烘焙模擬體系中單氯丙醇酯和縮水甘油酯的生成規(guī)律研究

董李雅,吳永泰,婺鳴,李琳,張霞,3,4,李冰,3,4*

1(華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,廣東 廣州,510640)2(東莞理工學(xué)院,廣東 東莞,523000)3(華南理工大學(xué) 廣東省天然產(chǎn)物綠色加工與產(chǎn)品安全重點實驗室,廣東 廣州,510640)4(華南理工大學(xué) 淀粉與植物蛋白深加工教育部工程研究中心,廣東 廣州,510640)

烘焙是一種傳統(tǒng)的食品熱加工方法,近幾年,面包、蛋糕、糕點等烘焙食品兼具正餐主食和休閑零食屬性,在人們現(xiàn)代生活的飲食結(jié)構(gòu)中占據(jù)了重要的位置,我國烘焙食品行業(yè)市場規(guī)模2020年已高達(dá)約2 400億元[1]。烘焙食品一般含油量較高,油脂在保證良好的口感、風(fēng)味和外觀上起到了關(guān)鍵的作用,但在高溫條件下也會產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì),如單氯丙醇酯和縮水甘油酯。有數(shù)據(jù)顯示,我國各地市售焙烤食品中氯丙醇酯污染普遍存在[2-6],其中,云南省境內(nèi)隨機抽樣發(fā)現(xiàn)面包和餅干中單氯丙醇酯檢出率分別為47%和27%[2],江西省市售面包中3-氯丙醇酯檢出率達(dá)77.8%[6],2～12歲兒童組餅干、糕點暴露水平均高于2016年歐盟食品安全局對嬰幼兒及兒童攝入3-MCPD最大耐受評估值0.8 μg/kg·d[3],而縮水甘油酯通常會與3-氯丙醇酯一起存在[7]。

單氯丙醇酯(esters of monochloropropanediol, MCPD酯)包括3-氯-1,2-丙二醇酯(esters of 3-monochloro-1,2-propanediol, 3-MCPD酯)和2-氯-1,3-丙二醇酯(esters of 2-monochloro-1,3-propanediol, 2-MCPD酯),其中3-MCPD酯的水解產(chǎn)物3-MCPD在氯丙醇類物質(zhì)中毒性相對明確,世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)(International agency for Research on Cancer, IARC)已在2011年將3-MCPD歸為2B類,3-MCPD酯可通過在體內(nèi)水解釋放出游離的3-MCPD而產(chǎn)生腎毒性、生殖毒性、肝毒性和潛在致癌性。食品加工過程中3-MCPD酯的生成與降解反應(yīng)同時存在。目前普遍接受的3-MCPD酯生成機理推測主要有4種:氯離子的直接親核取代機理[8]、環(huán)酰氧鎓離子中間體機理[8-9]、自由基中間體機理[10-11]及縮水甘油酯機理[12-13];3-MCPD酯可能的降解途徑也有3種[14],包括異構(gòu)化、脫?；兔撀确磻?yīng),其中異構(gòu)化反應(yīng)會將3-MCPD酯轉(zhuǎn)換成2-MCPD酯,仍存在毒性作用?？s水甘油酯(glycidyl esters, GEs)也是油脂在高溫條件下產(chǎn)生的一種潛在致癌物,其水解產(chǎn)物縮水甘油被證明具有致癌和遺傳毒性,并于2000年被IARC歸為2A類。GEs與3-MCPD酯有著相似的結(jié)構(gòu),兩者生成機理密不可分,在一定條件下可能相互轉(zhuǎn)換,因此在對MCPD酯開展研究的同時往往也會監(jiān)測GEs的含量。

目前有關(guān)油脂精煉過程或煎炸過程中3-MCPD酯的形成規(guī)律的研究已逐漸深入,但含油量較高的烘焙食品在加工過程中MCPD酯和GEs生成規(guī)律的研究仍相對缺乏。另外,蛋白也是烘焙食品的重要組成部分,由于其同時含有親水和親油基團(tuán),在食品體系中起到乳化的作用[15],蛋白也可能影響MCPD酯的生成[16],因此,本研究基于蛋糕的配方,在油、水和NaCl的基礎(chǔ)體系中添加了酪蛋白,建立烘焙模擬體系,監(jiān)測了不同溫度條件下MCPD酯和GEs的變化規(guī)律,探究了油水比的影響,改變烘焙模擬體系中油脂的種類(菜籽油、玉米油和椰子油)研究MCPD酯和GEs含量變化規(guī)律的差異,此外,分析了MCPD酯和GEs含量變化與油脂氧化程度變化的相關(guān)性,探討油脂氧化對體系中MCPD酯和GEs生成的影響機制,為控制烘焙過程中MCPD酯和GEs的生成提供一定的理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

