编辑推荐：
本文聚焦植物油氧化问题，深入探讨其氧化机制（如光氧化、酶促氧化、自动氧化），分析对品质（营养、感官、健康、经济）的影响，介绍测量方法和保质期预测手段，还阐述影响因素与预防策略，为保障植物油品质提供全面参考。
1. 引言
植物油（VOs）是人类饮食的重要组成部分，作为膳食脂肪的主要来源，为人体提供能量与重要营养物质，如必需脂肪酸。常见的植物油有阿甘油、杏仁油、玉米油等。然而，植物油中的多不饱和脂肪酸（PUFAs）虽有健康益处，但易发生氧化，这成为影响植物油品质和人类健康的关键问题。
氧化是一个复杂过程，分引发、传播和终止三个自由基生成阶段，在光、金属离子、温度和氧气等因素作用下，会产生过氧化物、中间过氧化物和稳定氧化产物，还可能形成有害分子，影响食品感官品质。目前，合成抗氧化剂和添加天然抗氧化剂是常用的延缓氧化策略。
2. 文献计量分析
通过对 2000 - 2024 年 Scopus 数据库中植物油氧化相关文献的分析发现，该领域共有 1810 篇出版物。其中，Choe 和 Min 在 2006 年发表的论文引用次数最多。中国在该领域的出版物数量居首位，随后是西班牙、美国等。关键词出现频率分析显示，“氧化” 和 “植物油” 出现次数较多。文献类型主要为研究论文，其次是综述文章和会议论文。《Journal of The American Oil Chemists' Society》发表的相关文章最多。
3. 植物油的氧化
植物油因富含不饱和脂肪酸（UFAs）易发生氧化，这会导致其品质下降，稳定性降低，感官和营养品质变差，缩短保质期，甚至产生有毒物质。氧化反应初期生成氢过氧化物和过氧化物等初级产物，这些产物又会迅速转化为醛、酮等挥发性次级产物，导致植物油产生 “氧化酸败” 气味。
植物油氧化还会产生自由基，对健康有害，同时促进氢过氧化物的形成。根据反应途径不同，植物油氧化可分为光氧化、酶促氧化和自动氧化。
4. 氧化机制
4.1 光氧化
光氧化对植物油氧化稳定性危害最大。在光的作用下，光敏剂吸收可见光或近紫外光，将三线态氧转化为单线态氧，单线态氧与植物油发生反应，使植物油发生光氧化。光敏剂的激发态可通过两种途径引发氧化反应，即 I 型途径（直接与底物反应形成自由基）和 II 型途径（激活三线态氧生成单线态氧）。含有光敏剂的植物油在单线态氧存在下，光氧化反应速率比自动氧化快得多。
4.2 酶促氧化
酶促氧化过程始于脂肪酶、磷脂酶等水解酰基甘油酯，释放出游离的多不饱和脂肪酸（PUFAs），然后脂氧合酶催化 PUFAs 氧化，形成不稳定的氢过氧化物。最后，裂解酶、异构酶和脱氢酶将氢过氧化物分解为一系列挥发性和非挥发性化合物，这些化合物常带有强烈气味。不过，在橄榄油中，酶促氧化特定过程有助于形成其独特的香气。
4.3 自动氧化
植物油中的 UFAs 对自动氧化敏感，自动氧化通过自由基链机制发生，反应速度取决于 UFAs 中双键的数量。自动氧化分为引发、传播和终止三个阶段，在热、光或金属存在下，脂质底物双键上的氢原子被提取，形成自由基，自由基与氧反应生成过氧自由基，进而形成氢过氧化物。
5. 氧化产物
5.1 初级氧化产物
初级氧化产物（POPs）主要包括过氧化物和氢过氧化物，它们通过自由基链反应形成，主要来源于不饱和脂肪酸，尤其是亚油酸和亚麻酸。常见的初级产物有共轭二烯和脂质氢过氧化物，如 13 - 氢过氧基 - 9,11 - 十八碳二烯酸（13 - HPODE）和 9 - 氢过氧基 - 10,12 - 十八碳二烯酸（9 - HPODE）。
5.2 次级氧化产物
