反式脂肪酸的研究进展综述

田 俊 顾 楠 王继尧

(1.新疆昌吉职业技术学院，新疆 昌吉 831100;2.西南大学，重庆 北碚 400715)

1 反式脂肪酸的概述

脂肪酸是最简单的油脂或脂肪，它们是由4－24个碳原子组成的链，按其结构分为饱和与不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸又分为单不饱和脂肪酸(一个不饱和双键)和多不饱和脂肪酸(二个及以上不饱和双键)。在不饱和脂肪酸分子中，因双键位置的不同产生异构化分子。如果双键碳原子所连的氢原子在碳原子的同侧，碳链以盘旋形式构成空间结构，这是顺式脂肪酸;如果双键上碳原子所连的氢原子在碳原子的两侧，碳链以直链形式构成锯齿状空间结构，则成为顺式脂肪酸的几何异构化分子——反式脂肪酸。油脂经氢化处理或高温处理后，脂肪酸分子的空间结构易发生变化，得到反式脂肪酸(TFA)［1］。TFA的构型［2］见图1。

图1 TFA的构型

反式脂肪酸虽然也属于不饱和脂肪酸，但反式双键的存在使脂肪酸的空间构型产生了很大的变化，脂肪酸分子呈刚性结构，性质接近饱和脂肪酸。空间结构的改变使反式脂肪酸的理化性质也产生了极大改变，最显著的是熔点。一般反式脂肪酸的熔点远高于顺式脂肪酸，如油酸(oleic acid)的熔点是13.5℃，室温下呈液体、油状，而反式油酸(elaidic acid)的熔点为46.5℃，室温下呈固态、脂状。［3］

2 反式脂肪酸的来源

2.1 天然来源

反刍动物(如牛、羊)的脂肪组织和乳及乳制品是反式脂肪酸的天然来源。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入乳中。反刍动物体脂中反式脂肪酸的含量占总脂肪酸的4%～11%［4］，牛奶、羊奶中的含量占总脂肪的3% ～5%。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△6～△16之间，并以11t－18∶1(反式11－十八碳一烯酸)含量最多。

2.2 食用油脂的氢化加工

为防止油脂酸败，延长保质期，便于运输，上世60年代初兴起了油脂氢化加工工艺，进而生产出人造奶油、人造黄油、植物性起酥油等氢化油产品并大量用于食品加工。据报道，由于加工方式、加工原料、食品种类、地域、制造商等诸多因素的影响，氢化油反式脂肪酸的含量在5%～45%之间，最高可达65%［5］。

2.3 油脂精炼、储存、食品加工

TFA在结构上更加稳定，所以顺式脂肪酸只要吸收一定能量就会使脂肪酸构型从顺式转化为反式。在精炼加工过程中，油脂暴露于光、热、催化剂等条件下，生成反式脂肪酸;为除去油脂内醛酮等异味物质，脱胶、脱羧、脱色工艺过程常添加酸、碱、白土等化学品，若将本身和引入的异味除尽，通常需要250℃以上高温的长时间处理，这一过程亦产生反式脂肪酸，且温度越高生成的反式脂肪酸量越高［6］。

植物油烟点通常高于 200℃(如大豆油208℃，花生油 201℃，菜籽油 225℃，玉米油216℃)［7］，许多人烹调时习惯将油加热到冒烟，这样易导致TFA的产生;一些反复煎炸食物的用油，其油温远高出食用油的烟点，使油及油炸食品中所含的TFA随用油时间的延长而含量增加。随着生活方式的改变和生活水平的提高，休闲食品、各类快餐进入了人们的生活，反式脂肪酸普遍存在于方便面、曲奇、咖啡伴侣、蛋糕、油炸薯条、汉堡等各类食物中［8］，对人类健康的影响有待进一步研究。

表1 部分常见食品中的TFA含量

3 反式脂肪酸的危害

不同空间构型的TFA对人体健康的作用有着较大差异，目前研究认为，对心血管疾病产生不利影响的TFA多指n－9反式油酸，这是一种对于人体健康有害的物质，而n－11反式油酸的生理作用不同于n－9反式油酸。

3.1 影响婴儿生长发育［3，9］

胎儿和新生儿由于生长发育迅速，体内多不饱和脂肪酸储备数量有限，因此与成人相比，更容易受TFA的影响。婴儿时期是大脑发育的关键时期，神经髓鞘的形成需要有充足的长链多不饱和脂肪酸，而TFA能抑制体内长链多不饱和脂肪酸的合成，从而对中枢神经系统的发育产生不利影响。另外，TFA能抑制前列腺素的合成，母乳中的前列腺素有调节婴儿胃酸分泌、平滑肌收缩和血液循环等功能，TFA会降低母乳中前列腺素的含量而影响、干扰婴儿的生长发育。

