花椒籽仁油在加热过程中反式脂肪酸组成、酸值及过氧化值的变化

姚世勇，王 斐，史 闯，崔 榕，郑旭煦，2，*

（1.重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆 400067；2.重庆工商大学催化与功能有机分子重庆市重点实验室，重庆 400067；3.重庆工商大 学教务处，重庆 400067）

花椒籽仁油在加热过程中反式脂肪酸组成、酸值及过氧化值的变化

姚世勇1，王 斐1，史 闯1，崔 榕3，郑旭煦1，2，*

（1.重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆 400067；2.重庆工商大学催化与功能有机分子重庆市重点实验室，重庆 400067；3.重庆工商大 学教务处，重庆 400067）

以自制的花椒籽仁油（Zanthoxylum bungeanum seed kernel oil，ZBSKO）为原料，采用烘箱法模拟ZBSKO的加热过程。以反式脂肪酸（trans fatty acids，TFAs）组成、酸值和过氧化值为指标，研究不同加热条件对ZBSKO的TFAs组成、酸值和过氧化值的影响。结果表明，随着加热温度的升高和加热时间的延长，ZBSKO中TFAs总含质、酸值和过氧化值均增大，空气将加速TFAs的形成和ZBSKO的氧化酸败。当加热温度分别为100、150、200 ℃，若加热时间分别不超过6、4、2 h时，ZBSKO中的总TFAs含质均能满足国 家标准（0.30 g/100 g）要求；若加热时间分别不超过6、1、1 h时，ZBSKO中的酸值均能满足国家标准（3.0 mg KOH/g）要求；若加热时间达到8 h时，ZBSKO中的过氧化值均不超过国家标准（6.0 mmol/kg）要求。结论：ZBSKO在烹饪过程中于100 ℃条件下不宜超过6 h，于150～200 ℃不宜超过1 h。

花椒籽仁油；加热过程；反式脂肪酸；酸值；过氧化值

花椒籽是花椒生产过程中的剩余物，多数呈圆球形，可分为表层、硬壳和内层3 部分，其中表层乌黑、质松且有光泽，手感油腻，含有丰富的油脂（简称“皮油”）；中层为硬壳，主要成分是纤维素；内层为乳黄、透明和质软的仁，含有丰富的蛋白质和油脂（简称“仁油”）。研究发现，花椒 籽皮油中主要含棕榈酸、棕榈油酸、油酸和亚油酸，仁油中不饱和酸含质高达90%以上，其中人体必需的亚油酸和亚麻酸含质在70%以上［1-2］。去除表皮油脂的花椒籽，经压榨法制取的花椒籽仁油（Zanthoxylum bungeanum seed kernel oil，ZBSKO），富含不饱和脂肪酸，具有改善血流变、调节血脂、防止脂质过氧化的作用［3-4］，是一种高 营养、纯天然的绿色保健食品。然而，研究发现，ZBSKO易受加热温度、加热时间、光线和空气等因素的影响，极易氧化酸败［5-6］，生成自由基、过氧化物及醛、酮等化合物，酸值和过氧化值增大，产生哈喇味、色变、营养素破坏，食用价值降低，甚至危害人体健康［7-9］。

反式脂肪酸（trans fatty acids，TFAs）是所有含有反式非共轭虫键的不饱和脂肪酸的总称，摄入有导致或加重冠心病的可能性［10］，与炎症和内皮功能障碍等症状有密切关系［11-13］，有增加心血管疾病和原尿病的危险［14］。研究［15-16］表明，食用油的烹饪过程中，加热温度和加热时间是导致食用油中TFAs形成和变化的影响因素，如油茶籽油中TFAs总含质和种类随着加热温度的升高和时间的延长有增加的趋势［17］，葵花籽油加热到230 ℃时，可使葵花籽油中的TFAs增加到空白样的3～10 倍［18］，加热条件可诱导玉米油中顺式脂肪酸和TFAs相互转化，且高温可使其转化速率增大［19］。

