反式脂肪酸与食品安全

1、反式脂肪酸与食品安全及人体健康的探究 摘要：反式脂肪酸是具有反式构型双键的一类不饱和脂肪酸的总称，其来源广泛，存在于大量的油脂及油脂食品中。近年流行病学调查研究表明，反式脂肪酸对人类健康有很大的危害，这引起了大众和科学家的广泛关注。本文综述了反式脂肪酸的存在现状、主要来源及对健康的主要危害，并从氢化技术、油脂精炼技术、交酯化反应及基因改良技术等方面介绍了减少油脂加工中反式脂肪酸产生的措施。 关键词：油脂食品；反式脂肪酸；食品安全；控制措施 目前问题 展望 1、反式脂肪酸的简介：反式脂肪酸(TmIls Fatty Acids，TFA)是一类不饱和脂肪酸，其双键上2个碳原子结合的2个氢原子分别在碳

2、链的两侧，其空间构象呈线性，与饱和脂肪酸相似。与之相对应的是顺式脂肪酸，其双键上2个碳原子结合的2个氢原子在碳链的同侧，其空间构象呈弯曲状。油脂分“饱和脂肪酸”与“不饱和脂肪酸”，饱和脂肪酸会增加胆固醇，不饱和脂肪酸没有这样的不良作用。因此，一般认为饱和脂肪酸对人体有害，不饱和脂肪酸则有益。一直以来，反式脂肪酸就被认为是有益物质不饱和脂肪酸的一种，但研究发现反式脂肪酸如同饱和脂肪酸一样，可以增加有。害物质胆固醇，影响人体健康。反式脂肪酸易导致肥胖、心血管疾病、糖尿病等疾病；长时间高温脱臭后油脂中反式脂肪酸含量将增加46，最高达89。建议从改进油脂生产的脱臭工艺与设备及日常生活中减少油炸食品、洋

3、快餐食品摄入等入手，减少反式脂肪酸的摄入。 2、反式脂肪酸的食物来源：民以食为天，食以安为先，随着科技的进步和人们健康意识的增强，人们已不再满足于有食品吃，而是越来越关心食品的营养价值和安全性。而油脂食品的安全更是一直困惑人们饮食生活的话题。过去人们认为饱和脂肪酸是人类健康的大敌，由植物油氢化而来的氢化油曾作为饱和脂肪酸的代用品风行全世界。近年来，一些科学研究表明，氢化油中含有的反式脂肪(Tramfattyacids，TFA)比饱和脂肪酸对人的健康危害更大，油脂食品中的TFA对人类健康的危害再一次成为大家所关注的敏感话题。TFA是具有反式构象碳-碳双键的所有非共轭不饱和脂肪酸总称，因其与碳链双

4、键相连的氢原子分布在碳链的两侧而得名。TFA是不饱和脂肪酸的一种，但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，性质更接近饱和脂肪酸。 反式脂肪酸普遍存在于多种天然食物中，如牛羊肉、乳及乳制品、水果和蔬菜等。膳食中的反式脂肪酸主要有2种来源：(1)反刍动物(如牛、羊)的脂肪组织和乳及乳制品。饲料中的不饱和脂肪酸经反刍动物肠腔中的丁酸弧菌属菌群的酶促生物氢化作用，形成反式不饱和脂肪酸异构体，这些脂肪酸能结合于机体组织或分泌人乳中。反刍动物体脂中反式脂肪酸的含量占总脂肪酸的411，牛奶、羊奶中的含量占总

5、脂肪的35。牛脂、牛奶中的反式脂肪酸以单烯键不饱和脂肪酸为主，双键位置在616之间，并以1It18：l(反式11一十八碳一烯酸)含量最多。(2)食用油脂的氢化加工商品，如人造黄油、豆油、色拉油、起酥油等烹调油脂。为了防止食用油脂的酸败、延长保存期、减少在加热过程中产生的不适气味及味道，20世纪60 年代初期兴起了油脂氢化加工的生产工艺。通过对油脂的氢化加工，可形成多种双键位置和空间构型不同的脂肪酸异构体，其中以反式C18：1脂肪酸为主，双键位置主要分布在416之间，并以反18：1 9(反油酸)、反18：110和反18：lll等3种形式为主。反式脂肪酸的含量和组成在不同的油脂产品中变化很大，即使

6、是同一类型、不同品牌的油脂产品也是如此，其主要原因是由于所用的原料油、氢化加工的程度和技术不同所致。通常情况下液体植物性脂肪含反式脂肪酸较少，固化油脂含反式脂肪酸较多，平均占总脂肪的30左右，如豆油、色拉油和人造黄油中反式脂肪酸含量一般在5-45之间，最高可达65。加热对增加食用油脂中反式脂肪酸含量的作用不明显，但有季节性差异，夏季黄油中度式脂肪酸含量明显升高。因此，人们日常饮食中的反式脂肪酸主要来源就是那些使用氢化油的“大户”，比如植物性固体油脂，某些烘烤食品如炸薯条、炸鸡块等快餐食品、沙拉酱等。膳食反式脂肪酸的其它来、禽肉、猪肉、鱼和蛋等，由)卷心莱、菠菜、豌豆(源还包括蔬菜于其含量有限，

