食品抗氧化剂在高温油脂中的应用进展

李正华 林涛 王学本

在日常生活中，人们食用的油脂或者含油脂较多的食品在空气中都会发生氧化反应，特别是某些油炸食品，在高温的作用下，油脂与水、氧气等会发生剧烈的氧化、水解、聚合等反应。油脂氧化会产生过氧化物，过氧化物分解后会产生小分子酮、醛或羧酸，这些成分具有特殊的哈喇气味，严重影响油脂的品质。更严重的是，油脂在煎炸过程中的水解、氧化、聚合等产物会对人体健康产生巨大不利影响。为了延缓食品中的油脂氧化速度，通常会在食品或油脂中加入抗氧化剂。

抗氧化剂的主要作用是在氧化的不同阶段中止链反应速度，或是俘获链自由基阻止链增殖，起到延缓、阻滞氧化的作用，从而延缓食品氧化，提高食品的稳定性、延长储存期。抗氧化剂分为天然抗氧化剂和人工合成抗氧化剂，相对于人工合成抗氧化剂而言，天然抗氧化剂的安全性更高，但是目前天然抗氧化剂的种类繁多，抗氧化能力强弱不一，因此需要对各种天然抗氧化剂进行研究、分析，并针对不同的使用环境，选择合适的天然抗氧化剂以及对其复配使用，以提升抗氧化效果。本文主要对食品抗氧化剂在高温油脂中的应用进展进行了综述。

一、油脂在高温下发生的品质变化

油脂的氧化反应速率跟温度有关，温度越高，油脂氧化反应速度越快。油脂在高温加热特别是煎炸的过程中，受到水、氧气等的影响，氧化异常迅速。数据显示，油脂在155℃高温下产生的自由基数量为25℃室温下产生自由基数量的8192倍。油脂中产生的自由基越多，表明油脂氧化分解产生的醛类、酮类、极性成分、聚合物等化合物小分子越多，油脂的品质也就越差。

经过高温加热特别是长时间煎炸过的油脂，色泽会变深，黏度变稠，口感及风味也会变差，而且油脂热加工过程中产生的热水解反应产物（游离脂肪酸、甘油一酯和甘油二酯）、热氧化降解反应产物（氢过氧化物、醛类、酮类、酸和醇类等）、热异构化产物（反式脂肪酸）和热聚合产物（环氧化物和聚合物）等危害物还会影响人体健康。如产生的自由基会促进细胞衰老;醛、酮二级氧化产物、聚合物、多环化合物等有潜在致癌性;反式脂肪酸会加速动脉硬化和诱发心脑血管疾病、认知功能衰退，还会对糖尿病和乳腺癌等多种疾病等产生多种危害作用。

二、合成抗氧化剂在高温油脂中的应用

目前在油脂中使用范围较广的合成抗氧化剂主要有BHA（丁基羟基茴香醚）、BHT（二丁基羟基甲苯）、TBHQ（叔丁基对苯二酚）等。合成抗氧化剂因抗氧化效果好、价格低廉、溶于油脂等优点被广泛使用。根据相关资料显示，在较高的煎炸温度下TBHQ的耐热性优于BHT、BHA，在最佳添加量最低的情况下，抗氧化效果表现最好。

TBHQ（叔丁基对苯二酚）又称特丁基对苯二酚，是一种油溶性抗氧化剂，在各种油脂或者含油脂的食品中添加都不会导致油脂或食品产生其他的异味。TBHQ相较于其他的合成抗氧化剂，除了抗氧化性更强之外，还有很多优势，包括在铁离子存在下不着色，具有防霉、防菌等作用，在很多油炸食品或者高温烹油中都是首选的抗氧化剂。

陈江魁等的研究表明，对文冠果油进行180℃的热处理，在热处理前期（18h和30h）與对照空白组相比，TBHQ能有效抑制脂肪酸的氧化分解、反式脂肪酸的生成、不饱和脂肪酸占比的增加等。祝婷婷等的研究表明，TBHQ可以有效保护煎炸过程中棕榈油中的生育酚和生育三烯酚，可明显抑制煎炸过程中棕榈油极性组分含量的增加，延长棕榈油的氧化诱导期。

虽然三种合成抗氧化剂在高温油脂中均有一定的抗氧化效果，但它们也存在缺点——有潜在的致癌风险，目前已被越来越多的国家禁止使用。其中BHA存在于世界卫生组织国际癌症研究机构公布的2B类致癌物清单中，BHT以及TBHQ已经在日本被禁止使用。随着大家健康意识的提高，合成抗氧化剂会受到越来越多的限制，并逐渐退出历史舞台。

三、天然抗氧化剂在高温油脂中的应用

天然抗氧化剂按来源可以分为草药、香辛料类提取物，果蔬类提取物，植物性食品加工副产物等;按化学性质可以分为维生素类、酚类、类胡萝卜素、黄酮类、多糖类、甾醇类等，其中，草药、香辛料类提取物和果蔬类提取物在天然抗氧化剂领域使用范围最广，应用也最多。

天然抗氧化剂通常通过络合金属离子，消除金属离子的催化作用，或与自由基结合变成更稳定的基团，阻止延缓链式反应，或供氢给抗氧化剂，延长抗氧化剂的使用效果来延缓油脂在高温情况下的氧化。

