食品抗氧化劑在高溫油脂中的應用進展

李正華 林濤 王學本

在日常生活中，人們食用的油脂或者含油脂較多的食品在空氣中都會發(fā)生氧化反應，特別是某些油炸食品，在高溫的作用下，油脂與水、氧氣等會發(fā)生劇烈的氧化、水解、聚合等反應。油脂氧化會產生過氧化物，過氧化物分解后會產生小分子酮、醛或羧酸，這些成分具有特殊的哈喇氣味，嚴重影響油脂的品質。更嚴重的是，油脂在煎炸過程中的水解、氧化、聚合等產物會對人體健康產生巨大不利影響。為了延緩食品中的油脂氧化速度，通常會在食品或油脂中加入抗氧化劑。

抗氧化劑的主要作用是在氧化的不同階段中止鏈反應速度，或是俘獲鏈自由基阻止鏈增殖，起到延緩、阻滯氧化的作用，從而延緩食品氧化，提高食品的穩(wěn)定性、延長儲存期。抗氧化劑分為天然抗氧化劑和人工合成抗氧化劑，相對于人工合成抗氧化劑而言，天然抗氧化劑的安全性更高，但是目前天然抗氧化劑的種類繁多，抗氧化能力強弱不一，因此需要對各種天然抗氧化劑進行研究、分析，并針對不同的使用環(huán)境，選擇合適的天然抗氧化劑以及對其復配使用，以提升抗氧化效果。本文主要對食品抗氧化劑在高溫油脂中的應用進展進行了綜述。

一、油脂在高溫下發(fā)生的品質變化

油脂的氧化反應速率跟溫度有關，溫度越高，油脂氧化反應速度越快。油脂在高溫加熱特別是煎炸的過程中，受到水、氧氣等的影響，氧化異常迅速。數(shù)據顯示，油脂在155℃高溫下產生的自由基數(shù)量為25℃室溫下產生自由基數(shù)量的8192倍。油脂中產生的自由基越多，表明油脂氧化分解產生的醛類、酮類、極性成分、聚合物等化合物小分子越多，油脂的品質也就越差。

經過高溫加熱特別是長時間煎炸過的油脂，色澤會變深，黏度變稠，口感及風味也會變差，而且油脂熱加工過程中產生的熱水解反應產物（游離脂肪酸、甘油一酯和甘油二酯）、熱氧化降解反應產物（氫過氧化物、醛類、酮類、酸和醇類等）、熱異構化產物（反式脂肪酸）和熱聚合產物（環(huán)氧化物和聚合物）等危害物還會影響人體健康。如產生的自由基會促進細胞衰老;醛、酮二級氧化產物、聚合物、多環(huán)化合物等有潛在致癌性;反式脂肪酸會加速動脈硬化和誘發(fā)心腦血管疾病、認知功能衰退，還會對糖尿病和乳腺癌等多種疾病等產生多種危害作用。

二、合成抗氧化劑在高溫油脂中的應用

目前在油脂中使用范圍較廣的合成抗氧化劑主要有BHA（丁基羥基茴香醚）、BHT（二丁基羥基甲苯）、TBHQ（叔丁基對苯二酚）等。合成抗氧化劑因抗氧化效果好、價格低廉、溶于油脂等優(yōu)點被廣泛使用。根據相關資料顯示，在較高的煎炸溫度下TBHQ的耐熱性優(yōu)于BHT、BHA，在最佳添加量最低的情況下，抗氧化效果表現(xiàn)最好。

TBHQ（叔丁基對苯二酚）又稱特丁基對苯二酚，是一種油溶性抗氧化劑，在各種油脂或者含油脂的食品中添加都不會導致油脂或食品產生其他的異味。TBHQ相較于其他的合成抗氧化劑，除了抗氧化性更強之外，還有很多優(yōu)勢，包括在鐵離子存在下不著色，具有防霉、防菌等作用，在很多油炸食品或者高溫烹油中都是首選的抗氧化劑。

