油脂煎炸過程質(zhì)量安全風(fēng)險研究進展

劉海蘭，劉玉蘭，陳 剛，安 駿

(1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，鄭州 450001； 2.中糧福臨門食品營銷有限公司，北京 100020)

油脂煎炸過程質(zhì)量安全風(fēng)險研究進展

劉海蘭1，劉玉蘭1，陳 剛2，安 駿2

(1.河南工業(yè)大學(xué) 糧油食品學(xué)院，鄭州 450001； 2.中糧福臨門食品營銷有限公司，北京 100020)

食品的油脂煎炸是一個復(fù)雜的物理化學(xué)過程。在持續(xù)高溫條件下，油脂易發(fā)生熱氧化、熱聚合、熱分解、熱水解等反應(yīng)，與此同時煎炸食材也對油脂品質(zhì)變化產(chǎn)生影響。煎炸食品以誘人的色、香、味為人們所喜愛，但煎炸食品也會因油脂煎炸過程產(chǎn)生的極性組分、氧化甘油三酯聚合物、多環(huán)芳烴、3-氯丙醇酯、反式脂肪酸等有害成分存在食品安全風(fēng)險。深入系統(tǒng)研究油脂煎炸過程可能存在的質(zhì)量安全風(fēng)險及風(fēng)險因子，研究油脂煎炸過程質(zhì)量安全可控的技術(shù)和措施，保證煎炸食品的質(zhì)量安全，是食用油行業(yè)和食品加工業(yè)高度關(guān)注的內(nèi)容。對油脂煎炸過程中可能產(chǎn)生的質(zhì)量安全風(fēng)險及風(fēng)險因子進行分析歸納，并對近年來油脂煎炸過程質(zhì)量安全風(fēng)險控制的研究進展進行綜述。

油脂煎炸； 質(zhì)量安全； 有害成分； 風(fēng)險控制

煎炸是一種傳統(tǒng)的食品烹飪方式，歷史悠久。煎炸食品因其獨特的口感和風(fēng)味為人們所喜愛。煎炸食品的消費量逐年遞增，煎炸油用量也達數(shù)百萬噸。然而煎炸食品存在著許多的健康風(fēng)險，如煎炸食品的高含油量和高熱量，高溫煎炸過程中油脂發(fā)生熱氧化、熱聚合、熱分解、熱水解產(chǎn)生的有害成分如極性組分、聚甘油酯、多環(huán)芳烴、3-氯丙醇酯、反式脂肪酸等，這些有害成分會吸附在煎炸食品上，長期食入這種煎炸食品就會對人體健康造成危害。近年來隨著人們對食品安全意識的提高，煎炸油及煎炸食品的質(zhì)量安全也受到更多關(guān)注，認識到高質(zhì)量的煎炸食品不僅要有美味的口感，更要安全營養(yǎng)。很多學(xué)者對煎炸油及油脂煎炸過程進行研究，包括煎炸專用油的研究開發(fā)、煎炸專用油的品質(zhì)控制、煎炸過程質(zhì)量安全風(fēng)險控制等。本文就油脂煎炸過程中可能產(chǎn)生的質(zhì)量安全風(fēng)險及風(fēng)險因子進行分析歸納，并對近年來油脂煎炸過程質(zhì)量安全風(fēng)險控制的研究進展進行綜述。

1 油脂煎炸過程的風(fēng)險成分

1.1 油脂煎炸過程的極性組分

極性組分(PC)是指在煎炸食品條件下，油脂發(fā)生一系列的熱氧化、熱聚合、熱分解和水解反應(yīng)，產(chǎn)生的一些比正常植物油分子(甘油三酯)極性大的成分。極性組分主要反映的是植物油的氧化劣變程度，也在一定程度上反映出煎炸油的安全品質(zhì)。

