反式脂肪酸与食品安全

1、反式脂肪酸与食品安全 脂肪酸是一类羧酸化合物，由碳氢组成的烃类基团连结羧基所构成。脂肪酸分子的所有碳原子相互连接时是饱和的，饱和的分子室温下是固态。当链中碳原子以双键连接时，脂肪酸分子是不饱和的。具有双键的链有两种存在形式：顺式和反式。顺式键形成的不饱和脂肪酸在室温下是液态如植物油，反式键形成的不饱和脂肪酸在室温下是固态。反式脂肪酸（tfa）是具有反式构象碳-碳双键的所有非共轭不饱和脂肪酸的总称，因其与碳链双键相连的氢原子分布在碳链的两侧而得名。由于反式双键的存在使脂肪酸的空间产生了很大的变化，空间结构的改变使tfa的理化性质也产生了极大的改变，具有更高的熔点和更好的热动力学稳定性，性质更接近

2、饱和脂肪酸。tfa来源广泛，存在于大量的油脂及油脂食品中。近年来一些调查研究表明，反式脂肪酸对人类健康有很大的危害，这引起了人们和科学家的广泛关注。 民以食为天，食以安为先，随着科技的不断进步和人们健康意识的逐渐增强，人们已不再满足于温饱，而是越来越关心食品的营养价值和安全性。而油脂食品的安全一直是困惑人们饮食生活的话题。饱和脂肪酸在过去被人们认为是健康的杀手，由植物油氢化而来的氢化植物油曾作为饱和脂肪酸的替代品而风靡全球。氢化植物油比普通植物油更加稳定，呈固体状态，可以使食品外观更好看，口感松软。与动物油相比价格更低廉，而且当时人们认为植物油比动物油更健康，所以便宜而且健康的氢化植物油取代了

3、动物油而成为当时的一大进步。近年来科学研究表明，氢化植物油中含有tfa，长期食用反式脂肪酸可能会导致冠心病等心脏疾病，比饱和脂肪酸对人的健康危害更大。 近年来，我国的不少学者对国内市场上的众多油脂食品进行了脂肪酸组成调查，据报道，大多数含有油脂的食品中都含有一定量的tfa，其中以烘焙食品、快餐食品、人造黄油或奶油、油炸食品等食品中含量最高。例如：涂抹奶油、威化饼干、蛋糕派等食品。 反式脂肪酸对人类健康的影响主要在心血管方面，以及干扰和影响婴幼儿的必需脂肪酸吸收与代谢，这是国际组织和权威机构已经明确的。而tfa与糖尿病、癌症和过敏症的相关性，目前国际组织和权威机构并不支持。大量研究表明，多量、长

4、期摄入tfa，会对人体健康产生危害。其对健康的影响主要表现在以下一些方面： 对心血管系统的影响 大量实验室及临床实验证明，相对于顺式脂肪酸，tfa可通过多条途径影响正常脂质代谢，最终导致血脂浓度发生改变，其中血清总胆固醇(tc)、低密度脂蛋白胆固醇(ldl-c)、和脂蛋白alp(a)的浓度会增加，它们浓度的增加是引起冠心病的最重要的危险因素；tfa对血脂分布的不利影响大于饱和脂肪酸，tfa不但与饱和脂肪酸一样能升高tc 和ldl - c的浓度，而且tfa还会降低高密度脂蛋白胆固醇（hdl-c）的浓度， 导致ldl / hd l 的比值增加，其比值的增加会提高缺血性心脏病的患病率。还有资料证明，

5、tfa对血管内皮细胞功能有损害，还有增加血液粘稠度和凝聚力的作用，而这些是动脉硬化、血栓形成和冠心病发作的重要危险因素。 对婴幼儿生长发育的影响 研究发现，即使有胎盘屏障、血乳屏障等组织对tfa的屏蔽作用，母体膳食中摄入的tfa仍会有一部分可通过胎盘（或乳汁）进入胎儿体内，tfa会干扰体内必需脂肪酸的代谢和长链不饱和脂肪的生物合成（如dha）来抑制婴幼儿的早期发育与生长，而花生四稀酸（ara）、dha是胎儿发育所需要的，尤其是dha对中枢神经和视觉系统的发育有着至关重要的作用。科学研究发现新生儿体内tfa水平和出生参数之间均呈现出显著的负相关。 对糖尿病的影响 tfa能使脂肪细胞对胰岛素的敏感