壓榨一級菜籽油,道道全糧油股份有限公司;壓榨一級玉米油,益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司;椰子油,上海麥克林生化科技有限公司;酪蛋白,美國Sigma-Aldrich公司。

苯硼酸(phenylboronic acid, PBA)純度97%,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;四氫呋喃(tetrahydrofuran, THF)、甲苯、正庚烷、正己烷、甲醇(均為色譜純),上海易恩化學(xué)技術(shù)有限公司;NaCl、NaBr、NaHCO3、Na2SO4、KOH(均為分析純),天津市大茂化學(xué)試劑廠;標(biāo)準(zhǔn)品:3-氯-1,2-丙二醇棕櫚酸二酯-d5(1,2-dipalmitoyl-3-chloropropanediol-d5,PP-3-MCPD-d5),純度>98%,加拿大CDN isotopes公司;3-氯-1,2-丙二醇棕櫚酸二酯(1,2-dipalmitoyl-3-chloropropanediol,PP-3-MCPD)、2-氯-1,3-丙二醇棕櫚酸二酯(1,3-dipalmitoyl-2-chloropropanediol,PP-2-MCPD)、棕櫚酸縮水甘油酯-d5(glycidyl palmitate-d5,Gly-P-d5)、棕櫚酸縮水甘油酯(glycidyl palmitate,Gly-P)(純度均>98%),加拿大Toronto Research Chemicals公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Agilent 8890-7000D三重串聯(lián)四極桿氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀,美國安捷倫科技公司;Carry 50 Conc紫外分光光度計,美國Varian公司;HWCL-5油浴鍋,鄭州長城科工貿(mào)有限公司;RV 10 auto FLEX旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,德國IKA公司;MD200-2氮吹儀,杭州奧盛儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 烘焙模擬體系的制備

(1)不同加熱溫度的烘焙模擬體系

基于芝士蛋糕配方,保留油、水、NaCl、酪蛋白等主要組分建立烘焙模擬體系:稱量玉米油2.0 g、酪蛋白0.05 g和0.1 g/mL的NaCl溶液5 mL于耐壓管中,加入磁力攪拌轉(zhuǎn)子混合均勻,分別在160、180、200 ℃油浴攪拌加熱5、10、15、20、30 min,待加熱結(jié)束迅速冰水浴冷卻。用20 mL正己烷分離提取油脂部分,采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)和N2吹掃除去溶劑,樣品保存于4 ℃。

(2)不同油水比的烘焙模擬體系

控制體系總質(zhì)量不變,改變油與水的質(zhì)量比分別為1∶6、2∶5、3∶4、4∶3、5∶2、6∶1,于200 ℃下攪拌加熱30 min,其余操作均同(1)。

(3)不同油脂的烘焙模擬體系

分別選用菜籽油、玉米油和椰子油制備烘焙模擬體系,加熱溫度為200 ℃,其余操作均同(1)。

1.3.2 單氯丙醇酯和縮水甘油酯的測定

樣品前處理:參考國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 18363-3—2017及李昌[13]的方法并作適當(dāng)修改。精確稱取樣品(115±5) mg,分別加入50 μL的PP-3-MCPD-d5(40 μg/mL)和Gly-P-d5(50 μg/mL)作為內(nèi)標(biāo)。加入2 mL THF溶解樣品,加入30 μL的3 mg/mL NaBr酸性水溶液混勻,50 ℃水浴孵化15 min,將縮水甘油酯轉(zhuǎn)化為3-溴-1,2-丙二醇(3-monobromopropanediol,3-MBPD)酯;用3 mL 6 g/L NaHCO3溶液停止反應(yīng)后,加入2 mL正庚烷混合,提取上層有機相,40 ℃下N2吹掃約15 min除去溶劑,用1 mL THF復(fù)溶,加入1.8 mL的硫酸甲醇溶液混合均勻,置于40 ℃水浴孵育16 h進(jìn)行酯交換反應(yīng);用0.5 mL的0.1 g/mL NaHCO3溶液停止反應(yīng),氮吹15 min,加入2 mL 20% Na2SO4溶液,分別2次用2 mL的正庚烷除去脂肪酸甲酯;加入250 μL的250 g/L PBA丙酮水溶液,超聲5 min進(jìn)行衍生化,用1 mL正庚烷提取衍生物2次,氮吹5～10 min,最后加入400 μL正庚烷溶解,過0.22 μm有機膜后轉(zhuǎn)移至帶有200 μL內(nèi)插管的樣品瓶中,后續(xù)進(jìn)行GC-MS測定,采用內(nèi)標(biāo)-標(biāo)準(zhǔn)曲線法定量,含量以相應(yīng)的游離態(tài)(氯丙醇和縮水甘油)計,單位以mg/kg樣品表示。