郝乾有等[1]對玉米油煎炸不同含水量食材過程PC含量變化進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)玉米油的酸值和PC含量均隨煎炸時間的延長和食材含水量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢。馬玉婷[2]研究了玉米油煎炸油條過程中PC含量的變化，結(jié)果表明，煎炸初始和煎炸32 h時玉米油中PC含量分別為3.81%和30.16%，隨煎炸時間延長PC含量顯著增加。劉玉蘭等[3]對大豆油、米糠油和棕櫚油在煎炸油條過程中PC含量變化進行研究，結(jié)果表明，煎炸初始大豆油、米糠油、棕櫚油的PC含量分別為0.77%、6.19%和8.12%，煎炸32 h后PC含量對應(yīng)增加至27.11%、31.84%和29.18%，均超出GB 7102.1—2003《食用植物油煎炸過程中的衛(wèi)生標準》中PC含量不超過27%的限量規(guī)定。周雅琳等[4]對食用油煎炸過程影響PC生成的因素進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)煎炸油中PC含量不僅與煎炸溫度和煎炸時間呈正相關(guān)，還與煎炸油品種、煎炸原料品種有關(guān)。

楊靈潔等[5]利用反復(fù)煎炸食品的食用油進行小鼠動物實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，煎炸油中某些極性物質(zhì)可能吸附在煎炸食品表面，對小鼠臟器和血清指標的影響隨油脂煎炸次數(shù)不同而產(chǎn)生不同程度的損害。蔡文辭[6]對煎炸油中總極性化合物的細胞毒性進行研究，結(jié)果表明，隨著極性化合物濃度的增加和作用時間的延長，其對細胞生長的抑制作用顯著增強，同時細胞形態(tài)發(fā)生變化以及細胞凋亡率增加。國外文獻也有關(guān)于極性化合物影響基因突變、染色體變異如乳腺癌等的報道[7]。這些研究表明極性化合物對人類健康存在一定的威脅。

1.2 油脂煎炸過程的氧化甘油三酯聚合物

油脂煎炸過程產(chǎn)生的氧化甘油三酯單體通過C—C、C—O、O—O等共價鍵相互結(jié)合形成極性甘油三酯聚合物，稱為氧化甘油三酯聚合物(TGP)。TGP主要包括氧化甘油三酯二聚物(TGD)和氧化甘油三酯寡聚物(TGO)。油脂煎炸過程中TGP形成機理尚不明確[8]，根據(jù)對煎炸油中TGP的有限報道，油脂煎炸受熱反應(yīng)可分為3部分：一部分油脂受熱發(fā)生氧化聚合生成ox-TG、TGP，使得油脂黏度增加，附著在煎炸食品表面造成油脂損失；一部分油脂發(fā)生分解生成小分子物質(zhì)如醛、酮等，受熱揮發(fā)；還有一部分油脂發(fā)生水解反應(yīng)生成游離脂肪酸、甘油一酯、甘油二酯等。歐洲一些國家把TGP作為油脂深度煎炸的特征指標并作出限量規(guī)定，如荷蘭16%、法國14%、比利時和捷克均為10%。曹文明等[9-10]對氧化甘油三酯及甘油三酯聚合物與油脂氧化程度的關(guān)聯(lián)性進行研究，并對來源不同、精煉程度不同的餐廚廢棄油脂(包括烹飪、煎炸等)樣品中的TGP含量變化進行分析對比，結(jié)果表明，TGP與油脂的氧化程度密切相關(guān)，是高溫烹飪所特有的產(chǎn)物，采用TGP、ox-TG等指標可用于鑒別高度劣變的油脂。李東銳等[11]對大豆油、棕櫚油的調(diào)和油(1∶1)煎炸雞肉、土豆、蘿卜、魚肉過程中，煎炸油中TGP含量的變化進行研究，結(jié)果表明，溫度控制在(180±5)℃，煎炸持續(xù)約8 h，在4、8 h取煎炸油樣，油樣的聚合物含量分別為6.37%、17.31%，TGP含量隨煎炸時間延長明顯增加。