脂质氧化可产生数百种次级氧化产物，如 4 - 羟基 - 反式 - 己醛、4 - 羟基 - 反式 - 壬烯醛等，这些产物不仅会产生不良风味，还与多种健康问题相关，如衰老、炎症和癌症。此外，它们还会破坏细胞信号通路，导致生物分子损伤。挥发性化合物是导致氧化产物气味改变的主要原因。
6. 氧化对植物油品质的影响
6.1 营养影响
氧化会改变植物油的营养品质，导致保质期缩短、营养价值下降，产生不良感官特征，甚至形成有毒物质。氧化会减少植物油中 UFAs、脂溶性维生素和天然抗氧化剂的含量，降低其营养和抗氧化能力，影响人体健康。
6.2 感官影响
氧化会影响植物油基食品的口感、气味和颜色。氧化后的植物油会产生不愉快的风味和气味，降低其感官吸引力，这主要是由次级氧化化合物引起的，被称为酸败。脂质氧化过程中 PUFAs 的分解会产生挥发性醛、酮和醇，即使浓度较低，也会显著降低消费者对植物油的接受度和市场价值。此外，色素的氧化降解还会影响植物油的颜色。
6.3 健康影响
脂质氧化产物通过饮食摄入和体内代谢，会引发各种生物反应，影响人体健康。植物油氧化产生的反式脂肪酸和其他氧化产物对人体有害，长期摄入可能导致癌症、动脉粥样硬化、心脏病等健康问题。
6.4 经济影响
氧化的植物油会因感官品质差而不被消费者接受，给生产商和经销商带来经济损失。例如，不同品质的初榨橄榄油价格差异较大，氧化会降低其品质和价格。
7. 测量油脂氧化稳定性的方法
测量油脂氧化稳定性的方法包括同时测定过氧化值（PV）、折光指数（RI）、232nm（K232）和 270nm（K270）处的紫外吸光度、对 - 茴香胺值（p - AV）、脂肪酸组成、碘值（IV）、Rancimat 测试等。
7.1 初级氧化化合物的测量
PV 用于评估 UFAs 氧化形成的氢过氧化物和过氧化物含量，但由于这些产物在高温下不稳定，PV 主要适用于氧化初期阶段的测量。一般来说，低 PV 值表示油的品质更好，氧化稳定性更高。
K232可用于指示初级氧化产物和共轭二烯的形成，高 K232值意味着油的过氧化程度更高，相比 PV，它能检测更广泛的初级氧化产物。
7.2 加速氧化测试
加速氧化测试可评估植物油的氧化稳定性，预测其在正常储存条件下的保质期。常用的加速氧化测试方法包括 Swift 测试或活性氧法（AOM）、烤箱法或 Schaal 测试、Rancimat 测试、Oxitest 等。这些方法通过提高温度、增加氧气含量等方式加速氧化过程，从而快速评估油脂的稳定性。
8. 植物油保质期的测定和预测
8.1 植物油的保质期
保质期是指食品在规定的环境和分销条件下，保持其安全性、化学、物理、感官和生物学特性，并符合所有标签信息的持续时间。植物油的保质期主要取决于其氧化稳定性，受温度、光、微生物等因素影响。评估保质期的方法有实时稳定性测试和加速稳定性测试。
8.2 实时保质期测试
实时稳定性测试在推荐的储存条件下进行，模拟市场预期条件，监测植物油直至其不符合规格。可通过监测脂肪酸组成、挥发性化合物、过氧化值、UV 吸收系数等指标来评估植物油的保质期。
8.3 加速稳定性测试
Rancimat 测试是常用的加速稳定性测试方法之一，通过将油样暴露在高温和特定空气流速下，测量诱导期来评估油脂的相对稳定性。温度对氧化动力学影响显著，可利用 Arrhenius 方程等数学模型，根据不同温度下的氧化速率预测植物油在室温下的保质期。
9. 影响植物油氧化的因素
9.1 脂肪酸组成
