反式脂肪酸的產生及降低措施
來源:環(huán)球糧機網發(fā)布時間: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能經胎盤轉運給胎兒,通過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(guī)定。
而在我國,對TFA的關注還比較少。為了適應國際市場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,促進我國對TFA立法定標,茲對TFA的來源,各國對TFA的標示規(guī)定以及降低TFA含量的措施進行綜述,以供食品監(jiān)督部門及生產者參考。
1反式脂肪酸的來源及含量
1.1反式脂肪酸的來源
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主要來源于以下幾方面:
1.1.1反芻動物脂肪及乳脂
反芻動物(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但油脂在進行精煉脫臭時,油脂中的不飽和脂肪酸會暴露在空氣中。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
許多食品生產所要求的油脂性質與天然油脂的性質不相同,為了滿足人們對生產用油脂的質量要求,將植物油脂(或動物油)進行部分氫化加工,改善油脂的物性(熔點、質地、加工性)和化學性質。油脂的氫化過程會產生TFA。傳統(tǒng)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處,對植物油脂或動物油脂進行部分氧化一在氫化過程中。
油脂中不飽和的雙鍵轉變?yōu)閱捂I的同時。產生部分異構化的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、冰淇淋、炸雞、薯條等,雖以獨特的風味受人喜愛,卻含有相當數(shù)量的TF一
1.1.4不當?shù)呐氲蛄晳T
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℃),許多人烹凋時習慣將油加熱到冒煙,導致TFA的產生;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、動物油脂經部分氧化加工后,所生產的食用油脂產品,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(tǒng)的攪拌速率并減少催化劑用量,可獲得低TFA含量的產品。但由于目前傳統(tǒng)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(tǒng)使用的氫化設備,僅能達約0.5MPa。同時,在這樣高的反應壓力下,也會使副產物增多。因此,對于大多數(shù)氫化油脂加工廠而言,采用傳統(tǒng)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技術改進,它可在氫化過程中,經加入特殊添加物以抑制TFA的產生。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(tǒng)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等人采用電化學氫化法,對Canola菜籽油進行氫化,該反應可在45℃下進行,氫化油中的TFA含量很低一
2.2油脂脫臭過程的控制措施
油脂在脫臭過程中會產生TFA,TFA的含量與脫臭的溫度和時間有關。羅曉嵐對大豆油在3個不同脫臭溫度和不同的操作時間下其TFA含量進行了研究,得出TFA的含量會隨著溫度和時間的增加而增加。Ray13]對菜籽油的研究也得出了類似的結論。因此,在脫臭過程中,為了減少TFA的生成應盡量降低脫臭溫度和脫臭時間。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,脫臭時間45~60min,不會明顯產生TFA。
另外,在脫臭設備的選擇上,可采用填料式脫臭塔代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的盤式脫臭塔,減小脫臭溫度,縮短脫臭時間,從而減少TFA的含量。
2.3采用交酯化反應生產零TFA含量的油脂
2.3.1化學法交酯化反應
與氫化反應不同,化學法交酯化反應并非用于硬化液體油脂的生產,只是獲得適宜熔點形態(tài)的飽和與不飽和脂肪酸的混合脂肪。
雖然化學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,并提高油脂穩(wěn)定性,卻不會產生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(而在化學法交酯化反應過程,則所有3個位置1、2、3位均會隨機重排)。這種反應相對地較為緩慢并可在任何所需的時段予以停止,以利獲得理想程度的交酯化。同時,酶法不會產生有害的副產物,可提供有效、健康而環(huán)境友好的方法最近,美國ADM公司宣布其將擴產低TFA產品生產線(采用酶法)。
2.4基因改良技術
在油脂加工過程中,TFA的產生與原料油脂的不飽和程度有關,多不飽和程度越高,順式脂肪酸轉變?yōu)門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,可以通過基因改良技術,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,其已在市場上推出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%),這種大豆經加工后可生產出低TFA含量的大豆油。
3.結束語
隨著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(guī)定,生產低或零反式脂肪產品是一發(fā)展趨勢。盡管我國對TFA的關注才剛剛開始,但為了參與國際競爭,滿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技術