油脂高溫煎炸過程形成的某些聚合物對人體有毒。環(huán)狀單聚體和二聚體均可致動物肝腫大、生長緩慢、生育功能障礙等，毒性較強；TGP具有明顯的生物學(xué)毒性，對機體免疫功能具有一定的損傷作用[12]；長時間攝入和積累在體內(nèi)會影響細胞正常的新陳代謝，對人體健康造成不利影響。

1.3 油脂煎炸過程的多環(huán)芳烴

多環(huán)芳烴(PAHs)是指2個或者2個以上芳香環(huán)稠合的一系列芳烴化合物及其衍生物，是重要的環(huán)境和食品污染物，迄今已發(fā)現(xiàn)有200多種，由于苯并(a)芘(B(a)P)最早被發(fā)現(xiàn)且致癌性強，故常以B(a)P 作為PAHs的代表。PAHs普遍具有致畸、致癌和致突變作用，重質(zhì)(含有5個或5個以上芳香環(huán))PAHs的毒性高于輕質(zhì)(含有2～4個芳香環(huán))PAHs[13]。國際癌癥研究中心(IARC)列出的94種對實驗動物致癌的化合物，其中15種屬于PAHs。

人群流行病學(xué)研究表明，食品中B(a)P的含量與胃癌等多種腫瘤的發(fā)生有一定的相關(guān)性，常吃煎炸食品的人的發(fā)病率遠高于不吃或者極少吃煎炸食物的人[14]。Chen等[15]在2007年報道了深度煎炸產(chǎn)生的PAHs比蒸煮方式釋放出的要高6倍。石龍凱等[16]對大豆油、米糠油、棕櫚油煎炸油條過程中PAHs含量的變化進行研究，結(jié)果表明，隨著煎炸時間的延長，3種煎炸油中B(a)P和PAHs含量均呈現(xiàn)明顯上升的趨勢。羅凡等[17]對油茶籽油煎炸面條、豆腐、香蕉、瘦肉過程中B(a)P含量變化進行研究，結(jié)果表明，B(a)P在初始煎炸時的增幅不大，在煎炸12 h后B(a)P含量明顯增加，在煎炸豆制品時B(a)P增幅最大。

1.4 油脂煎炸過程的3-氯丙醇酯和縮水甘油酯

3-氯-1,2-丙二醇(簡稱3-氯丙醇，3-MCPD)是氯丙醇類化合物。氯丙醇類化合物與脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成氯丙醇酯，3-氯丙醇酯(3-MCPD酯)即是氯丙醇酯的一種?？s水甘油酯(GEs)是縮水甘油和脂肪酸的酯化產(chǎn)物。

周紅茹等[18]以環(huán)酰氧鎓離子為中間體對3-MCPD酯的形成機制進行分析，認為甘三酯(TAG)、甘二酯(DAG)、甘一酯(MAG)是形成3-MCPD酯的前體物質(zhì)，環(huán)酰氧鎓離子作為反應(yīng)過程中的橋梁，氯離子攻擊環(huán)酰氧鎓離子的環(huán)結(jié)構(gòu)，開環(huán)形成3-MCPD酯。

當(dāng)前對于3-MCPD酯的危害研究有兩個方面。一方面是通過人體外模擬實驗說明3-MCPD酯在腸道中可以被脂肪酶水解生成3-MCPD，然后經(jīng)人體吸收，產(chǎn)生毒性。Seefelder等[19]利用同位素標記法模擬人體腸道對植物油中3-MCPD單酯或者雙酯的消化過程，結(jié)果表明，3-MCPD單酯在脂肪酶作用下3-MCPD的產(chǎn)率可達95%，而3-MCPD雙酯釋放出3-MCPD的速度較慢。另一方面說明3-MCPD酯自身帶有一定的毒性[20-21]。Liu等[22]對瑞士小鼠進行3-MCPD單酯和雙酯急性經(jīng)口毒性研究以及在NRK-52E大鼠腎臟細胞中的細胞毒性研究，結(jié)果表明，3-MCPD單酯的半數(shù)致死劑量(LD50)為2 676.81 mg/kg，期間小鼠表現(xiàn)為體重下降、精子細胞數(shù)減少、死亡小鼠的腎小管壞死等癥狀。

