微波加熱對食用油品質及脂肪酸成分的影響

嚴俊安 朱李佳 于 微 楊 慧 劉小立 高 超 王 竹 王 俊

(深圳市慢性病防治中心1，深圳 518020) (中國疾病預防控制中心營養與健康所2，北京 100050)

《中國居民營養與慢性病狀況報告(2015年)》顯示[1]，全國城鄉居民平均每標準人日食用油的攝入量為42.1 g，遠遠超過中國營養學會推薦標準25～30 g[2]。動物性食用油中含有較多的飽和脂肪酸，飽和脂肪酸每日攝入量不足5 g，人患腦出血的幾率會增加[3]。植物性食用油含有大量的不飽和脂肪酸，不飽和脂肪酸能調節人體的脂質代謝，預防心腦血管疾病，促進生長發育，在免疫調節、延緩衰老等方面均具有重要的生理作用[4,5]。食用油在生產過程中會產生少量的反式脂肪酸，攝入過多的反式脂肪酸會增高心血管疾病發生的風險[6]。其次食用油的酸價和過氧化值也是影響人體健康的重要因素[7]。

微波技術以其高效省時、加熱均勻、操作簡便等特點，已經成為工業生產重要的加工方式和廣大家庭常用的加熱方式。目前，微波技術在食用油生產的應用較為廣泛，相對應的研究，如：微波技術在油脂提取中對出油率、酸價和脂肪酸的影響等相關研究已有較多報道[8-10]。而利用家用微波爐對成品食用油進行加熱，研究微波加熱對油脂酸價、過氧化值、脂肪酸的影響的相關研究不多，橫向對比微波加熱對不同食用油品質影響的報道更是少見。為排除食物基質對食用油的影響，采用家用微波爐直接對菜籽油、大豆油等8種常見食用油進行加熱，評估微波加熱對食用油品質的影響，為家庭健康烹調提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

脂肪酸甲酯混合標準品(含37種脂肪酸甲酯)，亞油酸甲酯混合標準(含4種同分異構)，十一碳酸甘油三脂，正己烷(色譜純)，14%BF3-甲醇溶液，氫氧化鈉、無水硫酸鈉均為分析純試劑。

三級菜籽油、一級大豆油、特級初榨橄欖油、一級葵花籽油、一級玉米油、壓榨一級花生油、一級芝麻油、調和油。

1.2 儀器與設備

7890A-5975C氣相色譜-質譜聯用儀，R205SM-DR分析天平，MM721NG1-PW微波爐，DKZ-2恒溫水浴箱。

1.3 微波加熱處理

取干燥的石英坩堝，稱重后將10 mL食用油倒入坩堝并置于微波爐中，分別用微波爐的低(500 W)、中低(550 W)、中(600 W)、中高(650 W)、高(700 W)檔位對食用油分別加熱1、2、5、10 min，室溫充分冷卻后，再次稱重，計算樣品的揮發損失。取適量的油樣測定其酸價、過氧化值及其脂肪酸成分。

1.4 酸價及過氧化值測定

根據GB 5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》第一法 滴定法測定油脂的酸價，GB 5009.227—2016 《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》第一法 冷溶劑指示劑滴定法測定油脂過氧化值。

1.5 脂肪酸測定

1.5.1 樣品甲酯化

稱取1滴食用油樣品(約0.02 g)于10 mL玻璃螺口帶塞離心管中，加入100 μL 10 mg/mL十一碳酸甘油三酯內標，2.5 mL 0.5 mol/L NaOH-MeOH溶液，振蕩混勻。在45 ℃水浴中皂化20 min，加入2 mL 14% BF3-甲醇溶液，混勻，繼續水浴2 min，取出迅速冷卻，加入2 mL正己烷，振蕩1 min，加入2 mL飽和氯化鈉溶液，上層清液經水洗和無水硫酸鈉脫水后，于GC-MS進樣分析。

1.5.2 色譜條件

色譜柱HP-88(100 m×0.25 mm×0.20 μm)毛細管柱；載氣為高純氦；柱流量1.5 mL/min；分流比50∶1；進樣口溫度250 ℃；升溫程序：初始溫度60 ℃，保持1 min，以15 ℃/min升溫至188 ℃，保持25 min，以10 ℃/min升溫至230 ℃，保持10 min。

1.5.3 質譜條件

EI源電子能量70 eV；溶劑延遲8 min；電子倍增電壓1650 V；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃，傳輸線溫度230 ℃，掃描模式SIM，掃描離子m/z：43、55、67、74、79、83、87、91、95。