3.2 导致血栓形成

TFA有增加血液黏稠度和凝聚力的作用。有实验证明，摄食占热量6%的TFA的人群其全血凝集程度比摄食占热量2%的TFA的人群更高，因而更容易产生血栓［10－11］。

3.3 促进动脉硬化

研究人员发现［12］，在降低血胆固醇方面，TFA没有顺式脂肪酸有效;含有丰富TFA的脂肪能促进动脉硬化，具体表现在TFA在提高LDL水平的程度与饱和脂肪酸相似;此外，TFA会降低HDL水平，这说明TFA比饱和脂肪酸更有害。美国一项权威调查表明，TFA的摄入量仅仅增加2%，就会导致患心脏病的风险增加25%。

3.4 诱发妇女患Ⅱ型糖尿病［13］

Frank Hu博士在为期14年的研究中分析了84000多例妇女的资料，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无关，但摄入的TFA含量却显著增加了患糖尿病的危险。硬化处理过的植物油可能要比饱和的动物脂肪更为危险，因为这种处理会增加其中的TFA含量。

3.5 造成大脑功能的衰退

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，原因是“由于血液中胆固醇增加，不仅加速心脏的动脉硬化，还促使大脑的动脉硬化”，因此容易造成大脑功能的衰退。大量食用TFA的老年人，容易引发老年痴呆症。

3.6 致癌性［12］

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，没有荷尔蒙补充治疗的停经妇女若食用大量的TFA，大肠癌危险性增高两倍，此外部分研究也证实TFA与乳腺癌的发生成正相关。

4 反式脂肪酸的检测技术

2007年11月5日，浙江省杭州市质检院起草的国家标准《反式脂肪酸的检测方法》在杭州通过了国家食品工业标准委员会专家的评审。该标准的出台，为我国TFA的检测提供了依据，也为今后我国制定出台有关TFA的强制性含量标准提供了技术支撑。目前TFA的分析检测方法有以下几种［14－15］，其中以红外光谱法和色谱法较为常用。

4.1 红外光谱分析法(IR)

红外吸收光谱法是一种使用较早的检测TFA含量的方法。由于反式构型双键的C－H的平面外振动特性，使得TFA在966cm－1处存在最大吸收，而顺势构型的双键和饱和脂肪酸在此处没有吸收，因此能准确测定TFA双键的数量。用红外光谱分析法检测TFA，最大的优点是快速、方便，且不破坏样品。

目前，傅立叶变换红外光谱法(FTIR)是快速检测TFA含量的方法，其原理是利用反式双键在966cm－1处有吸收，进行红外光谱分析。而傅立叶变换近红外光谱法(FT－NIR)可快速分类定量饱和脂肪酸、顺式不饱和脂肪酸、反式不饱和脂肪酸和所有的n－6及n－3多不饱和脂肪酸。

4.2 气相色谱法(GC)

气相色谱法已被广泛应用于脂肪酸的组分分析中，气相色谱仪是测定TFA的常用仪器，此种方法结果较为准确，但操作较为复杂。美国油脂化学家学会(AOCS)所推荐采用的标准方法为：长度为100m的毛细管柱，内标物采用C21∶0，填充物为SP2560，CP2Sil88或BPX－70，依据出峰的时间来确定脂肪酸的种类及含量。

4.3 银离子薄层色谱法(Ag+－TLC)

该法用来分析脂肪酸的顺反结构的原理是：Ag+与顺式双键存在微弱的作用力，而与反式双键不发生作用。BuchgraberM等人采用离子色谱技术，对部分氢化植物油中反式脂肪酸的测定已取得很好的效果。

4.4 气相色谱质谱法(GC－MS)

气相色谱质谱法具有较宽的检测范围和较高的检测水平，且不会降解目标分析物。福建出入境检验检疫局技术中心黄杰参考AOAC方法，采用甲酯化—气相色谱法检测食品中的TFA。该方法准确、可靠、简捷，对顺式和反式脂肪酸的分离良好;检出限为9μg/mL，线性R=0.998，相对标准偏差(RSD)为0.73%，加标回收率为97.4－101.2%，可作为检测食品中TFA含量的推广方法。

4.5 高效液相色谱法(HPLC)

Chen等人系统研究了反相高效液相色谱分离脂肪酸(包括不同碳数、不同饱和程度的脂肪酸、顺/反式油酸、亚油酸及亚麻酸)的色谱条件(流动相系统和操作温度)。为扩大线性范围，样品先经衍生化处理后，以荧光检测器检测。结果表明，该法分离TFA的灵敏度和分离时间与气相色谱法相近，但衍生化处理方法比气相色谱复杂，并且目前衍生物无商业化的色谱标准品。考虑到油脂样品的热不稳定性，因此用高效液相色谱法检测脂肪酸，应该有潜在的优势。