6、性降低，从而增加机体对胰岛素的需要量，增大胰腺的负荷，容易引起型糖尿病。相关研究表明，虽然与碳水化合物的热量相比，摄入的脂肪总量、饱和脂肪或单不饱和脂肪均和患糖尿病没有相关性，但摄入的反式脂肪酸及多不饱和脂肪酸与糖尿病发生显著相关。因此研究者估计用膳食中的多不饱和脂肪酸代替反式脂肪酸可显著减少糖尿病的发生。 对其它方面的影响 有几项研究证明反式脂肪酸可增加某些癌症(如结肠癌、前列腺癌、乳腺癌等) 和其他一些疾病的危险性。tfa 的致癌性并未得到完全证实，可能只对某些人群较为危险，如有病例对照研究发现，停经妇女若食用大量的tfa，大肠癌危险性增高两倍；部分研究也证实停经妇女乳腺癌的发生与膳食中总

7、tfa的摄入呈显著正相关。tfa对大脑功能有一定的影响，会使其衰退、降低记忆力，在跟踪流行病学调查中发现，那些大量摄取tfa 的人，认知功能的衰退更快，原因可能是tfa导致了血液中胆固醇增加，促使大脑的动脉硬化，大量食用tfa 的老年人，更容易引发老年痴呆症。tfa还与肥胖、肝功能失调有关。tfa还与妇女不育有关。tfa也会减少男性荷尔蒙分泌，影响精子的活跃性，中断精子在身体中的反应。但这些都需要更加科学的研究予以证明。 反式脂肪酸是由不饱和脂肪酸异构化反应而产生，来源主要有以下方面： 反刍动物的脂肪及其乳制品 天然的反式脂肪酸主要来源于反刍动物，反刍动物（如牛、羊等）肠腔中存在的丁酸弧菌属菌

8、群可与饲料中的不饱和脂肪酸发生酶促生物氢化反应而形成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。其含量一般都比较低。随季节、地区、饲料组成、动物品种的不同，其tfa的含量和组成也会产生较大差异，其中羊奶中的tfa就低于牛奶。 植物油的加工过程 植物油的选择性氢化过程会产生反式脂肪酸，在上世纪七八十年代，由于动物油中的饱和脂肪酸对健康带来威胁的担忧、天然植物油因为不饱和程度较高、抗氧化能力差、油脂稳定性不好等问题，为改善油脂的可塑性，适应特殊加工工艺的要求，各个国家纷纷开始对油脂进行部分加氢。在氢化过程中，部分油脂的不饱和双键可以发生异构化，生成反

9、式脂肪酸，不同氢化油中反式脂肪酸的含量因加工工艺的不同可有很大波动。氢化后的油脂呈固态或半固态，具有熔点高、氧化稳定性好、货架期长、风味独特、口感更佳等优点，且成本低廉，被食品行业广泛应用。氢化油含有较多的tfa，是食品中tfa的主要来源。市售的人造黄油、煎炸油、起酥油等均属于氢化油。 植物油的精炼过程也会产生反式脂肪酸，天然植物油均由顺式不饱和脂肪酸组成，基本不含tfa。在植物油的深度精炼（高温脱色、脱臭）过程中，由于高温和低压的操作条件，多不饱和脂肪酸会发生热聚合反应，造成脂肪酸的异化，产生部分反式脂肪酸，其含量一般为总脂肪酸的3-6左右。 不当的高温烹饪过程 植物油在高温煎炸、烧烤等烹饪

10、过程中也会生成一定量tfa，其生成量与烹饪温度、油脂品种和重复煎炸的次数有关，一般煎炸温度越高，煎炸次数越多，油中所含的tfa也越多。研究结果表明，烹饪温度对油脂中tfa的生成量有显著的影响，当温度达到240时，随温度升高tfa生成速率急剧提高；在较低加热温度下，加热时间对tfa生成量的影响较为缓和。 如今联合国粮农组织和世界卫生组织都建议每人每天摄取的反式脂肪酸不超过摄取的总热量的1%，大约相当于2克。而一份炸薯条的反式脂肪酸含量大约5克，在牛奶、乳制品、牛肉和羊肉的脂肪中都会发现反式脂肪酸。 油脂产品生产企业应进行技术改良，生产低含量或不含tfa的产品，油脂企业应加大科研投入，针对各种油脂

