甾醇在油炸過程中遷移規(guī)律的研究

郭銳，龐敏，操麗麗，姜紹通，郭巧紅

甾醇在油炸過程中遷移規(guī)律的研究

郭銳，*龐敏，操麗麗，姜紹通，郭巧紅

（合肥工業(yè)大學食品科學與工程學院，安徽省農產品精深加工重點實驗室，安徽合肥230009）

以添加甾醇的茶籽油、葵花籽油、菜籽油和棕櫚油為油脂基質，分別對薯條和雞腿進行煎炸，以薯條和雞腿中的豆甾醇、菜油甾醇和β-谷甾醇遷移率變化為指標，對甾醇在油脂和食品體系中的熱遷移規(guī)律進行研究。研究發(fā)現，煎炸薯條更有利于甾醇的遷移。煎炸薯條時，油脂基質對豆甾醇和菜油甾醇遷移率影響順序為菜籽油＞茶籽油＞葵花籽油＞棕櫚油，油脂基質對β-谷甾醇遷移率影響順序為菜籽油＜茶籽油＜葵花籽油＜棕櫚油。整體而言，甾醇結構對甾醇遷移率影響順序為豆甾醇＜菜油甾醇＜β-谷甾醇；煎炸雞腿肉時，油脂基質對甾醇遷移率影響順序為菜籽油＞葵花籽油＞棕櫚油＞茶籽油，甾醇結構對甾醇遷移率影響順序均為β-谷甾醇＜菜油甾醇＜豆甾醇。

脂質基質；煎炸；甾醇結構；甾醇遷移率；遷移規(guī)律

植物甾醇作為一種新型功能食品添加劑，因具有降低膽固醇、預防心血管疾病等明確的保健功效，近年來得到了廣泛的關注與應用[1-5]。1995年芬蘭首次開發(fā)上市含有植物甾醇產品，2000年美國食品與醫(yī)藥管理局（FDA）發(fā)布含有植物甾烷醇和植物甾醇酯的食品可降低心血管疾病風險的健康聲明[6]，之后有多種產品問世，包括添加植物甾醇的蛋黃醬、甜品、酸奶、牛奶、食用油等。在我國，2009年植物甾醇玉米油推向市場，2010年3月衛(wèi)生部正式批準植物甾醇、甾醇酯為新資源食品，由此也開啟了我國植物甾醇功能性食品行業(yè)的發(fā)展。目前，國內開發(fā)富含植物甾醇的食用油脂受到各方的重視，如植物甾醇玉米胚芽油、金龍魚植物甾醇油等[7]，已普遍得到消費者的認可，功能性甾醇油脂市場前景廣闊。

由于植物甾醇在高溫等條件下會產生甾醇氧化物，甾醇油脂的食用安全已成為關注的熱點之一[8-11]。研究表明，甾醇穩(wěn)定性受多種因素影響，首先，加工溫度對植物油的甾醇氧化穩(wěn)定性影響較大，高溫加熱可導致甾醇氧化反應的發(fā)生[12-13]，但在一定溫度控制下，甾醇穩(wěn)定性較好。Osada K等人[14]將甾醇在100℃下加熱24 h，未檢測到甾醇損失；其次，甾醇的氧化穩(wěn)定性與甾醇類型和脂質基質的飽和度有關。Jgerstad M等人[8]研究發(fā)現，將各種甾醇以0.1%比例添加至礦物油或菜籽油中，于180℃條件下加熱24 h后，具有飽和環(huán)結構的谷甾烷醇最穩(wěn)定，且甾醇的減少量隨脂質基質飽和度增加而增加。國內目前對甾醇油脂的研究主要集中在甾醇高溫氧化穩(wěn)定性方面，筆者曾對甾醇油脂加熱處理后的甾醇保留率進行考察，發(fā)現加熱溫度≤150℃時，脂質基質中甾醇呈現較好的穩(wěn)定性[15-17]。植物甾醇種類多，但均是以環(huán)戊烷多氫菲為骨架，唯一的區(qū)別是支鏈R。

