油脂热加工过程中环氧甘油三酯的生成规律及调控研究

环氧甘油三酯(ETGs)是一类至少有一条脂肪酸酰基链携带环氧基团的甘油三酯,广泛存在于热氧化油及煎炸油中,是氧化甘油三酯(ox-TGs)中毒性最大的一类成分之一,对人体具有潜在危害。然而,目前仍缺少ETGs系统鉴定方法。本论文通过建立ETGs分析方法,探究油脂热加工过程中影响ETGs生成的因素,进一步实现ETGs的靶向调控,并在实际油炸体系中进行应用。主要研究内容如下:(1)通过探究ETGs的质谱裂解规律,开发了一种基于高效液相色谱-质谱法(HPLC-MS)的ETGs分析方法。优化了色谱及质谱条件:乙腈-水(6:4,v/v)与乙腈-异丙醇(1:9,v/v)比例为37%~90%时,ETGs被有效洗脱,最佳色确认细节谱条件为柱温40℃,流动相流速0.3 m L/min,ETGs在电喷雾电离源(ESI)正离子模式下响应最强,且整个分析过程在20 min内完成;验证了方法准确性:该方法在0.20~1.00 mg/L范围内具有良好的线性关系(R~2=0.9971),检测限、定量限分别为0.0679μg/L、0.2032μg/L,回收率介于89.35%~105.01%之间,日内精密度为0.181,日间精密度为0.100,说明该分析方法准确度高。根据质谱中准分子离子、环氧硬脂醛(m/z 281)、二酰基甘油如OO~+(m/z603)、O_(ep)O~+(m/z 619)等特征碎片,在热氧化葵花籽油(SFO)中共鉴定到36种ETGs,包括单环氧甘油三酯(mono-ETGs)、双环氧甘油三酯(di-ETGs)、羟基-环氧甘油三酯(hydroxyl-ETGs)、醛基-环氧甘油三酯(aldehyde-ETGs)五大类。(2)探究了影响植物油中ETGs生成的因素。结果表明,ETGs总含量与时间、温度和油Feather-based biomarkers脂不饱和度成正比。加热前期,棕榈油(PO)、高油酸花生油(HOPO)、SFO三种植物油中的ETGs总含量快速升高,18 h后累积速率下降。120~210°C下加热36 h后,与新鲜油相比,PO、HOPO和SFO的ETGs分别增加了4.47~19.90倍、5.94~25.66倍和7.61~29.82倍。Mono-ETGs、hydroxyl-ETGs分别为PO、SFO中最主要的ETGs单体(高于40%),随温度、时间的增加,mono-ETGs比例升高。在180℃的SFO中探究了其他因素对ETGs总含量的影响。结果表明,通入30~120 m L/min流速的空气将ETGs总含量提高至对照组的1.Fulvestrant34~2.48倍(p<0.05),且无氧体系不产生ETGs;金属离子(100mg/kg)促进了ETGs的生成(p<0.05),且该促进效应与加入的离子价态呈反比,最强的是Na~+(33.87%),最弱的是Al~(3+)(17.69%);通入0.5~0.8 m L/min流速的水分使ETGs含量相比对照组增加2.32%~5.68%,继续降低或升高水分流速降低了ETGs生成量(4.16%~10.08%);添加5%~15%(油重)的淀粉、1%~15%(油重)的蛋白分别将ETGs含量提高至对照组的4.47%~22.5%、17.69%~51.32%,而低含量淀粉(1%油重)在加热前期(0~30 h)抑制了ETGs的生成(17.86%),继续加热含量超过对照组。采用多元线性回归分析获得了ETGs含量的预测方程(R~2=0.8574):ETGs总量=0.747(加热时间)+0.209(加热温度)-0.007(水分流速)+0.216(蛋白含量)+0.052(淀粉含量)+0.474(空气流速)。ETGs与氧化指标的相关性分析表明,ETGs与ox-TGs相关性最强(r=0.9522,p<0.01),其次为TPC(r=0.9248,p<0.01)。(3)制备了靶向抑制煎炸油中ETGs的茶多酚胶束粒子,同时通过提高裹粉质量降低了ETGs向食品内的迁移。生育酚与茶多酚以1:1比例复配抑制高温SFO中ETGs的协同效果最强(34.46%)。通过蒸发薄膜法制备以大豆卵磷脂包埋茶多酚的胶束粒子,粒径范围为107.00~752.79 nm,Zeta电位范围为-41.63~-30.45 m V,包封率介于64.86%~75.88%之间。扫描电子显微镜观察到胶束粒子呈球状,激光共聚焦显微镜证实了芯材被成功包封并均匀分布在壁材中。将包埋后的茶多酚以1:1与生育酚混合,该组合在室温及高温SFO中的分散性良好,对高温SFO中ETGs的抑制率较未包埋组高46.94%,且显著优于人工合成抗氧化剂效果;对炸鸡块、炸薯条用油的ETGs抑制率分别达到25.88%、23.93%,且样品的质构、感官特性、风味物质与对照组没有显著改变。裹粉体系中,随直/支链淀粉比例在0.12~0.42范围内线性增加,鸡块裹糊率由33.40%增加至46.81%,含油量由25.53%降低至20.77%,且鸡块所含油中ETGs含量无显著差异,因此控制鸡块吸油率降低了煎炸油中ETGs向鸡块内的迁移,但比例超过0.29后鸡块感官质量发生显著降低。综上,当控制裹粉层直/支链淀粉比例为0.29时,配合胶束粒子组合的应用,有望将油炸食品中ETGs含量降低33.95%以上。