陳江魁等的研究表明，對文冠果油進行180℃的熱處理，在熱處理前期（18h和30h）與對照空白組相比，TBHQ能有效抑制脂肪酸的氧化分解、反式脂肪酸的生成、不飽和脂肪酸占比的增加等。祝婷婷等的研究表明，TBHQ可以有效保護煎炸過程中棕櫚油中的生育酚和生育三烯酚，可明顯抑制煎炸過程中棕櫚油極性組分含量的增加，延長棕櫚油的氧化誘導期。

雖然三種合成抗氧化劑在高溫油脂中均有一定的抗氧化效果，但它們也存在缺點——有潛在的致癌風險，目前已被越來越多的國家禁止使用。其中BHA存在于世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構公布的2B類致癌物清單中，BHT以及TBHQ已經在日本被禁止使用。隨著大家健康意識的提高，合成抗氧化劑會受到越來越多的限制，并逐漸退出歷史舞臺。

三、天然抗氧化劑在高溫油脂中的應用

天然抗氧化劑按來源可以分為草藥、香辛料類提取物，果蔬類提取物，植物性食品加工副產物等;按化學性質可以分為維生素類、酚類、類胡蘿卜素、黃酮類、多糖類、甾醇類等，其中，草藥、香辛料類提取物和果蔬類提取物在天然抗氧化劑領域使用范圍最廣，應用也最多。

天然抗氧化劑通常通過絡合金屬離子，消除金屬離子的催化作用，或與自由基結合變成更穩(wěn)定的基團，阻止延緩鏈式反應，或供氫給抗氧化劑，延長抗氧化劑的使用效果來延緩油脂在高溫情況下的氧化。

1.草藥、香辛料類提取物在高溫油脂中的應用。草藥、香辛料類提取物包括迷迭香提取物、甘草提取物、花椒提取物、鼠尾草提取物、丁香提取物、竹葉提取物等，它們抗氧化效果的強弱與包含的有效成分含量和種類密切相關，主要功效成分包括多酚類、皂苷類、生物堿類、黃酮類以及揮發(fā)油等。

以迷迭香提取物為例，迷迭香是一種在日常烹飪中使用到的香料，在很多國家都應用十分廣泛。迷迭香提取物通過溶劑提取，將迷迭香干葉中的抗氧化成分分離、富集、純化從而獲得迷迭香提取物。迷迭香提取物主要為二萜酚以及有機酸類成分，主要有效成分為鼠尾草酸、迷迭香酸、鼠尾草酚，其中鼠尾草酸和鼠尾草酚為油溶性，迷迭香酸為水溶性。迷迭香的這些抗氧化成分作為斷鏈型自由基終止劑，通過捕獲過氧自由基來抑制過氧化鏈式反應的進行，由于生成的酚氧自由基相對穩(wěn)定，它與類脂化合物反應很慢，從而阻斷了自由基鏈的傳遞和增長，抑制氧化過程的進展。迷迭香提取物熱穩(wěn)定性好、耐高溫、不易揮發(fā)，在高溫油脂中的抗氧化效果相當顯著。