甾醇的基本結構及常見植物甾醇結構見圖1。

圖1 甾醇的基本結構及常見植物甾醇結構

研究發(fā)現，不同甾醇結構或有不同生理功能[18-20]。在充分認識甾醇氧化特性、甾醇結構和功能基礎上，試驗進一步對甾醇在油脂及食品體系中的熱遷移規(guī)律進行研究，以薯條及雞腿肉為煎炸食材，追蹤加熱煎炸體系下不同甾醇類型從油脂基質至煎炸食材的遷移率，研究脂質基質、甾醇結構對遷移規(guī)律的影響，力求為中式功能性甾醇食用油的安全使用、營養(yǎng)發(fā)揮提供理論與技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

植物甾醇主要成分為β-谷甾醇44.73%，豆甾醇27.03%，菜油甾醇23.76%，甾醇總量95.42%，浙江大為藥業(yè)有限公司提供；魯花特香菜籽油，山東魯花集團有限公司提供；野山茶油，江西飛得高實業(yè)有限公司提供；葵花籽油，中糧集團有限公司提供；棕櫚油，天津聚龍嘉華投資集團有限公司提供；冷凍薯條，上海意諾食品有限公司提供；冷凍雞腿，上海酣暢食品有限公司提供。

正己烷（色譜純）、甲醇（色譜級），天津市四友精細化工品有限公司產品；其他試劑均為國產分析純。

Shimadzu-QP2010型氣相色譜-質譜聯用儀，日本島津公司產品；HH-2型數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司產品；AL104型電子天平，梅特勒-托利多儀器有限公司產品；超低溫儲箱，美菱集團產品；超聲儀，杭州法蘭特超聲波科技有限公司產品；小型煎炸鍋，哈克集團產品；冷凍干燥機，無錫久平儀器有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 供試甾醇油脂的制備

植物甾醇以1%的添加量加入茶籽油、葵花籽油、菜籽油和棕櫚油中，進行超聲溶解，使植物甾醇完全溶解，作為油脂基質。

1.2.2 煎炸薯條與煎炸條件

煎炸加入1.2.1中所制備甾醇油脂4 000 g，并加熱升溫至140℃，將薯條（約200 g）放入煎炸鍋里煎炸3～4 min，炸至薯條浮出油面、表面金黃后撈出，瀝油。每10 min煎炸1批，連續(xù)煎炸48批。將煎炸后的薯條冷凍干燥48 h，保存。

1.2.3 煎炸雞腿與煎炸條件

分別加入1.2.1中所制備甾醇油脂4 000 g，并加熱升溫至140℃，將雞腿（4個）放入煎炸鍋里煎炸5～10 min，至雞腿浮出油面、表面金黃后撈出，瀝油。每15 min煎炸1批，連續(xù)煎炸32批。將煎炸后的雞腿肉部分冷凍干燥48 h，低溫保存。

1.2.4 樣品的處理

將冷凍干燥后的薯條及雞腿肉分別研碎，移入錐形瓶中，加入適量石油醚，于常溫搖床中振蕩24 h，然后轉入圓底燒瓶進行旋轉蒸發(fā)，得到樣品中的油脂。

1.2.5 脂質基質的脂肪酸組成檢測

將1.2.1制備好的4種油脂基質分別取2滴于10 mL離心管中，加入2.0 mL正己烷，振蕩溶解，再加入500 μL 1 mol/L的氫氧化鉀甲醇溶液，劇烈搖晃5 min，再加4 mL蒸餾水，混合均勻，靜置，取上清液，并用無水硫酸鈉干燥2次，過濾備用，進行GC分析。

