微波加热对食用油品质及脂肪酸成分的影响

严俊安 朱李佳 于 微 杨 慧 刘小立 高 超 王 竹 王 俊

(深圳市慢性病防治中心1，深圳 518020) (中国疾病预防控制中心营养与健康所2，北京 100050)

《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》显示[1]，全国城乡居民平均每标准人日食用油的摄入量为42.1 g，远远超过中国营养学会推荐标准25～30 g[2]。动物性食用油中含有较多的饱和脂肪酸，饱和脂肪酸每日摄入量不足5 g，人患脑出血的几率会增加[3]。植物性食用油含有大量的不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸能调节人体的脂质代谢，预防心脑血管疾病，促进生长发育，在免疫调节、延缓衰老等方面均具有重要的生理作用[4,5]。食用油在生产过程中会产生少量的反式脂肪酸，摄入过多的反式脂肪酸会增高心血管疾病发生的风险[6]。其次食用油的酸价和过氧化值也是影响人体健康的重要因素[7]。

微波技术以其高效省时、加热均匀、操作简便等特点，已经成为工业生产重要的加工方式和广大家庭常用的加热方式。目前，微波技术在食用油生产的应用较为广泛，相对应的研究，如：微波技术在油脂提取中对出油率、酸价和脂肪酸的影响等相关研究已有较多报道[8-10]。而利用家用微波炉对成品食用油进行加热，研究微波加热对油脂酸价、过氧化值、脂肪酸的影响的相关研究不多，横向对比微波加热对不同食用油品质影响的报道更是少见。为排除食物基质对食用油的影响，采用家用微波炉直接对菜籽油、大豆油等8种常见食用油进行加热，评估微波加热对食用油品质的影响，为家庭健康烹调提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

脂肪酸甲酯混合标准品(含37种脂肪酸甲酯)，亚油酸甲酯混合标准(含4种同分异构)，十一碳酸甘油三脂，正己烷(色谱纯)，14%BF3-甲醇溶液，氢氧化钠、无水硫酸钠均为分析纯试剂。

三级菜籽油、一级大豆油、特级初榨橄榄油、一级葵花籽油、一级玉米油、压榨一级花生油、一级芝麻油、调和油。

1.2 仪器与设备

7890A-5975C气相色谱-质谱联用仪，R205SM-DR分析天平，MM721NG1-PW微波炉，DKZ-2恒温水浴箱。

1.3 微波加热处理

取干燥的石英坩埚，称重后将10 mL食用油倒入坩埚并置于微波炉中，分别用微波炉的低(500 W)、中低(550 W)、中(600 W)、中高(650 W)、高(700 W)档位对食用油分别加热1、2、5、10 min，室温充分冷却后，再次称重，计算样品的挥发损失。取适量的油样测定其酸价、过氧化值及其脂肪酸成分。

1.4 酸价及过氧化值测定

根据GB 5009.229—2016《食品安全国家标准 食品中酸价的测定》第一法 滴定法测定油脂的酸价，GB 5009.227—2016 《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》第一法 冷溶剂指示剂滴定法测定油脂过氧化值。

1.5 脂肪酸测定

1.5.1 样品甲酯化

称取1滴食用油样品(约0.02 g)于10 mL玻璃螺口带塞离心管中，加入100 μL 10 mg/mL十一碳酸甘油三酯内标，2.5 mL 0.5 mol/L NaOH-MeOH溶液，振荡混匀。在45 ℃水浴中皂化20 min，加入2 mL 14% BF3-甲醇溶液，混匀，继续水浴2 min，取出迅速冷却，加入2 mL正己烷，振荡1 min，加入2 mL饱和氯化钠溶液，上层清液经水洗和无水硫酸钠脱水后，于GC-MS进样分析。

1.5.2 色谱条件

色谱柱HP-88(100 m×0.25 mm×0.20 μm)毛细管柱；载气为高纯氦；柱流量1.5 mL/min；分流比50∶1；进样口温度250 ℃；升温程序：初始温度60 ℃，保持1 min，以15 ℃/min升温至188 ℃，保持25 min，以10 ℃/min升温至230 ℃，保持10 min。

1.5.3 质谱条件

EI源电子能量70 eV；溶剂延迟8 min；电子倍增电压1650 V；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃，传输线温度230 ℃，扫描模式SIM，扫描离子m/z：43、55、67、74、79、83、87、91、95。

2 结果与分析

2.1 质量等级指示值与测定值比较

表1为8种食用油质量等级酸价和过氧化值指示值与测定值的比较。从表1可以看出，8种油脂除了葵花籽油过氧化值偏高外，其他均符合油脂瓶身标示的质量等级指标。而葵花籽油过氧化值偏高的原因可能是：在不适宜环境中存放过久，导致过氧化值升高[11]，达不到一级质量标准。

表1 8种食用油质量等级指示值与测定值比较

2.2 微波加热对食用油酸价的影响

图1为菜籽油在不同功率微波下，酸价随加热时间的变化曲线。在不同微波功率下，连续加热10 min，菜籽油的酸价在0.60～0.68 mg/g波动，没有明显的上升或下降趋势。其余7种食用油的酸价随微波加热变化曲线与菜籽油的变化曲线相似，酸价均未发生明显改变。实验结果与纪俊敏等[20]结果比较，大豆油和玉米油的酸价的变化趋势等的研究结果一致，但花生油的酸价的变化趋势有所不同，可能是食用油的品牌或质量等级不一样所致。