4.6 毛细管电泳法

Oliverira MA等人对测定反式脂肪酸的方法进行了改进。他们采用了带有224nm紫外间接检测器的毛细管电泳，其电解液为pH值7.5，浓度为 15mmol/L的磷酸缓冲液，它同浓度为4mmol/L的12－烷基苯磺酸钠、浓度为10mmol/L的聚氧化乙烯月桂醚(Brij35)、质量分数为2%的1－辛醇和质量分数为45%的乙晴组成，在最优化的条件下，将10种脂(C12∶0，C13∶0，C14∶0，C16∶0，C18∶0，C18∶1c，C18∶1t，C18∶2cc，C18∶2tt和C18∶3ccc)在10min内分离出来。该研究对模拟样品在高温高压长时间氢化反应后，可检出反式脂肪酸C18∶1t，具有快速定量检测的特点。

5 降低反式脂肪酸含量的措施

5.1 对现有的氢化技术进行改进［16］

5.1.1 严格控制油脂部分氢化反应条件［17］

严格控制油脂部分氢化反应条件，如氢化压力、氢化温度和催化剂的用量，从而将TFA的含量控制在最低。一般而言，降低反应温度，提高反应压力，增加反应系统的搅拌速率并减少催化剂用量，可获得低TFA含量的产品。

5.1.2 改变催化剂［16］

用昂贵的金属作为催化剂(如Pt)，不但可在较低温度下(60℃)反应，而且其TFA含量极低。Engelhard公司正在研究第二代铂催化剂有关技术改进，它可在氢化过程中，加入特殊添加物以抑制TFA的产生。另外，采用均相催化剂，也可有效地减少TFA的生成［18］。

5.1.3 采用超临界流体氢化反应器

与传统的氢化反应设备相比，该氢化反应器反应速度极快，并可制备零TFA的食用油脂。Kancha［19］等人采用电化学氢化法，对Canola菜籽油进行氢化，该反应可在45℃下进行，氢化油中的TFA含量很低。

5.2 设法减少氢化技术的应用

在油脂工业中替代或减少氢化应用的措施有：(1)将极度氢化油脂与非氢化油脂混合;(2)在油脂中加入增稠剂来调节油脂的塑性;(3)提高抗氧化剂的活性;(4)将稳定性较高的油脂与部分氢化油脂混合，在减少反式酸的同时又可以降低饱和脂肪酸的含量。

5.3 改进油脂精炼技术［19］

油脂在脱臭过程中产生TFA的含量与脱臭的温度和时间有关。罗晓岚对大豆油在3个不同脱臭温度和不同操作时间下的TFA含量进行了研究，得出TFA的含量会随着温度和时间的增加而增加。Ray［16］对菜籽油的研究也得出了类似结论。因此，在脱臭过程中，为了减少TFA的生成应尽量降低脱臭温度和脱臭时间。如大豆油脱臭温度控制在260℃，操作压力400Pa，直接蒸汽喷入量450kg/h，脱臭时间45min～60min，不会明显产生TFA。

5.4 采用交酯化反应生产零TFA含量的油脂

5.4.1 化学法交酯化反应

与氢化反应不同，化学法交酯化反应并非用于硬化液体油脂的生产，只是获得适宜熔点形态的饱和与不饱和脂肪酸的混合脂肪。虽然化学法交酯化反应比氢化反应较为不易控制，但它可供选择提高(或降低)熔点，并提高油脂稳定性，却不会产生TFA。最常用的催化剂为甲氧基钠或乙氧基钠。

5.4.2 酶法交酯化反应

采用酶作为催化剂的交酯化反应，可获得更为精确的控制，以利形成特定的熔点形态。酶法交酯化反应所采用的催化剂是1，3－特定位置的酶(1，3－Specific Lipase)，它可使脂肪酸酰基仅在1位及3位予以重排(而在化学法交酯化反应过程，则1、2、3位均会随机重排)。这种反应相对地较为缓慢并可在任何所需的时段予以停止，以利获得理想程度的交酯化。同时，酶法不会产生有害的副产物，可提供有效、健康而环境友好的方法。最近，美国ADM公司宣布其将扩产低TFA产品生产线(采用酶法)［19］。

5.5 采用基因改良技术

在油脂加工过程中，TFA的产生与原料油脂的不饱和程度有关，多不饱和程度越高，顺式脂肪酸转变为TFA的倾向性越大。罗晓岚［17］对4种植物油脂在同一脱臭温度下的TFA含量进行了研究，得出亚麻酸含量较高的双低菜籽油和大豆油的TFA含量要高于亚麻酸含量较低的玉米油和葵花籽油。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。美国孟山都公司于2004年9月宣称已在市场上推出了一种亚麻酸含量低的大豆(亚麻酸含量小于3%，而普通大豆亚麻酸含量为8%)，这种大豆经加工后可生产出低TFA含量的大豆油［19］。

