油脂精煉過程中影響反式脂肪酸形成的因素

◆◆反式脂肪酸簡介◆◆

動植物油脂的主要成分是三脂肪酸甘油酯，簡稱甘三酯。從結構來看，可認為甘三酯是由一個甘油分子與三個脂肪酸分子縮合而成，生成三個水分子和一個甘三酯分子，其過程如圖1所示。

圖1 甘三酯的形成過程

天然油脂中含有800種以上的脂肪酸，已經得到鑑別的有500種之多，按天然脂肪酸的結構型別分，脂肪酸碳鏈中不含雙鍵為飽和脂肪酸，含有雙鍵為不飽和脂肪酸，在不飽和脂肪酸中，脂肪酸雙鍵碳原子所連的氫原子在碳鏈的同一側，空間構象呈盤旋結構的稱為順式脂肪酸，而脂肪酸雙鍵碳原子所連的氫原子在碳鏈兩側，空間結構為直鏈形式的稱為反式脂肪酸，如圖2所示。

圖2 脂肪酸結構圖

天然油脂中的不飽和脂肪酸幾乎都以順式構型存在，但在經過一定的加工處理後會形成結構更為穩定的TFA。

由於TFA分子中的C-H基團空間位阻較小，反式雙鍵的鍵角也要小於順式雙鍵，且TFA的直線型剛性結構使其分子結構更為穩定，理化性質接近於飽和脂肪酸，最明顯的特徵就是反

式脂肪酸的熔點一般要高於順式脂肪酸，如順式油酸C18：1-9c的熔點為13。5℃，而反式油酸C18：1-9t的熔點則為46。5℃，在室溫下呈現半固態或固態，可以說反式脂肪酸在某些程度上會會影響油品的抗凍性，導致油樣在較低的溫度下出現發矇、析出等現象。

◆◆

◆◆

目前食物中的反式脂肪酸的來源主要有4個。

（1）自然界中存在反式脂肪酸。當不飽和脂肪酸被反芻動物（如牛）消化時，脂肪酸在動物瘤胃中被細菌部分氫化，所以牛奶、乳製品、牛肉和羊肉的脂肪中都有反式脂肪酸，約佔2%~9%。

（2）油脂的氫化加工。植物油加氫可將順式不飽和脂肪酸轉變成室溫下更穩定的固態脂肪酸。油脂在氫化過程中，不飽和雙鍵轉變為單鍵的同時，也產生了部分異構化的反式脂肪酸。例如人造奶油反式脂肪酸含量為7。1%~17。7%，起酥油反式脂肪酸含量為10。3%。

（3）高溫加熱處理的植物油脂。在油脂精煉工藝的脫臭操作中，為了除去油脂異味，通常需要250℃以上高溫處理2h，在這一過程中也會產生一定數量的反式脂肪酸。主要來源於亞油酸和亞麻酸的順反異構體，植物油精煉過程中產生的反式脂肪酸的量一般佔總脂肪酸含量的1%~5%。

（4）不當的烹調習慣。一般植物油煙點大於200℃。例如大豆油215℃，花生油201℃，菜籽油225℃，玉米胚芽油215℃等，許多家庭烹調時習慣將油加熱至冒煙，導致反式脂肪酸產生，因此，經過反覆煎炸食物的食用油，其中反式脂肪酸的含量往往更高。

◆◆

危害

◆◆

（1）增加患心血管疾病的危險

反式脂肪酸會導致人體內低密度脂蛋白膽固醇升高，引發動脈阻塞而增加患心血管疾病的危險性，反式脂肪酸對血漿膽固醇濃度的負面影響雙倍於飽和脂肪酸，增大了引發動脈硬化和冠心病的危險性。