脂肪酸组成是影响植物油氧化稳定性的重要因素。高度不饱和脂肪酸（UFAs）含量高的油比低 UFAs 含量的油氧化反应更快，PUFAs 因其不稳定的化学结构，比单不饱和脂肪酸（MUFAs）更易氧化。饱和脂肪酸含量较高的植物油，如椰子油、棕榈油等，氧化稳定性较好。脂肪酸的链长、不饱和度、双键构型以及在甘油分子上的位置都会影响其氧化速率。
9.2 光的影响
光照会诱导植物油发生光氧化反应，叶绿素等光敏剂在光的作用下，可将三线态氧转化为单线态氧，与 UFAs 反应形成氢过氧化物。增加光照会加速脂质氧化，短波长（< 300nm）光比长波长光更能促进油的氧化，但 UFAs 不能吸收波长低于 220nm 的光。实验表明，避光储存有助于保持植物油的氧化稳定性。
9.3 温度的影响
温度是影响脂质氧化的关键因素之一，氧化速率与温度呈指数关系，温度升高会导致植物油中脂肪酸的变化，增加氧化产物的生成。一般来说，温度每升高 10°C，油的氧化速率约增加一倍。高温还可能引发油的聚合、异构化和水解等反应。降低储存温度是控制脂质氧化的有效方法。
9.4 氧的影响
氧气是脂质氧化的必需因素，植物油中的 UFAs 在空气中易与氧气发生氧化反应。氧气的浓度和类型会影响油的氧化速度，单线态氧与脂肪酸的反应速率远高于三线态氧。降低氧气含量可延长植物油的保质期，例如用氮气冲洗可去除油罐和瓶子顶部空间的氧气，改善大豆油的感官品质。
9.5 水的影响
水可作为氧化催化剂，加速植物油的劣化。它会影响植物油的品质，促进甘油三酯的分解和水解，导致酸败。此外，水还可能参与脂质氧化过程中胶束的形成。但在某些情况下，低水分含量有助于维持植物油的氧化稳定性。
9.6 油脂加工的影响
植物油加工过程会影响其氧化稳定性。原油中存在的非甘油三酯物质需要通过加工去除，但加工过程可能会导致天然生物活性分子如酚类、甾醇和生育酚的降解，使精炼后的植物油氧化稳定性下降。
9.7 金属的影响
重金属污染会影响植物油的品质，土壤污染是植物油中重金属的主要来源。植物油中痕量的重金属会影响其氧化速率，例如金属会使亚麻籽油中 PUFAs 的氧化敏感性增加。
10. 预防植物油氧化的方法
10.1 使用合成抗氧化剂
合成抗氧化剂如叔丁基对苯二酚（TBHQ）、丁基羟基茴香醚（BHA）、丁基羟基甲苯（BHT）和没食子酸丙酯（PG）等，可有效控制植物油的氧化，延长保质期。此外，初级和次级抗氧化剂的混合物具有协同作用，能更有效地延缓脂质氧化。然而，合成抗氧化剂的不当或过量使用可能对人体健康有害，因此各国对其使用有严格的规定。
10.2 用芳香和药用植物富集植物油
消费者对天然抗氧化剂的需求促使植物油生产商寻找替代合成抗氧化剂的方法。芳香和药用植物提取物如马郁兰、牛至、迷迭香、鼠尾草和百里香等富含天然抗氧化剂，添加这些提取物可有效提高植物油的氧化稳定性，且在多项研究中已得到证实。
10.3 脂肪酸组成的修饰
通过控制 UFAs 的浓度来调节脂肪酸组成，可提高植物油的氧化稳定性。例如，利用诱变剂对脂肪酸进行基因修饰，可获得低亚麻酸、高油酸含量的油，从而增强其氧化稳定性。
10.4 不同油脂的调配
调配不同的油脂是提高植物油氧化稳定性的有效方法，且不会影响其化学组成。常用的策略包括将脂肪酸组成不同的植物油混合，或在主要油脂中添加富含 ω - 3 脂肪酸和抗氧化剂的次要油脂。调配后的油脂可综合多种油脂的优点，降低氧化速率。
11. 结论
脂质氧化是影响植物油品质的重要问题，通过多种氧化途径产生一系列有害产物，不仅降低植物油的营养价值和感官品质，还对人体健康造成潜在威胁。目前，多种分析方法可用于监测脂质氧化水平，同时，一系列策略可用于提高植物油的氧化稳定性，满足消费者对高品质植物油的需求。