德國風(fēng)險評估委員會(BfR)根據(jù)毒理學(xué)實驗提出縮水甘油酯(GEs)本身不具有致癌性，但是其在體內(nèi)進行脂質(zhì)代謝可以分解產(chǎn)生縮水甘油，并且能在動物實驗中表現(xiàn)出影響基因毒性的致癌物[21]。

與氯丙醇類相似，縮水甘油酯在油中不僅以酯化的形式存在，也可能以縮水甘油的形式存在。目前我國還未有關(guān)于食用油包括煎炸油中3-MCPD酯和GEs的限量標準。

Wong等[23]對棕櫚油煎炸薯條(含鹽量0%、1%、3%、5%)過程中3-MCPD酯和GEs含量的變化進行研究，結(jié)果表明，隨著煎炸溫度升高、煎炸時間延長和NaCl濃度增加，3-MCPD酯含量和GEs含量增加。報道稱在一些食品中3-MCPD酯的含量遠高于3-MCPD的含量[24]。

1.5 油脂煎炸過程的反式脂肪酸

反式脂肪酸(TFA)是分子中至少含有一個反式雙鍵的非共軛不飽和脂肪酸。天然存在的不飽和脂肪酸多為順式結(jié)構(gòu)，但是在油脂煎炸或者高溫加工過程中，油脂中不飽和脂肪酸的雙鍵可能會發(fā)生位置的改變(位置異構(gòu))或從順式變?yōu)榉词?順反異構(gòu))，從而產(chǎn)生TFA。TFA多為固態(tài)或半固態(tài)，熔點較高。

研究表明，大量食用含反式脂肪酸的食物會加速動脈硬化[25]，易導(dǎo)致人體肥胖、冠心病、糖尿病等疾病。

王維濤等[26]對玉米油、魚油調(diào)和油煎炸面片過程中TFA含量變化進行研究，結(jié)果表明，相同溫度下，隨著煎炸時間延長至3 h，魚油調(diào)和油中TFA最高增至2.25%，玉米油中TFA最高增至5.43%。王瑩輝[27]對米糠油煎炸油條過程TFA含量進行研究，結(jié)果表明，煎炸32 h后米糠油中TFA由最初的1.75%增加到2.15%。吳曉華[28]對棉籽油煎炸油條過程中TFA含量變化進行研究，結(jié)果表明，在煎炸26 h后TFA含量由煎炸前的1.04%增加到1.23%。羅凡等[17]對油茶籽油煎炸不同食材過程中TFA含量的研究表明，TFA受煎炸溫度和煎炸時間的影響很大，相同煎炸條件下，TFA含量上升幅度為面條gt;豆腐gt;香蕉gt;瘦肉。

2 油脂煎炸過程質(zhì)量安全風(fēng)險的控制

2.1 相關(guān)標準的規(guī)定

GB 7102.1—2003《食用植物油煎炸過程中的衛(wèi)生標準》中規(guī)定酸值(KOH)不大于5 mg/g、羰基值不大于50 meq/kg、極性組分含量不大于27%。GB 2762—2012《食品安全國家標準 食品中污染物限量》規(guī)定多環(huán)芳烴中B(a)P含量不大于10 μg/kg。歐盟No835/2011中規(guī)定B(a)P含量不大于2 μg/kg，PAH4即苯并(a)蒽、、苯并(b)熒蒽、苯并(a)芘4種多環(huán)芳烴的總量不大于10 μg/kg。 GB 2762—2012僅規(guī)定3-MCPD在固態(tài)調(diào)味品、液態(tài)調(diào)味品中限量分別為0.4、1.0 mg/kg。歐盟食品科學(xué)委員會(SCF)以及聯(lián)合食品添加劑專家委員會(JECFA)等規(guī)定3-MCPD限量為2 μg/(kg·d)攝入量(TDI)。奧地利明確規(guī)定煎炸油中FFA含量不大于0.4%。在GB 10767—2010《食品安全國家標準 較大嬰兒和幼兒配方食品》中明確規(guī)定TFA含量不得超過總脂肪酸含量的3%。此外GB 23347—2009《橄欖油、油橄欖果渣油》中規(guī)定初榨橄欖油中TFA含量不大于0.1%。

