反式脂肪酸的產(chǎn)生及降低措施
來(lái)源:環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2015-04-30 11:57:31
反式脂肪酸是對人體有害的脂肪酸。研究表明,TFA能增加低密度脂蛋白膽固醇,降低對人體有益的i高密度脂蛋白膽固醇,增加心臟病和肥胖病的發(fā)生幾率;TFA可能導致腫瘤(乳腺癌等);TFA能經(jīng)胎盤(pán)轉運給胎兒,通過(guò)干擾必需脂肪酸的代謝、抑制必需脂肪酸的功能等而干擾嬰兒的生長(cháng)發(fā)育。正是由于TFA對人體多方面的負面作用,世界上一些發(fā)達國家已對油脂及油脂食品中的TFA的標示做出了相應的規定。
而在我國,對TFA的關(guān)注還比較少。為了適應國際市場(chǎng)對食用油脂及油脂食品安全要求的發(fā)展趨勢,引起國人對TFA的足夠重視,促進(jìn)我國對TFA立法定標,茲對TFA的來(lái)源,各國對TFA的標示規定以及降低TFA含量的措施進(jìn)行綜述,以供食品監督部門(mén)及生產(chǎn)者參考。
1反式脂肪酸的來(lái)源及含量
1.1反式脂肪酸的來(lái)源
膳食中TFA的含量因膳食結構和飲食習慣的不同有很大差異。膳食中的TFA主要來(lái)源于以下幾方面:
1.1.1反芻動(dòng)物脂肪及乳脂
反芻動(dòng)物(如馬、牛、羊等)腸腔中存在的丁酸弧菌屬菌群可與飼料中所含的部分不飽和脂肪酸發(fā)生酶促生物氫化反應.從而生成TFA。所生成的TFA可結合于機體組織或分泌到乳汁中,使反芻動(dòng)物脂肪及其乳脂中含有TFA?以牛為例,牛脂中TFA的含量為2.5%~4%,其乳脂中的含量為5c/c~9.7%
1.1.2油脂精煉的脫臭工藝
通常天然植物油脂(如大豆油、菜籽油)均由順式不飽和脂肪酸所構成,而不含TFA但油脂在進(jìn)行精煉脫臭時(shí),油脂中的不飽和脂肪酸會(huì )暴露在空氣中。油脂中的二烯酸酯、三烯酸酯發(fā)生熱聚合反應,更易發(fā)生異構化,使TFA含量增加。研究表明,高溫脫臭后的油脂TFA含量增加了1%~4%一
1.1.3油脂的氫化加工
許多食品生產(chǎn)所要求的油脂性質(zhì)與天然油脂的性質(zhì)不相同,為了滿(mǎn)足人們對生產(chǎn)用油脂的質(zhì)量要求,將植物油脂(或動(dòng)物油)進(jìn)行部分氫化加工,改善油脂的物性(熔點(diǎn)、質(zhì)地、加工性)和化學(xué)性質(zhì)。油脂的氫化過(guò)程會(huì )產(chǎn)生TFA。傳統的油脂氫化加工是在鎳(Ni)催化劑的作用下,將氫氣直接加成到脂肪酸不飽和位點(diǎn)處,對植物油脂或動(dòng)物油脂進(jìn)行部分氧化一在氫化過(guò)程中。
油脂中不飽和的雙鍵轉變?yōu)閱捂I的同時(shí)。產(chǎn)生部分異構化的TFA氫化后的油脂旱固態(tài)或半固態(tài):市售的人造黃油、起酥油、煎炸油等氫化油脂制成的食品,如各種糕點(diǎn)、冰淇淋、炸雞、薯條等,雖以獨特的風(fēng)味受人喜愛(ài),卻含有相當數量的TF一
1.1.4不當的烹凋習慣
植物油冒煙的溫度通常大于200℃(如大豆油208℃、花生油201℃、菜籽油225℃、玉米油216℃),許多人烹凋時(shí)習慣將油加熱到冒煙,導致TFA的產(chǎn)生;一些反復煎炸食物的用油,其油溫更是遠遠高出油發(fā)煙的溫度,油中所含的TFA也是越積越多:
1.2人造奶油反式脂肪酸含量
植物油脂、動(dòng)物油脂經(jīng)部分氧化加工后,所生產(chǎn)的食用油脂產(chǎn)品,如人造奶油(Margarine)及起酥油,均含有相當量的TFA。世界一些國家人造奶油的TFA含量見(jiàn)表1:
2反式脂肪酸的降低措施
2.1油脂氫化工藝的降低措施
2.1.1嚴格控制油脂部分氫化反應條件
嚴格控制油脂部分氫化反應條件,如氫化壓力、氫化溫度和催化劑的用量,從而將TFA的含量控制在最低。
一般而言,降低反應溫度,提高反應壓力,增加反應系統的攪拌速率并減少催化劑用量,可獲得低TFA含量的產(chǎn)品。但由于目前傳統使用的氫化反應設備的限制很難將部分氫化油中的TFA降到5%以下。
