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氫化油
來源:互聯(lián)網(wǎng)

氫化油(英文名:Hydrogenated oil),又稱人造脂肪、氫化硬脂精氫化植物油氫化油脂等,是由不飽和油脂(如魚油、向日葵油、棉籽油等)在一定溫度和壓力下,催化加氫所得的飽和程度較高的油脂。

油脂根據(jù)氫化處理的程度不同,可分為部分氫化和完全氫化。完全氫化后得到的油脂硬度很大,在實際生產(chǎn)中少用,部分氫化作用應用最多。氫化油不溶于水,溶于乙醚、苯、三氯甲烷二硫化碳。氫化后脂肪酸飽和程度高,熔點也隨之增高(熔點隨氫化程度而變化),碘值則降低。氫化油的穩(wěn)定性高于原料油脂,能除去部分原料油脂異味。氫化油不易變壞,可以大量儲存,成本低。氫化油被食品等行業(yè)廣泛應用。其可用于制作肥皂、香皂、硬脂酸丙三醇、化妝品及表面活性劑等;也以輕度氫化油脂制造人造奶油、代可可脂、人造奶油等。

含有氫化油的食品,都可能含有反式脂肪。反式脂肪酸會提高人體膽固醇含量,特別是低密度脂蛋白膽固醇含量。其對健康主要有增加血液黏稠度,促進血栓形成;提高低密度脂蛋白,促進動脈硬化;增加糖尿病乳腺癌的發(fā)病率;影響嬰幼兒和青少年正常的生長發(fā)育。可以通過降低氫化油中反式脂肪酸的含量以及采用非氫化技術(shù)生產(chǎn)食品專用油脂,來有效改善氫化油對人類健康的危害。

歷史沿革

第二次世界大戰(zhàn)之前,美國營養(yǎng)學家發(fā)現(xiàn)牛油豬油等動物性脂肪比植物油更富營養(yǎng),開始鼓勵人們食用。在第二次世界大戰(zhàn)時,不少美國軍隊士兵感到自己行動不夠敏捷。美國營養(yǎng)學家發(fā)現(xiàn),美國士兵遭遇的困境在于體內(nèi)脂肪堆積太多,出現(xiàn)肥胖、心血管阻塞、體力下降等癥狀,無法應付耗費體力和需要靈活度的叢林戰(zhàn)爭。這時,美國營養(yǎng)學家開始呼吁人們減少食用動物油脂,改吃植物油。

但是,植物油存在不易保存的問題。于是,美國研究人員把植物油轉(zhuǎn)化成容易保存的氫化油。人造脂肪的基本原理是在加熱含不飽和脂肪酸多的植物油時,加入金屬催化劑(鎳、銅、鉻等),通入氫氣,使不飽和脂肪酸分子中的雙鍵與氫原子結(jié)合成為不飽和程度較低的脂肪酸分子。與植物油相比,氫化油的飽和度增加、熔點升高、硬度加大,故氫化油又稱“硬化油”。

氫化油為固態(tài)或半固態(tài)油脂,其香味和口感優(yōu)于植物油,可和動物油脂媲美。于是,氫化油廣為美國人所接受,并逐步銷往世界各地。氫化油價格便宜,性質(zhì)穩(wěn)定,可以在較高溫度下進行食品煎炸、烘焙和烹飪,而且加工時間短,食品的外觀和口感都能得到顯著改善,保存時間也較長。

基本原理

氫化油又叫硬化油、氫化硬脂精氫化植物油等,是植物油經(jīng)脫膠、脫酸、脫色等加工精煉后再氫化而制的固體、半固體油脂。人造脂肪就是將富含不飽和脂肪酸的植物油加熱,同時加入金屬催化劑氫氣,使不飽和脂肪酸分子中的雙鍵與氫原子結(jié)合的一種化學反應。根據(jù)氫化處理的程度不同,可分為部分氫化和完全氫化。部分氫化是指根據(jù)需要控制氫化反應條件和過程,只對油脂中部分不飽和脂肪酸的雙鍵加氫的氫化反應,又稱為選擇性氫化;完全氫化是指對油脂中所有不飽和脂肪酸的雙鍵加氫,使所有不飽和脂肪酸變?yōu)轱柡椭舅岬臍浠磻卜Q為高度氫化。完全氫化后得到的油脂硬度很大,在實際生產(chǎn)中少用,部分氫化作用應用最多。

氫化條件

以大豆氫化油為例。其氫化條件為:

原料油:一般氫化所用原料油為經(jīng)過堿煉、脫色、脫臭后的油。

催化劑選擇:一般采用Ni型催化劑。

氫氣質(zhì)量:氫氣純度在99.5%以上。

影響因素

1.氫化反應溫度:反應初溫應控制在140~165℃,終溫應控制在185~190℃。氫化反應是放熱反應,每降低1個碘值,溫度升高1.66℃,可用冷卻水來控制溫度上升。

2.反應時間:一般反應時間為2.5~4.5h。選擇性氫化所需時間2.5~4.5h,非選擇性氫化反應時間控制在2.5h以下。

3.氫化劑量:氫化劑量是油相總量的0.1%~0.5%。

4.氫氣壓力:一般氫氣壓力控制在196~392kPa。

5.加氫量:每降低1個碘值所需氫氣量為1.1Nm3/H2,可根據(jù)所需產(chǎn)品確定加氫量。

特性

氫化油不溶于水,溶于乙醚、苯、三氯甲烷二硫化碳。氫化后脂肪酸飽和程度高,熔點也隨之增高(熔點隨氫化程度而變化),碘值則降低。氫化油的穩(wěn)定性高于原料油脂,能除去部分原料油脂異味,能改善植物油脂、動物油脂的某些應用品質(zhì),能擴大油脂使用的范圍。氫化油不易變壞,可以大量儲存,成本低,而且用氫化油做出來的食物不油不肥。

作用

改善穩(wěn)定性

天然植物油脂富含不飽和脂肪酸,不飽和脂肪酸的化學性質(zhì)不穩(wěn)定,保存中很容易發(fā)生氧化,使其無法食用。氫化油可提高油脂的飽和度,從而提高其穩(wěn)定性,使其儲存期延長。植物油、動物油以及魚油均可制作成氫化油。

獲得固體脂

氫化油提高了油脂的熔點,增加了油脂的可塑性,從而為食品工業(yè)提供具有良好可塑性、硬度、乳化性的專用油脂(如起酥油、煎炸油特種油脂代可可脂等)。

主要應用

氫化油呈固態(tài)或半固態(tài),具有熔點高、氧化穩(wěn)定性好、貨架期長、風味獨特、口感更佳等優(yōu)點,且成本上更占優(yōu)勢,被食品等行業(yè)廣泛應用。例如:其可用于制作肥皂、香皂、硬脂酸丙三醇、化妝品及表面活性劑等;也以輕度氫化油脂制造人造奶油、代可可脂、人造奶油等。

其中夾心餅干氫化油被稱作是氫化棕櫚油、部分氫化植物油,在膨化食品中氫化油被稱為氫化橄欖油,在蛋黃派里氫化油被標注為植物起酥油,在咖啡、奶茶等飲品中使用的名稱是植脂末,此外在朗姆冰糕、巧克力等產(chǎn)品中以起司油、精煉植物油等成分出現(xiàn)。

糖果

糖果中的油脂傳統(tǒng)上多使用可可脂黃油,但天然可可脂和乳脂具有產(chǎn)量少、價格高、熔點低等缺點,20世紀初人們開始利用氫化油等專用油脂,部分或全部取代糖果中的可可脂和乳脂。以氫化油為基料生產(chǎn)的代可可脂(或特種油脂),其結(jié)構(gòu)、稠度及色香味與天然可可脂(或乳脂)接近,且具有較高的熔點,能使制成的糖果在夏天不致產(chǎn)生油脂滲漏;良好的可塑性可以幫助糖果具有一定的外形而不坍塌、變形和破裂;適當?shù)挠捕龋墒固枪恢绿浂鴰碛湍伕校涣己玫?a href="/hebeideji/7158714377398468615.html">化學穩(wěn)定性,能使糖果的貨架期延長;價格低廉,可降低糖果的原料成本。

焙烤食品

焙烤食品中使用最廣泛的油脂有起酥油與人造奶油,這兩類專用油脂以其細膩的晶體結(jié)構(gòu)、良好的充氣性能、合適的可塑范圍、適宜的軟硬度、優(yōu)良的抗氧化性能,廣泛代替?zhèn)鹘y(tǒng)的豬油、植物液體油應用于焙烤食品工業(yè)。用特種油脂或起酥油可以制備出各種松軟可口的點心,而氫化油是許多人造奶油、起酥油必不可少的原料。

煎炸食品

氫化油制成的高穩(wěn)定性煎炸油具有良好的穩(wěn)定性、風味特性和千層酥性,用它來煎炸食品,可有效緩解傳統(tǒng)煎炸油不耐炸、易發(fā)黑、吸油多、保質(zhì)期短等問題。