此外，要想真正减少反式脂肪酸对人们健康的损害，还要在膳食上减少反式脂肪酸的摄入量，应避免和减少食用富含反式脂肪酸的食品如饼干、汉堡、薯条、爆米花、人造黄油等，尽量避免高温炒菜或是油炸烹调。美国营养学家已经呼吁人们少吃快餐及高油脂的甜点，对于逐渐富裕起来的中国人，也该给自己敲敲警钟，尤其是那些经常给孩子买起酥面包、酥脆点心和洋快餐的家长，一定要警惕反式脂肪酸可能给孩子带来的危害。

表2 各国对反式脂肪酸问题规定和建议［11］

6 展望

食品中的反式脂肪酸超标，对人体造成诸多不利的影响。中国应当与国际接轨，对食品中反式脂肪酸的含量进行规定、监督、强制标出，这不仅会让老百姓了解其所食用的脂肪酸的种类，而且也会使那些潜在的心血管疾病患者提高警惕，从而降低我国心血管疾病的发生率。但遗憾的是，我国大多数消费者对反式脂肪酸还没有充分的认识，因此在正式法规出台之前，应组织相关单位，通过不同途径对此进行广泛宣传，让更多市民了解反式脂肪酸的危害性。同时，应借鉴国外的先进做法，采取提前介入，强化相关生产厂家的标准意识，尽可能减少反式脂肪酸对消费者的身体损害。

［1］FDA.Food labeling：trans fatty acids in nutrition labeling，nutrient content claims，and health claims.Final rule［J］.Fed Regist，2003，68(133)：41433－41506.

［2］左青.如何限制油脂反式脂肪酸含量和摄入量［J］.中国油脂，2004，29(7)：67－69.

［3］杨月欣，韩军花.反式脂肪酸——安全问题与管理现状［J］.国外医学卫生学分册，2007，34(2)：88－93.

［4］Feldman EB，Kris－Etherton PM，Kritchevsky D，Lichtenstein AH.ASCNI/AIN Task Force on Trans Fatty Acids.Position paper on trans fatty acids［J］.Am J Clin Nutr，1996(63)：663－670..

［5］Reek MM，Craig－Schmidt MC，Weete JD，etal.Fat in the diet of adoleslent girls with emphasis on isomeric fatty acids［J］.Am J Clin Natr，1986(43)：530－537.

［6］罗晓岚.油脂在脱臭后反式脂肪酸的生成及维生素E的损失问题的探讨［J］.中国油脂，2000，25(1)：26－29.

［7］武丽荣.反式脂肪酸的产生及降低措施［J］.中国油脂，2005，30(3)：42－44.

［8］肖军.含有反式脂肪酸的日常食品［J］.糖尿病天地，2005(4)：44－45.

［9］李书国，陈辉，李雪梅.反式脂肪酸的危害及其分析检测方法研究进展［J］.调研综述，2007(4)：18－21.

［10］Emden EA.Trans fatty acid and coronary disease risk：physico chemical properise intake，and metabolism［J］.Am J Clin Nutr，1995(62)：659－669.

［11］赵国志，刘嘉亮，刘智峰.反式脂肪酸危害与控制［J］.粮食与油脂，2007(1)：8－12.

［12］张绍良，刘军，刘文剑，等.油脂中反式脂肪酸的危害及检测方法［J］.江西食品工业，2004(3)：40－41.

［13］宋志华，单良，王兴国.反式脂肪酸分析方法的研究进展［J］.粮油加工，2006(11)：51.

［14］秦志青，吴惠勤，张桂英.GC/MS法快速测定食品植物油中脂肪酸含量［J］.分析测试学报，1998，8(6)：11－14.

［15］宋丽华，李云飞，汤楠.食品中反式脂肪酸的分析方法研究进展［J］.上海交通大学学报(农业科学版)，2007(2)：83－84.

［16］Alfonso Valenzuela，Nora Morgado.Trans fatty acidis omers in human health and in the food industry［J］.Biol Res，1999，32 (4)：273－287.

［17］赵国志.油脂食品中反式脂肪酸问题与现状［J］.粮食与油脂，2003(2)：12－13.

［18］丘彦明，徐贤伦，刘淑文.国内外植物油脂催化加氢研究现状及发展趋势［J］.中国油脂，2002，27(3)：39－42.

［19］Kanchan Mondal，Shashi Blalvani.Electrochemical hydrogenation of Canola oil using a hydrogen transfer agent［J］.Am J Oil Chem Soc，2003，80(11)：1135－1137.