12-反式脂肪酸的研究进展概要

（序号：101A1044 ）北京化工大学

第十届“萌芽杯”参赛作品—A类

作品名称：反式脂肪酸的研究进展

类别（综述类/实验类）：综述类

指导教师：孙巍

负责人：裴丹钰

联系方式：

2014年6月8日

团队成员及指导老师介绍指导老师介绍：

团队成员介绍：

目录

摘要 (4)

关键词 (4)

第1章引言 (4)

第2章反式脂肪酸的研究进展 (5)

第2.1节反式脂肪酸的概况 (5)

2.1.1 反式脂肪酸的简要介绍 (5)

2.1.2反式脂肪酸的历史背景与发展 (7)

2.1.3反式脂肪酸的使用现状及对人体的危害 (8)

2.1.4各国对反式脂肪酸的规定与限制 (11)

第2.2节反式脂肪酸的检测方法 (14)

第2.3节反式脂肪酸的减少与替代方法 (15)

第2.4节反式脂肪酸知信度调查结果的讨论 (24)

第3章总结 (26)

参考文献 (27)

致谢 (28)

附录 (28)

反式脂肪酸的研究进展

裴丹钰，惠园园，吕博妮

摘要：反式脂肪酸存在于天然物质和加工食品中。随着生活水平的提高，人们越来越注重食品的营养价值和安全性，而含反式脂肪酸的食品对人类健康的危害越来越为大家所熟知。本论文通过阅读大量文献资料，介绍了反式脂肪酸历史背景与发展、危害、各国对反式脂肪酸的规定与限制、检测方法，归纳整理出反式脂肪酸减少与替代方法，并且在论文中对每一部分都进行讨论分析，提出思考与建议。

关键词：反式脂肪酸、危害、政策法规、减少与替代方法

第1章引言

日常生活中反式脂肪酸主要来自于氢化油。含反式脂肪酸的氢化油成本低廉，效果却可以与天然黄油相媲美。出于口味、工艺及成本等方面的考虑，一些食品生产企业在饼干、糕点、煎炸食品(薯条）、调味品(花生酱)等许多食品的生产中会使用含有反式脂肪酸的起酥油、氢化植物油，易使某些食品中会有较多的反式脂肪酸[1]。

随着科学技术的进步和经济的飞速发展，人们越来越多地食用含有反式脂肪酸的食品，但随之而来的是反式脂肪酸引起的一些食品安全问题，这引起了科研工作者的重视。近年来，国内外越来越多的研究发现，反式脂肪酸的摄入可能对人体健康造成多种不良影响，如导致心脑血管疾病、影响婴幼儿发育、导致糖尿病等，对于反式脂肪酸的有关知识，我们应该有所了解。

本文概述了反式脂肪酸的历史背景与发展、使用现状与危害、各国政策法规、检测方法，主要归纳整理了并介绍减少与替代方法，并对反式脂肪酸的知信度进行调查。

在查阅资料与调查过程中发现，关于食品中反式脂肪酸的研究在国外己比较系统，有关方面都做了较深入的研究，取得了一定的成果，但在反式脂肪酸在人体健康方面，如与某些疾病的发生是否具有直接相关性以及致病机理等的研究都还尚未取得突破性进展。而国内由于营养知识的缺乏，使得我国居民对反式脂肪酸的认识较为落后，牛羊肉、乳制品消费的不断增加以及人造奶油等氢化油的大量使用，反式脂肪酸

己大量进入我国居民的日常饮食中，由此带来的健康危险正在逐年增加，这应当引起我国政府、学术界以及大众的重视[2]。

第2章 反式脂肪酸的研究进展

第2.1节 反式脂肪酸的概况

2.1.1 反式脂肪酸的简要介绍

（1）定义及性质：

通常的反式脂肪酸(Trans Fatty Acids 即TFA )是指那些双键结构呈反式的不饱和脂肪酸，根据所含的非共扼双键的数量，分为单不饱和TFA 和多不饱和TFA 。TFA 的定义划分应着重看脂肪酸中双键的化学结构，而不是根据脂肪酸中含有不饱和双键，而这些双键又是独立的，非共扼，那么就可以定义这类脂肪酸为TFA 。TFA 中反式双键的键角小于顺式双键的键角，且它在锯齿形结构空间上为直线型的刚性结构，由于这些结构上的特点，使得TFA 与顺式脂肪酸相比有着不同的性质，它具有更高的熔点和更好的热力学稳定性，性质更接近饱和脂肪酸[2]。