例如,為了要使氫化油脂的TFA含量達到10%以下,需要反應壓力高達5~6MPa才行。傳統使用的氫化設備,僅能達約0.5MPa。同時(shí),在這樣高的反應壓力下,也會(huì )使副產(chǎn)物增多。因此,對于大多數氫化油脂加工廠(chǎng)而言,采用傳統的氫化設備、氫化方法,單純靠改變氫化反應條件很難達到目的。
2.1.2改變催化劑L5,用昂貴的金屬作為催化劑(如Pt)不但可在較低溫度下(60℃)反應,而且其TFA含量極低。Engelhard公司正在研究第二代鉑催化劑有關(guān)技術(shù)改進(jìn),它可在氫化過(guò)程中,經(jīng)加入特殊添加物以抑制TFA的產(chǎn)生。另外,采用均相催化劑,也可有效地減少TFA的生成舊。
2.1.3采用超臨界流體氫化反應器(SuperCriticalFluidHydrogenation)與傳統使用的氫化反應設備相比,該氫化反應器反應速度極快,并可制備零TFA的食用油脂。Kaneha等人采用電化學(xué)氫化法,對Canola菜籽油進(jìn)行氫化,該反應可在45℃下進(jìn)行,氫化油中的TFA含量很低一
2.2油脂脫臭過(guò)程的控制措施
油脂在脫臭過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生TFA,TFA的含量與脫臭的溫度和時(shí)間有關(guān)。羅曉嵐對大豆油在3個(gè)不同脫臭溫度和不同的操作時(shí)間下其TFA含量進(jìn)行了研究,得出TFA的含量會(huì )隨著(zhù)溫度和時(shí)間的增加而增加。Ray13]對菜籽油的研究也得出了類(lèi)似的結論。因此,在脫臭過(guò)程中,為了減少TFA的生成應盡量降低脫臭溫度和脫臭時(shí)間。如大豆油脫臭溫度控制在260~C,操作壓力400Pa,直接蒸汽噴入量450kg/h,脫臭時(shí)間45~60min,不會(huì )明顯產(chǎn)生TFA。
另外,在脫臭設備的選擇上,可采用填料式脫臭塔代替傳統使用的盤(pán)式脫臭塔,減小脫臭溫度,縮短脫臭時(shí)間,從而減少TFA的含量。
2.3采用交酯化反應生產(chǎn)零TFA含量的油脂
2.3.1化學(xué)法交酯化反應
與氫化反應不同,化學(xué)法交酯化反應并非用于硬化液體油脂的生產(chǎn),只是獲得適宜熔點(diǎn)形態(tài)的飽和與不飽和脂肪酸的混合脂肪。
雖然化學(xué)法交酯化反應比氫化反應較為不易控制,但它可供選擇提高(或降低)熔點(diǎn),并提高油脂穩定性,卻不會(huì )產(chǎn)生TFA最常用的催化劑為甲氧基鈉或乙氧基鈉
2.3.2酶法交酯化反應
采用酶作為催化劑的交酯化反應,可獲得更為精確的控制,以利形成特定的熔點(diǎn)形態(tài)。酶法交酯化反應所采用的催化劑是特定位置的酶,它可使脂肪酸?;鶅H在1位及3位予以重排(而在化學(xué)法交酯化反應過(guò)程,則所有3個(gè)位置1、2、3位均會(huì )隨機重排)。這種反應相對地較為緩慢并可在任何所需的時(shí)段予以停止,以利獲得理想程度的交酯化。同時(shí),酶法不會(huì )產(chǎn)生有害的副產(chǎn)物,可提供有效、健康而環(huán)境友好的方法最近,美國ADM公司宣布其將擴產(chǎn)低TFA產(chǎn)品生產(chǎn)線(xiàn)(采用酶法)。
2.4基因改良技術(shù)
在油脂加工過(guò)程中,TFA的產(chǎn)生與原料油脂的不飽和程度有關(guān),多不飽和程度越高,順式脂肪酸轉變?yōu)門(mén)FA的傾向性越大。羅曉嵐2_對4種植物油脂在同一脫臭溫度下的TFA含量進(jìn)行了研究,得出亞麻酸含量較高的雙低菜籽油和大豆油的TFA含量要高于亞麻酸含量較低的玉米油和葵花籽油。因此,可以通過(guò)基因改良技術(shù),降低植物油料中的多不飽和脂肪酸含量。美國孟山都公司于2004年9月宣稱(chēng),其已在市場(chǎng)上推出r一種亞麻酸含量低的大豆(亞麻酸含量小于3%,而普通大豆亞麻酸含量為8%),這種大豆經(jīng)加工后可生產(chǎn)出低TFA含量的大豆油。
3.結束語(yǔ)
隨著(zhù)消費者對更為健康的食品需求,以及世界各國對TFA含量的限制性規定,生產(chǎn)低或零反式脂肪產(chǎn)品是一發(fā)展趨勢。盡管我國對TFA的關(guān)注才剛剛開(kāi)始,但為了參與國際競爭,滿(mǎn)足消費者對健康食品的需求,還應積極研發(fā)低或零TFA的食用油脂及油脂食品生產(chǎn)技術(shù)