连续高温热处理对冷压与精炼食用油理化及营养变化的影响：脂肪酸组成与氧化稳定性比较

《Frontiers in Nutrition》：Effect of continuous high thermal processing on physico-chemical and nutritional alterations in cold-pressed and refined edible oils

　　

背景：食用油连续高温处理会诱导显著的理化与营养变化，影响其安全性、稳定性和消费者可接受性。冷压油（cold-pressed oils, CP）通常被认为营养上更优，但其在连续加热下的氧化稳定性相较精炼油（refined oils, RF）仍了解较少。方法：采集12种食用油（7种冷压油和5种精炼油），在230 ± 5 °C下连续高温处理0、1、2和4 h。分析脂肪酸组成、过氧化值（peroxide value, PV）、皂化值（saponification value, SV）、游离脂肪酸百分比（free fatty acid, FFA）、酸值（acid value, AV）、碘值（iodine value, IV）、共轭二烯（conjugated dienes, CD）、共轭三烯（conjugated trienes, CT）、折射率（refractive index, RI）和颜色。结果：在冷压和精炼两种类型均有的油中，冷压花生油、葵花籽油、米糠油和棕榈油在1 h保留更多多不饱和脂肪酸（polyunsaturated fatty acids, PUFA），但在4 h后较其精炼类型损失更大。大豆油的反式脂肪酸（trans fatty acids, TFA）急剧升高（0.76%至5.88%），而椰子油在4 h最低（0.38%）。精炼葵花籽油的PV升高（7.60至15.81 mEq O₂/kg），但精炼和冷压米糠油在2 h后降至0.01 mEq O₂/kg。FFA和AV在各油中呈不同程度下降。IV降低在椰子油中最高，在大豆油中最小（6.72%）。SV在椰子油中最高（321 ± 0.68 mg KOH/g），在冷压葵花籽油中最低（213 ± 0.83 mg KOH/g）。CT稳步升高但低于CD，同时所有油均观察到渐进变暗（L*降低）。加热1至2 h影响脂肪酸饱和度，而4 h可增加TFA及CD/CT形成风险。结论：连续高温处理损害食用油的营养和氧化稳定性。椰子油变化最小，而大豆油和芝麻油高度敏感。这些发现强调在烹饪实践中需谨慎应用热处理以保持油品质。

食用油是甘油和脂肪酸组成的有机分子混合物，可提供人体不能合成的必需脂肪酸、能量、风味和颜色，并含生育酚、酚类化合物、植物甾醇等抗氧化成分。冷压油经低温机械压榨和沉降、过滤、离心净化，保留更多营养和天然抗氧化物；精炼油经高温及脱胶、中和、脱色、脱臭等提高货架期。油炸等烹饪常在≥200 °C进行，热诱导水解、氧化、聚合、环化和异构化，产生过氧化产物、次级氧化产物和极性化合物，影响感官、稳定性和健康。既有研究多采用较低温度、单一油或有限油种，冷压油在持续高温下的行为未充分报道；且部分实际烹饪温度超过常见180–220 °C。因此，研究人员比较宽范围CP与RF油在相同、时间分辨的连续高温处理下的热稳定性、降解机制和营养后果。研究纳入7种CP油（花生、葵花籽、米糠、棕榈、芥菜、芝麻、椰子）和5种RF油（花生、葵花籽、米糠、棕榈、大豆），在230 ± 5 °C处理0、1、2、4 h。结论表明，连续高温处理通过早期水解和初级氧化以及较长暴露的次级氧化和异构化降解油；脂肪酸不饱和度而非加工方式主要决定热氧化稳定性；椰子油变化最小，大豆油和芝麻油高度敏感，米糠油两种类型相对稳定。该研究为烹饪实践和未来油特异性油炸指导提供依据。

关键技术方法（≤250字）：十二种食用油于2025年1月购自印度Telangana海得拉巴三个当地市场；每种油从每个市场购三个品牌，共九个商业单元，混合为单一复合样本，热处理和分析均基于该复合样本。各复合油100 mL置于开放不锈钢容器，校准热板230 ± 5 °C加热1、2、4 h，每时间三个独立加热批次；冷却后琥珀色密闭容器?20 °C暗存，2天内分析。采用气相色谱-火焰离子化检测器（GC-FID）分析脂肪酸甲酯（FAME%）；滴定法测定PV、SV、AV、FFA、IV；紫外分光光度法测定CD（K₂₃₂）和CT（K₂₆₈）；色度仪测L*；40 °C数字折光仪测RI；采用双因素方差分析、t检验和主成分分析（PCA）。

