高甾醇植物油研究现状

曹雄杰，吴卫国

（1.湖南农业大学 食品科学技术学院，湖南长沙 410128；2.长沙市食品药品检验所，湖南长沙 410036）

植物油已经代替动物油脂成为我国居民的主要食用油，膳食中油脂主要为人体提供能量以及必需脂肪酸，同时促进脂溶性维生素的吸收，维持生物膜的结构和功能，有些脂质还是合成激素调节内分泌必不可少的成分。脂类分为脂肪和类脂，脂肪即甘油三酯，脂肪的性质主要由组成它的脂肪酸决定。我国常见的食用油有菜籽油、花生油、大豆油、棉籽油和茶籽油等。2020—2021年度，我国食用油市场的总供给量为4 367.2万t[1]。食用油在生产过程中，一些脂溶性有效成分会进入食用油产品中，植物甾醇是最主要的功能性成分，被科学家誉为“生命的钥匙”，植物甾醇被证实具有降低胆固醇水平、预防心脑血管疾病、抗氧化作用以及延缓机体衰老等功能。但是，在油脂生产过程中，各种处理过程会导致植物甾醇流失，目前市面上已经出现了人为添加的高甾醇植物油，不仅符合大众对美味、营养、健康的饮食要求，同时为植物油的发展提供了新的方向。

1 甾醇的分类、植物甾醇的性质及在食用油中中含量

1.1 甾醇的分类

甾醇可分为动物甾醇、植物甾醇、菌类甾醇3大类，植物甾醇一般分为4-无甲基甾醇、4-甲基甾醇、4,4-二甲基甾醇3类[2]。常见的β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇和菜籽甾醇属于4-无甲基甾醇。甾醇主要以游离态、甾醇酯（脂肪酸酯和酚酸酯）、甾基糖苷和酰基化甾体糖苷等形式存在。甾醇的分类见表1。

表1 甾醇的分类

1.2 植物甾醇的结构和性质

甾族化合物具有环戊烷并氢化菲的环系结构。C-10、C-13带两个角甲基，C-3上有一个羟基， C-17上碳链结构的不同构成了不同的甾醇（图1）。

图1 甾醇的结构

其中，甾醇是甾类化合物C-3碳原子上连接仲羟基的仲醇，广泛存在于植物或动物的油和脂肪中，是生物体细胞膜的重要组成部分。由于植物甾醇特别是4-无甲基甾醇主体结构和动物甾醇胆固醇相同，两者具有相似的性质，在血液中4-无甲基甾醇会和胆固醇形成竞争关系，使得血液中总胆固醇的含量降低，起到维持胆固醇平衡，保持心脑血管健康的功效。植物甾醇虽然和胆固醇结构相似，但是在人体内的吸收差异较大，植物甾醇吸收率只有胆固醇的1/10。各种甾醇的吸收率也有不同。例如，菜油甾醇吸收率优于β-谷甾醇，酯化型甾醇吸收率是非酯化型甾醇的5倍[2]。因此，通过甾醇结构的优化改善甾醇的吸收是该领域研究的重点。

1.3 植物油中植物甾醇含量

植物甾醇是甾醇化合物中种类最多的，目前鉴定出的种类已达250多种，其中植物油中含量最丰富的主要是4-无甲基甾醇类，且以β-谷甾醇含量最为丰富。油脂中各甾醇的含量见表2。

表2 植物油中各甾醇的平均含量（单位：mg/100 g）

2 甾醇在植物油中的存在形式

甾醇在植物中的存在形式有游离甾醇和结合甾醇两种，不同植物油中甾醇的存在形式不同。大豆油中以游离甾醇为主，菜籽油、芝麻油、花生油以结合甾醇为主，其中以菜籽油中结合甾醇的含量最高，达到80.27%[3]。植物油在加工精炼过程中，与糖苷键结合的甾醇会被去除，几乎不含有甾基糖苷和酰基化甾体糖苷。结合甾醇主要是植物甾醇酯。游离甾醇在体内的溶解性较差，不能被很好地利用，含量过高，甚至会导致高植物甾醇血症。相较而言，植物甾醇酯则具有更好的降低胆固醇的作用。因此，研究不同植物油中甾醇的存在形式对评价植物油的健康功效具有很好的指导作用，同时也为高甾醇植物油生产指明方向。