2 結果與分析

2.1 質量等級指示值與測定值比較

表1為8種食用油質量等級酸價和過氧化值指示值與測定值的比較。從表1可以看出，8種油脂除了葵花籽油過氧化值偏高外，其他均符合油脂瓶身標示的質量等級指標。而葵花籽油過氧化值偏高的原因可能是：在不適宜環境中存放過久，導致過氧化值升高[11]，達不到一級質量標準。

表1 8種食用油質量等級指示值與測定值比較

2.2 微波加熱對食用油酸價的影響

圖1為菜籽油在不同功率微波下，酸價隨加熱時間的變化曲線。在不同微波功率下，連續加熱10 min，菜籽油的酸價在0.60～0.68 mg/g波動，沒有明顯的上升或下降趨勢。其余7種食用油的酸價隨微波加熱變化曲線與菜籽油的變化曲線相似，酸價均未發生明顯改變。實驗結果與紀俊敏等[20]結果比較，大豆油和玉米油的酸價的變化趨勢等的研究結果一致，但花生油的酸價的變化趨勢有所不同，可能是食用油的品牌或質量等級不一樣所致。

圖1 不同微波功率下加熱菜籽油酸價隨時間變化

2.3 微波加熱對食用油過氧化值的影響

圖2為不同微波功率下加熱，菜籽油過氧化值隨時間的變化曲線。菜籽油、大豆油、花生油、芝麻油、調和油的過氧化值變化趨勢相似，在500 W和550 W微波下加熱，過氧化值沒有明顯改變；分別在600、650 W微波下，對食用油加熱少于5 min時，過氧化值也沒有明顯改變，加熱10 min時，過氧化值有所上升，而且650 W比600 W的上升速率更快；在700 W下加熱大于5 min，5種油脂的過氧化值開始明顯上升，并在10 min時達到最大值。

圖2 不同微波功率下菜籽油的過氧化值隨時間變化

圖3為不同微波功率下加熱，玉米油過氧化值隨時間的變化曲線。玉米油在500、550 、600 W微波下加熱，其過氧化值緩慢上升；在650 W微波下加熱小于5 min時，其過氧化值緩慢上升，加熱至10 min時，過氧化值快速上升；在700 W微波下加熱小于5 min時，過氧化值急劇上升，加熱至10 min時，過氧化值反而下降，此結果也與紀俊敏等[20]的研究結果一致。可能是：在微波的誘導下，不飽和脂肪酸的雙鍵α-H發生斷裂，形成R·自由基，R·自由基與空氣中的氧氣發生反應，生成自由基ROO·，自由基ROO·會從烯鍵上奪取一個氫，生成氫過氧化物ROOH，此時油脂的過氧化值會上升。氫過氧化物ROOH又不太穩定，在高溫下經過復雜的分裂和相互作用，最終生成小分子醛、酮、酸、醇、環氧化物等二級產物，使過氧化值趨于降低[21，22]。但在700 W微波下加熱5 min，油脂已經上升到較高的溫度，不排除是高溫誘導的過氧化值變化。

圖4為不同微波功率下加熱，橄欖油過氧化值隨時間的變化曲線。橄欖油和葵花籽油的過氧化值變化趨勢相似，在500、550 W和600 W微波下加熱不同時間，它們的過氧化值沒有明顯改變；在650 W微波下加熱時，葵花籽油過氧化值在5 min時開始上升，10 min時已經急劇下降，而橄欖油的過氧化值在加熱10 min時才略微上升；在700 W微波下加熱5 min時，它們的過氧化值均上升，加熱至10 min時，橄欖油和葵花籽油的過氧化值分別下降至5.11 mmol/kg和5.04 mmol/kg，均低于其本底值。食用油加熱后，其過氧化值低于本底值的原因可能是：在油脂中含有較多不穩定的過氧化物，在高溫作用較長下，過氧化物分解比生成的多，出現加熱后的過氧化值就比本底值低。

圖3 不同微波功率下玉米油的過氧化值隨時間變化

圖4 不同微波功率下橄欖油的過氧化值隨時間變化

經過不同功率的微波和不同時間的加熱，菜籽油、大豆油、花生油、芝麻油、調和油的過氧化值隨著微波功率的增大和加熱時間的加長而增加。玉米油、橄欖油、葵花籽油的過氧化值出現了上升然后下降的變化，而過氧化值本底值較高橄欖油、葵花籽油，經過700 W、10 min加熱后，其過氧化值發生下降且低于本底值。