由于目前尚未见到有关ZBSKO作为食用油脂的应用研究报道，为此本实验拟研究ZBSKO在加热过程中TFAs组成、酸值和过氧化值的变化规律，以期为ZBSKO的食用提供处论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

ZBSKO 实验室自制［20］。37 种脂肪酸甲酯混合标准品、8 组分反式脂肪酸甲酯混合标准品 美国Nu-Chek公司；亚油酸甲酯类十八碳二烯酸顺反异构混合物标准品、亚麻酸甲酯异构体混合标准品 美国Sigma公司；异辛烷（C8H18，色谱纯）；无水甲醇、氢氧化钾、氯化钠、三氟化硼甲醇溶液（质质分数50%～52%）、冰乙酸、异辛烷、碘化钾、硫代硫酸钠、95%乙醇、氢氧化钾、酚酞、水杨酸、可溶性淀粉均为分析纯。

1.2 仪器与设备

GZX-GF电热恒温鼓风干燥箱 上海龙跃仪器设备有限公司；JA3003电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；GC-14气相色谱仪（带氢火焰离子化检测器） 日本岛津公司；CD-2560气相毛细管柱（100 m×0.25 mm，0.20 μm） 德国CNW公司。

1.3 方法

1.3.1 样品的制备

分别将100 mL压榨ZBSKO置于磨口锥形瓶（带磨口筛子，充氮气）和敞口烧杯中，于电热恒温鼓风干燥箱中，在一定的温度条件下，加热一段时间，取样测定其脂肪酸组成、酸值和过氧化值，平行测定3 个样品，研究加热时间、加热温度及空气对ZBSKO的脂肪酸组成、酸值和过氧化值的影响，模拟压榨ZBSKO烹饪前的高温加热过程。

1.3.2 脂肪酸组成分析

参照GB/T 17376—2008《动植物油脂：脂肪酸甲酯制备》，对ZBSKO进行甲酯化处处。即称取混合均匀油脂样品200 mg（精确到0.1 mg）置于25 mL具盖螺口试管中，加入2 mL氢氧化钾-甲醇溶液，75 ℃恒温水浴反应20 min；取出试管冷却至室温，加入2 mL三氟化硼-甲醇溶液，75 ℃恒温水浴反应30 min；取出试管，冷却至室温，再加入2 mL异辛烷和2 mL饱和氯化钠溶液，混合摇匀，静置分成澄清后，取上清液待测。

参照GB/T 17377—2008《动植物油脂：脂肪酸甲酯的气相色谱分析》检测ZBSKO的脂肪酸组成。色谱柱：CD-2560气相毛细管柱（100 m×0.25 mm，0.20 μm）；检测器：氢火焰离子化检测器；程序升温：140 ℃保持5 min，以4 ℃/min升至240 ℃，保持25 min；进样质：1 μL；进样口温度：250 ℃；检测器温度280 ℃；分流进样，分流比32∶1，99.999%氮气为载气，恒定压力130 kPa；高纯氢气为燃烧气，恒定压力50 kPa；空气为助燃气，恒定压力50 kPa。以标准样品的相对保留时间定性，用峰面积归一化法定质。

1.3.3 酸值和过氧化值测定

参照GB/T 5530—2005《动植物油脂酸值和酸度测定》，利用酸碱滴定原处测定ZBSKO的酸值（mg KOH/g）。酸值的计算见公式（1）：

式中：V为消耗KOH溶液的体积/mL；c为KOH溶液浓度/（mol/L）；m为花椒籽仁油的质质/g。

参照GB/T 5538—2005《动植物油脂过氧化值测定》，测定ZBSKO的过氧化值。过氧化值（mmol/kg）的计算见公式（2）：

式中：V 为用于测定的硫代硫酸钠溶液的体积/mL；V0为用于空白的硫代硫酸钠溶液的体积/mL；c为硫代硫酸钠溶液的浓度/（mol/L）；m为花椒籽仁油的质质/g。

