反式脂肪酸的产生及降低措施
来源:环球粮机网发布时间:2015-04-30 11:57:31
反式脂肪酸是对人体有害的脂肪酸。研究表明,TFA能增加低密度脂蛋白胆固醇,降低对人体有益的i高密度脂蛋白胆固醇,增加心脏病和肥胖病的发生几率;TFA可能导致肿瘤(乳腺癌等);TFA能经胎盘转运给胎儿,通过干扰必需脂肪酸的代谢、抑制必需脂肪酸的功能等而干扰婴儿的生长发育。正是由于TFA对人体多方面的负面作用,世界上一些发达国家已对油脂及油脂食品中的TFA的标示做出了相应的规定。
而在我国,对TFA的关注还比较少。为了适应国际市场对食用油脂及油脂食品安全要求的发展趋势,引起国人对TFA的足够重视,促进我国对TFA立法定标,兹对TFA的来源,各国对TFA的标示规定以及降低TFA含量的措施进行综述,以供食品监督部门及生产者参考。
1反式脂肪酸的来源及含量
1.1反式脂肪酸的来源
膳食中TFA的含量因膳食结构和饮食习惯的不同有很大差异。膳食中的TFA主要来源于以下几方面:
1.1.1反刍动物脂肪及乳脂
反刍动物(如马、牛、羊等)肠腔中存在的丁酸弧菌属菌群可与饲料中所含的部分不饱和脂肪酸发生酶促生物氢化反应.从而生成TFA。所生成的TFA可结合于机体组织或分泌到乳汁中,使反刍动物脂肪及其乳脂中含有TFA?以牛为例,牛脂中TFA的含量为2.5%~4%,其乳脂中的含量为5c/c~9.7%
1.1.2油脂精炼的脱臭工艺
通常天然植物油脂(如大豆油、菜籽油)均由顺式不饱和脂肪酸所构成,而不含TFA但油脂在进行精炼脱臭时,油脂中的不饱和脂肪酸会暴露在空气中。油脂中的二烯酸酯、三烯酸酯发生热聚合反应,更易发生异构化,使TFA含量增加。研究表明,高温脱臭后的油脂TFA含量增加了1%~4%一
1.1.3油脂的氢化加工
许多食品生产所要求的油脂性质与天然油脂的性质不相同,为了满足人们对生产用油脂的质量要求,将植物油脂(或动物油)进行部分氢化加工,改善油脂的物性(熔点、质地、加工性)和化学性质。油脂的氢化过程会产生TFA。传统的油脂氢化加工是在镍(Ni)催化剂的作用下,将氢气直接加成到脂肪酸不饱和位点处,对植物油脂或动物油脂进行部分氧化一在氢化过程中。
油脂中不饱和的双键转变为单键的同时。产生部分异构化的TFA氢化后的油脂旱固态或半固态:市售的人造黄油、起酥油、煎炸油等氢化油脂制成的食品,如各种糕点、冰淇淋、炸鸡、薯条等,虽以独特的风味受人喜爱,却含有相当数量的TF一
1.1.4不当的烹凋习惯
植物油冒烟的温度通常大于200℃(如大豆油208℃、花生油201℃、菜籽油225℃、玉米油216℃),许多人烹凋时习惯将油加热到冒烟,导致TFA的产生;一些反复煎炸食物的用油,其油温更是远远高出油发烟的温度,油中所含的TFA也是越积越多:
1.2人造奶油反式脂肪酸含量
植物油脂、动物油脂经部分氧化加工后,所生产的食用油脂产品,如人造奶油(Margarine)及起酥油,均含有相当量的TFA。世界一些国家人造奶油的TFA含量见表1:
2反式脂肪酸的降低措施
2.1油脂氢化工艺的降低措施
2.1.1严格控制油脂部分氢化反应条件
严格控制油脂部分氢化反应条件,如氢化压力、氢化温度和催化剂的用量,从而将TFA的含量控制在最低。
一般而言,降低反应温度,提高反应压力,增加反应系统的搅拌速率并减少催化剂用量,可获得低TFA含量的产品。但由于目前传统使用的氢化反应设备的限制很难将部分氢化油中的TFA降到5%以下。