11、食品，研究控制tfa的技术，形成减少t f a生成的加工工艺。从源头上减少反式脂肪酸的含量，同时可以增强我国油脂企业的国际竞争力。反式脂肪酸的减少和控制措施主要有以下几点： 改良油脂氢化技术，生产含tfa低的产品 传统的油脂氢化方法是在镍（ni ) 催化下，将氢气直接加成到脂肪酸不饱和位点处，对油脂进行部分氢化，高温、高压的催化条件能导致tfa大量产生。为降低tfa含量，应主要从以下几点进行：（1）严格控制氢化反应条件，降低反应温度，提高反应压力，增加反应系统搅拌速度并减少催化剂用量，可获得tfa含量相对较低的产品。但由于氢化反应设备的限制，改变反应条件很难将氢化油中的tfa降到5以下。（2）

12、改变催化剂，用金属铂替代传统的镍作为催化剂，使用表面改性剂和特殊沸石参与反应，可使tfa的生成量极低，又可提高脂肪酸选择性。（3）采用电化学氢化反应将油脂与电解质水溶液在溶剂中溶解，以催化剂为阳极进行电分解，在催化剂表面产生氢原子进行氢化反应（或采用甲酸为氢供应体）。电化学氢化反应温度低，能耗少，易控制，反应中硬脂含量高、tfa含量少。（4）采用超临界流体氢化反应器，在超临界状态下，以丙烷或二氧化碳为溶剂，金属铂为催化剂，油脂与氢气均匀溶解后反应速度极快，且tfa生成量很低。（5）采用完全氢化反应，将油脂完全氢化，可使油脂中脂肪酸完全饱和，从而避免产生t f a，但硬化油无法直接利用于在食品加

13、工中，故将用作调配脂肪。 改良油脂脱臭工艺，生产低含量tfa的产品 油脂在脱臭过程中形成的tfa含量与脱臭温度、保持时间和油脂种类有关。为控制tfa，主要改良以下工艺：（1）控制脱臭工艺参数。在脱臭过程中，应尽量降低脱臭温度和时间以防止产生tfa。（2）选择新型脱臭设备。研究表明，采用薄膜式填料塔与热脱色用传统塔盘组合的新型软塔脱臭系统、双重低温脱臭系统、冻结凝缩真空脱臭系统，可以明显减少油脂中tfa的产生。 利用固体脂与液体油酯交换反应，生产不含tfa的产品 油脂间酯交换对甘油三酯脂肪酸结合位置重新排列，以改变油脂物理性质的技术。酯交换反应有2类：（1）采用甲醇钠等为催化剂的化学法，可获得有

14、适宜熔点形态的饱和与不饱和脂肪酸的混合脂肪，可以选择性地提高或降低熔点，并可提高油脂稳定性与奶油性，过程中不会产生tfa。（2）采用脂肪酶为催化剂的酯交换反应，反应相对地较为缓慢，并可在任何所需的时段予以停止，有利于提供有效、健康和适当熔点形态的稳定产品，可从分子水平上改性油脂以生产低含量tfa人造奶油。 分提高含固体脂的天然油脂，生产不含tfa的产品 油脂一般是多个三甘油酯混合体，分提是将溶解后油脂冷却，将油脂中高熔点部分选择结晶，再经过滤分离为结晶部分与液体部分的方法，分提的产品不含tfa，可分别满足不同食品之用。 利用原料育种改良技术，生产不含tfa的产品 在油脂加工过程中，tfa 的产