3 影响植物油甾醇含量的因素

3.1 加工工艺

一般毛油中植物甾醇含量比精炼油中更高，压榨法、浸出法、水代法等不同工艺制取毛油也会导致植物甾醇含量不同。植物油精炼生产需要经过复杂的工艺（图2），每一道工艺都可能造成甾醇的损失。

图2 食用油精炼流程

玉米油中植物甾醇精炼过程中因吸附、分解、氧化造成不同程度的损失最多可达70%[4-5]。大部分甾醇会被油脂碱炼脱酸过程中形成的皂脚所吸附，脱色和除臭工艺流程也能去除一部分甾醇。碱炼过程主要使游离甾醇留在皂脚中，同时很少有甾醇酯水解[6]。白土吸附和酸活性白土条件下的催化水解甾醇酯是食用油中甾醇在脱色过程中的主要损失，同时在这个过程中会发生甾醇异构化[7]。脱色过程中菜籽油中甾醇损失率高达10.94%，是该生产流程中甾醇损失最大的一种植物油。食用油脱臭属于物理精炼过程，因为脱臭过程中游离脂肪酸含量高，会有游离甾醇和游离脂肪酸的酯化反应，脱臭过程后甾醇酯的含量会升高。

3.2 油脂改性

油脂改性技术使油脂获得不同的物理及化学性质，进而满足生产不同食品的特殊要求。油脂的改性有油脂氢化、油脂分提和油脂酯交换三大技术[8]。其中，油脂酯交换技术是得到甾醇酯非常有效的方法。油脂酯交换技术包括酶酯交换和化学酯交换，玉米油、大豆油以及菜籽油等在化学酯交换工艺过程中，甾醇的仲羟基会生成甾醇酯[9]。

3.3 添加高甾醇

随着生活水平的提高，健康饮食理念深入人心，市面上出现一些关爱健康的食用油品种以及以“甾醇”命名的食用油也逐渐畅销，如植物甾醇玉米油、植物甾醇菜籽油等。其中，菜籽油中结合甾醇的含量最高，特别是其中的β-谷甾醇结合态含量达到了299.08 mg/100 g。将植物甾醇作为营养强化剂添加到植物油中的研究已经成为植物油发展的一个新方向，并成为植物油生产领域的一个趋势，添加过程的主要难点是甾醇的量的控制和溶解性的确定。植物甾醇一般热稳定性较强，熔点较高，在140 ℃以上。目前植物油添加甾醇的主要方法是在温度达到甾醇的熔点后，将甾醇溶于植物油中，然而这种方法在油温冷却后会有部分甾醇以晶体的形式析出[10]。

4 结语

高甾醇植物油目前正随着人们的饮食观念转变而逐渐兴起，各产品品牌也开始加大对其的研发投入。目前来看，有以下3个问题需要注意。①深入了解各种类植物油中各种甾醇的含量和存在形式。由于游离甾醇吸收效率低，且不同种类的甾醇吸收率也有差异，需要将游离甾醇酯化为结合甾醇来提高其吸收效率。同时，在生产时可根据人体对不同甾醇的吸收率适当添加甾醇。②植物油加工工艺的控制。植物油精炼工艺是植物甾醇损失最大的环节，通过对工艺流程的改进和控制，可以达到提高成品植物油中甾醇含量的目的。在这一过程中，将植物甾醇转变成易被人体吸收且难被工艺除去的物质是工艺改进的关键。例如，将甾醇转变成甾醇酯，使其在植物油中的溶解度增大。③甾醇添加量的控制。植物甾醇种类较多，相关人员对各种甾醇的生理功能研究还不够全面。一些甾醇不仅会影响植物油的口感，且超过一定量，会对健康造成危害。因此，在甾醇添加过程中，要考虑到甾醇在植物油中的溶解性，同时也要全面了解添加的各种甾醇的生理性质。