高甾醇植物油研究現(xiàn)狀

曹雄杰，吳衛(wèi)國(guó)

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙 410128；2.長(zhǎng)沙市食品藥品檢驗(yàn)所，湖南長(zhǎng)沙 410036）

植物油已經(jīng)代替動(dòng)物油脂成為我國(guó)居民的主要食用油，膳食中油脂主要為人體提供能量以及必需脂肪酸，同時(shí)促進(jìn)脂溶性維生素的吸收，維持生物膜的結(jié)構(gòu)和功能，有些脂質(zhì)還是合成激素調(diào)節(jié)內(nèi)分泌必不可少的成分。脂類分為脂肪和類脂，脂肪即甘油三酯，脂肪的性質(zhì)主要由組成它的脂肪酸決定。我國(guó)常見的食用油有菜籽油、花生油、大豆油、棉籽油和茶籽油等。2020—2021年度，我國(guó)食用油市場(chǎng)的總供給量為4 367.2萬t[1]。食用油在生產(chǎn)過程中，一些脂溶性有效成分會(huì)進(jìn)入食用油產(chǎn)品中，植物甾醇是最主要的功能性成分，被科學(xué)家譽(yù)為“生命的鑰匙”，植物甾醇被證實(shí)具有降低膽固醇水平、預(yù)防心腦血管疾病、抗氧化作用以及延緩機(jī)體衰老等功能。但是，在油脂生產(chǎn)過程中，各種處理過程會(huì)導(dǎo)致植物甾醇流失，目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了人為添加的高甾醇植物油，不僅符合大眾對(duì)美味、營(yíng)養(yǎng)、健康的飲食要求，同時(shí)為植物油的發(fā)展提供了新的方向。

1 甾醇的分類、植物甾醇的性質(zhì)及在食用油中中含量

1.1 甾醇的分類

甾醇可分為動(dòng)物甾醇、植物甾醇、菌類甾醇3大類，植物甾醇一般分為4-無甲基甾醇、4-甲基甾醇、4,4-二甲基甾醇3類[2]。常見的β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇屬于4-無甲基甾醇。甾醇主要以游離態(tài)、甾醇酯（脂肪酸酯和酚酸酯）、甾基糖苷和?；摅w糖苷等形式存在。甾醇的分類見表1。

表1 甾醇的分類

1.2 植物甾醇的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)

甾族化合物具有環(huán)戊烷并氫化菲的環(huán)系結(jié)構(gòu)。C-10、C-13帶兩個(gè)角甲基，C-3上有一個(gè)羥基， C-17上碳鏈結(jié)構(gòu)的不同構(gòu)成了不同的甾醇（圖1）。

圖1 甾醇的結(jié)構(gòu)

其中，甾醇是甾類化合物C-3碳原子上連接仲羥基的仲醇，廣泛存在于植物或動(dòng)物的油和脂肪中，是生物體細(xì)胞膜的重要組成部分。由于植物甾醇特別是4-無甲基甾醇主體結(jié)構(gòu)和動(dòng)物甾醇膽固醇相同，兩者具有相似的性質(zhì)，在血液中4-無甲基甾醇會(huì)和膽固醇形成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，使得血液中總膽固醇的含量降低，起到維持膽固醇平衡，保持心腦血管健康的功效。植物甾醇雖然和膽固醇結(jié)構(gòu)相似，但是在人體內(nèi)的吸收差異較大，植物甾醇吸收率只有膽固醇的1/10。各種甾醇的吸收率也有不同。例如，菜油甾醇吸收率優(yōu)于β-谷甾醇，酯化型甾醇吸收率是非酯化型甾醇的5倍[2]。因此，通過甾醇結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改善甾醇的吸收是該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。

1.3 植物油中植物甾醇含量

植物甾醇是甾醇化合物中種類最多的，目前鑒定出的種類已達(dá)250多種，其中植物油中含量最豐富的主要是4-無甲基甾醇類，且以β-谷甾醇含量最為豐富。油脂中各甾醇的含量見表2。

表2 植物油中各甾醇的平均含量（單位：mg/100 g）

2 甾醇在植物油中的存在形式

甾醇在植物中的存在形式有游離甾醇和結(jié)合甾醇兩種，不同植物油中甾醇的存在形式不同。大豆油中以游離甾醇為主，菜籽油、芝麻油、花生油以結(jié)合甾醇為主，其中以菜籽油中結(jié)合甾醇的含量最高，達(dá)到80.27%[3]。植物油在加工精煉過程中，與糖苷鍵結(jié)合的甾醇會(huì)被去除，幾乎不含有甾基糖苷和酰基化甾體糖苷。結(jié)合甾醇主要是植物甾醇酯。游離甾醇在體內(nèi)的溶解性較差，不能被很好地利用，含量過高，甚至?xí)?dǎo)致高植物甾醇血癥。相較而言，植物甾醇酯則具有更好的降低膽固醇的作用。因此，研究不同植物油中甾醇的存在形式對(duì)評(píng)價(jià)植物油的健康功效具有很好的指導(dǎo)作用，同時(shí)也為高甾醇植物油生產(chǎn)指明方向。