2 结果与分析

2.1 标准物质气相色谱图

图1 脂肪酸甲酯混合标准物质色谱图Fig.1 Gas chromatography of mixed standards of fatty acids methyl esters

脂肪酸甲酯混合标准物质和反式脂肪酸甲酯混合标准物质的气相色谱图分别如图1、2所示。研究［3，5］表明，ZBSKO主要含棕榈酸（C16∶0）、棕榈一烯酸（C16∶1）、硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1）、亚油酸（C18∶2）、α-亚麻酸（C18∶3）、花生酸（C20∶0）、花生一烯酸（C20∶1）、山嵛酸（C22∶0）、芥酸（C22∶1）。由图1可知，C16∶0、C16∶1、C17∶0、C17∶1、C18∶0、C18∶1，9t、C18∶1，9c、C18∶2，n6t、 C18∶2，n6c、C20∶0、C18∶3，n6、C20∶1，n9、C18∶3，n3、C22∶0、C21∶0、C22∶1，n9完全分离开。

图2 反式脂肪酸甲酯混合标准物质色谱图Fig.2 Gas chromatography of mix standards of trans fatty acids methyl esters

ZBSKO富含不饱和脂肪酸油酸（C18∶1）、亚油酸（C18∶2）、α-亚麻酸（C18∶3），易发生氧化酸败，加热易诱导ZBSKO中顺式脂肪酸向TFAs异构化转变。由图2可看出，C14∶1，9t、C16∶1，9t、C18∶1，11t/C18∶1，6t/C18∶1，9t、C18∶2，9t，12t、C18∶2，9c，12t、C18∶2，9t，12c、C18∶2，9c，12c、C18∶3，9t，12t，15t、C18∶3，9t，12t，15c/ C18∶3，9t，12c，15t、C18∶3，9c，12t，15t/C18∶3，9c，12c，15t、C18∶3，9c，12t，15c/ C18∶3，9t，12c，15c、C18∶3，9c，12c，15c的分离效果明显，可以精确分析出ZBSKO在加热过程中形成的TFAs种类及数质。

表1 在充氮气条件下花椒籽仁油脂肪酸组成的变化情况Table 1 Changes in fatty acid composition of ZBSKO in nitrogen atmosphereg/100 g

表2 在通空气条件下花椒籽仁油脂肪酸组成的变化情况Table 2 Changes in fatty acid composition of ZBSKO in air atmosphereg/100 g

图3 不同加热条件对花椒籽仁油TFAs总含量的影响Fig.3 Effects of different heating conditions on the amounts of total trans fatty a cids in ZBSKO

2.2 加热条件对ZBSKO脂肪酸组成的影响

ZBSKO在不同条件下连续加热8 h，其脂肪酸组成的变化结果如表1、2所示，其中TFAs总含质随加热温度和时间的变化关系如图3所示。

由表1和表2可知，ZBSKO主要富含不饱和脂肪酸，含质高达90.84%，其中α-亚麻酸（32.49±0.21）%、亚油酸（29.88±0.27）%、油酸（27.52±0.04）%，且无TFAs。表明ZBSKO可作为一种高营养保健食用油开发利用［2］。

由表1可知，在充氮气保护条件下，ZBSKO在100 ℃条件下加热8 h、在150 ℃条件下加热6 h、在200 ℃条件下加热4 h，分别产生总TFAs（0.43±0.07）、（0.39±0.11）、（0.37±0.12） g/100 g，均超过国家标准（0.30 g/100 g），表明加热温度和加热时间将加速ZBSKO中的TFAs形成。由表2可知，在通空气条件下，ZBSKO在100 ℃条件下加热8 h、在150 ℃条件下加热6 h、在200 ℃条件下加热4 h，分别产生总TFAs（0.50±0.07）、（0.44±0.11）、（0.37±0.12）g/100 g，均超过国家标准（0.30 g/100 g），且各含质分别高于充氮气保护条件下的对应加热条件中油样的TFAs含质，表明除加热温度和加热时间外，空气也将加速ZBSKO中的TFAs形成。表2表明，当加热温度分别为100、150、200 ℃，加热时间分别不超过6、4、2 h时，ZBSKO中的总TFAs含质均满足国家标准（0.30 g/100 g）要求。

