烹饪是食用油脂最重要的应用场景之一,食用油和其他食材在高温热烹饪条件下,产生的烹饪油烟(COFs)。COFs是食物热烹饪过程中挥发的油脂、有机质及热氧化和热裂解产生的混合物,以气、固、液三相混合的气溶胶状态存在,其中至少含有300多种物质,包括具有强致癌性的多环芳烃类(PAHs)和具有诱变性的杂环胺类等。此外,COFs还是室内颗粒物和极细颗粒物(UFPs)的主要来源之一。
基于此,江南大学食品院的叶展、罗舒凡、刘元法*等概述了近年COFs组分特征相关研究进展,并总结了油脂COFs导致的主要健康风险,同时还对COFs组分影响的主要因素进行了梳理,展望了基于优化食用油脂加工技术,开拓未来油脂加工新材料、新途径,改善油脂理化与营养特性,进而从产品加工端实现油脂COFs的调控的油脂产品的COFs控制策略。本文对于构建油脂绿色加工体系,制备健康油脂产品,并为科学制定或优化油脂产品品质控制标准具有一定的实际意义。
食物在烹饪过程中产生的油烟,实际为可见的烟和雾的混合物,它是指食物烹饪和食品加工过程中挥发的脂溶性成分、有机物,以及油脂组分热氧化和裂解产生的固、液、气三相混合物,既包括固态颗粒物、液态油滴和挥发的水蒸气,还包括烷烃、醇类、醛酮、杂环胺、PAHs等挥发性有机物(VOCs)。食物COFs中主要危害物种类包含颗粒物和VOCs,如PAHs、挥发性醛类、杂环胺等,这些微小固态颗粒物和液态油滴在烹饪热环境下常与产生的挥发性有机气体结合,其黏性强,且极性小,不溶于水。食物COFs的组成如图1所示。
根据AD的不同分类,空气中的颗粒物一般可分为粗颗粒物(PM10,AD为2.5~10 μm)、细颗粒物(PM2.5,AD<2.5 μm)与UFPs(AD<100 nm)。COFs中含有大量的微米级颗粒物,这些颗粒物主要是由细颗粒物(PM2.5)和UFPs构成。颗粒物粒径与其吸入人体的部位直接相关,研究表明,AD大于50 μm的粒子不会被吸入,10~50 μm的粒子绝大部分沉积在鼻腔里,10 μm以下的颗粒物可进入鼻腔,而2.5 μm以下的颗粒物则可被吸入肺泡,并进入人体血液循环。基于此,COFs中的颗粒物可以主要分为两类,即可沉降颗粒物(AD>10 μm)和可吸入颗粒物(AD为0.01~10 μm)。可沉降颗粒物也称为粗颗粒物,其一般是指AD>10 μm的颗粒物。一方面这部分颗粒由于重力大于浮力,在空气中;另一方面,在COFs中,固态颗粒物往往和液态油滴混于一起,其黏性较强,因此,与可吸入颗粒物相比,其会在相对较短时间内沉降下来,对室内环境影响不大。在COFs相关研究中,聚焦PM10的分析研究也相对较少。之前研究表明,烹饪是室内颗粒物的最大来源,其产生的颗粒物约占个人暴露样本的52.5%,占住宅室内颗粒物浓度的43.2%;研究者还发现,烹饪区域比非烹饪区域的颗粒物浓度高约20 μg/m3,由烹饪产生的颗粒物对PM2.5和PM10的贡献均为25%,但若仅考虑室内源时,这一比例将分别增加到65%和55%。但是不同的加热(烹饪)方式对PM10浓度影响也存在影响,有美国学者对不同商业烹饪方式产生的油烟中的污染物的释放情况进行了统计分析,结果发现,食物炭烤油烟中PM10的释放率显著高于食物煎炸,食物完全炭烤PM10的释放率可达到85500 t/a。有研究者通过收集不同研究中的数据,对此也进行了对比,以可沉降颗粒物PM10为例,对比发现,在意大利地区(城市和乡村),烘烤制作比萨饼的油烟中,PM10的平均浓度范围15~482 μg/m3(均值123 μg/m3);在中国香港地区,家庭COFs中PM10的平均浓度范围为520~1330 μg/m3,并且测定的浓度顺序是:爆炒>油煎>油炸;而商品化食物的油炸(油炸豆腐)和烤制(烤肉)油烟中PM10的浓度范围为2260~4720 μg/m3,明显高于家庭烹饪中的水平;此外,还发现采用燃气的烹饪方式比采用电的烹饪方式产生油烟中的PM10、有机物和总挥发性有机化合物的浓度均更高。