（2）结构：

图2-1饱和脂肪酸

图2-2 顺式脂肪酸

图2-3反式脂肪酸 C H C H C O OH

CH 3C OH O C C O OH H

CH 3H

（3）来源：

TFA的来源主要有三种。

①天然的反式脂肪酸

天然的TFA主要存在于反刍动物(如牛、羊)脂肪组织及其乳制品，主要由饲料中的不饱和脂肪酸经反自动物瘤胃中的丁酸弧菌属菌群的酶促生物氢化作用生成。在酶的催化过程中，TFA作为多不饱和脂肪酸(亚油酸、亚麻酸)转变为硬脂酸的中间体而大量产生。反刍动物体脂的TFA含量占总脂肪酸含量的4%-11%。牛、羊奶中的TFA 占总脂肪酸含量的3%-5%，且它们中的TFA以单烯键不饱和脂肪酸为主。随季节、地区、饲料组成、动物品种的不同，乳制品中TFA的含量和组成也会有较大差异，例如羊奶中的TFA含量低于牛奶。目前这类来源的TFA对于人体是否有害，学术界尚无定论。美国食品和药品管理局( FDA)的一些专家提出异议，认为来自于反刍动物的反式油酸不应该包括在TFA的定义内，因为这种TFA在体内代谢过程中可以通过去饱和而转化成共轭亚油酸。目前普遍的结论是这类来源的TFA对人体的危害较小。②油脂的氢化

天然油脂的理化性质，如熔点等无法完全满足食品工业中对油脂的要求，因此传统油脂生产过程中通过将油脂部分氢化来改善油脂的品质。在此过程中油脂分子中一部分双键被饱和，另一部分双键发生位置异构或转变为反式构型。经部分氢化的植物油具有较长的货架期，在高温煎炸过程中具有较好的稳定性。氢化植物油常温下呈固态或半固态，可增加食物的口感和风味。然而氢化过程中油脂的不饱和双键转变为单键的同时，也发生不饱和双键的异构化反应，产生TFA，主要是n-9反式油酸。例如人造奶油为7.1%-17.7%(最高31.9%)，起酥油10.3%(最高38.4% )。国外有研究称，食物中的TFA主要是反式油酸，约占90%。反式油酸中最常见的是n-9位反式油酸，其次是n-11位反式油酸。

传统油脂氢化是在镍催化条件下进行的。由于TFA具有比顺式脂肪酸更稳定的结构，因此在高温、高压的催化条件下能够大量生成。传统的氢化工艺产生的TFA较多，通过选择原料和工艺优化可在一定程度上降低TFA的生成量。超声波氢化和电化学氢化等新工艺所产生的TFA比传统工艺的少，且酶技术的应用能大大提高产物的选择性。不同氢化油中TFA的含量因加工工艺的不同而有很大的波动，一般占油脂含量的10%左右，最多可达60%，这是日常饮食中TFA的主要来源。

③油脂的精炼、储存和食品加工

在植物油精练脱臭工艺中，通常需要高温(250℃以上)加热2h，此期间有可能产生一定量的TFA。TFA主要产生在精炼过程中的脱臭阶段，高温脱臭后的油脂中TFA 含量可增加1%-4%。植物油的烟点一般高于2000℃，许多人烹调时习惯将油加热到冒烟，易导致TFA的产生。一些反复煎炸食物的用油，其油温远远高出食用油的烟点，使油及油炸食品中所含的TFA随用油时间的延长而增加。油炸食品中TFA含量的高低主要取决于所用油的种类，其中橄榄油或用橄榄油煎炸的食品中反式油酸较多，葵花籽油中反式亚麻酸含量较多。