用安捷倫7890A型氣相色譜儀（檢測器為氫火焰離子化檢測器（FID））分析脂肪酸組成，用峰面積百分比法進行定量分析。檢測條件：Varian cpsil-88型色譜柱（50 m×0.25 mm，0.2 μm）；檢測口溫度280℃；程序升溫：起始溫度80℃，保留2 min，以10℃/min的速率升溫至120℃，然后再以5℃/min的速率升溫至180℃，保留2 min，以2℃/min的速率升溫至206℃，以25℃/min的速率升溫至230℃，保留5min；載氣（H2）流速40mL/min；進樣量0.2μL；分流比75∶1。

1.2.6 甾醇含量的檢測

將1.2.4提取的油脂分別取0.50 g于30 mL錐形瓶中，向瓶中加入20 mL氫氧化鉀-甲醇溶液，置于恒溫水浴鍋中，設置溫度50℃，以轉速70 r/min進行皂化，皂化時間2 h[21]。

通過皂化反應去除脂質，以正己烷萃取不皂化物，以5-α膽固醇為內標，然后進行GC檢測。檢測條件如下：HP-5型毛細管色譜柱（30 m×0.32 mm，0.5 μm），FID檢測器；進樣溫度320℃，檢測溫度300℃；高純N2載氣；N2流速1 mL/min；分流比20∶1；程序升溫：起始溫度200℃，以30℃/min速率升溫至285℃，保持16 min；進樣量1 μL。

式中：Ah——樣品氣相色譜檢測后的甾醇總峰面積；

Aih——樣品內標物總峰面積；

Ack——對照組氣相色譜檢測后甾醇總峰面積；

Aick——對照組內標物峰面積。

2 結果與分析

2.1 油脂基質脂肪酸含量及飽和度比較

選用4種常用食用油作為脂質基質，分析比較它們脂質基質的脂肪酸組成及飽和度，研究脂質基質對甾醇遷移規(guī)律的影響。

油脂基質中脂肪酸相對含量及飽和度比較見表1。

表1 油脂基質中脂肪酸相對含量及飽和度比較

由表1可知，菜籽油、茶籽油、葵花籽油和棕櫚油所含飽和脂肪酸分別為6.78%，7.38%，10.30%，44.77%，不飽和脂肪酸分別為89.80%，87.53%，87.07%，53.02%，即4種油脂脂肪酸飽和度順序為棕櫚油＞葵花籽油＞茶籽油＞菜籽油。

2.2 甾醇在不同油脂基質和薯條的熱遷移率比較

菜籽油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響見圖2。

由圖2可知，菜籽油在煎炸薯條的過程中，甾醇遷移率隨著菜籽油煎炸薯條批次的增加而逐漸降低。當煎炸批次＜24批時，3種甾醇遷移率順序為菜油甾醇＞豆甾醇＞β-谷甾醇；當煎炸批次＞24批時，3種甾醇遷移率順序為菜油甾醇＞β-谷甾醇＞豆甾醇。整體而言，菜油甾醇遷移率很高，使用菜籽油煎炸薯條有利于菜油甾醇的遷移，不利于β-谷甾醇和豆甾醇的遷移?？赡苁且驗椴擞顽薮寂c菜籽油相容性非常好，在煎炸過程中隨著菜籽油遷移進入薯條中。

圖2 菜籽油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響

茶籽油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響見圖3。

圖3 茶籽油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響

由圖3可知，茶籽油在煎炸薯條的過程中，植物甾醇遷移率隨著茶籽油煎炸薯條批次的增加而逐漸降低。在煎炸批次＜27批時，3種甾醇遷移率大致相同；煎炸批次＞27批時，3種甾醇遷移率順序為β-谷甾醇＞菜油甾醇＞豆甾醇。相比菜籽油，使用茶籽油煎炸薯條有利于β-谷甾醇的遷移，不利于菜油甾醇和豆甾醇的遷移。