研究结果：3.1 热处理对冷压与精炼油脂肪酸组成的影响：通过GC-FID分析发现，CP油在1 h保留更多PUFA，但4 h损失大于RF；CP椰子油总饱和脂肪酸（TSFA）仅由90.12%升至99.01%，而RF大豆油、CP芥菜油和CP芝麻油4 h分别升高25.11%、10.48%和23.2%；多数油总单不饱和脂肪酸（TMUFA）增加，棕榈油和CP椰子油下降；总反式脂肪酸（TTFA）随加热升高，RF大豆油由0.76%升至5.88%，CP芝麻油由0.16%升至4.05%，CP椰子油最低（0.38%）。3.2 热处理对过氧化值的影响：通过PV滴定发现，未加热油除CP棕榈油（15.39 mEq O₂/kg）外均在校正限内；花生油CP/RF和CP椰子油1 h超限后下降；RF葵花籽油4 h超限（15.81 mEq O₂/kg）；米糠油CP/RF 2 h降至0.01 mEq O₂/kg；CP椰子油1 h最高（28.62 mEq O₂/kg）后下降；CP棕榈油下降而RF棕榈油先升后降。3.3 热处理对皂化值的影响：通过SV滴定发现，葵花籽油CP/RF前2 h升高后下降；CP芥菜油和芝麻油先降后升；CP椰子油持续升高（269至321 mg KOH/g）；RF米糠油1 h降至110 mg KOH/g，4 h升至261 mg KOH/g，SV响应具油特异性。3.4 热处理对酸值和游离脂肪酸的影响：通过FFA/AV滴定发现，所有油FFA和AV随加热下降；CP棕榈油初始FFA最高（8.26%）和AV最高（16.44 mg KOH/g），4 h降至0.18%和0.37 mg KOH/g；米糠油1–2 h降至近零；CP油AV总体高于RF油。3.5 热处理对碘值的影响：通过Wijs法测IV发现，所有油IV随加热下降；RF葵花籽油初始最高（138 g I₂/100 g），CP椰子油最低（18.74 g I₂/100 g）；4 h CP椰子油降幅最大，棕榈油CP降30.63%、RF降30.3%；RF大豆油仅降6.72%，CP米糠油降7.20%，花生油CP降8.82%、RF降12.10%。3.6 热处理对共轭二烯和三烯的影响：通过UV 232/268 nm测定发现，CT均低于CD；CP花生油CD 1 h峰值13.93，RF花生油2 h峰值11.44；葵花籽油2 h CD较高；米糠油1 h下降后升高；棕榈油1 h CD最低；CP芥菜油、芝麻油和椰子油CD持续升高；CT总体随加热升高，部分油先降后升。3.7 热处理对颜色的影响：通过L*测定发现，未加热RF棕榈油、CP椰子油和葵花籽油CP/RF的L*较高；所有油L*随加热下降，CP芝麻油降幅最明显。3.8 热处理对折射率的影响：通过40 °C数字折光仪发现，未加热RF米糠油和大豆油RI最高（1.472），CP椰子油最低（1.452）；花生油和棕榈油1 h先降后升；多数油RI随加热升高，CP米糠油、CP芥菜油和RF大豆油波动，棕榈油变化较小。

讨论部分总结：热处理深刻改变油理化性质和营养质量，连续高温引发复杂氧化反应，降低TPUFA并促进TTFA、CD和CT形成。PV先升后降与氢过氧化物分解为次级氧化产物有关；SV波动反映脂肪酸释放与挥发的竞争；FFA和AV下降与游离脂肪酸挥发、酯化等相关；IV降低反映双键氧化破坏、分子断裂和聚合，CP椰子油IV与GC结果不一致与碘对共轭双键的空间位阻有关；CD/CT与氧吸收和过氧化物生成相关，PUFA丰富油更易形成；L*下降与氧化聚合、美拉德反应及醛酮缩合生成褐色聚合物有关；RI升高与共轭和聚合产物形成相关。PCA中PC1和PC2累计解释64.4%方差（PC1 38.7%，PC2 25.7%）；PC1由IV、RI、TPUFA正载荷和TSFA负载荷驱动，PC2由TTFA、SV、CT正载荷和TMUFA、AV负载荷驱动；椰子油和棕榈油因TSFA与其余油分离。

研究结论翻译：连续高温处理通过两阶段途径降解油：早期水解和初级氧化升高FFA、AV和PV，较长暴露的次级氧化和异构化升高CD、CT、TFA，并伴随油渐进变暗。根据本研究的脂肪酸、PV和SV趋势，饱和油（椰子油和棕榈油）在延长加热下表现出相对较慢的热氧化变化，而PUFA丰富油（大豆油和芝麻油）在连续加热下表现出更快的TFA积累，表明其比所测更饱和油更易发生热异构化。在所有测试油中，米糠油两种类型（CP和RF）在所测参数下于连续加热中表现出相对稳定的理化行为。这些发现表明，脂肪酸不饱和度而非加工方式，是热氧化稳定性的主要决定因素。本研究未包含所有油类的同一植物学油类型（CP和RF），因此本设计不能分离加工类型的总体效应；CP和RF比较仅针对匹配的植物学配对（花生油、葵花籽油、米糠油和棕榈油）进行解释，而芥菜油、芝麻油、椰子油和大豆油被视为单个油的表征。然而，明确的油炸安全建议需要额外的氧化和毒理学终点（例如总极性化合物、总氧化值（total oxidation value, TOTOX）、聚合三酰甘油），这些未测量。尽管如此，这些发现可为未来更全面的研究提供信息，以形成与街头食品和工业烹饪实践相关的油特异性油炸指导。