（2）增加婦女患Ⅱ型糖尿病的危險

婦女長期攝入含反式脂肪酸的食品顯著增加了她們患糖尿病的危險。Ⅱ型糖尿病患者患心臟梗塞或中風的機率比非糖尿病患者更高，患心臟疾病的機率和那些心臟病患者相同。

（3）影響生長髮育

若母體攝入含反式脂肪酸的食物，母乳餵養的嬰幼兒會被動攝入可透過胎盤屏障的反式脂肪酸，增加了胎兒和新生兒較患必須脂肪酸缺乏症的危險，也會對中樞神經發育、血液迴圈等產生不良影響。

（4）導致大腦功能的衰退

透過大量動物實驗及流行病學調查發現，若攝入大量反式脂肪酸，

人的認知能力衰退更快，易造成大腦功能的衰退，而老年人則易患老年痴呆症。

◆◆檢測

方法

◆◆

近些年來，隨著對反式脂肪酸研究的日益深入，逐漸發展和完善了一系列針對反式脂肪酸的檢測方法。其中最常見的測定方法為氣相色譜法，該法可有效分離脂肪酸的順反異構體並對其進行定性定量分析，檢測下限低，結果比較準確其原理是利用待分離的各組分物質在固定相和流動相中的分配係數和吸附能力不同而進行分離的。

◆◆

油脂精煉過程中

的形成機理

◆◆

工業化生產食用油脂主要採用壓榨法和浸出法，植物油傳統壓榨法或浸出法制取的毛油中含有遊離脂肪酸、膠質、色素等雜質，需經精煉過程去除。油脂的脫臭過程在真空、高溫條件下進行，順式脂肪酸在高溫、金屬離子等因素影響下，經過異構化作用而生成不同型別的反式脂肪酸。在高溫條件下，不飽和脂肪酸中的雙鍵容易被破壞，發生異構化生成反式脂肪酸的同時有部分發生不飽和鍵斷裂生成短碳鏈的揮發性化合物。圖3、圖4、圖5是常見油品中含量最高的不飽和脂肪酸油酸、亞油酸、亞麻酸在高溫條件下發生異構化反應生產反式脂肪酸的過程。

圖3 油酸異構化反應過程結構變化

圖4 亞油酸異構化反應過程結構變化

圖5 亞麻酸異構化反應過程結構變化

◆◆

油脂精煉過程中的

形成

因素及控制辦法

◆◆

大量研究均表明毛豆油經鹼煉，脫色兩道工序，其反式脂肪酸含量基本沒什麼變化；含量變化最顯著的是在脫臭工段。反式油酸在大豆油鹼煉、脫色、脫臭工段精煉過程中很少檢測到，基本沒有。反式亞油酸經鹼煉，脫色，脫臭工段時，鹼煉和脫色均使反式亞油酸含量略微降低，分析原因是在兩個工段不僅沒再形成新的反式亞油酸，反而和鹼形成皂化物，並且脫色白土也會對其有少量的吸附，從而導致反式亞油酸含量略微降低。但大豆油經脫臭工段時，反式亞油酸含量明顯上升，由此可表明，脫臭是產生反式脂肪酸主要階段，因脫臭溫度較高，脫臭時間長，易使脂肪酸結構異構化形成反式酸（反應過程如圖3、4、5），且反式亞麻酸形成情況與反式亞油酸相似，由此可知影響油脂精煉過程中反式脂肪酸形成的因素主要是脫臭溫度及脫臭時間，且有研究表明，相對於脫臭時間，脫臭溫度對反式脂肪酸的形成影響更顯著。

為進一步減少在脫臭過程中反式脂肪酸的生成，應儘可能地降低脫臭溫度和脫臭時間。因此，有必要在油脂精煉脫臭工藝中引進和開發低溫、短時、少汽的工藝和裝置，以抑制或減少油脂精煉脫臭過程中產生的反式脂肪酸，例如：採用薄膜式填料塔與熱脫色用的傳統塔盤塔組合的新型軟塔脫臭系統（SCDS）、雙重低溫脫臭系統（DTDS），凍結、凝縮真空脫臭（FVSD）系統等。