食品安全中的化学危害物:检测与控制
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2.4 反式脂肪酸

我国人民正在经历一场“饮食革命”,我们的饮食结构正在从传统食物过渡到商业包装食品和家庭速制食品。这些如今被人们啧啧称叹的美食,制作快捷,便于商业大规模生产。其中就包括热量高、脂肪含量高,营养素少的油炸食品。能量密集型食物摄入的增加,体育锻炼活动的减少导致现代人肥胖的发病率居高不下,另有一些由不当的生活方式引起的疾病如糖尿病、高血压、冠心病,代谢综合征等也十分普遍。大部分超市售商业包装食品中含有反式脂肪酸,它主要来源于不完全氢化植物油(人造奶油/氢化植物油),用这种饱和度增加的植物油能延长货架期,降低成本。同样,有些商家为节省花费,重复多次使用同一种油,导致自由基与反式脂肪酸的产生。反式脂肪酸是一种至少包含一个反式构型非共轭双键的不饱和脂肪酸,空间构象呈线型,与顺式脂肪酸相比它的熔点更高,流动性更差[8]

(1)反式脂肪酸的危害

与顺式脂肪酸相比,反式脂肪酸的化学结构除了更呈直线性之外,其余都很相似。机体因此将反式脂肪识别为顺式结构来使用。然而,反式脂肪酸如饱和脂肪一样易在人体内堆积,妨碍了人体的灵活性和血管的渗透性。代谢研究同样显示了摄入过多反式脂肪酸对健康的不利影响,具体表现如下几点。

①反式脂肪酸的摄入提高了机体内超低密度脂蛋白和低密度脂蛋白的含量水平,同时降低了机体内高密度脂蛋白的含量,造成心脏疾病。它也导致了甘三酯摄入减少,必需脂肪酸产量下降造成营养不良等疾病。

②反式脂肪酸增加机体内脂蛋白的含量水平,减小了低密度脂蛋白颗粒大小,这就相应提高了人体患冠心病的概率。部分氢化植物油的摄入增加了人体患心肌梗塞的风险,反式脂肪酸可以通过其他代谢机制影响与心脑血管疾病有关的脂类和非脂类的危害因子。

③反式脂肪酸通过增加身体内C-反应蛋白的含量水平,提高身体炎症的发生率,从而导致动脉粥样硬化、糖尿病以及由心脏衰竭而引起的突然死亡。

④反式脂肪酸通过增加可溶性细胞内黏附分子,血管细胞间黏附分子,E-选择蛋白的循环量导致了血管内皮功能障碍,而血管内皮功能障碍也正是动脉粥样硬化形成的关键一步[9]

⑤反式脂肪酸显现出了越来越大的胰岛素抗性,并似乎与一种心脏代谢疾病紧密相关。这种心脏代谢疾病是由胰岛素抗性和代谢综合征引起。

⑥反式脂肪酸过多摄入也使女性患排卵障碍不孕症的可能性增加。

⑦反式脂肪酸危害胎儿发育。胚胎发育早期,孕妇体内血细胞磷脂中反式脂肪酸的浓度与胎儿出生时的体重呈现明显的负相关。通过对必需脂肪酸代谢的干扰,对膜结构或代谢的直接影响,对减少母体和幼儿中顺式必需脂肪酸摄入的间接作用,反式脂肪酸对青少年生长发育很不利。

⑧预防流行病学研究显示,中年以后对饱和脂肪酸和反式脂肪酸的更高摄入和膳食中多不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸更低的比率与人们认知能力的降低有很大关系。它也与神经组织退化疾病有关。

(2)反式脂肪酸的膳食来源

存在于我们的膳食中的反式脂肪酸分为两类:天然/反刍动物反式脂肪酸和工业生产反式脂肪酸。

①在反刍动物及其相应制品中(如肉制品和奶制品),人们发现了少量天然反式脂肪酸。反刍动物瘤胃中的微生物能使多不饱和脂肪酸(来源于牧草等饲料)发生异构化,如亚油酸(18∶2,9c,12c)变为共轭亚油酸(18∶2,9c,11t 和18∶2,10t,12c)。此过程中,顺式双键会有一部分转变为反式。α-,γ-亚油酸也能经同样的途径转变为部分反式共轭亚油酸。而后,这种部分反式共轭亚油酸可以被动物体吸收,也可能进一步被微生物氢化为硬脂酸。科学家观察在动物瘤胃中生成的这种反式脂肪酸与其他反式脂肪酸相比有其特殊性,即在动物实验中,表明它在生理上能作为抗氧化剂并且抑制动物体中肿瘤的形成。18∶2,10t,12c型脂肪酸参与动物体脂质的代谢,并且在某些情况下能将机体成分向有利于健康的方向改变[9]