2.2 煎炸油的合理選用

對理想煎炸油的要求：合理的脂肪酸組成(約為飽和脂肪酸20%、油酸50%、亞油酸30%、亞麻酸3%)既能延長煎炸油壽命又有利于煎炸食品的營養(yǎng)健康；煎炸油中豐富的天然抗氧化成分對延長煎炸油壽命和煎炸食品營養(yǎng)有益；煎炸油中雜質(zhì)含量如磷脂、甘二酯、甘一酯等容易誘發(fā)煎炸油品質(zhì)劣變的成分應(yīng)盡量少；煎炸食品的起酥性好、色澤和風(fēng)味好、吸油量少；發(fā)煙點低、不易起泡冒煙、有良好的風(fēng)味。彭鑑君等[29]對油炸馬鈴薯制品進行研究，發(fā)現(xiàn)亞油酸和亞麻酸含量高的大豆油穩(wěn)定性差，亞麻酸含量高的葵花籽油需在煎炸前經(jīng)部分氫化處理。劉玉蘭等[30]研究了花生油、玉米油、大豆油、棕櫚油4種油脂的煎炸性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同油脂在同一煎炸條件下的穩(wěn)定性不同，單一油脂無法完全滿足煎炸專用油的要求，因此研究開發(fā)了煎炸專用調(diào)和油。王瑩輝[27]對米糠油、大豆油、棕櫚油和米糠調(diào)和油進行多種食材的煎炸，給出了最佳的米糠煎炸調(diào)和油配方。

2.3 煎炸食材處理

煎炸食材對煎炸油的品質(zhì)產(chǎn)生影響。王瑩輝[27]研究了米糠油煎炸不同食材(油條、薯條、雞翅、豆腐)時煎炸油品質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)不同煎炸食材因所含主要組分的不同，對煎炸油品質(zhì)劣變呈現(xiàn)出不同程度的影響；酸值增幅最大的是豆腐，羰基值和TFA含量增幅最大的是油條。王興國等[31]選擇棕櫚起酥油(42℃)對不同食材(海鮮類、雞類、薯類)進行煎炸,結(jié)果發(fā)現(xiàn)煎炸油品質(zhì)劣變速度由快到慢依次為海鮮類、雞類、薯類產(chǎn)品。因為在油脂煎炸過程中，煎炸食材自身成分會和煎炸油發(fā)生反應(yīng)，如煎炸食材表面的蛋白質(zhì)和氨基酸等易在高溫條件下與煎炸油中的羰基化合物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一些有害物質(zhì)如TFA、丙烯酰胺、極性化合物、雜環(huán)胺、PAHs等。因此，可以選擇裹粉煎炸以盡量減少食材對煎炸油品質(zhì)的影響。

2.4 煎炸抗氧化劑的應(yīng)用

煎炸專用油的品質(zhì)劣變很大程度源于油脂的氧化，因此選用適合高溫煎炸的抗氧化劑是延緩煎炸油劣變、減少煎炸油和煎炸食品中有害成分的一項重要措施。目前常用的人工合成抗氧化劑有丁基羥基茴香醚(BHA)、二丁基羥基甲苯(BHT)、沒食子酸丙酯(PG)和叔丁基對苯二酚(TBHQ)[32]。天然抗氧化劑有茶多酚、維生素E、類胡蘿卜素、大豆異黃酮、生物類黃酮、甾醇類化合物等[33]。樊之雄等[34]對BHA、BHT、TBHQ、茶多酚、植酸、維生素E對高溫加熱棕櫚油劣變的控制效果進行研究,結(jié)果表明，人工合成抗氧化劑的抗氧化效果最好的是TBHQ，最佳添加量為0.012 g/100 g，天然抗氧化劑維生素E的最佳添加量為 0.8 g/100 g。劉向[35]對煎炸油復(fù)合抗氧化穩(wěn)定劑(TBHQ加檸檬酸和VC作增效劑)進行研究，結(jié)果表明，復(fù)合抗氧化劑對過氧化值、酸值和羰基值的抑制作用最大，復(fù)合抗氧化劑比單一抗氧化劑對延長煎炸油壽命具有更好的效果。因此，開發(fā)和選用適合于高溫煎炸的復(fù)合抗氧化劑可能對減少煎炸專用油品質(zhì)劣變和延長煎炸食品貨架期有重要作用。