葵花籽油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響見圖4。

圖4 葵花籽油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響

由圖4可知，葵花籽油在煎炸薯條的過程中，植物甾醇遷移率隨著葵花籽油煎炸薯條批次的增加而逐漸下降。當煎炸批次＜27批時，3種甾醇遷移率無較大差異；當煎炸批次＞27批時，3種甾醇的遷移率順序為β-谷甾醇＞菜油甾醇＞豆甾醇。相比菜籽油、茶籽油，使用葵花籽油對薯條進行煎炸更有利于β-谷甾醇的遷移，不利于豆甾醇、菜油甾醇的遷移。

棕櫚油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響見圖5。

圖5 棕櫚油為油脂基質煎炸薯條時對植物甾醇遷移率影響

由圖5可知，棕櫚油在煎炸薯條的過程中，植物甾醇遷移率隨著棕櫚油煎炸薯條批次的增加而逐漸降低。整體而言，β-谷甾醇遷移率最高；煎炸批次＜12批時，豆甾醇和菜油甾醇遷移率大致相同；煎炸批次＞12批時，甾醇遷移率為菜油甾醇＞豆甾醇。相比菜籽油、茶籽油、葵花籽油，使用棕櫚油煎炸薯條最有利于β-谷甾醇的遷移，不利于豆甾醇和菜油甾醇的遷移。

2.3 甾醇在不同油脂基質和雞腿肉的熱遷移率比較

菜籽油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響見圖6。

圖6 菜籽油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響

由圖6可知，菜籽油在煎炸雞腿肉過程中，植物甾醇遷移率隨著煎炸批次的增加急速降低。甾醇遷移率順序為豆甾醇＞菜油甾醇＞β-谷甾醇，擁有雙鍵的豆甾醇和擁有乙基的菜油甾醇比β-谷甾醇更容易遷移進入雞腿肉中。與菜籽油煎炸薯條相比，煎炸雞腿不利于甾醇的遷移，可能是因為在煎炸過程中，雞腿肉的雞皮溶出動物脂肪，動物脂肪的存在不利于甾醇的遷移。

茶籽油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響見圖7。

圖7 茶籽油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響

由圖7可知，茶籽油在煎炸雞腿過程中，植物甾醇遷移率隨著煎炸批次的增加逐漸降低，植物甾醇率遷移順序為豆甾醇＞菜油甾醇＞β-谷甾醇，可見甾醇的R基團越復雜，越容易遷移。整體而言，豆甾醇和菜油甾醇遷移規(guī)律大致相同；β-谷甾醇遷移率則較低，隨著煎炸批次的增加，遷移率逐漸趨于零。相比菜籽油，使用茶籽油煎炸雞腿肉不利于甾醇的遷移；與茶籽油煎炸薯條相比，煎炸雞腿不利于甾醇的遷移。

葵花籽油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響見圖8。

圖8 葵花籽油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響

由圖8可知，葵花籽油在煎炸雞腿肉過程中，植物甾醇遷移率隨著煎炸批次的增加逐漸降低。植物甾醇遷移率順序為豆甾醇＞菜油甾醇＞β-谷甾醇。相比茶籽油，使用葵花籽油煎炸雞腿肉更有利于植物甾醇的遷移；相比菜籽油，葵花籽油煎炸雞腿肉不利于甾醇遷移；與葵花籽油煎炸薯條相比，煎炸雞腿肉不利于甾醇的遷移。

棕櫚油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響見圖9。

圖9 棕櫚油為油脂基質煎炸雞腿肉時對植物甾醇遷移率影響

由圖9可知，棕櫚油在煎炸雞腿肉過程中，植物甾醇遷移率隨著煎炸批次的增加而逐漸降低，植物甾醇遷移率順序為豆甾醇＞菜油甾醇＞β-谷甾醇。整體而言，豆甾醇和菜油甾醇遷移率變化大致相同；β-谷甾醇則隨著煎炸批次的增加，遷移率下降趨勢明顯，并逐漸趨于零。相比葵花籽油、菜籽油，使用棕櫚油煎炸雞腿肉不利于植物甾醇的遷移；相比茶籽油，使用棕櫚油煎炸雞腿肉利于植物甾醇的遷移；與棕櫚油煎炸薯條相比，煎炸雞腿肉不利于植物甾醇的遷移。