速凍食品

速凍食品專用油脂大都是氫化棕櫚油系列的速凍油脂。常應用在速凍食品(如速凍餃子、速凍湯圓、速凍饅頭、速凍薯條等)的生產(chǎn)中。速凍專用油脂是一類風味類食品油脂,其黏度較大、穩(wěn)定性較好,可改變速凍食品的組織結(jié)構(gòu)和光澤、改善風味及口感、增強食品營養(yǎng)性等。

冷飲食品

冰淇淋生產(chǎn)中使用較多的氫化油產(chǎn)品主要有熔點為28~32℃的特種油脂、起酥油等產(chǎn)品。油脂是冰淇淋等冷飲食品的重要組成成分,冰淇淋的含脂量一般為6%~8%,用于冰淇淋生產(chǎn)的油脂一般為固體脂肪。世界上少數(shù)國家要求用于冰淇淋的油脂為黃油,乳脂來源于全脂牛奶乳脂奶油和奶油等乳制品,來源受限,價格昂貴,因此包括中國在內(nèi)的許多國家使用較多的植物油和氫化油替代乳脂。

其他

氫化油還可作為一些食品添加劑的原料,如可用氫化油生產(chǎn)食品乳化劑單酸甘油酯;氫化油還可作為一些食品風味料和著色劑的載體,如用氫化油來作為香精及著色劑的溶媒,可方便香精及著色劑的保存與使用;氫化油還可作為可可醬、芝麻醬等的穩(wěn)定劑,如在脂肪含量很高的調(diào)味醬中加入一定量的氫化油,可防止儲存期間發(fā)生液油離析的現(xiàn)象等。

危害

含有氫化油的食品,都可能含有反式脂肪。一般的脂肪在身體里7天代謝,反式脂肪在身體里50天才可以代謝。反式脂肪酸和飽和脂肪酸一樣,都會提高人體膽固醇含量,特別是低密度脂蛋白膽固醇含量。氫化油對健康主要有4個方面的危害:增加血液黏稠度,促進血栓形成;提高低密度脂蛋白,降低高密度脂蛋白,促進動脈硬化;增加糖尿病乳腺癌的發(fā)病率;影響嬰幼兒和青少年正常的生長發(fā)育,并可能對其中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育產(chǎn)生不良影響。

影響嬰幼兒生長發(fā)育

在母體膳食中攝入的反式脂肪有一部分可通過胎盤(或乳汁)進入胎兒(或嬰幼兒)體內(nèi)。反式脂肪酸會干擾嬰幼兒體內(nèi)必需脂肪酸的代謝和長鏈不飽和脂肪的生物合成(如ARA、DHA等的合成),容易引起嬰幼兒必需脂肪酸的缺乏。必需脂肪酸對嬰幼兒的中樞神經(jīng)系統(tǒng)及其他器官系統(tǒng)的發(fā)育至關(guān)重要,必需脂肪酸的缺乏最終會抑制嬰幼兒的早期發(fā)育與生長。

影響心血管系統(tǒng)

反式脂肪酸可通過多條途徑影響脂質(zhì)代謝,最終導致血脂濃度發(fā)生改變,其中血清總膽固醇(TC)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)和脂蛋白α[Lp(α)]的濃度會增加,高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)濃度會減少。TC、LDL-C和Lp(α)的濃度升高是引起冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的最重要的危險因素,而HDL-C的濃度則與冠心病呈負相關(guān)。

此外,反式脂肪對血管內(nèi)皮細胞功能有損害;還能增加血液粘稠度和凝聚力的作用。而血管內(nèi)皮受損、血粘稠度的升高都是動脈硬化、血栓形成和冠心病發(fā)作的重要危險因素。

引發(fā)糖尿病

反式脂肪酸能使脂肪細胞胰島素的敏感性降低,從而增加機體對胰島素的需要量,增大胰腺的負荷,容易引起Ⅱ型糖尿病。

其他影響

反式脂肪酸有增加患某些癌癥(大腸癌、前列腺癌、乳腺癌等)的危險性;反式脂肪酸可造成大腦功能衰退,降低記憶力;反式脂肪酸與肥胖、肝功能失調(diào)有關(guān);反式脂肪還與男女不育有關(guān)等。

措施

降低氫化油中反式脂肪酸的含量

傳統(tǒng)的人造脂肪方法是在鎳(Ni)催化下,將氫氣直接加成到脂肪酸不飽和位點處,對油脂進行部分氫化,高溫、高壓的催化條件能導致反式脂肪酸大量產(chǎn)生。為降低反式脂肪酸生成量,氫化工藝中的改良措施主要有以下方面:

一是嚴格控制氫化反應條件。降低反應溫度,提高反應壓力,增加反應系統(tǒng)攪拌速度并增大催化劑用量,可獲得反式脂肪酸含量相對較低的產(chǎn)品。但由于目前傳統(tǒng)的氫化反應設(shè)備的限制,改變氫化反應條件很難將部分氫化油中的反式脂肪降至5%以下。

二是采用新型催化劑。采用貴金屬催化劑(Pt、Pd或Ru)作為觸媒,不但可在較低溫度(70℃)反應,而且可使反式脂肪酸的生成量極低。

三是采用電化學氫化反應。電化學氫化反應是將油脂與電解質(zhì)水溶液溶劑中溶解,以催化劑為陽極進行電分解,在催化劑表面產(chǎn)生氫原子進行氫化反應。電化學氫化反應溫度低、能耗少、易控制,反應中硬脂含量高、反式脂肪酸含量少。

四是采用超臨界流體氫化反應。在超臨界狀態(tài)下,以丙烷或二氧化碳為溶劑,金屬鉑為催化劑,油脂與氫氣均勻溶解后反應速度極快,且反式脂肪生成量很低。

五是采用完全氫化反應。將油脂完全氫化,可使油脂中脂肪酸完全飽和,從而避免產(chǎn)生反式脂肪酸。其最終產(chǎn)品硬化油并不適于在食品加工中直接利用,但可將其作為調(diào)配油脂使用。

采用非氫化技術(shù)生產(chǎn)食品專用油脂

固體脂與液體油進行酯交換反應

油脂間酯交換,是對甘油三酯脂肪酸結(jié)合位置重新排列,以改變油脂物理性質(zhì)的技術(shù)。酯交換反應有2類:一是以甲醇鈉等為催化劑的化學法;二是以脂肪酶為催化劑的酶法。與氫化法比較,酯交換技術(shù)油脂損失較大、成本高,但由于脂肪酸的分子結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變,因而不會產(chǎn)生反式脂肪

用高含固體脂的天然油脂進行分提

油脂一般是多個甘油三酯混合體,分提是將溶解后油脂冷卻,將油脂中高熔點部分選擇結(jié)晶,再經(jīng)過濾分離為結(jié)晶部分與液體部分的方法。分提是完全基于熱力學的完全可逆的物理改性方法,生產(chǎn)過程中不會產(chǎn)生反式脂肪酸。常用棕櫚油經(jīng)分提后獲得不同硬度的棕櫚油產(chǎn)品,這些棕櫚油產(chǎn)品可分別滿足特種油脂、起酥油、冰淇淋煎炸油、涂沫脂、巧克力、咖啡伴侶等不同食品之用。

進行油料育種改良

可以通過基因改良技術(shù),改變某些植物油脂的脂肪酸組成,使之在熔點、氧化穩(wěn)定性上類似氫化油,但不含反式脂肪。這類轉(zhuǎn)基因油脂已經(jīng)進入了外國的食品市場,如高油酸葵花籽油、卡諾拉油、中高油酸葵花籽油、低亞麻酸卡諾拉油等,這些油脂不需要氫化即可用作高溫煎炸、烘焙等專用油脂。

生產(chǎn)油脂代用品

鑒于過量攝取脂肪對健康的危害,用擬脂配料替代天然脂肪,是減少食物中脂肪的一條重要途徑。理想的脂肪代用品應能模擬出脂肪所具有的結(jié)構(gòu)品質(zhì)、口感、風味,而且還應具有低燒、無毒的特性。為了滿足消費者對低脂食品的需求,各種不同品質(zhì)的脂肪代用品應運而生。目前,國外已有以糖類蛋白質(zhì)為基礎(chǔ)的油脂代用品以及脂肪酸甲酯代脂品。

相關(guān)事件

2019年3月,中國嬰兒配方食品標準規(guī)定,不應使用危害嬰兒營養(yǎng)與健康的物質(zhì);所使用的原料和食品添加劑不應含有谷蛋白;不應使用氫化油脂;不應使用經(jīng)輻照處理過的原料;只有經(jīng)過預糊化后的淀粉才可以加入到嬰兒配方食品中,不得使用果糖。較大嬰兒和幼兒配方食品不應使用危害嬰兒營養(yǎng)與健康的物質(zhì);不應使用氫化油脂;不應使用經(jīng)輻照處理過的原輔材料。

參考資料 >

氫化油.中國大百科全書.2024-12-16

我國嬰幼兒配方乳粉標準中禁止使用哪些物質(zhì)?.國家標準化管理委員會.2024-12-17

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