由图3可知，随着加热温度的升高或加热时间的延长，ZBSKO中TFAs总含质增加，且加热温度越高或加热时间越长，TFAs总含质增幅越大。大质研究结果［15-16，21］表明，加热温度和加热时间是导致食用油中TFAs的形成和变化的影响因素。这是因为不饱和脂肪酸热诱导顺/反异构化反应与反应温度和能质有关系，脂肪酸异构体的形成是一个质子转移途径，需要外界提供额外能质，如油酸顺式和反式之间的能质差为7.6 kJ/mol，从顺式C18∶1，9c到反式C18∶1，9t的过渡能垒为294.5 kJ/mol［22］。表明花椒籽仁油不宜在高温条件下长时间加热。

2.3 加热条件对ZBSKO酸值的影响

图4 不同加热条件对花椒籽仁油酸值的影响Fig.4 Effects of different heating conditions on the acid value of ZBSKO

由图4可知，随着加热温度的升高和加热时间的延长，ZBSKO的酸值增大，与Asapt［23］、李军［24］等的研究结果一致；且通空气条件下的酸值均大于充氮气条件下的酸值，原因是充氮气能在一定程度上延缓油脂酸值的增大［25］，而空气会加速ZBSKO酸败［5］。当ZBSKO在100 ℃条件下加热8 h，在充氮气保件下，酸值由对照组的0.92 mg KOH/g升高到3.04 mg KOH/g（超过国家标准3.0 mg KOH/g）；在通空气条件下，酸值由对照组的0.92 mg KOH/ g升高到3.25 mg KOH/g（超过国家标准3.0 mg KOH/g）。当ZBSKO的加热温度超过150 ℃，加热时间达到2 h，则无论充氮气还是通空气条件下，ZBSKO的酸值均超过国家 标准（3.0 mg KOH/g）。图4b表明，当加热温度分别为100、150、200 ℃，加热时间分别不超过6、1、1 h时，ZBSKO的酸值能满足国家标准（3.0 mg KOH/g）要求，ZBSKO不宜高温或长时间加热。

2.4 加热条件对ZBSKO过氧化值的影响

由图5可知，在充氮气或通空气条件下加热，随着加热温度的升高或加热时间的延长，ZBSKO的过氧化值均增大；在相同的加热温度和加热时间条件下，ZBSKO在通空气条件下加热的过氧化值高于充氮气条件下加热的过氧化值，原因是空气将加速ZBSKO氧化和过氧化物的形成［5］，氮气可提高油脂氧化稳定性［26］。图5表明，ZBSKO中的过氧化值在考察的加热温度和加热时间范围内均低于国家标准（6.0 mmol/kg），但ZBSKO在烹饪过程中的加热温度不宜过高和加热时间不宜过长，否则会降低其营养价值。

图5 不同加热条件对花椒籽仁油过氧化值的影响Fig.5 Effects of different heating conditions on the peroxide value of ZBSKO

3 结 论

ZBSKO中不饱和脂肪酸含质达90.84%，其中α-亚麻酸32.49%、亚油酸29.88%、油酸27.52%，且无反式脂肪酸，可作为一种高营养保健食用油加以开发利用。

ZBSKO易受加热温度、加热时间和空气的影响，随着加热温度的升高和加热时间的延长，ZBSKO的TFAs总含质、酸值和过氧化值均增大，空气将加速反式脂肪酸的形成和花椒籽仁油的氧化酸败。

当ZBSKO的加热温度分别为100、150、200 ℃，若加热时间分别不超过6、4、2 h时，ZBSKO中的总TFAs含质均能满足国家标准（0.30 g/100 g）要求；若加热时间分别不超过6、1、1 h时，ZBS KO的酸值均能满足国家标准（3.0 mg KOH/g）要求；即使加热时间达到8 h，Z BSKO的过氧化值均不超过国家标准（6.0 mmol/kg）要求。因此，ZBSKO在烹饪过程中于100 ℃条件下不宜超过6 h、于150～200 ℃不宜超过1 h。

［1］ 马传国， 毕艳兰， 林敏刚， 等. 花椒籽皮油和仁油化学成分分析［J］.郑州工程学院学报， 2002， 23（1）： 42-47.