3 影響植物油甾醇含量的因素

3.1 加工工藝

一般毛油中植物甾醇含量比精煉油中更高，壓榨法、浸出法、水代法等不同工藝制取毛油也會(huì)導(dǎo)致植物甾醇含量不同。植物油精煉生產(chǎn)需要經(jīng)過復(fù)雜的工藝（圖2），每一道工藝都可能造成甾醇的損失。

圖2 食用油精煉流程

玉米油中植物甾醇精煉過程中因吸附、分解、氧化造成不同程度的損失最多可達(dá)70%[4-5]。大部分甾醇會(huì)被油脂堿煉脫酸過程中形成的皂腳所吸附，脫色和除臭工藝流程也能去除一部分甾醇。堿煉過程主要使游離甾醇留在皂腳中，同時(shí)很少有甾醇酯水解[6]。白土吸附和酸活性白土條件下的催化水解甾醇酯是食用油中甾醇在脫色過程中的主要損失，同時(shí)在這個(gè)過程中會(huì)發(fā)生甾醇異構(gòu)化[7]。脫色過程中菜籽油中甾醇損失率高達(dá)10.94%，是該生產(chǎn)流程中甾醇損失最大的一種植物油。食用油脫臭屬于物理精煉過程，因?yàn)槊摮暨^程中游離脂肪酸含量高，會(huì)有游離甾醇和游離脂肪酸的酯化反應(yīng)，脫臭過程后甾醇酯的含量會(huì)升高。

3.2 油脂改性

油脂改性技術(shù)使油脂獲得不同的物理及化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)而滿足生產(chǎn)不同食品的特殊要求。油脂的改性有油脂氫化、油脂分提和油脂酯交換三大技術(shù)[8]。其中，油脂酯交換技術(shù)是得到甾醇酯非常有效的方法。油脂酯交換技術(shù)包括酶酯交換和化學(xué)酯交換，玉米油、大豆油以及菜籽油等在化學(xué)酯交換工藝過程中，甾醇的仲羥基會(huì)生成甾醇酯[9]。

3.3 添加高甾醇

隨著生活水平的提高，健康飲食理念深入人心，市面上出現(xiàn)一些關(guān)愛健康的食用油品種以及以“甾醇”命名的食用油也逐漸暢銷，如植物甾醇玉米油、植物甾醇菜籽油等。其中，菜籽油中結(jié)合甾醇的含量最高，特別是其中的β-谷甾醇結(jié)合態(tài)含量達(dá)到了299.08 mg/100 g。將植物甾醇作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑添加到植物油中的研究已經(jīng)成為植物油發(fā)展的一個(gè)新方向，并成為植物油生產(chǎn)領(lǐng)域的一個(gè)趨勢(shì)，添加過程的主要難點(diǎn)是甾醇的量的控制和溶解性的確定。植物甾醇一般熱穩(wěn)定性較強(qiáng)，熔點(diǎn)較高，在140 ℃以上。目前植物油添加甾醇的主要方法是在溫度達(dá)到甾醇的熔點(diǎn)后，將甾醇溶于植物油中，然而這種方法在油溫冷卻后會(huì)有部分甾醇以晶體的形式析出[10]。

4 結(jié)語

高甾醇植物油目前正隨著人們的飲食觀念轉(zhuǎn)變而逐漸興起，各產(chǎn)品品牌也開始加大對(duì)其的研發(fā)投入。目前來看，有以下3個(gè)問題需要注意。①深入了解各種類植物油中各種甾醇的含量和存在形式。由于游離甾醇吸收效率低，且不同種類的甾醇吸收率也有差異，需要將游離甾醇酯化為結(jié)合甾醇來提高其吸收效率。同時(shí)，在生產(chǎn)時(shí)可根據(jù)人體對(duì)不同甾醇的吸收率適當(dāng)添加甾醇。②植物油加工工藝的控制。植物油精煉工藝是植物甾醇損失最大的環(huán)節(jié)，通過對(duì)工藝流程的改進(jìn)和控制，可以達(dá)到提高成品植物油中甾醇含量的目的。在這一過程中，將植物甾醇轉(zhuǎn)變成易被人體吸收且難被工藝除去的物質(zhì)是工藝改進(jìn)的關(guān)鍵。例如，將甾醇轉(zhuǎn)變成甾醇酯，使其在植物油中的溶解度增大。③甾醇添加量的控制。植物甾醇種類較多，相關(guān)人員對(duì)各種甾醇的生理功能研究還不夠全面。一些甾醇不僅會(huì)影響植物油的口感，且超過一定量，會(huì)對(duì)健康造成危害。因此，在甾醇添加過程中，要考慮到甾醇在植物油中的溶解性，同時(shí)也要全面了解添加的各種甾醇的生理性質(zhì)。