自然界当中,油脂的存在形式为脂肪酸甘油酯,按照其中脂肪酸的碳碳键饱和程度可以将脂肪酸分为饱和脂肪酸与不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸当中的双键主要有顺反两种构象,一些天然不饱和脂肪酸中主要以顺式结构存在,但受到外界条件的影响,例如催化剂、光、热等,不饱和脂肪酸可以由顺势结构转到反式结构,反式构象的脂肪酸即为反式脂肪酸(TFA)。TFA当中含有的非共轭双键数量,又可以分为单、多两种不饱和反式脂肪酸。反式脂肪酸当中,双键键角比顺式结构的要小,受到结构方面的影响,反式与顺式脂肪酸之间性质存在一定差异,其熔点与热力稳定性更好,性质也与饱和脂肪酸相近。
随着当前反式脂肪酸研究的不断深入,发现当摄入较多的反式脂肪酸时会对健康产生一定影响,进而增加心血管疾病的患病幾率。据相关研究显示,反式脂肪酸可能会对神经中枢系统产生一定影响,进而危害婴幼童。当前,很多国家已经提出了相关政策,控制食物当中的反式脂肪酸含量,要求食品当中注明反式脂肪酸的实际含量。
食品中反式脂肪酸来源
(1)反刍动物肉和乳制品;反式脂肪酸主要来源于反刍动物肉与乳制品,由于含量较低,多为饲料中的不饱和脂肪酸经由动物胃当中的微生物生物氢化作用形成。生物氢化作用主要由瘤胃当中的多种细菌共同参与完成的,可以将不饱和脂肪酸转换成饱和度更高的物质。瘤胃细菌主要分成两组,其中一组氢化亚油酸与α-亚麻酸最后生成,但不可以将氢化,还有一组细菌能氢化与亚油酸生产硬脂酸,受到催化媒作用,反式脂肪酸可以转换成硬脂酸中间体,乳制品当中的反式脂肪酸含量比较低。随着季节、饲料组成及动物品种差异,乳制品当中的反式脂肪酸含量与组成会产生很大差异,例如相比于牛奶,羊奶中的反式脂肪酸相对较低。(2)油脂氢化;油脂氢化主要是指氢经过加成反应添加到脂肪酸链双键当中。在氢化过程,油与催化剂混合然后加热到一定温度,在压力达到413.69kPa和氢反应。在这一阶段,有些双键发生饱和,有些双键发生位置异构。反式脂肪酸当中种类与含量受到氢化条件、原料、氢化深度等含量不同会产生较大差异。传统氢化反应是在镍催化剂条件下发生的,因反式脂肪酸结构相对稳定,在一定的催化剂与高温高压条件下可以实现大量生产,所以在氢化工艺当中生产的反式脂肪酸相对较多,通过优化原料与工艺可以降低反式脂肪酸产量。(3)油脂精炼;油脂精炼主要是指清除植物油当中的磷脂、固体杂质、色素等工序。在精炼期间,反式脂肪酸主要在脱臭阶段产生。天然植物油当中多为顺式不饱和脂肪酸组成,反式脂肪酸含量较少。在脱臭处理中,油脂里面的不饱和脂肪酸裸露在空气中,受到高温条件的影响发生热聚合反应,也容易发生异构,增加TFA含量,然后形成4%左右的反式异构体。在此期间,TFA生产量和加热温湿度时间及植物油种类等相关,脱臭阶段高温时间较长,因此TFA形成量也比较多。(4)食品加工。日常食品当中也含有一定的反式脂肪酸,其来源主要为配料与加工期间吸附的油脂。通常情况下,油炸食品、焙烤食品、冰淇淋、人造奶酪等食品当中的TFA含量比较高,其中大部分为加工期间使用的氢化油产生的,TFA含量也会随着饱和度及氢化油的含量而产生一定差异。煎炸油当中的TFA含量较多,因此产品中的TFA也比较多。焙烤食品中,反式脂肪酸产自加热阶段,在高温条件下,食物会受到催化作用,转变成反式脂肪酸。
反式脂肪酸的危害
(1)心血管疾病;反式脂肪酸食物摄入较多,可能会导致心血管疾病的发生,这一观点逐渐被广泛接受。据数据调查显示,TFA和心血管疾病具有一定关系。与此同时,还有研究表明,反式脂肪酸可能会增加心血管疾病。(2)生长发育影响;反式脂肪酸可以经由胎盘传递会给胎儿,通过母乳喂养的婴儿会因为母亲摄入黄油让婴儿摄入一定的反式脂肪酸。受到膳食及母体当中反式脂肪酸的影响,母乳当中的反式脂肪酸含量约为总脂肪酸的,其中反式脂肪酸对生产发育产生的影响主要为,增加婴儿患脂肪缺失症的概率,最终对婴儿的生长发育产生影响;此外方式脂肪酸还会危害中枢神经系统。(3)形成血栓;反式脂肪酸可以增加血液凝聚力与粘稠度,据相关实验验证,反式脂肪酸全血凝集占比总摄食热量的2%,因此会增加产生血栓的概率。(4)影响大脑功能;据相关动物实验及流行病调查中得到,反式脂肪酸可以有效降低人们认知危险,进过分析后得出,反式脂肪酸与饱和脂肪酸摄入越多的人 ,其血液当中的胆固醇含量不断增加,这不仅会加快心脏动脉硬化,还会导致人的认知功能减退。(5)产生动脉硬化。据相关研究表明,顺式脂肪酸比反式脂肪酸降低胆固醇的效果好;在反式脂肪酸中,其中的脂肪能导致动脉硬化。具体而言主要展现在,反式脂肪酸可以提升坏胆固醇水平;另外,还可以降低好胆固醇水平,由此表明反式脂肪酸危害更大。