2.5 煎炸方式的改善

肖建東等[36]研究了生產(chǎn)條件對方便面煎炸油酸值的影響，結(jié)果表明，隨煎炸時間的延長，產(chǎn)能小、面塊克重小和間斷式生產(chǎn)線的煎炸油酸值上升速度快。反之，煎炸油酸值的升高較為緩慢。對煎炸專用油定期進行過濾，及時去除油脂中殘存的過氧化物、高分子聚合物、碳化的面粉顆粒等雜質(zhì)，可以有效改善煎炸專用油品質(zhì)。Bheemreddy等[37]證實菜籽油煎炸中極性組分的生成受到每日使用硅酸鈉-活性白土過濾操作的抑制。此外，避免煎炸過程油脂與氧氣接觸、添加新油等也可以減緩煎炸油的品質(zhì)劣變。

3 結(jié) 論

煎炸食品因色香味的獨特優(yōu)勢不會被其他食品所取代，但煎炸過程油脂中風(fēng)險成分的形成及其對煎炸食品安全的不良影響更不能忽視。了解油脂煎炸過程可能存在的食品安全風(fēng)險，深入系統(tǒng)研究對煎炸過程極性組分、聚合物、多環(huán)芳烴、3-氯丙醇酯、反式脂肪酸等有害成分有效可控的技術(shù)方法，提高煎炸食品的質(zhì)量安全，保證消費者在享用美味煎炸食品的同時更享受到煎炸食品的安全和營養(yǎng)，應(yīng)是煎炸油的研發(fā)方向。

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Reviewonqualityandsafetyrisksoffryingoil

LIU Hailan1, LIU Yulan1, CHEN Gang2, AN Jun2

(1.College of Food Science and Technology, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001, China； 2. COFCO Food Sales amp; Distribution Co., Ltd., Beijing 100020, China)

Frying food in oil is a complex physical and chemical process. Under continuous high temperature condition, oil is prone to thermal oxidization, thermal polymerization, thermal decomposition, thermal hydrolysis and other reactions, meanwhile, fried food materials also have a certain impact on the quality of oil. Fried food was loved by people for the attractive fragrance, unique taste and golden color, but it has safety risks for the polar components(PC),oxidized triglyceride polymers (TGP),polycyclic aromatic hydrocarbons(PAHs), trichloropropanol ester(3-MCPD ester),transfatty acids(TFA) and other harmful ingredients produced during frying. Depth systematical study of the possible quality safety risks and risk factors in the frying process, quality safety technology and measures during oil frying process, and quality safety assurance of fried food were the highly attention of edible oil industry and food processing industry. The quality safety risks and risk factors that maybe generated during frying were analyzed and summarized up and the quality safety risk control of frying process was also reviewed.

oil fring;quality safety;harmful ingredient;risk control

TS207;R154

A

1003-7969(2017)11-0103-05

2017-03-05

“十三五”國家重點計劃支持項目子課題(2016YFD0401405)

劉海蘭(1993)，女，碩士研究生，研究方向為煎炸油質(zhì)量安全風(fēng)險控制(E-mail)liuyl7446@163.com。

劉玉蘭，教授，碩士生導(dǎo)師(E-mail)liuyl7446@163.com。