州,350003;福建省农业科学院中心实验室,福建省精密仪器农业测试重点实验室，福州,350003【正文语种】中文［中图分类】TQ646人体过量摄入反式脂肪酸，会引起血清总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇的升高［1］,有导致或加重冠心病的可能性［2-4］,有增加心血管疾病和糖尿病的危险［5］。鉴于反式脂肪酸对人体的不利影响，美国、加拿大等国家已立法在食物上标示反式脂肪酸的含量［6-7］。近几年，我国也开始关注食品中反式脂肪酸问题，但还没有相关的立法或规范。油料中一般不含反式脂肪酸，但油料在生产、加工成食用油过程中将可能生成反式脂肪酸。杨波涛等对上海市场的食用油反式脂肪酸的测定发现，大多数的食用油中的反式脂肪酸含量较高,大于欧州在食用油的反式脂肪酸的限量规定(反式脂肪酸质量分数小于1.0%)［8-9］。食用油的烹饪过程也会生成反式脂肪酸，因为有研究证明高温将导致食用油生成反式脂肪酸。如,葵花籽油加热到230OC时，可以使粗油的反式多不饱和脂肪酸从很低增加到原来的3~10倍［10］;MoyaMoreno等［11］利用傅里叶变换红外光谱(FTIR),测定加热后的食用油的不饱和成分和反式异构体，发现随着温度的升高，不饱和成分减少，反式异构体增加。我国是油料生产大国，同时也是世界上最大的食用油消费国，所以开展食用油中反式脂肪酸的研究具有重大意义。研究通过测定未加热和不同加热条件下加热的食用油脂肪酸组成，分析食用油中反式脂肪酸形成和变化的特征。旨在研究影响食用油中反式脂肪酸形成和变化的因素。研究结果用以指导食用油生产、加工以及烹饪过程，避免或减少反式脂肪酸的生成。1.1试验材料花生油、大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油:市售。1.2试剂与设备异辛烷,甲醇，氢氧化钾，氯化钠:均为分析纯沃津市科密欧化学试剂发展有限公司;脂肪酸甲酯标准品:Supelco公司。GC-2010气相色谱仪,氢火焰离子化检测器(FID):日本岛津公司。1.3试验方法1.3.1食用油的预处理选用花生油、大豆油、菜籽油、玉米油和葵花籽油分别做加热试验。取50mL油样，倒入陶瓷坩埚中，放在电炉上加热，用水银温度计测量其温度。当温度分别到达200、260、300OC时，开始计时，并调节电炉电压，使温度波动不超过±5二在加热时间为0、20、40、60min时，分别倒出油样5mL泠却至室温在-20C下保存。未加热的5种食用油同时被收集，共收集到65个食用油样品,每种样品均做重复试验。准确称取0.1g经处理的食用油于10mL容量瓶中，加入4mL异辛烷,使样品充分混匀，加0.5mL2%的氢氧化钾甲醇溶液反应20min,加入饱和氯化钠水溶液，静置分层，取上清液，加少量无水硫酸钠，过滤，取滤液备用［12-13］。1.3.2脂肪酸甲酯的气相色谱分析程序升温,180C,保持5min,以每分钟1.5C的升温速度,升到230C,保持20min。进样口温度:250C,检测器温度:250C,分流进样,分流比1:100,氮气为载气,恒定压力:230.0kPa,柱流速0.76mL/min。每种脂肪酸都以标准样品的相对保留时间定性。用面积归一化法定量。1.4数据分析结果取重复试验的平均值,采用SPSS13.0统计软件分析。2.1加热温度的影响随着加热温度的升高，食用油中除了反式脂肪酸含量增加外，反式脂肪酸种类也在增加。与未加热时相比,300OC加热后，花生油增加了C18:2A9t12t一种反式脂肪酸（如图1所示），大豆油增加了。18:2A9t12t.C18:3A9t12c15t两种反式脂肪酸,葵花籽油增加了C18:2A9t12c.C18:2A9c12t.C18:2A9t12t三种反式脂肪酸。图2为反式脂肪酸（指每种温度加热20min后反式脂肪酸总的含量）随加热温度变化图。从图2可以看出,每种食用油中反式脂肪酸含量都随着加热温度的升高而增加。在较低温度（200C）时,食用油中反式脂肪酸含量变化得不明显,其中，葵花籽油中没有反式脂肪酸生成;当温度大于200C时，反式脂肪酸含量逐渐增加，而且随着温度的进一步升高,增加速度越来越快;当温度大于260C时,反式脂肪酸含量急剧地增加，到300C时，反式脂肪酸含量是未加热时的2倍以上。2.2加热时间的影响图3~图5为反式脂肪酸随加热时间变化图，结果表明，食用油中反式脂肪酸含量都随着加热时间的延长而增加。以较低的温度（200C）加热食用油，在60min内反式脂肪酸含量的变化不明显（如图3所示）;当加热温度较高时（260C和300C）,随着加热时间的延长反式脂肪酸含量逐渐增加（如图4、图5所示）。随着加热时间的延长除了反式脂肪酸的含量增加,其种类也增多。以300C加热食用油60min,与0min相比,大豆油中增加了C18:2A9t12t.C18:3A9c12c15t.C18:3A9c12t15t3种反式脂肪酸，菜籽油中增加了C18:2A9t12t.C18:3A9c12t15c.C18:3A9c12c15t.C18:3A9t12t15c.C18:3A9c12t15t5种反式脂肪酸。