2.4 微波加熱對食用油脂肪酸成分的影響

2.4.1 微波加熱對食用油脂肪酸種類的影響

經檢測，未加熱與加熱后的菜籽油均能檢出棕櫚酸、硬脂酸、油酸等21種脂肪酸。色譜圖經過內標校正后進行疊放比對(圖5)，未加熱與加熱后的菜籽油中的脂肪酸GC-MS圖重疊效果良好，加熱后的菜籽油的脂肪酸GC-MS圖未出現新的色譜峰。其余7種食用油經過加熱后也無產生新的色譜峰。可以認為菜籽油、大豆油等8種食用油在功率低于700 W的微波下加熱少于10 min時，都不產生新的脂肪酸。

2.4.2 微波加熱對食用食用油肪酸含量的影響

使用不同功率的微波對菜籽油加熱不同時間，菜籽油中脂肪酸含量的變化如表2所示。隨著微波功率的增大和加熱時間的加長，菜籽油中主要脂肪酸：棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、α-亞麻酸，以及其飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、多不飽和脂肪酸、總反式脂肪酸均沒有發生明顯的改變。其余7種食用油的脂肪酸隨微波加熱的變化情況相同，各類脂肪酸沒有發生明顯的改變。可以認為，功率低于700 W的微波，加熱少于10 min，對食用油的各種脂肪酸的含量暫不產生影響。

圖5 菜籽油中的脂肪酸GC-MS圖

表2 菜籽油中主要脂肪酸隨微波加熱的變化/g/100 g

脂肪酸功率/W加熱時間/min012510肪酸功率/W加熱時間/min012510棕櫚酸5003.653.613.423.563.21飽和脂肪酸5005.675.375.325.274.91C16∶05503.653.483.613.493.56SFA5505.675.295.425.345.176003.653.653.943.603.706005.675.675.635.615.506503.653.313.613.893.646505.675.495.575.525.537003.653.833.623.513.637005.675.525.595.475.71硬脂酸5001.361.341.301.201.20單不飽和脂肪酸50056.1554.7762.4559.6556.88C18∶05501.361.231.271.251.17MUFA55056.1557.0458.6156.7757.286001.361.351.321.441.3060056.1553.5556.7353.7159.016501.361.491.321.311.2365056.1559.0054.8356.9454.737001.361.291.421.331.3870056.1555.8560.756.7956.93油酸50053.0551.0959.5757.3854.30多不飽和脂肪酸50027.4227.1528.1727.5627.05C18∶1n9c55053.0554.4255.8854.1354.89PUFA55027.4228.2927.1827.8127.7260053.0551.0653.2750.2756.6760027.4229.2626.7827.5927.5265053.0556.6851.5353.5252.2765027.4228.0425.8128.3130.0970053.0553.5758.3553.4853.4770027.4229.0628.1629.1227.46亞油酸50019.6518.6319.5819.6018.66總反式脂肪酸5000.160.160.190.160.16C18∶2n6c55019.6519.6418.5918.6719.64Total-TFA5500.160.150.170.150.2060019.6520.4919.0219.5119.536000.160.180.170.180.1565019.6519.5417.0919.4921.516500.160.160.160.170.1770019.6519.9519.5920.5619.587000.160.160.170.160.19α-亞麻酸5007.297.057.516.896.51C18∶3n35507.296.987.118.076.896007.297.206.597.187.016507.297.427.047.847.577007.298.047.397.097.40

經不同功率和不同時間的微波加熱，8種食用油沒有產生新的脂肪酸，其脂肪酸各組分含量也尚未發生明顯改變，認為功率低于700 W的微波，加熱少于10 min時，對食用油的脂肪酸含量暫不產生影響。本研究中的花生油脂肪酸含量變化情況與徐同成[23]的研究結果有所差別，可能是本研究所用的花生油為非冷榨花生油，或所用微波功率不同造成的。

3 結論

使用功率700 W以下的微波爐，對菜籽油、大豆油、橄欖油、葵花籽油、玉米油、花生油、芝麻油、調和油加熱10 min以內，雖然食用油的過氧化值會隨微波加熱發生改變，但8種食用油的酸價尚未發生改變，認為食用油尚未發生酸敗，微波加熱也沒有改變食用油原有的脂肪酸組成。從微波加熱對食用油的品質和脂肪酸成分影響的結果看，可以認為微波加熱是日常生活中安全和健康的加熱方式。