另一项研究对不同烹饪方式和通风类型的住宅中烹饪时产生的PM10和PM2.5特征进行了分析,结果表明,烤鱼产生的PM10和PM2.5颗粒物浓度最高,并且在烹饪期间,只有自然通风系统和油烟机系统同时开启时,才可有效降低烹饪颗粒物浓度。此外,烹饪方式是影响室内颗粒物浓度的最主要因素。总之,烹饪食物类型、烹饪方式、通风条件等因素对COFs中可沉降颗粒物均产生影响,从这几个方面入手,进而实现降低COFs中可沉降颗粒物浓度是行之有效的手段。然而,由于油烟中可沉降颗粒物因为在空气中存在时间短,并不被认为是室内空气和室外大气质量影响的最突出因素,因此,人们对其关注度相对较低。但是掺杂有氧化脂质、极性聚合物,以及其他毒害物质的可沉降颗粒物附着于皮肤、黏膜、上呼吸道等部位,同样会造成健康风险,因此,仍需要对其浓度进行合理控制。食物烹饪产生油烟中的颗粒物与人体健康,尤其是呼吸系统健康,存在着紧密联系,尤其是平均粒径更小的颗粒物,它们可随呼吸道进入人体,对人体健康的危害更大。因此,在我国由国家卫生健康委员会提出并归口,由国家标准化管理委员会和国家市场监督管理总局在2023年2月颁发的新版GB/T 18883—2022《室内空气质量标准》中,正式引入了PM2.5限量标准,要求室内PM2.5的24 h平均浓度不超过0.05 mg/m3。此前有关COFs中颗粒物的研究,也主要是基于PM2.5这一关键的可吸入颗粒物展开。食物烹饪过程产生的油烟对室内空气质量产生重要影响,之前的研究发现,烹饪食物可使厨房中UFPs的平均浓度和累积浓度增加20~40 倍,并且其可以快速弥散到客厅,在1~1.5 h内可使厨房和客厅内PM2.5平均浓度分别增加至0.16 mg/m3和0.06 mg/m3。研究人员采用一级压榨花生油炒制3 道典型中式菜肴(杭椒小炒肉、西红柿炒蛋和清炒白菜),考察烹饪过程中呼吸区颗粒物浓度变化,结果发现呼吸区平均PM2.5质量浓度和数量浓度分别(10.97±9.53)mg/m3和(23.12000±18.27103)cm-3,而且在通风不良条件下这两种浓度均可能增加3 倍,这表明烹饪菜肴类型和烹饪过程中的通风条件对COFs中颗粒物浓度均产生重要影响,且前者更为突出。此外,研究还发现相比于其他方式,食物烤制不仅产生PAHs类毒害物质,其产生的PM2.5浓度也最高,达到了(28.79±9.36)mg/m3,长期暴露将显著提高健康风险。由此可知,典型的中式烹饪方式产生油烟中颗粒物浓度普遍较高,并且涉及到高含油的烹饪方式,如食物的深度油炸、烤制等,油烟中颗粒物浓度更高。COFs颗粒物是由多种复杂化合物组成的混合固态小颗粒物质,其中含有多种有毒有害物质,危害人体健康。研究者采用气相色谱-质谱对收集的4 种中式餐馆排放油烟中的PM2.5颗粒物中的有机物的化学成分进行了分析,结果表明,可实现有效定量化合物总量占PM2.5颗粒有机物总量的5%~10%,其中脂肪酸类占73%~85%,是最主要成分。此外,还鉴定到了其他12大类化合物,包括正构烷烃类、PAHs类、正构醛类、内酯类、酰胺类等化合物,并且烹饪食物类型和烹饪方式显著影响这些不同类别化合物的含量。这些危害成分在烹饪过程中,伴随蒸汽、油烟、热风等条件一并裹挟在油烟微小颗粒物中,与空气一起形成气凝胶,构成室内和大气污染,危害人体健康,然而,这些油烟颗粒物的组成和物理化学特征仍未完全明晰,其可能与烹饪油脂和食物类型、烹饪条件等都具有重要联系。VOCs是指在室温下易挥发,存在于室内空气中的一类有机化合物的统称,是室内空气的主要污染物之一,也是气味的主要来源,其组成复杂。在COFs中,VOCs是COFs中除颗粒物外的另一类主要成分。研究表明,家庭烹饪烟气排放对总体环境气溶胶的贡献度估计在12%~20%之间,COFs中含有数百种VOCs,如烷烃、烯烃、烷醇、烯醛、酮和芳香烃类等,主要为碳氢化合物,它们其中多种是典型致癌物质,如PAHs、苯并芘等。