15、生与原料油脂中多不饱和脂肪酸的类型和含量有关。油脂中多不饱和脂肪酸越多，油酸含量越高，精炼过程生成的tfa也越多。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，或改变某些植物油脂的脂肪酸组成，从而生产不含tfa的产品。但由于转基因油脂的安全性也未完全得到证实，所以利用生物基因工程技术改造植物脂质的应用前景有待更深入的研究。 利用调配法，生产不含tfa的产品 在油脂氢化反应中，部分氢化与完全氢化油的结构不同，采用完全极度氢化油脂又称为硬化油几乎不再含有反式脂肪酸。多年来，生产商热衷于研发不饱和脂肪，以致不饱和脂肪产品不再予以过度氢化而含有较多液态油脂，导致产品含有更多反式脂肪酸。

16、因此，调配经完全氢化不含反式脂肪酸氢化油与不饱和而未经氢化油脂，或调配更稳定油脂与部分氢化油，以满足客户需求的油脂产品。调配法简单易行，按客户预定调配，以符合法定标准产品，但工艺过程增多，成本增加。 使用胶化剂或组织构成剂，生产不含tfa的产品 胶化剂与组织构成剂可改进其稳定性，并可增加贮存有效期限，延长货架寿命，替代食品厂家采取氢化或部分氢化来修饰食品产品脂肪形态，添加胶化剂或组织构成剂后，可采用较不饱和不含反式脂肪酸的脂肪液体油脂来修饰食品，从而生产不含tfa的产品。 使用抗氧化剂，生产不含tfa的产品 在食品加工应用上，采用食用油脂，尤其需要添加一些特定天然或合成抗氧化剂，以利于抑制油脂

17、酸败，延长贮存有效期。目前最常用合成抗氧化剂为、bha、bht、tbhq、pg等。对于植物油来说，tbhq被认为是最有效抗氧化剂之一。最常用天然抗氧化剂仍是生育酚，即维生素e。油厂在生产过程中应适当控制脱臭温度，确保油脂中保留适当的生育酚，从而有利于抑制氧化并保持油脂稳定性。 开发健康油脂替代品 目前国际上用于健康油脂的替代品主要有两类，一是植物甾醇酯和植物甾烷醇酯，二是棕榈仁油的分提产物。植物甾醇酯是由植物甾醇与植物油通过酯化作用制得，其物理特性和结晶特性与硬脂相似，可成为氢化油的健康替代品。该产品是一种天然的多功能生理活性物质，安全性高，是一种理想的降低胆固醇的功能性食品配料。植物甾醇酯和

18、植物甾烷醇酯可用于人造奶油、蛋黄酱、烹饪油、奶酪、奶油和起酥油中，作为氢化油的健康替代品。 国家应完善预警制度和制订完善tfa的相应质量标准 首先国家有关部门应根据我国居民的膳食习惯和种类，分析测定油脂和油脂食品中tfa的含量以及烹饪方式对食物中tfa含量的影响，并进行tfa风险性评价，为制定tfa限量标准和标示规定提供科学依据。在风险性评价的基础之上，应尽快制定和实施相关法律法规，并根据我国食品原料及食品加工工艺的特点，建立起适合我国国情的tfa检测方法和国家标准。然后要加强对公众的科普教育，支持科研人员开展tfa的各种研究工作，并及时向社会公众大力宣传和普及科研成果知识，让人们充分了解tf

19、a对人体健康的危害，提倡合理健康的生活饮食习惯。 消费者应建立科学食品观，控制tfa的摄入量 消费者和生产者要选用科学健康的烹饪方法，在日常生活中，应尽量避免高温煎炸、烧烤等烹饪过程，减少油脂的反复使用，从而减少tfa的生成。还应在食品营养标签中必须标注产品的饱和脂肪酸含量及tfa的含量，建议消费者合理摄取各种营养，保持均衡饮食，应避免高脂、高能的饮食方式，避免过量进食高tfa类食品。 目前，测定食品中tfa 的方法主要包括：气相色谱法(gc)、红外光谱法(ir)、薄层色谱法(tlc)、液相色谱法（hplc）、气质联用（gc-ms）和毛细管电泳法(ce)。其中，气相色谱可以有效分离各种tfa 并准确测定其含量，灵敏度较高，目前应用较多。 自上世纪90年代,反式脂肪酸的营养与安全评价一直备受关注。其安全问题也已经引起了国际社会的重视，许多国家纷纷建立起了适合本国条件的反式