3 結論

通過以添加植物甾醇的菜籽油、茶籽油、葵花籽油和棕櫚油為油脂基質，分別對薯條和雞腿肉進行煎炸，發(fā)現煎炸雞腿肉不利于植物甾醇的遷移。

在煎炸薯條過程中，通過分析比較以菜籽油、茶籽油、葵花籽油、棕櫚油為油脂基質煎炸薯條過程中的甾醇遷移率發(fā)現，隨著煎炸批次的增加，油脂基質對β-谷甾醇遷移率影響順序為菜籽油＜茶籽油＜葵花籽油＜棕櫚油，即脂質基質飽和度越大越有利于β-谷甾醇的遷移；油脂基質對豆甾醇和菜油甾醇遷移率影響順序為菜籽油＞茶籽油＞葵花籽油＞棕櫚油，即脂質基質飽和度越大越不利于β-谷甾醇的遷移。整體而言，除了菜籽油，甾醇結構對甾醇遷移率影響順序為豆甾醇＜菜油甾醇＜β-谷甾醇，可見甾醇的R基團越簡單，越是有利于甾醇的遷移。在煎炸雞腿肉的過程中，通過分析比較以菜籽油、茶籽油、葵花籽油、棕櫚油為油脂基質煎炸雞腿肉過程中甾醇遷移率，發(fā)現油脂基質對甾醇遷移率影響順序為菜籽油＞葵花籽油＞棕櫚油＞茶籽油，除了茶籽油，甾醇遷移率隨著油脂飽和度的增加而降低；而甾醇結構對甾醇遷移率順序影響均為豆甾醇＞菜油甾醇＞β-谷甾醇，可見甾醇的R基團越復雜，越有利于甾醇的遷移。

試驗對甾醇在油脂及食品體系中的熱遷移規(guī)律進行研究，以薯條及雞腿肉為煎炸食材，追蹤加熱煎炸體系下不同甾醇類型從油脂基質至煎炸食材的遷移率，發(fā)現了油脂基質和甾醇結構對遷移規(guī)律的影響，為中式功能性甾醇食用油的安全使用、營養(yǎng)發(fā)揮提供了理論與技術支持。

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The Research on the Migration Law of Sterols during Frying Process

GUO Rui，*PANG Min，CAO Lili，JIANG Shaotong，GUO Qiaohong
（Key Laboratory for Agriculture Processing of Anhui Province，School of Biotechnology and Food Engineering，Hefei University of Technology，Hefei，Anhui 230009，China）

The French chips and chicken legs are fried with the addition of sterol tea seed oil，sunflower oil，rapeseed oil and palm oil as fat base，respectively，and the stigmasterol，vegetable oil sterol and β-sitosterol are transferred from French chips and chicken legs.The migration law of sterol in the oil and food system is studied.The results show that French chips are more favorable for the migration of sterols.The order of influence of oil-based lipid matrix on the activity of sitosterol and oil sterols is vegetable oil＞tea seed oil＞sunflower oil＞palm oil.The activity of the activity of the sterol structure on the activity of the sterol is in the order of soybean sterols＜vegetable oil sterol＜β-sitosterol；fried chicken.The order of influence of the lipid matrix on the activity of sterols is rapeseed oil＞sunflower oil＞palm oil＞tea seed oil，and the effect of sterol structure on the activity of sterol is β-sitosterol＜vegetable sterol＜stigmasterol.

lipid matrix；fry；sterol structure；sterol mobility；migration law

TS221

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.03.028

1671-9646（2017）03b-0001-05

2017-02-28

國家自然科學基金項目（31371729）。

郭銳（1991—），女，在讀碩士，研究方向為食品質量與安全。

*通訊作者：龐敏（1982—），女，博士，副教授，研究方向為糧食、油脂及蛋白工程。