一些焙烤和油炸食品，如油饼、丹麦馅饼、炸鸡、炸土豆条等食品中含有较高的TFA。其原因有两个:一是由于加工时使用了部分氢化油脂所致;二是加工过程中热作用产生TFA。TFA含量随氢化油用量和饱和度的不同而有较大差异。在未添加氢化油脂的焙烤食品中，TFA主要产生于加热过程。食物高温烹调过程中遇到光、热及其它催化作用，顺式脂肪酸在这些因素的作用下，通过异构化转变为TFA。此外，辐照剂量控制不当也能增加食品中TFA的含量，并随着辐照剂量的增加而增加[3]。

特别要提到的是：尤其是不恰当的油炸过程中，可能大量增加TFA。日常饮食中TFA的主要来源，并不一定是购买的成品氢化油或使用氢化油的食品，也取决于人们的膳食结构。欧洲膳食中30%~ 80%的TFA来自反刍动物脂肪，美国人80%TFA都来自于氢化油，这就意味着，即便假设二者摄入TFA的总量完全相同，由于TFA的来源不同，其对健康的危害程度也不尽一样。甚至也有研究表明天然反式脂肪也对人身体有一定益处，对此的研究还无全面而准确的定论，所以对反式脂肪的减少研究也应着重于人造反式脂肪即氢化油及天然脂肪酸之间的区别。

2.1.2反式脂肪酸的历史背景与发展

法国化学家保罗，萨巴蒂埃(Paul Sabatier)被认为是氢化技术之父他在1897年发明了有机化合物的催化氢化方法.并因此获得了1912年的诺贝尔化学奖.。

1901年德国化学家威廉?诺曼(Wilhelm Norman)发明了食用油的氢化方法并在1902年取得了专利。他借助镍、钯、钴等催化剂，把植物油从液态变为固态。使其既便于储存、运输，又延长了保质期，改善口感。

1909年位于美国俄亥俄州辛辛那堤的保洁公司取得此专利的美国使用权，并于1911年开始推广第一个完全由植物油制造的半固态酥油产品，此产品里头含有大量的不完全氢化棉花籽油。由于产品看起来很像猪油，宝洁公司于是将之作为食品加工用

的植物油脂销售并起了个名字叫Crisco意思是‘结晶的棉籽油’(crystallized cottonseed oil)。食用油的氢化处理也助长了捕鲸工业，因为鲸油在氢化处理之后更能得以保存以供民众购买使用。由于生产成木低且无须冷藏，氢化植物油很快就取代猪油成为起酥油的主要成分，20世纪50年代后.当人们发现饱和脂肪(如黄油)对心血管系统会带来危害后还一度推荐使用氢化植物油来取代它。

而关于TFA安全问题的争论已经持续半个多世纪，20世纪90年代后，“TFA有害论”才获得国际学术界共识。人们逐渐认识到反式脂肪对健康的危害甚至比饱和脂肪更大，而氢化植物油就是反式脂肪的主要来源。进入21世纪很多国家开始减少反式脂肪的使用并要求在食品标签上标明反式脂肪的含量现在已经有一些经过改进的工艺可以生产不含反式脂肪的氢化植物油。Crisco依然是美国最大的起酥油品牌.但部分氢化植物油的用量已大为减少近年来的某些产品甚至以‘反式脂肪含量0”为卖点[4]。

2.1.3反式脂肪酸的使用现状及对人体的危害

（1）氢化油在食品中的使用现状

根据对TFA产生原因的分析，人们日常饮食中TFA的主要来源是那些使用氢化油的食物，如植物性固体油脂；某些烘烤食品，如炸薯条、炸鸡块等快餐食品；沙拉酱等。

TFA产生的主要来源—油脂氢化的发明至今已有100多年的历史。油脂加氢的目的:①提高它的饱和度，从而提高它的氧化稳定性。②通过控制和改变加氢工艺条件及加氢饱和程度来制备各种物性的氢化油脂，从而使它们具有更广泛的用途。通过选择性氢化，可改善油脂的结构，使其中的不饱和脂肪酸部分得到饱和，从而使油脂的物理化学性质发生变化，制成食用硬化油。氢化后的油脂提高了硬度及熔点，使液体油固化，便于运输和加工;提高了抗氧化能力和热稳定性，便于保管和储存。此外，氢化后油脂的色、香、味也大为改善。由于氢化油诸多优点，从上世纪80年代开始，氢化植物油在食品工业中被广泛使用。