VOCs不仅对人体产生危害,还是形成地面臭氧和光化学烟雾的重要前体,VOCs中某些碳氢污染物在阳光的照射作用下,与NOx发生反应,可在某些特定的气象和特殊地理环境下变成光化学烟雾,产生二次污染,并且高活性的VOCs还可对大气臭氧层产生重要影响。烹饪油脂的种类和加工精度、烹饪条件和方式,以及烹饪食材种类等对烹饪过程中的油烟气组分产生影响,此过程中产生的VOCs类型具有差异,进而影响人体健康和室内外空气质量。烹饪产生的油烟是空气污染的最主要来源之一,其中的VOCs是最根本的污染物,此前大量研究表明,在某些国内城市,烹饪源气溶胶对大气有机质含量的贡献量超过24%,甚至超过交通工具尾气排放的贡献量。这些VOCs中含有多种毒性化合物,有研究者对我国以沈阳地区为代表的东北地区COFs中VOCs类型进行了分析,结果表明,总VOCs的平均浓度和排放总量分别为(3407.06±889.50)mg/m3和994.5 t/a,研究者共鉴定出81 种VOCs,其主要成分包括烷烃(40.0%)、烯烃(10.4%)、芳香烃(1.9%)、卤代烃(1.8%)、醇类(42.7%)、醛酮(3.1%),这些检出的VOCs中有39 种是有毒挥发性化合物,约占检出物质数量的一半,主要包含苯系物和卤代烃类。研究者同样对上海不同地区的7 种不同典型菜馆烹饪油烟机排放的VOCs进了采集分析,考察VOCs的种类及其化学反应活性,结果表明,这些VOCs中含有(51.26%±23.87)%的烷烃和(24.33±11.69)%的含氧类VOCs,它们是烹饪源VOCs的主要组成部分。此外,对臭氧生成和次级有机气溶胶形成影响最大的VOCs为烯烃和芳香族,二者分别占6.8%~97.0%和73.8%~98.0%,烧烤类烹饪方式产生油烟中的乙醛、己醛和丙烯醛排放量显著高于其他类烹饪方式,其烟气更可能危害人类的健康。这些研究表明COFs(尤其是中式烹饪方式产生的油烟)中的VOCs对环境和居民健康构成重要威胁,需得到足够重视。COFs中的VOCs组成复杂,含有多种有机化合物,并且烹饪方式、烹饪食材、烹饪油脂类型和食材配比等因素对VOCs组成具有重要的影响。Yu Jing等对中式家庭烹饪过程中初级和次级有机气溶胶排放特征进行了研究,结果表明,不同烹饪食材类型(鸡肉、豆腐、卷心菜和宫保鸡丁)COFs中初级有机气溶胶排放率为1.1~2.0 mg/min,次级有机气溶胶排放率为1.9~2.7 mg/min,油烟中的半挥发性/中等挥发性有机化合物,如半萜烯更易于形成次级气溶胶,而且烹饪方式比烹饪食材对初级和次级有机气溶胶排放行为影响更大。另有研究也发现,典型的中式烹饪厨房烟气的VOCs的组分中,有害物甲醛、苯和甲苯的排放率依次为(1.273±0.736)、(0.074±0.039)mg/min和(0.004±0.004)mg/min,并同样确认烹饪方式是此过程的最主要影响因素。虽然食物的烹饪方式被报道是影响COFs VOCs中挥发物浓度和类型的最主要因素,食材种类、油脂类型等因素同样也发挥重要作用,例如,有研究发现,采用平底锅加热玉米油产生油烟中VOCs的主要成分为醛类,此外,炒制不同类型中式家庭烹饪常用香料,包括大蒜、生姜、香叶和胡椒(川胡椒),均产生大量的甲基吡咯,但是爆炒大蒜和生姜产生初级有机气溶胶浓度与单独加热玉米油时的类似,而爆炒香叶和胡椒产生的初级有机气溶胶是前者两倍。总结以上研究可知,在食物烹饪产生的油烟中,VOCs是除了颗粒物之外的另一重要的大气污染成分,其组成复杂,包含有烃类、醛类、酮类、酯类和苯系物等多种有害化合物,其不仅对室内空气产生污染,危害人体健康,还破坏大气产生二次污染。然而,虽然COFs VOCs中的危害物类型、释放特征等在之前研究中得到了较多的阐释,但是因为它们与烹饪方式、烹饪条件、食材种类(如油脂、食物、水分等),甚至烹饪环境均存在关联,因此,聚焦到某单一因素的影响,并解析其可能的潜在影响机制仍有待后续研究继续深入。PAHs是COFs VOCs中最具有毒害作用的挥发物之一。诸多研究表明,PAHs具有毒性高、生物降解性差和蓄积性高等特点,具有致畸、致癌和致突变作用,PAHs暴露危害人体健康,因此,PAHs在食品安全、环境卫生等领域均受到广泛重视。世界上普遍接受的美国国家环境保护局认定为优先控制污染物共有16 种,具体见表1,COFs中的这些PHAs在之前多个研究中均有被检测到。