張偉敏等人研究發(fā)現(xiàn)，加入迷迭香提取物中的鼠尾草酸和TBHQ均能夠提高其熱氧化穩(wěn)定性，鼠尾草酸的效果略優(yōu)于TBHQ，且鼠尾草酸比TBHQ更能降低棕櫚酸、硬脂酸和油酸的增長速度，亞油酸和亞麻酸下降率以及抑制反式油酸、反式亞油酸和反式脂肪酸的產生?？镦玫热说难芯勘砻?，迷迭香提取物中的鼠尾草酸在180℃椰子油熱加工中能顯著降低酸價、游離脂肪酸、過氧化值、丙二醛值等指標，其中在酸價、游離脂肪酸、總過氧化值指標方面與TBHQ效果相當。李鵬娟等人的研究表明，在高溫煎炸過程中，迷迭香抗氧化劑比合成抗氧化劑TBHQ的抗氧化效果更好，且迷迭香提取物中迷迭香酸的抗氧化效果強于鼠尾草酸。尹浩等人的研究表明，只需加入200mg/kg的迷迭香提取物就能夠延緩一級大豆油在煎炸過程中酸值、極性組分的升高，煎炸18次后，添加迷迭香提取物的大豆油的酸值和極性組分較空白組分別下降10.3%和16.4%。此外，迷迭香提取物還能提高大豆油在煎炸過程中的氧化穩(wěn)定性，對維生素E的損耗具有保護作用。

總的來看，草藥、香辛料類提取物作為天然抗氧化劑更加健康和環(huán)保，但其成分復雜，相互之間更容易協(xié)同增效，因此需要更加深入地研究其復配使用效果，從而更好地用于高溫油脂的抗氧化。

2.果蔬類提取物在高溫油脂中的應用。果蔬類植物提取物的主要有效成分有黃酮類、多烯類、維生素類、酚酸類等，且果蔬類植物提取物的原料來源簡單、易得，易于推廣應用。不同果蔬類提取物在高溫油脂中的抗氧化效果也不同，例如綠茶提取物中的茶多酚類抗氧化成分在高溫下表現(xiàn)出穩(wěn)定的化學性質，能夠抑制氧化反應的進行，具有保護油脂在油炸過程中品質不下降的潛力;冬瓜皮提取物中的抗氧化物質對于亞麻油和豬油表現(xiàn)出更好的抗氧化作用，能夠明顯抑制油脂的氧化速度;黃皮果提取物則對豬油和花生油表現(xiàn)出更好的抗氧化作用，其抗氧化作用的效果與提取溶劑相關。

不同的果蔬類植物提取物對于高溫油脂的適用條件以及效果都有所不同，未來還需要進行更多研究，讓果蔬類植物提取物發(fā)揮更大的作用。

四、高溫油脂抗氧化劑的發(fā)展趨勢與展望

抗氧化劑是指一些能夠抑制或者延緩高聚物和其他有機化合物在空氣中熱氧化的有機化合物，在高溫的條件下，油脂的氧化速度會加快，因此高溫油脂抗氧化劑的發(fā)展有著相當廣闊的前景。隨著人們對健康的重視度不斷加深，合成抗氧化劑的潛在危險讓人們對其產生顧忌，天然抗氧化劑憑借天然的成分，在安全性上具有無可替代的優(yōu)勢。由此可見，天然抗氧化劑是一種非常有潛力的抗氧化劑資源，在今后需要更深入研究天然抗氧化劑的抗氧化機理、協(xié)同作用，加強對天然抗氧化劑資源的原料提取研究，降低天然抗氧化劑的產業(yè)化門檻，讓更多天然抗氧化劑能夠順利進入市場，更大程度上滿足人們對于天然抗氧化劑的需求。

綜上，天然抗氧化劑在食品抗氧化劑中的優(yōu)勢顯著，安全性更高、無副作用、抗氧化效果較好，并且天然抗氧化劑在自然界中分布廣泛，種類多、來源廣，前景十分廣闊。目前，尋找到抗氧化效果更好、更加安全的天然抗氧化劑是刻不容緩的一項任務，需要各企業(yè)和研發(fā)機構加強相關研究，推進天然抗氧化劑的發(fā)展。

作者簡介：李正華（1990-），男，湖南婁底人，大學本科，研究方向為迷迭香天然抗氧化劑產業(yè)化。

林濤（1971-），男，福建人，碩士研究生，研究方向為迷迭香天然抗氧化劑產業(yè)化。

王學本（1997-），男，海南?？谌耍髮W本科，研究方向為迷迭香天然提取物產業(yè)化。