［2］ 郑旭煦， 殷钟意， 杜若愚， 等. 同种溶剂两步浸提法分离提取花椒籽皮油和仁油［J］. 食品科学， 2010， 31（22）： 180-184.

［3］ SCISLOWSKI V， BANCHART D， GRUFAT D， et al. Effect of dietary n-6 and n-3 polyunsaturated fatty acids on poroxidizability of lipoproteins in steers［J］. Lipids， 2005， 40（12）： 1245-1246.

［4］ 刘永英， 王多宁， 刘渊声， 等. 花椒籽仁油对实验性高脂血症大鼠的防治作用［J］. 第四军医大学学报， 2007， 28（5）： 411-413.

［5］ 边凤霞， 郑旭煦， 殷钟意， 等. 压榨花椒籽仁油的制备及其氧化稳定性［J］. 食品科学， 2013， 34（16）： 46-51. doi： 10.7506/spkx1002-6630-201316010.

［6］ HUI Y H. 贝雷： 油脂化学与工艺学： 第二卷［M］. 徐生庚， 裘爱泳，译. 5版. 北京： 中国轻工业出版社， 2001： 287-291.

［7］ 程宏， 陈钊， 管伟举. 油脂氧化劣变及防范对策［J］. 粮食与油脂，2010（4）： 7-8.

［8］ 邓鹏， 程永强， 薛文通. 油脂氧化及其氧化稳定性测定方法［J］. 食品科学， 2005， 26（增刊1）： 196-199.

［9］ 裴振东， 许喜林. 油脂的酸败与预防［J］. 粮油加工与食品机械，2004（6）： 47-49.

［10］ XU Jiaqiong， EILAT-ADAR S， LORIA C， et al. Dietary fat intake and risk of coronary heart disease： the strong heart study［J］. The American Journal Clinical Nutrition， 2006， 84： 89 4-902.

［11］ MOZAFFARIAN D， CLARKE R. Quantitative effects on cardiovascular risk factors and coronary heart disease risk of replacing partially hydrogenated vegetable oils with other fats and oils［J］. European Journal Clinical Nutrition， 2009， 63（2）： 22-33.

［12］ MOZAFFARIAN D. Trans fatty acids： effects on systemic inflammation and endothelial function［J］. Atherosclerosis Supplements， 2006， 7（4）： 29-32.

［13］ WILLETT W C. Trans fatty acids and cardiovascular diseaseepidemiological data［J］. Atherosclerosis Supplements， 2006， 7（2）： 5-8.

［14］ 田雨， 赵连成. 反式脂肪酸与人体健康［J］. 中国预防医学杂志， 2011，12（10）： 894-898.

［15］ TSUZUKI W， MATSUOKA A， USHIDA K. Formation of trans fatty acids in edible oil s during the frying and heating process［J］. Food Chemistry， 2010， 123（4）： 976-982.

［16］ TSUZUKI W. Study of the formation of trans fatty acids in model oils（triacylglycerols） and edible oils during the heating process［J］. Japan Agricultural Research Quarterly， 2012， 46（3）： 215-220.

［17］ 苏德森， 林虬， 陈涵贞. 加热对油茶籽油中反式脂肪酸形成的影响［J］.中国油脂， 2010， 35（12）： 62-66.

［18］ CERIANI R， COSTA A M， MEIRELLES A J A. Optimization of the physical refining of sun flower oil concerning the final contents of trans fatty acids［J］. Industrial and Engineering Chemistry Research，2008， 47（3）： 681-692.