例如,为了要使氢化油脂的TFA含量达到10%以下,需要反应压力高达5~6MPa才行。传统使用的氢化设备,仅能达约0.5MPa。同时,在这样高的反应压力下,也会使副产物增多。因此,对于大多数氢化油脂加工厂而言,采用传统的氢化设备、氢化方法,单纯靠改变氢化反应条件很难达到目的。
2.1.2改变催化剂L5,用昂贵的金属作为催化剂(如Pt)不但可在较低温度下(60℃)反应,而且其TFA含量极低。Engelhard公司正在研究第二代铂催化剂有关技术改进,它可在氢化过程中,经加入特殊添加物以抑制TFA的产生。另外,采用均相催化剂,也可有效地减少TFA的生成旧。
2.1.3采用超临界流体氢化反应器(SuperCriticalFluidHydrogenation)与传统使用的氢化反应设备相比,该氢化反应器反应速度极快,并可制备零TFA的食用油脂。Kaneha等人采用电化学氢化法,对Canola菜籽油进行氢化,该反应可在45℃下进行,氢化油中的TFA含量很低一
2.2油脂脱臭过程的控制措施
油脂在脱臭过程中会产生TFA,TFA的含量与脱臭的温度和时间有关。罗晓岚对大豆油在3个不同脱臭温度和不同的操作时间下其TFA含量进行了研究,得出TFA的含量会随着温度和时间的增加而增加。Ray13]对菜籽油的研究也得出了类似的结论。因此,在脱臭过程中,为了减少TFA的生成应尽量降低脱臭温度和脱臭时间。如大豆油脱臭温度控制在260~C,操作压力400Pa,直接蒸汽喷入量450kg/h,脱臭时间45~60min,不会明显产生TFA。
另外,在脱臭设备的选择上,可采用填料式脱臭塔代替传统使用的盘式脱臭塔,减小脱臭温度,缩短脱臭时间,从而减少TFA的含量。
2.3采用交酯化反应生产零TFA含量的油脂
2.3.1化学法交酯化反应
与氢化反应不同,化学法交酯化反应并非用于硬化液体油脂的生产,只是获得适宜熔点形态的饱和与不饱和脂肪酸的混合脂肪。
虽然化学法交酯化反应比氢化反应较为不易控制,但它可供选择提高(或降低)熔点,并提高油脂稳定性,却不会产生TFA最常用的催化剂为甲氧基钠或乙氧基钠
2.3.2酶法交酯化反应
采用酶作为催化剂的交酯化反应,可获得更为精确的控制,以利形成特定的熔点形态。酶法交酯化反应所采用的催化剂是特定位置的酶,它可使脂肪酸酰基仅在1位及3位予以重排(而在化学法交酯化反应过程,则所有3个位置1、2、3位均会随机重排)。这种反应相对地较为缓慢并可在任何所需的时段予以停止,以利获得理想程度的交酯化。同时,酶法不会产生有害的副产物,可提供有效、健康而环境友好的方法最近,美国ADM公司宣布其将扩产低TFA产品生产线(采用酶法)。
2.4基因改良技术
在油脂加工过程中,TFA的产生与原料油脂的不饱和程度有关,多不饱和程度越高,顺式脂肪酸转变为TFA的倾向性越大。罗晓岚2_对4种植物油脂在同一脱臭温度下的TFA含量进行了研究,得出亚麻酸含量较高的双低菜籽油和大豆油的TFA含量要高于亚麻酸含量较低的玉米油和葵花籽油。因此,可以通过基因改良技术,降低植物油料中的多不饱和脂肪酸含量。美国孟山都公司于2004年9月宣称,其已在市场上推出r一种亚麻酸含量低的大豆(亚麻酸含量小于3%,而普通大豆亚麻酸含量为8%),这种大豆经加工后可生产出低TFA含量的大豆油。
3.结束语
随着消费者对更为健康的食品需求,以及世界各国对TFA含量的限制性规定,生产低或零反式脂肪产品是一发展趋势。尽管我国对TFA的关注才刚刚开始,但为了参与国际竞争,满足消费者对健康食品的需求,还应积极研发低或零TFA的食用油脂及油脂食品生产技术