1.草药、香辛料类提取物在高温油脂中的应用。草药、香辛料类提取物包括迷迭香提取物、甘草提取物、花椒提取物、鼠尾草提取物、丁香提取物、竹叶提取物等，它们抗氧化效果的强弱与包含的有效成分含量和种类密切相关，主要功效成分包括多酚类、皂苷类、生物碱类、黄酮类以及挥发油等。

以迷迭香提取物为例，迷迭香是一种在日常烹饪中使用到的香料，在很多国家都应用十分广泛。迷迭香提取物通过溶剂提取，将迷迭香干叶中的抗氧化成分分离、富集、纯化从而获得迷迭香提取物。迷迭香提取物主要为二萜酚以及有机酸类成分，主要有效成分为鼠尾草酸、迷迭香酸、鼠尾草酚，其中鼠尾草酸和鼠尾草酚为油溶性，迷迭香酸为水溶性。迷迭香的这些抗氧化成分作为断链型自由基终止剂，通过捕获过氧自由基来抑制过氧化链式反应的进行，由于生成的酚氧自由基相对稳定，它与类脂化合物反应很慢，从而阻断了自由基链的传递和增长，抑制氧化过程的进展。迷迭香提取物热稳定性好、耐高温、不易挥发，在高温油脂中的抗氧化效果相当显著。

张伟敏等人研究发现，加入迷迭香提取物中的鼠尾草酸和TBHQ均能够提高其热氧化稳定性，鼠尾草酸的效果略优于TBHQ，且鼠尾草酸比TBHQ更能降低棕榈酸、硬脂酸和油酸的增长速度，亚油酸和亚麻酸下降率以及抑制反式油酸、反式亚油酸和反式脂肪酸的产生。匡婷等人的研究表明，迷迭香提取物中的鼠尾草酸在180℃椰子油热加工中能显著降低酸价、游离脂肪酸、过氧化值、丙二醛值等指标，其中在酸价、游离脂肪酸、总过氧化值指标方面与TBHQ效果相当。李鹏娟等人的研究表明，在高温煎炸过程中，迷迭香抗氧化剂比合成抗氧化剂TBHQ的抗氧化效果更好，且迷迭香提取物中迷迭香酸的抗氧化效果强于鼠尾草酸。尹浩等人的研究表明，只需加入200mg/kg的迷迭香提取物就能够延缓一级大豆油在煎炸过程中酸值、极性组分的升高，煎炸18次后，添加迷迭香提取物的大豆油的酸值和极性组分较空白组分别下降10.3%和16.4%。此外，迷迭香提取物还能提高大豆油在煎炸过程中的氧化稳定性，对维生素E的损耗具有保护作用。

总的来看，草药、香辛料类提取物作为天然抗氧化剂更加健康和环保，但其成分复杂，相互之间更容易协同增效，因此需要更加深入地研究其复配使用效果，从而更好地用于高温油脂的抗氧化。

2.果蔬类提取物在高温油脂中的应用。果蔬类植物提取物的主要有效成分有黄酮类、多烯类、维生素类、酚酸类等，且果蔬类植物提取物的原料来源简单、易得，易于推广应用。不同果蔬类提取物在高温油脂中的抗氧化效果也不同，例如绿茶提取物中的茶多酚类抗氧化成分在高温下表现出稳定的化学性质，能够抑制氧化反应的进行，具有保护油脂在油炸过程中品质不下降的潜力;冬瓜皮提取物中的抗氧化物质对于亚麻油和猪油表现出更好的抗氧化作用，能够明显抑制油脂的氧化速度;黄皮果提取物则对猪油和花生油表现出更好的抗氧化作用，其抗氧化作用的效果与提取溶剂相关。

不同的果蔬类植物提取物对于高温油脂的适用条件以及效果都有所不同，未来还需要进行更多研究，让果蔬类植物提取物发挥更大的作用。

四、高温油脂抗氧化剂的发展趋势与展望

抗氧化剂是指一些能够抑制或者延缓高聚物和其他有机化合物在空气中热氧化的有機化合物，在高温的条件下，油脂的氧化速度会加快，因此高温油脂抗氧化剂的发展有着相当广阔的前景。随着人们对健康的重视度不断加深，合成抗氧化剂的潜在危险让人们对其产生顾忌，天然抗氧化剂凭借天然的成分，在安全性上具有无可替代的优势。由此可见，天然抗氧化剂是一种非常有潜力的抗氧化剂资源，在今后需要更深入研究天然抗氧化剂的抗氧化机理、协同作用，加强对天然抗氧化剂资源的原料提取研究，降低天然抗氧化剂的产业化门槛，让更多天然抗氧化剂能够顺利进入市场，更大程度上满足人们对于天然抗氧化剂的需求。

综上，天然抗氧化剂在食品抗氧化剂中的优势显著，安全性更高、无副作用、抗氧化效果较好，并且天然抗氧化剂在自然界中分布广泛，种类多、来源广，前景十分广阔。目前，寻找到抗氧化效果更好、更加安全的天然抗氧化剂是刻不容缓的一项任务，需要各企业和研发机构加强相关研究，推进天然抗氧化剂的发展。

作者简介：李正华（1990-），男，湖南娄底人，大学本科，研究方向为迷迭香天然抗氧化剂产业化。

林涛（1971-），男，福建人，硕士研究生，研究方向为迷迭香天然抗氧化剂产业化。

王学本（1997-），男，海南海口人，大学本科，研究方向为迷迭香天然提取物产业化。