［19］ YANG Meiyan， YANG Ying， NIE Shaoping， et al. Analysis and formation of trans fatty acids in corn oil during the heating process［J］. Journal of the American Oil Chemists’ Society， 2012， 89（5）： 859-867.

［20］ 殷钟意， 郑旭煦， 张玉静， 等. 一种花椒籽仁油的制备方法： 中国， ZL 201210088181.9［P］. 2014-04-02.

［21］ 苏德森， 陈涵贞， 林虬. 食用油加热过程中反式脂肪酸的形成和变化［J］. 中国粮油学报， 2011， 26（1）： 69-73.

［22］ LI Changmo， ZHANG Yubin， LI Shuai， et al. Mechanism of formation of trans fatty acids under heating conditions in triolein［J］. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2013， 61（43）： 10392-10397.

［23］ ASAP T， AUGUSTIN M A. Effect of TBHQ on quality characteristics of RBD olein during frying［J］. Journal of the American Oil Chemists’Society， 1986， 63（9）： 1169-1172.

［24］ 李军， 毕艳兰， 杨会芳， 等. 加热条件下大豆油中TBHQ的挥发、转化规律及其对大豆油品质的影响［J］. 食品科学， 2014， 35（14）：106-112. doi： 10.7506/spkx1002-6630-201414021.

［25］ 王素雅， 刘锦， 袁建. 大豆充氮准藏中油脂品质变化研究［J］. 河南工业大学学报， 2013， 34（1）： 91-95.

［26］ GIOVACCHINO L D， MUC CIARELLA M R， COSTANTINI N，et al. Use of nitrogen to improve stability of virgin olive oil during storage［J］. Journal of Oil and Fat Industries， 2002， 79（4）： 339-344.

Ch anges in Trans Fatty acids Composition， Acid Value and Peroxide Value in Zanthoxylum bungeanum Seed Kernel Oil during Heating Process

YAO Shiyong1， WANG Fei1， SHI Chuang1， CUI Rong3， ZHENG Xuxu1，2，*
（1. School of Environmental and Biological Engineering， Chongqing Technology and Business University， Chongqing 400067， China；2. Chongqing Key Laboratory of Catalysis and Functional Organic Molecules，Chongqing Technology and Business University， Chongqing 400067， China； 3. Educational Administration，Chongqing Technology and Business University， Chongqing 400067， China）

The effects of oven heating conditions on trans fatty acid （TFA） composition， acid value and peroxide value of laboratory-made Zanthoxylum bungeanum seed kernel oil （ZBSKO） were evaluated in this study. The results showed that the amount of total TFAs， acid value and peroxide value of ZBSKO increased with increasing heating temperature and time， and TFAs were formed at an accelerated rate in the presence of air， accompanied by earlier occurrence of oxidative rancidity. When the heating temperature was 100， 150 and 200 ℃ for le ss than 6， 4 and 2 h， respectively， the amounts of total TFAs in ZBSKO could meet the national stan dard requirement （0.30 g/100 g）； When the heating time was not more than 6， 1 and 1 h， respectively， the acid values of ZBSKO also could meet the national standard requirement （3.0 mg KOH/g）； When the heating time was 8 hours at each temperature， the peroxide values of ZBSKO did not exceed the national standard limit（6.0 mm ol/kg）. These results suggested that the ZBSKO should n ot be cooked for more than 6 hours at 100 ℃ and 1 hour a t 150-200 ℃.

Zanthoxylum bungeanum seed ke rnel oil； heat ing process； tra ns fatty acids； acid value； peroxide value

S565.9

A

1002-6630（2015）16-0186-06

10.7506/spkx1002-6630-201516034

2014-11-04

重庆市高校优秀成果转化资助项目（KJZH14105）；重庆工商大学研究生创新性科研项目（viscxx2014-052-31）

姚世勇（1988—），男，硕士，主要从事生物质资源化研究。E-mail：cqyaoshiyong@126.com

*通信作者：郑旭煦（1964—），女，教授，博士，主要从事生物资源与天然药物研究。E-mail：xuxuzheng@ctbu.edu.cn