氣相色譜條件:色譜柱為HP-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.5 μm);進(jìn)樣量1.0 μL,不分流,進(jìn)樣溫度280 ℃;溶劑延遲5 min;載氣為He,1 mL/min;采用程序升溫,初始溫度80 ℃保持1 min,以10 ℃/min升至160 ℃后保持3 min,再以3 ℃/min升至180 ℃,以20 ℃/min升至300 ℃并保持5 min。

質(zhì)譜條件:電離源為電子轟擊(electron impact ion,EI)源,電離能量70 eV;離子源溫度230 ℃;四極桿溫度150 ℃;傳輸線溫度280 ℃;單離子檢測掃描模式(single ion monitoring,SIM),參數(shù)設(shè)置如表1所示。

表1 SIM監(jiān)測離子參數(shù)Table 1 Monitoring parameters of SIM

1.3.3 脂肪酸組成的測定

參考焦文娟[17]的氣質(zhì)檢測方法,略作修改。

樣品前處理:稱取0.1 g樣品溶于3 mL正己烷中,加入3 mL KOH溶液(0.4 mol/L甲醇),50 ℃振蕩孵育15 min。5 000 r/min離心5 min分層,移取上層有機相,經(jīng)無水Na2SO4除水,過0.22 μm有機濾膜后轉(zhuǎn)移至帶有200 μL內(nèi)插管的進(jìn)樣瓶中,后續(xù)進(jìn)行GC-MS測定,采用歸一化法進(jìn)行定量。

氣相色譜條件:采用HP-INNOWax毛細(xì)管色譜柱(30 m×250 μm×0.25 μm),進(jìn)樣量0.1 μL,分流比60∶1,進(jìn)樣溫度250 ℃;溶劑延遲3 min;載氣為He,1.2 mL/min;升溫程序為初始溫度130 ℃,保持1 min后以5 ℃/min增加到250 ℃,最后以250 ℃保持3 min。

質(zhì)譜條件:EI;電離能70 eV;離子源溫度230 ℃;檢測模式為全掃描模式。

1.3.4 共軛二烯和共軛三烯的測定

參考GB/T 22500—2008《動植物油脂 紫外吸光度的測定》方法,測定232和268 nm下的紫外吸光度。

1.3.5 茴香胺值的測定

參考GB/T 24304—2009《動植物油脂 茴香胺值的測定》方法。

1.3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

所有試驗與指標(biāo)測定均平行3次,使用Excel 2019、SPSS 25.0等軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,用Duncan法進(jìn)行多重比較(P<0.05),利用Origin 2022b繪制圖形。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同加工條件下單氯丙醇酯和縮水甘油酯的變化規(guī)律

考察了加熱時間、加熱溫度以及油水比對烘焙模擬體系中的MCPD酯和GEs生成的影響規(guī)律。如圖1所示,初始體系GEs含量最高[(0.589 9±0.005 3) mg/kg],其次為3-MCPD酯[(0.485 4±0.010 5) mg/kg]、2-MCPD酯[(0.234 0±0.009 8) mg/kg],這些危害物是油脂在精煉過程中產(chǎn)生的,并可進(jìn)入食品加工體系。

a-3-MCPD酯的含量;b-2-MCPD酯的含量;c-GEs的含量圖1 不同加熱溫度下烘焙模擬體系中MCPD酯和GEs的變化Fig.1 Changes in the content of MCPD esters and GEs in baking models at different temperatures注:小寫字母代表不同加熱時間的樣品在同一溫度條件下的顯著性差異(P<0.05)。