反式脂肪酸检测方法
红外光谱法。红外光谱法可以快速检测TFA含量,主要原理为利用反式双键进行红外光谱分析。这种方法检测脂肪酸的方法比较早,主要特点为可以准确测定双键数量。这种方法的主要优势为方便快速,不容易破坏样品,定性检测TFA含量。主要缺点当TFA含量低时不易检测出来,若油脂当中的不饱和脂肪酸含量超过30%,会对检测的准确性产生较大影响。变化红外光谱法相比于红外光谱法准确性更高,能进一步减少基线漂移误差,并借助计算机对数据展开分析。除此之外,在食品分析当中,近红外光谱的特点主要为:简单、快捷、非破坏性、低成本等优点。比如,糖类测定、油脂分析、蛋白质测定等都是用近红外光谱技术测定食品油当中的反式脂肪酸含量。
气相色谱法。气相色谱法被应用于脂肪酸组成分析当中,气相色谱仪为测定TFA常见仪器。这种方法分析TFA的主要限制为难以实现顺反烯酸的完成分离,但据相关研究表明,用100m长色谱柱能够将脂肪酸中的顺反异构完全分离开。这种方法检测下限低,可以对不同定量TFA进行分离,结果更加准确。此外,油脂化学家提供的检测方法为:控制毛细管柱长度为100m,内标物使用C21:0,填充物为CP2560、BPX- 70,按照出峰时间确定最佳脂肪酸种类和含量。
银离子色谱法。Ag+ 和顺式双键之间存在一定的作用力,同反式双键不发生反应。因此,可以借此分析脂肪酸中的顺反异构。这种方法的主要缺点是很难区分出反式酸谱带,可作粗略分析,且这种方法相对简单、经济,具有一定研究价值。还有一些研究者利用离子色谱技术,对一些氢化植物油当中的反式脂肪酸测定也取得了很好的效果。這种方法在复杂样品中处理十分常见。
毛细管电泳法。当前除了气相色谱法与红外光谱法,研究人员对TFA测定方法进行了改进。这种方法主要使用224nm紫外间接检测器毛细管电泳。毛细管电泳法作为当前发展的一种新型液相分离技术,通过带电组分在高压电场中迁移速度而分离,然后利用检测器得到相应的电泳图谱。这种方法用量较少、速度较快、效率较高、对环境的污染相对较小。受到毛细管内径的限制,提高检测器灵敏度,避免其产生一定的区带展宽情况是当下毛细管电泳技术在发展阶段的主要问题。
气相色谱质谱法。气相色谱质谱法的检测范围比较宽,检测限度比较低。利用气相色谱当中的高灵敏度与分离度,可以对复杂结构样品进行有效检测,与此同时,不必对校准品进行检测。例如,在出入境检疫局检验中,常擦还能够利用气相色谱法对食品当中的TFA进行检测。这种方法简洁、方便,可以将顺反脂肪酸进行有效分离;检出限控制在9微毫克/毫升,线性r=0.998,相对标准偏差为0.73%,回收率在,可以应用于食品中TFA含量检测中。
高效液相色谱法。研究人员就反相高效液相色谱分离脂肪酸的色谱条件进行研究,为了使线性范围不断扩大,样品要先经过衍生处理后,再用荧光检测器检测。这种方法分离TFA在灵敏度及时间上同气相色谱法相似,但由于衍生处理方法相对复杂,且当前的衍生物缺少商业化色谱标准。受到气相色谱检测范围的限制,油脂样品热稳定性较差,所以使用高效液相色谱法进行脂肪酸检测具有明显优势。但要做好复杂前处理,同时采用SPE技术提升高效液相色谱的检测灵敏度。例如,有研究人员就超高液相色谱测定法检测菜籽油当中的结构脂肪酸位置分布及组成,经过优化可以确定检测波长为246nm,流速为0.35mL/min色谱条件,完成对多种脂肪酸衍生物的检测分离。
综上所述,关于食品当中反式脂肪酸的研究在国外发展速度比较快,针对食品中TFA的危害、检测方法也进行深入研究,且取得了一定成绩。但就TFA对人体健康方面,TFA与人体疾病存在直接联系尚未取得明显性进展。对国内而言,由于缺少专业营养知识,国内对TFA的认识比较落后,随着TFA在国内食品中的不断使用,其产生的危害也在逐渐增加,因此需要引起学术界及广大群众的充分重视。
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