①在煎炸食品中的应用

用液油煎炸面团类、鱼、肉食品无法使之松酥香脆，并且液油中富含多不饱和脂肪酸，在煎炸时易氧化起泡，翻锅率很低。若采用高多烯酸选择氢化脂制成的煎炸油来煎炸，可很好地解决上述问题。这类氢化脂的AOM值可高达几百个小时，常采用高

亚油酸选择性好的催化剂，中等水平氢气压力和流量，温度180-200℃的加氢工艺来制备。

②在冷饮食品中的应用

油脂的品质直接影响冰淇淋加工工艺及品质。熔点25-32℃的氢化脂均可用来加工冰淇淋。一般熔点过高的氢化脂不宜使用，尤其是软质冰淇淋。氢化脂在15℃和25℃时固脂含量差值越大，越适宜作冰淇淋用脂。乳状不透明的冷冻饮品，如袋装奶，常含有一些油脂，其目的是提高产品的稠感。植物油通过选择性加氢可以具备与黄油类似的物性，从而可以用在冷冻奶类饮品中。

③在仿乳品类产品中的应用

目前，植物性鲜奶油常被作为食品顶端装饰物。其搅拌充气后体积增加4倍左右，细腻爽口，挺立度好易造型，受到加工者和消费者的认可。植物性鲜奶油中含22-30%的氢化植物脂。氢化油脂的SFC曲线与可可脂的相仿，一般在25℃以卜应含80%以上固脂。极度氢化月桂类脂和高反式酸类选择氢化花生油、葵花籽油，是制备植物性鲜奶油的良好原料。物理性质与黄油相仿的氢化脂还是炼乳类产品制备的最佳原料。由于植物油不合胆固醇，所以用氢化植物油加工的炼乳适合特殊人群，如不宜食用富含胆固醇类食品的人[1]。

由于TFA的某些特性如价格低廉、风味独特、口感好等，使其在食品工业中广泛应用。但随着科技的发展，人们对TFA的认识逐渐深入，其对人体健康的危害也被科学家们所发现。

（2）反式脂肪酸对人体健康的危害

美国国家医学研究院认为，反式脂肪对健康没有任何已知的益处，且摄入反式脂肪没有一个“安全水平”，也就是说，只要反式脂肪的摄入量增加，其对人体健康的危害就会增大。

①反式脂肪酸对心血管疾病的影响

TFA对心血管系统的影响是其危害研究的焦点。虽然其作用机制目前尚无定论，但大量的流行病学调查和实验表明TFA对心血管系统的确存在不良影响。

TFA心脏疾病有关，如心肌梗死、冠心病等。有关研究人员对老年男性志愿者的膳食习惯和健康情况进行了跟踪调查，结果发现：随着TFA摄入的减少，这些志愿者患心脏疾病的危险性相应下降[1]。有关流行病学调查结果显示，如果摄入TFA仅仅增加2%，就会导致患心脏病的危险急剧增加25%。国外一些科学家等研究证实TFA是导

致冠心病发病率增高的重要原因，TFA的摄入量与冠心病的死亡率呈显著正相关[3]。

TFA也与某些血管疾病有关。有研究表明，TFA能引起血清总胆固醇和低密度脂蛋白的升高，较小程度降低高密度脂蛋白，因而促进动脉硬化。TFA也能使血液粘稠度和凝聚力增加，实验证明，TFA的摄入量达到总能量的6%时，人群的全血凝集程度比TFA摄入量为2%的人高，因而容易使人产生血栓[3]。

此外，动物来源的TFA和氢化油中的TFA对心血管疾病的影响尚存在争议，有人发现增加动物来源的TFA摄入，患冠心病的风险表现出不同程度的降低或至少没有增加。因此，并非所有TFA都是有害的。TFA对人血清脂质的不良作用也可能是特定异构体的作用，尚待进一步证实[3]。

②反式脂肪酸与婴儿发育

哺乳期妇女如果大量摄入氢化植物油，TFA可以通过胎盘和乳汁进入婴幼儿体内，使他们被动摄入，对婴儿生长发育产生不可低估的影响。研究证实早产儿和足月婴儿体内TFA含量都与其体重呈负相关。