7、因此在膳食中所占的比例甚微。 3、反式脂肪酸对人类健康的影响：大量研究表明，多量、长期摄人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。 3.1、对婴幼儿生长发育的影响 许多研究报道，在怀孕母体内胎盘会优先转运胎儿发育所需要的必需脂肪酸花生四稀酸ARA、DHA等。DHA对中枢神经和视觉系统的发育有着至关重要的作用，尤其在胎儿早期的发育中，孕期母体DHA水平与胎儿出生后的中枢神经发育紧密相关。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，然而，在母体膳食中摄入的TFA仍有部分可通过胎盘(或乳汁)进入胎儿(或婴幼儿)体内。TFA会干扰体内必需脂肪酸的代谢和长链不

8、饱和脂肪的生物合成(如ARk,、DHA等的合成)。最终抑制婴幼儿的早期发育与生长。荷兰科学家Homstra G等分析了TFA对新生儿发育的潜在影响，在调整了新生儿性别、怀孕年龄、母亲年龄、身高、体质指数、种族、吸烟习惯、酒精摄入、怀孕期间所增加体重、社会经济状况等一系列潜在混杂因 素后，新生儿体内TFA水平和出生参数之间均呈现出显著的反相关。 3.2、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(LDLC)、甘油三酯(TG)和脂蛋白的浓 度会增加，高密度脂蛋白胆固醇(

9、HDLC)浓度会减少。TC、LDLC和Lp(a)的浓度升高是引起冠心病的最重要的危险因素，而HDL-C的浓度则与冠心病呈负相关删。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LDLC的浓度，而 且TFA还会降低HDLC的浓度，导致LDLHDL的比值升高更多。研究发现，每增加2总能量的TFA，LDLCHDLC比值增iJllO1，而在同样条件下，饱和脂肪酸仅增Jtl LDLCHDLC比值004。LDL-C，HDLC比值每增加O1相当于增加患缺血性心脏病危险25。如果单从升高血清胆固醇的角度考虑，摄入lgTFA相当于 摄入259饱和脂肪酸咿1。此外，也有资料证明，

10、TFA对血管内皮细胞功能有损害。在控制了其他风险因素后，TFA的摄人量过高可 明显促进内皮细胞损伤标志物的表达，如可溶性细胞间黏附因子一1、可溶性血管细胞黏附因子一l、B选择素等。还有资料证明，TFA有增加血液粘稠度和凝聚力的作用，离体全血凝集实验证明，TFA的摄人量达到总能量的6的人群的全血凝集程度比摄入量占总能量2的人群高。而血管内皮受损、血粘稠度的升高都是动脉硬化、血栓形成和冠心病发作的重要危险因素。 、对糖尿病的影响3.3实验证明，TFA能使脂肪细胞对胰岛素的敏感性降低，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2型糖尿病¨21。Frank Hu博士在为期14年的

11、研究中分析了84 000多例妇女的资料。在此期间共有2 507例被诊断为2型糖尿病。结果表明，虽然与碳水化合物的热量相比，她们摄入的脂肪总量、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TFA却显著增加了患糖尿病的危险。 3.4、其它方面的影响 有研究证明，TFA可增加某些癌症和其他一些疾病的危险性。美国一项涉及3个州1 993名结肠癌患者和2410名健康人进行病例对照研究，在平衡了年龄、体重、体力活动、服用药物与否及其他膳食因素后，发现女性受试者中TFA摄人与结肠癌有弱相关性，在老年患者中也存在这种相关性。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

12、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TFA的摄人呈显著正相关。TFA可造成大脑功能衰退，降低记忆力。美国研究人员在动物实验以及几百人的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与肥胖、肝功能失调有关。的致胖效应进行过TFA美国维克森林大学医学院凯利·卡瓦拿曾对研究，他做过一项动物实验：让两组猴子分别摄人相同分量的TFA与普通的不饱和脂肪酸。1年后发现第1组猴子体重增加了72。而后一组猴

13、子体重只增加了18。前一组猴子体内所含脂肪比后者多出了30。TFA还与妇女不育有关l TFA也会减少男性荷尔蒙分泌，对精子的活跃性产生负面影响，中断精子在身体中的反应。 4、反式脂肪酸的检测方法 TFA检测可采用Ag+薄层色谱法心J、红外吸收光谱法、毛细管电泳法和气相色谱法等。 Ag+薄层色谱法的原理是利用Ag+与顺式双键之间有微弱作用力，与反式双键没有作用力来分离脂肪酸的顺反异构体，但反式脂肪酸的谱带不易区分。 红外吸收光谱法的原理是基于不同基团或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度的差别，需建立光谱与待测参数之间的对应关系即分析模型，建立分析模型需建立对样品反式脂肪酸含量定值精确