2.3反式脂肪酸种类的影响试验发现,不同的反式脂肪酸受加热的影响程度不同。高不饱和度的反式脂肪酸比低不饱和度的反式脂肪酸更容易生成。表1为5种食用油未加热时顺式脂肪酸含量和不同温度时反脂肪酸增加含量。如表1所示，未加热时，菜籽油的C18:1A9c质量分数为54.99%、大豆油的C18:2A9c12c质量分数为54.61%、玉米油中的C18:2A9c12c的质量分数为54.33%,三者相近。在300°C,经过20min加热后，菜籽油中C18:1t生成了0.64%、大豆油中C18:2t生成了7.69%、玉米油中C18:2t生成了5.65%。生成的C18:1t（C18:1A9t）比C18:2t（C18:2A9c12c各种反式脂肪酸总和）小得多，说明C18:2t比C18:1t更容易生成。同样的,C18:3t（C18:3A9c12c15c的各种反式脂肪酸总和）也比C18:2t易生成。例如，大豆油260C加热20min后,C18:2t生成了0.72%,C18:3t生成了0.59%,是未加热时C18:2A9c12c质量分数（54.61%）的1.3%,C18:3A9c12c15c质量分数（8.01%）的7.4%;在更高温度300C时，加热20min后，它们的质量分数又分别增加至未加热时的14.1%,36.5%。试验还发现，相同碳数、相同不饱和度的反式脂肪酸,反式结构数量越少的反式脂肪酸越容易生成。如,反式结构数量较多的C18:2A9t12t,R有在高温时才生成,而且其含量没有超过反式结构数量较少的C18:2A9t12c或C18:2A9c12t的含量。低温时，食用油中的C18:3t中主要为反式结构数量较少的C18:3A9t12c15c,R有温度升高时，才会生成反式结构数量较多的C18:3A9t12c15t,而且C18:3△9t12c15t的含量都没有超过C18:3A9t12c15c的含量。在反式脂肪酸中,对称性越高的越容易生成或变化。如,C18:2A9c12t的对称性比C18:2A9t12c的高,在未加热的食用油中,C18:2A9t12c和C18:2A9c12t的含量相近,但随着温度的升高,C18:2A9t12c的含量逐渐高于C18:2A9c12t的含量。2.4食用油脂肪酸组成的影响从图2可以看出，反式脂肪酸含量随温度变化会因食用油不同而不同。葵花籽油、大豆油比花生油、菜籽油、玉米油受温度影响大些。每种食用油中反式脂肪酸随加热时间变化的速率也不同。在高温加热时(260°C和300。。,葵花籽油、大豆油、玉米油的变化速率大于花生油、菜籽油的变化速率。可以看出，反式脂肪酸的形成或变化还与食用油的种类有关。分析表1中的数据也可以得出相似的结论。如，大豆油的C18:3A9c12c15c含量比菜籽油的C18:3A9c12c15c含量高，加热后,大豆油生成的C18:3t比菜籽油生成的C18:3t高。葵花籽油的C18:2A9c12c含量比菜籽油的C18:2A9c12c含量高,加热后，葵花籽油生成的C18:2t比菜籽油生成的C18:2t高。菜籽油、花生油的C18:1A9c含量比大豆油、葵花籽油的含量高，加热后,菜籽油生成的C18:1A9t.花生油生成的C18:1A9t比大豆油生成的C18:1A9t.葵花籽油生成的C18:1A9t含量高。食用油中的某种顺式脂肪酸含量高的,其相应的反式脂肪酸(顺式的异构体)含量也高。但是,顺式脂肪酸含量高的，其反式脂肪酸含量并不一定都高。如表1电菜籽油中的C18:1A9c含量大于花生油的C18:1A9c含量，加热后,菜籽油生成的C18:1A9t却小于花生油生成的C18:1A9t;玉米油中的C18:2A9c12c含量与大豆油的C18:2A9c12c相差不大，加热后,玉米油生成的C18:2t却比大豆油生成的C18:2t小。这就说明食用油中反式脂肪酸的形成不完全受其异构体顺式脂肪酸影响。运用统计学方法，对加热后食用油中反式脂肪酸的生成量与顺式脂肪酸的变化量的相关性进行分析,来进一步研究反式脂肪酸与食用油中脂肪酸组成的关系。统计结果列于表2中°C18:2t的变化量与C18:2A9c12c的变化量极显著(P<0.01)负相关(-0.979),C18:3t的变化量与C18:3A9c12c15c的变化量极显著负相关(-0.853)。顺式脂肪酸减少的越多，生成的反式脂肪酸就越多，说明反式脂肪酸的生成与顺式脂肪酸的含量相关。从表2还可以看出,反式脂肪酸的变化量不仅与其异构体顺式脂肪酸的变化量有关，还与较高不饱和度的脂肪酸变化量有关，这一特点在低不饱和度脂肪酸中表现得更明显°C18:2t变化量与C18:3A9c12c15c的变化量极显著负相关(-0.423);C18:1t的变化量与C18:2A9c12c的变化量极显著负相关(-0.721),与C18:3A9c12c15c变化量呈显著(P<0.05)负相关(-01305)。这些相关关系主要是由于多不饱和脂肪酸在加热时发生降解，生成了较低不饱和度的脂肪酸［14］。