体内的TFA会干扰正常脂质代谢。TFA含量较高的膳食能使人奶中亚油酸含量增高，而多不饱和脂肪酸含量不受影响。由于婴幼儿的生理调节能力较差，TFA对多不饱和脂肪酸代谢的干扰会导致胎儿和新生儿体内必需脂肪酸的缺乏，影响生长发育。

TFA可结合于机体组织脂质中，特别是结合于脑中脂质，抑制长链多不饱和脂肪酸合成，从而对婴幼儿的中枢神经系统的发育产生严重的不良影响;TFA抑制前列腺素的合成，母体中的前列腺素可通过母乳作用于婴儿，通过调节婴儿胃酸分泌、平滑肌收缩和血液循环等功能而发挥作用，因此TFA可通过对母乳中前列腺素含量的影响而干扰婴儿的生长发育[3]。

③反式脂肪酸与II型糖尿病

膳食脂肪和碳水化合物的类型和数量与糖尿病之间的关系存在很多争议。部分研究结果证实，TFA摄入过多会增加妇女患II型糖尿病的概率。脂肪总量、饱和脂肪酸或单不饱和脂肪酸均与糖尿病发病率无关，但摄入的TFA能显著增加患糖尿病的危险。实验表明TFA能使脂肪细胞对胰岛素的敏感性降低，从而增加机体对胰岛素的需要量，增大胰腺的负荷，容易诱发II型糖尿病[3]。也有分析结果表明，TFA可增加血清脂蛋白浓度，导致血糖不平衡，减少血红球对胰岛素的灵敏性，对女性Ⅱ型糖尿病有潜在的副作用[1]。

④其它

有关研究发现，TFA摄入过多会增加患非酒精性脂肪性肝炎的概率，同时可降低体脂中脂肪含量。国外研究结果发现摄入TFA最高的人群发生胆石症的相对危险性较高。

另外，国际儿童哮喘和过敏研究组织某些研究表明，其过敏症状的出现与TFA的摄入存在明显的相关性。结合欧洲国家TFA调查结果，发现在氢化植物油摄入较多的情况下此相关性更加显著。另一项欧洲的研究也证明摄入较多的人造奶油可增加成人期哮喘发作的危险性，且这一作用在成年男性中比女性更加明显[3]。

TFA对能促进人记忆力的一种胆固醇具有抵制作用，可降低记忆力。TFA由于不容易被人体消化，容易在腹部积累导致肥胖。

TFA会减少男性激素的分泌，中断精子在体内的反应过程，对精子的活跃性产生负面影响[1]。

随着科研工作者的不断努力，TFA的危害逐渐被人们所了解，并且随着大众对食品安全的日益重视，限制TFA摄入的呼声也高涨起来。但是，并不是所有的TFA都是有害的。研究表明，具有反式结构的共扼亚油酸对人体就有潜在的益处。到目前为此，TFA对人体是否还有其它危害的研究正在进行中。

2.1.4各国对TFA的规定与限制

随着对TFA潜在危害认知的不断深入，各国纷纷对TFA采取了严厉的控制措施。

(1)国际组织：1.1993年，FAO/WHO建议，政府应限制食品加工者在TFA含量高的食品中标示“低反式脂肪”的声明。

2.2003年，FAO/WHO专家委员会在“膳食、营养与慢性疾病的预防”中建议，TFA的上限摄取量为总能量的1%[6]。

(2)美国：1. 1999 年，美国食品药品管理局作出提案，拟将食品油脂中脂肪酸含量标示予以义务化[8]。

2.2004年8月，在发表的“饮食指南”中建议日均TFA的摄取量占总能量的1%以下[6]。

3. 2003年7月11日，美国FDA于通过最终条例，要求从2006年1月起对加工食品中的TFA含量进行强制标示。FDA要求在营养标签上,TFA以“反式脂肪”或“反式”标示,在饱和脂肪的下面一行单独列出,其含量以每份中含有的克数来表示,

含量在5g以下时精确到0.5g, 5g以上时精确到1g。当1份食物中含有的TFA低于0.5g, 如果标示则必须标为0[6]。

(3)加拿大：1.2003年1月开始强制标示营养标签，内容为1+13(能量、脂肪、饱和脂肪、反式脂肪（同时标出饱和脂肪与反式脂肪之和）、胆固醇、钠、总碳水化合物、膳食纤维、糖、蛋白质、维生素A、维生素C、钙、铁)；并鼓励用其它健康替代品替代高TFA含量的动、植物油[5]。