②工业产生的反式脂肪酸来源于氢化或热加工的工业过程,比如植物油的精炼过程或油炸过程。

氢化:化学氢化过程是将室温下呈液态的脂肪转变为固体脂。这个过程使脂质从液态变为固态/半固态,同时产生反式脂肪酸。在焙烤,油炸食品,甜点和商业油炸过程中,部分氢化植物油脂能取代天然状态下呈固态的饱和脂肪酸(如猪油和黄油)。商业食品加工更倾向于使用氢化植物油,因其价格低廉,保质期长,能赋予食品期望的味道、质构和外形。

植物油的精炼:食用油的生产要经过精炼过程,以除去杂质/天然存在非必需物质(如游离氨基酸、碳水化合物、磷脂、蛋白质及其降解副产物)。它们会改变食用油的颜色,味道与气味。在精炼过程中植物油通常被加热到60~100℃,然后为了提高油脂的感官品质,将温度提高到180~270℃进行油脂的除臭,在除臭过程中,植物油里会有反式脂肪酸的形成[9]

油炸:在油浴油炸时,热油(150~190℃或更高)作为热传导介质,有益于油炸食品的质构和风味的形成。在这个过程中,食用油/脂经历了各种化学变化,包括氧化、水解、异构化、聚合、环化。结果形成很多产物如游离脂肪酸、甘油单酯、甘油二酯、氧化单体、二聚物和多聚物,这些物质包含在油炸食物之中,形成了油炸食品特有的外形、气味、味道。油炸食物后,对油脂质量的研究显示:油脂中顺式双键减少,反式双键增多。这证实了油炸过程有反式不饱和脂肪酸生成。

在发达国家,各种食物的反式脂肪酸含量都有质量指标,但是中国在这方面还没有充分的监管与规范措施。

(3)反式脂肪酸的控制与预防

为了降低反式脂肪酸造成的危害,需要想尽办法减少它在食品中的含量。平时,少食油炸食品和松软香甜的含油食品如蛋糕、冰激凌、曲奇饼干、油炸薯条和巧克力等;少吃西式快餐;家庭烹饪时,尽量采用煮炖蒸等方式,如若需要煎炒也应尽量避免油温过高,加热时间过长,避免油出现发烟现象,做到猛火快炒。食品加工中,为了提高植物油脂的熔点,增加其塑性,延长保存时间,防止油脂酸败,常常对植物油进行氢化处理。产品有人造奶油、植脂末、奶精、代可可脂、精炼植物油和起酥油等。它们具有独特的感官性质,广泛用于蛋糕、饼干、速冻西式馅饼等的制作中,而赋予制品光滑细腻的外观,酥香的口感和一定的塑性[9]。因此,香甜诱人的糕点里藏有隐形的“杀手”。

家庭烹饪中,如果食用植物油脂加热温度过高,时间过长,会出现发烟现象。这时,油脂中的反式脂肪酸的含量会大大增加。反复使用的煎炸油脂,发烟点会大大降低,烹饪温度很容易超过其发烟点,而使其中反式脂肪酸的含量也不断上升。蔬菜,肉蛋类如果采用煎炸、烧烤等方式,也会使其中的不饱和脂肪酸转变为反式脂肪酸。

鉴于反式脂肪酸的危害,各国政府都在想方设法消除膳食中的反式脂肪酸,在商业制备包装食品中,各国政府都在强制要求将食品中反式脂肪酸的含量与其他营养素一样明确地标示在营养标签中。然而,在中国,几种高反式脂肪酸的食品仍然被食品生产公司/街边小摊售卖,这是一个严重的事件,迫切需要引起我们的关注。