加熱時間是影響MCPD酯和GEs生成的主要因素之一。隨著加熱時間的延長,烘焙模擬體系中的MCPD酯和GEs含量總體均呈現(xiàn)先上升后下降并逐漸保持穩(wěn)定的趨勢,說明在加熱過程中同時進(jìn)行著生成與降解反應(yīng),與張淵博等[18]的研究中先上升后下降的趨勢相似。圖1-a中可見,3種溫度下,加熱5 min時產(chǎn)生的3-MCPD酯含量最高;當(dāng)加熱時間增加至15 min,180和200 ℃下模擬體系中的3-MCPD酯含量分別為(0.465 9±0.015 8)和(0.457 9±0.004 5) mg/kg,已低于初始含量(0.485 4±0.010 5) mg/kg,此時3-MCPD酯的總生成量已經(jīng)小于總降解量。圖1-b中,2-MCPD酯變化規(guī)律與3-MCPD酯基本一致,說明模擬體系加熱過程中3-MCPD酯降解的主要原因不是異構(gòu)化成2-MCPD酯,可能是脫酰化等其他的降解途徑。又如圖1-c所示,GEs的變化規(guī)律與MCPD酯略有差異,所有溫度條件下模擬體系在加熱10 min時產(chǎn)生最多的GEs。

除了加熱時間,加熱溫度也是MCPD酯和GEs的重要影響因素之一[19-20],并與時間存在交互作用。當(dāng)加熱較短時間(0～10 min),3-MCPD酯含量隨著溫度的升高而增加,在200 ℃加熱5 min時產(chǎn)生了最高含量的3-MCPD酯[(0.647 7±0.006 6) mg/kg];而GEs含量隨著溫度升高而減少。當(dāng)加熱在20～30 min間,不同溫度條件下MCPD酯含量和GEs都具有顯著性差異(P<0.05),此時2-MCPD酯、3-MCPD酯和GEs都隨溫度升高而降低,表明MCPD酯和GEs熱穩(wěn)定性都不高[14,19]。GEs含量與溫度始終呈負(fù)相關(guān),原因可能是GEs存在親電子的環(huán)氧結(jié)構(gòu),在水分含量較高的模擬體系中易受到親核物質(zhì)的攻擊而開環(huán)[18],從而穩(wěn)定性較差。而MCPD酯在加熱時間分別為5和30 min時與溫度呈現(xiàn)相反的相關(guān)性,可能與模擬體系中存在的蛋白有關(guān)。SADOWSKA-ROCIEK等[16]曾發(fā)現(xiàn)蛋白含量與3-MCPD酯含量呈現(xiàn)正相關(guān),但蛋白的作用仍尚不明確。在此推測,蛋白在烘焙模擬體系中起到了乳化作用,加熱僅5 min時,蛋白的乳化能力未受到較大的破壞,使得前體物質(zhì)甘油酯與氯離子的反應(yīng)基本不受油水界面的限制,而高溫提高了反應(yīng)速率,促進(jìn)了MCPD酯的生成;但當(dāng)加熱時間為30 min時,蛋白完全變性,油與水乳化狀態(tài)被破壞,此時甘油酯與氯離子接觸幾率顯著降低,MCPD酯生成較少,同時溫度越高,熱降解反應(yīng)越強,因此MCPD酯含量越低。

此外,還探究了油水比對烘焙模擬體系中MCPD酯和GEs含量的影響。如圖2所示,隨著油水比的增大,3-MCPD酯的含量顯著增加,即水分含量越低,3-MCPD酯越易生成。油水比為1∶6時3-MCPD酯的含量僅為(0.329 3±0.005 4) mg/kg,而油水比2∶5時含量已增加2倍多,達(dá)到(1.085 3±0.054 1) mg/kg,這可能是因為油是提供前體物質(zhì)甘油酯的原料,低油水比體系不能提供足夠的前體物質(zhì),限制了3-MCPD酯的生成速率,同時體系中高含水量使得降解反應(yīng)更快。2-MCPD酯的含量同樣也受油水比的影響(圖2-b),呈現(xiàn)先增加后持平的趨勢,在4∶3體系中產(chǎn)生了最高含量的2-MCPD酯[(0.263 3±0.013 9) mg/kg],然而當(dāng)油水比大于3∶4后,其含量差異沒有顯著性(P<0.05)。而GEs含量基本保持穩(wěn)定(圖2-c),說明油水比不是GEs生成的主要影響因素。

a-3-MCPD酯的含量;b-2-MCPD酯的含量;c-GEs的含量圖2 油水比對MCPD酯及GEs含量的影響Fig.2 Effects of oil-water ratio on the content of MCPD esters and GEs注:小寫字母代表不同油水比樣品的顯著性差異(P<0.05)。