2.规定2005年12月始，新的食品营养标签中必须标示出TFA的含量，并提出禁止加工食品中含有对健康不利的TFA的私人议案，要求快餐店在餐牌上除列明食品价钱外，也需标明所含卡路里数量；餐馆也要在餐牌上标明每份食物的TFA和钠含量，让消费者抉择[11]。

3.要求反式脂肪在营养标签中单独一行列出,并且对健康声明中TFA的含量进行了详细规定,如“不含饱和脂肪酸”定义为每份标准食物或参考量的食物中饱和脂肪酸不大于0.2g,TFA不大于0.2g;“低饱和脂肪酸”指每份中饱和脂肪酸不大于2g,且TFA不大于2g等[6]。

(4)巴西：2007年7月31 日起，强制要求在包装食品的营养标签中标注包括饱和脂肪、TFA和钠含量的信息[11]。

(5)丹麦：最早开始关注食物TFA问题的国家。

1.1994年,丹麦营养委员会在《TFA对健康的影响》第一版指出“膳食中TFA 可增加冠心病危险性,其不利影响至少与饱和脂肪相等甚至更大…… ,应减少丹麦人造奶油中TFA的含量”[6]。

2.2003年6月，丹麦政府对TFA制订了严格的规定，成为世界上第一个对食品工业生产TFA设立法规进行限制的国家：自2003年6月1 日起，丹麦市场上任何含TFA超过2％的油脂都被禁止；且自2003年12月31日起，将其拓展到含油脂的食品中。新规定对丹麦本国和外国生产的产品都有效[11]。

(6)荷兰、瑞典、德国等国家：2003年之后相继推荐并制定食品中TFA的限量，同时要求广大食品生产商在营养标签上标示出TFA的含量。如荷兰、法国等国对TFA 的限量要求大多是将食品油脂中的TFA含量控制在 3.8%~5%。而瑞士则在2008年4月，追随丹麦立法对反式脂肪食品进行限制销售。

(7)日本：“第 6 次改订日本人营养需要量”中，指出TFA增加，有增加动脉硬化的危险性，将修订人造奶油脂肪含量的规格基准（80%以上），而准许生产低脂肪含

量涂抹人造奶油。并提醒消费者减少摄取含饱和脂肪酸与TFA的油脂食品[7]。

(8)韩国：1. 从2007年12月强制标示TFA含量,这是亚洲国家最先作出TFA法规[9]。

2. 韩国的快餐食品生产者在2008年底前逐步减少和停止使用含有TFA的油脂,同时韩国食品药品管理厅对一些主动减少反式脂肪使用的企业给予一定的津贴补助[10]。

(9)中国：

我国对TFA的发现、检验相对滞后，当国外宣布TFA 的危害及检出限时我国还没有相应的检测标准和方法。但自 TFA 问题曝光以来，我国对 TFA 表示了极大的关注[8]：

1.2006 年 2 月 17 国家粮油质检中心的有关人士表示已开始着手准备关于TFA的资料，考虑进行抽检[8]；

2.2006 年 5 月，“中国烹调油消费与健康”专题研讨会将《TFA与健康》作为一项专题报告进行讨论；随后，国家质检总局 2005 重点科研项目食品有害物质——TFA检测方法研究课题，在杭州通过专家鉴定[8]。

3.2010年11月，中国卫生部正式对TFA问题进行了回应，卫生部新闻发言人邓海华11月9日表示，卫生部已开展TFA风险监测评估工作，在风险评估的基础上，将按照食品安全国家标准程序开展相关标准的制修订工作。

4.2011年11月2日，卫生部公布了我国第一个食品营养标签国家标准,指导和规范营养标签标示。食品安全国家标准《预包装食品营养标签通则》规定，TFA含量为强制标识内容：食品配料含有或生产过程中使用了氢化和（或）部分氢化油脂时，在营养成分表中还应标示出反式脂肪（酸）的含量。

（以下两表（即表2-1和表2-2）摘自《预包装食品营养标签通则》（GB28050－2011））