食用油加热后,C18:1A9c发生了降解反应和转化反应，含量减少了。另—方面，高不饱和脂肪酸的降解,又生成了C18:1A9c,含量增加了。当减少量小于增加量时,C18:1A9c的总含量就会增加。表2中,C18:1t的变化量与C18:1A9c的变化量之间呈正相关(0.807)关系。正是由于高不饱和脂肪酸(如C18:2A9c12c,C18:3A9c12c15c)的降解，低不饱和度的反式脂肪酸(C18:1t)不容易生成造成的。在大豆油和玉米油中，由C18:2A9c12c转化成C18:2t的量差不多，而大豆油生成C18:2t的总和比玉米油生成C18:2t的总和大，也是由于降解反应。因为大豆油的C18:3A9c12c15c含量比玉米油的C18:3A9c12c15c含量高，所以大豆油降解生成的C18:2t的量比玉米油生成的C18:2t的量多。同理，因为花生油的C18:2A9c12c含量比菜籽油的C18:2A9c12c含量高，降解得到的C18:1t量较多而C18:1A9c为低不饱和脂肪酸，被转化和降解的量又相对较少。所以最终菜籽油生成的C18:1t总和还是小于花生油生成的C18:1t总和。食用油的高温加热将导致反式脂肪酸的形成和变化，加热温度和加热时间都是反式脂肪酸形成与变化的影响因素。在200、260、300OC三种加热温度中，随着温度的升高,食用油中反式脂肪酸的含量和种类都增加。在加热60min之内，随加热时间的延长食用油中反式脂肪酸的含量和种类也都增加。反式脂肪酸的形成与变化还因反式脂肪酸的种类不同而存在差异。在各种反式脂肪酸中，高不饱和度的反式脂肪酸比低不饱和度的反式脂肪酸更容易生成或变化。在相同碳数、相同不饱和度的反式脂肪酸中，反式异构数量越少的反式脂肪酸越容易生成，对称性越高的反式脂肪酸越容易生成。食用油中反式脂肪酸的形成与变化还与油的种类有关。反式脂肪酸的生成与食用油中的不饱和脂肪酸组成及含量密切相关。食用油中某种顺式脂肪酸含量高的，其相应的反式脂肪酸的含量也高。低不饱和度反式脂肪酸同时还受到高不饱和度脂肪酸的影响。【相关文献】MensinkRP,andKatanMB.Effectsofdietarytransfattyacidsonhigh-densityandlow-densitylipoproteincholes2terollevelsinhealthysubjects[J].TheNewEnglandJournalofMedicine,1990,323(7):439-445WattsGF,JacksonP,BurkeV,etal.Dietaryfattyacidsandprogressionofcoronaryarterydiseaseinmen[J].TheAmeri2canJournalofClinicalNutrition,1996,64:202-209XuJ,Eilat-AdarS,LoriaC,etal.DietaryfatintakeandriskofcoronaryheartdiseasetheStrongheartstudy[J].TheA2mericanJournalClinicalNutrition,2006,84:894-902AllisonDB,DenkeMA,DietschyJM,etal.Transfattyacidsandcoronaryheartdiseaserisk.Reportoftheexpertpanelontransfattyacidsandcoronaryheartdisease[J].TheAmeri2canJournalClinicalNutrition,1995,62:655S-708SMozaffarianD.Transfattyacids-effectsonsystemicinflam2mationandendothelialfunction[J].AtherosclerosisSupple2ments,2006,7:29-32DepartmentofHealth,CanadaGazette,Part11.Regulationsa2mendingthefoodanddrugregulations(1416Nutritionalla2beling,nutrientcontrolclaimsandhealthclaims)[G].Cana2da:DepartmentofHealth,2003,137(1):2-499FoodandDrugAdministration.Foodlabeling:transfattyacidsinnutritionlabeling,nutrientcontentclaims,andhealthclaims[G].USA:FederalRegister,2003,68(133):41434-41506杨波涛，储云福,陈凤香，等.上海市场五种食用油反式脂肪酸含量测定[J].粮油食品科技2009,17(1):38-41Aro,AmeslvoortJV,BeckerW,etal.Transfattyacidsindiet2aryfatsandoils