2.2 含不同油脂的烘焙模擬體系中單氯丙醇酯和縮水甘油酯的變化規(guī)律

不同油脂烘焙模擬體系中MCPD酯和GEs的含量變化規(guī)律如圖3所示。在玉米油和椰子油體系中,3-MCPD酯的含量都隨著加熱時間的增加先上升后降低(圖3-a),并在加熱5 min時含量最高,分別為(0.647 7±0.006 6)和(0.386 4±0.008 3) mg/kg;而菜籽油體系中3-MCPD酯含量在加熱15 min時才達(dá)到峰值[(0.718 1±0.004 7) mg/kg],比其他油脂烘焙體系產(chǎn)生了更多的3-MCPD酯,隨后迅速下降;2-MCPD酯的含量變化規(guī)律與3-MCPD酯基本一致(圖2-b)。菜籽油體系中MCPD酯特殊的變化規(guī)律可能是由于加熱初期降解反應(yīng)受到了較強的限制,隨著加熱的持續(xù),限制因素失效后即刻迅速降解。不同油脂烘焙模擬體系中GEs的變化規(guī)律也存在差異,在玉米油和椰子油體系中仍保持先升后降的總體變化趨勢,但菜籽油體系中GEs含量卻隨著加熱時間的增加先降低后升高,表明GEs的生成反應(yīng)在加熱初期被抑制,初步猜測可能與菜籽油中高含量的不飽和脂肪酸有關(guān)。

2.3 脂肪酸組成的變化

當(dāng)烘焙模擬體系中油脂種類不同,其脂肪酸組成也有明顯差異。有研究基于量子化學(xué)模擬發(fā)現(xiàn)脂肪酸碳鏈長度和不飽和度會影響3-MCPD酯生成[21],因此脂肪酸組成可能對MCPD酯和GEs的生成有影響,為此測定了各油脂體系處理前后脂肪酸組成的變化(表2)。加熱前,3種油脂中不飽和脂肪酸相對含量由高到低分別為菜籽油92.68%、玉米油84.52%、椰子油11.43%,其中油酸C16∶1是菜籽油的主要脂肪酸,亞油酸C16∶2是玉米油的主要脂肪酸,月桂酸C12∶0是椰子油的主要脂肪酸。而結(jié)合圖3結(jié)果發(fā)現(xiàn),3-MCPD酯和2-MCPD酯增長量在菜籽油體系中最大,在椰子油中最少,因此,不飽和脂肪酸相對含量較高的油脂可能更易生成MCPD酯。加熱后,體系中飽和脂肪酸的相對含量都有所升高(P<0.05),單不飽和脂肪酸的相對含量都下降(P<0.05),是因為加熱過程中不飽和脂肪酸發(fā)生了氧化,因此猜測3-MCPD酯和2-MCPD酯的生成可能與油脂的氧化存在一定關(guān)聯(lián)。

表2 不同烘焙模擬體系中油脂脂肪酸組成的變化Table 2 Changes in fatty acid composition of oils in different baking models

2.4 油脂氧化程度的變化

為了分析油脂氧化與MCPD酯和GEs含量是否存在關(guān)聯(lián),同時也監(jiān)測了樣品加熱過程中的氧化程度。由于高溫處理的油中共軛二烯(conjugated dienes,CD)和茴香胺值與其總極性含量(total polar compounds,TPC)有良好的相關(guān)性[22],共軛三烯(conjugated trienes,CT)也能反映油脂的氧化程度,且CD、CT和茴香胺值的測定方法更簡單、更快速,能分別反映油脂的初級氧化和次級氧化程度,因此采用測定CD、CT和茴香胺值來監(jiān)測氧化程度,其中CD和CT通過測定油脂在232 nm(K232)、268 nm(K268)下的紫外吸收值來表征。

如圖4所示,不同溫度條件下,玉米油烘焙模擬體系中CD(圖4-a)、CT(圖4-b)含量都隨著加熱時間先增加后減少,茴香胺值(圖4-c)隨著時間增加而增加,并從15 min開始迅速攀升,說明大約在15 min時大量初級氧化產(chǎn)物開始加速氧化生成次級氧化產(chǎn)物。

a-232 nm下的紫外吸收值;b-268 nm下的紫外吸收值;c-茴香胺值圖4 不同溫度條件下油脂氧化程度的變化Fig.4 Changes in the degree of oil oxidation at different temperatures注:小寫字母代表不同加熱時間的樣品在同一溫度條件下的顯著性差異(P<0.05)。