图1 不同微波功率下加热菜籽油酸价随时间变化

2.3 微波加热对食用油过氧化值的影响

图2为不同微波功率下加热，菜籽油过氧化值随时间的变化曲线。菜籽油、大豆油、花生油、芝麻油、调和油的过氧化值变化趋势相似，在500 W和550 W微波下加热，过氧化值没有明显改变；分别在600、650 W微波下，对食用油加热少于5 min时，过氧化值也没有明显改变，加热10 min时，过氧化值有所上升，而且650 W比600 W的上升速率更快；在700 W下加热大于5 min，5种油脂的过氧化值开始明显上升，并在10 min时达到最大值。

图2 不同微波功率下菜籽油的过氧化值随时间变化

图3为不同微波功率下加热，玉米油过氧化值随时间的变化曲线。玉米油在500、550 、600 W微波下加热，其过氧化值缓慢上升；在650 W微波下加热小于5 min时，其过氧化值缓慢上升，加热至10 min时，过氧化值快速上升；在700 W微波下加热小于5 min时，过氧化值急剧上升，加热至10 min时，过氧化值反而下降，此结果也与纪俊敏等[20]的研究结果一致。可能是：在微波的诱导下，不饱和脂肪酸的双键α-H发生断裂，形成R·自由基，R·自由基与空气中的氧气发生反应，生成自由基ROO·，自由基ROO·会从烯键上夺取一个氢，生成氢过氧化物ROOH，此时油脂的过氧化值会上升。氢过氧化物ROOH又不太稳定，在高温下经过复杂的分裂和相互作用，最终生成小分子醛、酮、酸、醇、环氧化物等二级产物，使过氧化值趋于降低[21，22]。但在700 W微波下加热5 min，油脂已经上升到较高的温度，不排除是高温诱导的过氧化值变化。

图4为不同微波功率下加热，橄榄油过氧化值随时间的变化曲线。橄榄油和葵花籽油的过氧化值变化趋势相似，在500、550 W和600 W微波下加热不同时间，它们的过氧化值没有明显改变；在650 W微波下加热时，葵花籽油过氧化值在5 min时开始上升，10 min时已经急剧下降，而橄榄油的过氧化值在加热10 min时才略微上升；在700 W微波下加热5 min时，它们的过氧化值均上升，加热至10 min时，橄榄油和葵花籽油的过氧化值分别下降至5.11 mmol/kg和5.04 mmol/kg，均低于其本底值。食用油加热后，其过氧化值低于本底值的原因可能是：在油脂中含有较多不稳定的过氧化物，在高温作用较长下，过氧化物分解比生成的多，出现加热后的过氧化值就比本底值低。

图3 不同微波功率下玉米油的过氧化值随时间变化

图4 不同微波功率下橄榄油的过氧化值随时间变化

经过不同功率的微波和不同时间的加热，菜籽油、大豆油、花生油、芝麻油、调和油的过氧化值随着微波功率的增大和加热时间的加长而增加。玉米油、橄榄油、葵花籽油的过氧化值出现了上升然后下降的变化，而过氧化值本底值较高橄榄油、葵花籽油，经过700 W、10 min加热后，其过氧化值发生下降且低于本底值。

2.4 微波加热对食用油脂肪酸成分的影响

2.4.1 微波加热对食用油脂肪酸种类的影响

经检测，未加热与加热后的菜籽油均能检出棕榈酸、硬脂酸、油酸等21种脂肪酸。色谱图经过内标校正后进行叠放比对(图5)，未加热与加热后的菜籽油中的脂肪酸GC-MS图重叠效果良好，加热后的菜籽油的脂肪酸GC-MS图未出现新的色谱峰。其余7种食用油经过加热后也无产生新的色谱峰。可以认为菜籽油、大豆油等8种食用油在功率低于700 W的微波下加热少于10 min时，都不产生新的脂肪酸。

2.4.2 微波加热对食用食用油肪酸含量的影响

使用不同功率的微波对菜籽油加热不同时间，菜籽油中脂肪酸含量的变化如表2所示。随着微波功率的增大和加热时间的加长，菜籽油中主要脂肪酸：棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、α-亚麻酸，以及其饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、总反式脂肪酸均没有发生明显的改变。其余7种食用油的脂肪酸随微波加热的变化情况相同，各类脂肪酸没有发生明显的改变。可以认为，功率低于700 W的微波，加热少于10 min，对食用油的各种脂肪酸的含量暂不产生影响。

图5 菜籽油中的脂肪酸GC-MS图

表2 菜籽油中主要脂肪酸随微波加热的变化/g/100 g

脂肪酸功率/W加热时间/min012510肪酸功率/W加热时间/min012510棕榈酸5003.653.613.423.563.21饱和脂肪酸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单不饱和脂肪酸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多不饱和脂肪酸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亚油酸50019.6518.6319.5819.6018.66总反式脂肪酸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-亚麻酸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

经不同功率和不同时间的微波加热，8种食用油没有产生新的脂肪酸，其脂肪酸各组分含量也尚未发生明显改变，认为功率低于700 W的微波，加热少于10 min时，对食用油的脂肪酸含量暂不产生影响。本研究中的花生油脂肪酸含量变化情况与徐同成[23]的研究结果有所差别，可能是本研究所用的花生油为非冷榨花生油，或所用微波功率不同造成的。

3 结论

使用功率700 W以下的微波炉，对菜籽油、大豆油、橄榄油、葵花籽油、玉米油、花生油、芝麻油、调和油加热10 min以内，虽然食用油的过氧化值会随微波加热发生改变，但8种食用油的酸价尚未发生改变，认为食用油尚未发生酸败，微波加热也没有改变食用油原有的脂肪酸组成。从微波加热对食用油的品质和脂肪酸成分影响的结果看，可以认为微波加热是日常生活中安全和健康的加热方式。