14、定量分析方法。毛细管电泳法是基于带电组分在高压电场中迁移速率不同而进行分离，具有高效、快速、样品用量少、环境污染小的优点。但由于毛细管内径极小，如何增加检测器的灵敏度同时又不造成明显的区带展宽是目前有待解决的问题。气相色谱法原理是利用待分离的各组分物质在固定相和移动相中的分配系数不同进行分离，是目前脂肪酸检测普遍采用的方法。采用气相色谱法检测式脂肪酸，需先进行酯化，目前可采用的脂肪酸甲酯化方法有：氢氧化钾一甲醇法、浓硫酸一甲醇法、三氟化硼一甲醇法等。如中国国家标准GBT221102008采用氢氧化钾一甲醇法，只适用于植物油中反式脂肪酸的测定；不适用于动物油脂中反式脂肪酸的测定。本研究在优化色谱

15、条件的基础上建立适合动植物油脂的反式脂肪酸检测的甲酯化方法，从而建立适于食品的反式脂肪酸检测技术。 5、反式脂肪酸的控制 针对TFAs采取的越来越严厉的措施，食品生产者也采取了多种方法，以降低食物中TFAs的含量，比如开始试用液态油部分取代氢化油，或干脆避免氢化油的使用等等。 5.1、国内新技术 目前，国内在降低TFAs含量方面主要采用酯交换和低温压榨两种新技术。如利辛县华裕油脂有限公司利用中国科技大学的酯交换专利技术生产出的亚油酸含量丰富同时又不含TFAs的第三代人造健康黄油(奶油)及系列产品。又如武汉工业学院利用低温压榨技术研制的我国首条双低油菜籽脱皮冷榨生产线在湖北省鄂州市建成投产。该技

16、术摒弃了我国油菜籽加工的传统模式，可避免高温加工过程产生的TFAs、油脂聚合体等有害物质并且避免油中的维生素E、甾醇等生理活性物质的流失。目前国内低温纯天然花生油、大豆色拉油和不含TFAs的新型绿色健康奶油等的生产均有报导。 5.2、国外新技术 5.2.1利用生物技术HJ 利用生物技术的重点应该是酯交换。目前由于人们很难采用常规的育种手段控制油脂的组成，所以国外很多学者开始研究利用基因工程技术来改造脂质，使液体植物油替代氢化工艺生产出高硬脂酸含量的固体油脂，从而降低反式脂肪酸的摄人。随着生物技术的迅速发展，采用基因工程技术培育转基因油料所生产的油脂已经进入市场，但由于转基因食品本身需要标注，并

17、且转基因油脂的安全性也未得到证实，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。 5.2.2改进加工工艺 氢化 植物油氢化技术研究的最新进展表明，采用超临界催化氢化技术可以明显降低油脂中反式脂肪酸含量。在2001年2月的美国油料化学会志上，美国农业部在伊利诺伊州皮奥里亚的农业研究部门的李斯特(GList)等人报道说，他们改良了已有百年历史的植物油工业氢化技术，利用超临界二氧化碳技术制造出的油脂产品既减少了TFAs含量，又有足够的硬度，可应用于人造奶油等食品的制作。 脱臭 在油脂精炼脱臭工艺中，引进和开发了低温、短时、少汽的新工艺和新设备，如采用薄膜式填料塔与热脱色用的传统塔盘

18、塔组合的新型软塔脱臭系统(SCDS)、双重低温脱臭(DTDS)系统，冻结、凝缩真空脱臭(FVSD)系统等，可以抑止和减少油脂中TFAs的产生。 酶法酯交换 酶法酯交换技术是从分子水平上改性油脂以生产 低含量TFAs人造奶油的最佳技术。目前诺维信公司已成功开发了用于酶法酯交换的新型固定化脂肪酶Lipozyme，大大降低了生产成本，从而使得采用的酶法酯交换改性油脂比传统的氢化法更具竞争力。全球领先的专用植物油脂生产商之一瑞典Karlshamns公司率先采用该技术，1996年进行实验室试生产，1999年进行了半工业规模的批量生产。2001年始又借助诺维信设计的体积为1立方M的插入式反应器大规模扩大生

19、产。ADM公司作为世界最大的油料加工公司之一和美国主要硬脂类人造奶油的供应商之一，也选择用Lipozyme(R)TL IM进行酶法酯交换生产不含TFAs的油脂。该公司从1999年起进行实验鲞实验，并于2002年开始在美国进行大规模生产。现已建立了美国第一家商业规模的酶法酯交换油脂车间，并且已有能力对多种品种油脂 进行酯交换。用酶法酯交换生产零TFAs油脂流程简单、有效，资金投入较少，不存在废水问题，也不影响成品油脂的风味和功效。 5.2.3、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。其中植物甾醇是B一谷甾醇、菜角甾醇和豆角甾醇的混合物，来源于大豆油、菜籽油等植物油的脱臭馏出物。植物甾醇酯的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，1999年美国FDA就将其批准可用于人造奶油生产。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。据报道，Wester已将植物甾醇酯和植物甾烷醇酯用于人造奶油、蛋黄酱、烹饪油、奶酪、奶油 和起酥油中，作