對玉米油不同油水比條件下的烘焙模擬體系(200 ℃加熱30 min)的氧化程度測定結(jié)果如圖5,油水比對CD和CT含量無影響,但對茴香胺值影響顯著,油占比越大,茴香胺值越小,說明低水分環(huán)境能限制次級氧化產(chǎn)物的生成。

a-232 nm下的紫外吸收值;b-268 nm下的紫外吸收值;c-茴香胺值圖5 油水比對油脂氧化的影響Fig.5 Effects of oil-water ratio on the oil oxidation注:小寫字母代表不同油水比樣品的顯著性差異(P<0.05)。

含不同油脂的烘焙模擬體系中油脂氧化的變化如圖6所示,隨著加熱時間的延長,CT和茴香胺值都不斷增加,但CD的變化規(guī)律有所區(qū)別,如圖6-a所示,椰子油的CD早在加熱5 min時達(dá)到峰值(3.271±0.891),玉米油在加熱10 min出現(xiàn)拐點(4.424±0.966),而菜籽油在30 min時CD仍在增加,達(dá)5.887±0.954,可見不飽和脂肪酸含量越高的油脂初級氧化持續(xù)的時間越長。

2.5 單氯丙醇酯和縮水甘油酯與油脂氧化的相關(guān)性分析

為了明確MCPD酯和GEs生成與油脂氧化之間的關(guān)系,以玉米油烘焙模擬體系為參考,對3-MCPD酯、2-MCPD酯、GEs含量與氧化指標(biāo)做了Spearman相關(guān)性分析。結(jié)果如圖7所示,3-MCPD酯與2-MCPD酯呈正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.802,與CD值(K232)相關(guān)系數(shù)為-0.640,呈負(fù)相關(guān)(P<0.01);2-MCPD酯與CT值(K268)、茴香胺值均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05);GEs與CD值呈正相關(guān)(P<0.01)。玉米油氧化程度越高,3-MCPD酯和2-MCPD酯含量反而越低,但初級氧化程度越高,GEs含量越高,可能是因為油脂在氧化的同時能限制MCPD酯的降解和GEs的生成,隨著氧化程度增加,MCPD酯的降解反應(yīng)和GEs的生成反應(yīng)不再受限,導(dǎo)致MCPD酯和GEs含量分別減少和增加,與圖3中菜籽油體系加熱初期MCPD酯降解和GEs生成受限制的猜測相呼應(yīng),因此可以進(jìn)一步推測,不飽和脂肪酸含量高的菜籽油更易氧化,對加熱初期模擬體系中MCPD酯降解和GEs生成產(chǎn)生了更強的抑制效果。

圖7 玉米油烘焙模擬體系MCPD酯和GEs與油脂氧化程度的相關(guān)性分析Fig.7 Correlation between the content of MCPD esters and GEs and the degree of oil oxidation in the baking models with maize oil

3 結(jié)論

通過對烘焙模擬體系加熱過程的監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)MCPD酯和GEs都同時進(jìn)行著生成與降解反應(yīng)。加工條件是影響烘焙模擬體系中3-MCPD酯、2-MCPD酯和GEs含量的重要因素,其中溫度和時間能顯著影響這3種物質(zhì)的含量,且存在交互作用,油水比也是MCPD酯生成的影響因素,但不影響GEs的生成。此外,油脂種類對MCPD酯和GEs的生成具有重要作用,并可能受其脂肪酸組成的影響,其中不飽和脂肪酸含量為92.68%的菜籽油能產(chǎn)生更高含量的MCPD酯和較低含量的GEs,而玉米油烘焙模擬體系中油脂氧化程度與MCPD酯和GEs之間存在顯著的相關(guān)性,由此推測富含不飽和脂肪酸的油脂能通過自身氧化抑制MCPD酯的降解和GEs的生成。本研究結(jié)果為控制烘焙食品中MCPD酯和GEs提供了理論參考,另外,烘焙體系中蛋白的存在是否會影響MCPD酯和GEs的生成以及油脂氧化涉及影響MCPD酯和GEs降解或生成的具體機理還有待進(jìn)一步探索。