食用油是人体所需的七大必需营养素之一,提供必需脂肪酸和脂溶性维生素,在饮食结构中起着不可或缺的作用。油脂中含有丰富的不饱和脂肪酸(UFAs),这些脂肪酸容易被光线、温度、氧气和金属催化剂等物质氧化,从而导致油质下降、营养成分流失以及有害物质的产生,对人类健康构成威胁并造成经济损失(Rashid, Masoodi, Wani, Manzoor, & Gull, 2022)。食用油和含油食品中的氧化通常通过多种途径发生,包括自动氧化、光氧化、酶促氧化和热氧化。与自动氧化相比,高温加工(如烘焙、烹饪和油炸)过程中的热氧化速度更快,反应更剧烈,且发生在更复杂的系统中(Liu, Zheng, & Liu, 2025)。
添加抗氧化剂是抑制油脂和含油食品氧化、提高油稳定性和延长保质期的最有效方法。然而,常见的合成抗氧化剂在高温条件下的效果和稳定性往往较差,且可能引发潜在的安全问题。近年来,天然抗氧化剂发展迅速,并得到了消费者的广泛认可。用于食用油系统的代表性天然抗氧化剂包括生育酚、类胡萝卜素、黄酮类、亲脂性酚类化合物和植物提取物。根据其主要化学结构和抗氧化机制,天然抗氧化剂可分为酚类和非酚类化合物。酚类抗氧化剂(如生育酚、黄酮类、儿茶素、酚酸和植物多酚提取物)主要通过供氢、清除自由基和螯合金属来抑制脂质氧化;而非酚类抗氧化剂(如类胡萝卜素、抗坏血酸酯、叶绿素衍生物和某些萜类化合物)则可能通过单线态氧淬灭、氧化还原反应或其他途径发挥抗氧化作用(Liu, Zheng, & Liu, 2025, Miko?ajczak, Tańska, & Ogrodowska, 2021)。然而,一些天然抗氧化剂在油脂中的溶解度较差或热稳定性有限,在高温条件下可能产生有害的降解产物。例如,儿茶素在低于120°C的温度下会发生氧化、聚合和裂解等反应,导致产物变色并在长期光照下严重降解。β-胡萝卜素结构中的多重共轭多烯双键赋予其抗氧化性能,但也使其在光照和/或加热条件下容易发生氧化、降解和异构化,产生环氧化合物、氧化的cis异构体和短链裂解产物。这些特性极大地影响了天然抗氧化剂在复杂热加工油系统中的抗氧化性能,可能影响油的质量。因此,开发具有高安全性、良好热稳定性和强脂溶性的天然抗氧化剂对于抑制油氧化和确保食品安全具有重要意义。
除了传统的天然亲脂性抗氧化剂外,最近还探索了几种新型亲脂性抗氧化剂,它们能有效抑制脂质氧化,并具有良好的安全性,包括精油衍生物、基于氨基酸的抗氧化剂、抗坏血酸酯、酚脂类和其他结构改良的脂质兼容抗氧化剂(Chen, Zhang, Zhao, Ma, Li, & Yu, 2023; Hwang, Winkler-Moser, & Liu, 2022)。此外,微胶囊技术是一种有前景的发展技术,可以延缓油脂的氧化。天然固体或液体抗氧化剂被包裹成半透明或密封的胶囊,利用壁材料的物理屏障效应,在控制特定条件下缓慢释放抗氧化剂,从而防止油脂氧化和变质,减少抗氧化剂的使用量。这种方法具有安全性、高效性和高经济价值(Mohammad, Ahmad, Ibrahim, & Zaidi, 2022)。微胶囊抗氧化剂主要用于储存、运输和热加工条件下对油脂和脂肪的抗氧化保护。它们通过用合适的天然或合成聚合物材料包覆抗氧化剂来形成半透性或密封的微球(Lankanayaka, Lakshan, Jayathunge, Bandara, Manatunga, & Senanayake, 2025; Ma, Liu, Fan, & Yan, 2021)。
尽管对食用油中的脂质氧化和抗氧化剂应用进行了大量研究,但针对高温加工条件下亲脂性抗氧化剂的系统综述仍然有限。大多数现有综述主要关注储存或乳化系统中的抗氧化稳定性,而热应力条件下(如油炸油)抗氧化剂的行为、结构稳定性和递送效率则较少受到关注。同时,抗氧化剂脂质化和封装技术的最新进展很少从分子结构、界面定位和热耐受性的统一视角进行讨论。因此,本文旨在全面总结亲脂性抗氧化剂及其递送策略在提高食用油高温加工过程中抗氧化稳定性方面的最新进展。具体讨论了氧化机制、传统抗氧化剂的局限性、新兴的亲脂性抗氧化剂类别以及基于封装的稳定化方法,并进行了比较。通过将分子设计与物理结构化概念相结合,本文为开发有效的热加工食用油抗氧化系统提供了指导框架。