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胆固醇和甾醇是油脂中的重要组成部分,它们在高温加工条件下可能发生降解而生成对人体有毒害作用的产物。本文较系统研究了油脂中胆固醇和甾醇的热稳定性,旨在为食用油脂的科学加工与营养标识提供依据。 主要研究结果如下: (1)采用气相色谱-质谱联用仪对胆固醇高温氧化物进行鉴定,硅胶柱色谱法对其进行分离,并由MTT法检测其对大鼠肝细胞BRL的毒性。结果显示:胆固醇在高温下的主要氧化物有5种,分别为:7α-羟基胆固醇、7β-羟基胆固醇、5,6β-环氧基胆固醇、5,6α-环氧基胆固醇、7-酮基胆固醇。单因素实验表明在160℃下加热30分钟可以产生最大量的胆固醇氧化物,并在此条件下对胆固醇氧化物进行制备。粗制品经过硅胶柱色谱洗脱收集,可得纯度约为90%的胆固醇氧化物(组成为:7α-羟基胆固醇9.96%、7β-羟基胆固醇23.24%、5,6β-环氧基胆固醇15.34%、5,6α-环氧基胆固醇14.36%、7-酮基胆固醇26.77%、胆固醇3.12%、其它杂质7.21%)。MTT法实验结果表明纯化后的胆固醇氧化物在80μg/mL浓度下对大鼠肝细胞BRL表现出显著毒性作用(p<0.05),在100μg/mL时,细胞活性仅有空白对照的7.49%,胆固醇氧化物的毒性机理有待进一步研究。 (2)为了阐明甘油三酯中脂肪酸是否饱和以及脂肪酸碳链长度对胆固醇氧化的影响,采用GC-MS研究了胆固醇在三丁酸甘油酯、三辛酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、三油酸甘油酯和猪油中的热氧化特性(160℃下0-4小时,110℃下0-96小时),同时对过氧化值的变化进行跟踪检测。主要氧化产物为7α-羟基胆固醇、7β-羟基胆固醇、5,6β-环氧基胆固醇、5,6α-环氧基胆固醇、7-酮基胆固醇。160℃条件下,胆固醇在三油酸甘油酯和猪油中氧化迅速,而在三丁酸甘油酯、三辛酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中氧化缓慢。在110℃条件下,胆固醇在三丁酸甘油酯、三辛酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中不会发生氧化,但在三油酸甘油酯和猪油中迅速氧化。对不同脂肪酸甘油酯的比较可以发现胆固醇的稳定性依次为三丁酸甘油酯>三辛酸甘油酯>三硬脂酸甘油酯。脂肪酸甘油酯是否饱和对胆固醇的氧化有重大影响,即胆固醇在不饱和脂肪酸甘油脂中氧化更加迅速。脂肪酸甘油酯中脂肪酸的碳链长度对胆固醇的氧化也有影响,即碳链越短越有助于胆固醇的稳定。过氧化值实验结果进一步验证了上述结论。 (3)探讨了11种抗氧化剂对胆固醇在空气和猪油中高温氧化的抑制作用以及对猪油过氧化值的影响。使用气相色谱-质谱联用技术检测高温氧化前后胆固醇含量变化,同步检测5种主要高温氧化产物(7α-羟基胆固醇、7β-羟基胆固醇、5,6β-环氧基胆固醇、5,6α-环氧基胆固醇、7-酮基胆固醇)。结果表明:多种抗氧化剂对胆固醇在空气中的高温氧化可以起到明显的抑制作用,以芦丁、槲皮素、绿原酸、咖啡酸效果最好。胆固醇在猪油中氧化程度较弱,11种抗氧化剂中只有咖啡酸表现出较好的抑制作用。过氧化值的对比研究发现:咖啡酸、橙皮素、柚皮素、维生素E、BHT均有一定的降低过氧化值作用,其中以咖啡酸效果最佳。不同抗氧化剂对空气中胆固醇高温氧化的抑制有很火不同,从而有助于筛选具有较强高温抗氧化能力的抗氧化剂。咖啡酸的高温抗氧化能力值得关注。 (4)研究了6种植物油(玉米油、甾醇强化玉米油、大豆油、花生油、葵花籽油、橄榄油)在高温条件下甾醇的稳定性。使用气相色谱-质谱联用技术检测了植物油中3种主要甾醇(菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇),并测定了油脂酸价随加热时间的变化。结果表明,总甾醇含量最高的是甾醇强化玉米油,达到7.82 mg/g,橄榄油中甾醇含量最低,为0.62 mg/g,β-谷甾醇在总甾醇中比例最高。高温加热条件下(180℃),植物油中甾醇稳定性较强,但加热时间过长,仍会导致部分甾醇降解,如加热24小时后,下降到70.99%(花生油)至86.45%(甾醇强化玉米油)不等,菜油甾醇、豆甾醇、β-谷甾醇在加热过过程中所占比例保持基本不变。加热过程中,植物油的酸价均呈上升趋势,其中玉米油、甾醇强化玉米油、大豆油、橄榄油的酸价达到初始值的2-3倍,葵花籽油、花生油酸价增幅相对较小。