炒制和煎炸(油煎和油炸)是中式食物烹饪的典型特征,将食用油直接预先加热至一定高温,或将烹饪器皿加热至高温,再加入食用油(即“热锅凉油”)的过程中可能产生多种致癌物质,如PAHs、聚合甘油酯等。COFs的油烟部分主要是由挥发性气态和颗粒物两种物质组成,有研究者通过分析我国杭州市室内外空气中16 种PAHs存在形式,发现59%~97%的PAHs被PM2.5颗粒吸附,其次3%~24%的PAHs被PM2.5~10颗粒吸附,0%~17%的PAHs被AD>10 μm颗粒吸附。这些PAHs与COFs中的颗粒物结合形成颗粒物结合型PAHs(particle-bound PAHs,PPAHs),由于气态和颗粒物结合态的PAHs均可随COFs被直接吸入人体,而且通常PPAHs具有更高分子质量,其致癌性更强,其可能比气相PAHs对人体健康产生更大危害。烹饪过程是室内PAHs污染的主要来源之一,研究者对食用油烹饪过程中产生油烟中的PAHs进行了分析,结果发现,加热40~85 g食用油(大豆油)COFs颗粒相PAHs(PPAHs)的排放质量区间为2258~6578 ng,并且在加热过程中,PPAHs排放率峰值出现时间早于温度峰值。然而烹饪方式对PAHs的释放产生重要影响,Chen等分析了3 类餐馆烹饪烟气中的21 种PAHs同系物组成,包括9 种中式餐馆、7 种西式餐馆和4 种烧烤餐馆,结果发现,烧烤餐馆排放烟气中的总PAHs浓度((58.81±23.89)μg/m3)显著高于其他两类餐馆((20.99±13.67)μg/m3和(21.47±11.44)μg/m3),但是中式餐馆油烟中总苯并[a]芘效价当量(B[a]Peq)浓度水平最高,达到了(1.82±2.24)μg/m3。也有研究者对家庭烹饪和不同类型餐馆(川菜、湘菜和烧烤)烹饪COFs中的PAHs进行了对比,结果表明,厨房内和排放COFs中PAHs浓度范围分别为0.171~0.500 mg/m3和0.220~0.836 mg/m3,其中大部分是含4~5 个环的PAHs,二者分别占总PAHs的61.36%和62.29%。烧烤餐馆产生油烟中的细颗粒物PAHs含量较高,达到616.71 ng/m3;湘菜餐馆油烟中的PAHs浓度最低(0.171 mg/m3),而采用色拉油的家庭烹饪方式产生油烟中的PAHs浓度最高(0.526 mg/m3)。这些研究表明,烹饪产生的油烟中有较高含量的PAHs,其具有多种毒害性,它们主要是与油烟颗粒物结合形式存在,可随颗粒物吸入肺部,危害人体健康。不同的烹饪方式和烹饪食材,如油脂类型、食材种类、水分含量等,产生的油烟中的PAHs组成和浓度也具有差异。挥发性醛类和酮类化合物在烹饪烟气中属于VOCs类,是除了PAHs之外的COFs中最主要的VOCs成分。然而,VOCs是一个统称,它是COFs中所有具有挥发性的有机物的总称,但严格来讲,烹饪烟气中的有些VOCs可能对人体健康不具有危害性,或其浓度范围远低于对人体造成的危害的定量限,有些VOCs可能还可能是食物烹饪过程中产生的风味物质,其赋予了食物烹饪的感官享受,因此,在烹饪过程中,并非所有的VOCs均为有害,不能一概而论。VOCs中的醛类和酮类化合物是典型的羰基化合物,它们具有强化学反应性,在考察COFs的相关研究中,有不少将它们归总为羰基化合物进行综合分析,而未有进行分类考察分析。有学者对北京地区餐馆COFs中的羰基化合物进行研究,结果发现油烟中的羰基化合物浓度为0.115~1.036 mg/m3,但不同烹饪方式和不同食材类型会产生影响,按羰基化合物浓度排序,依次为:烤鸭>中式烧烤>家常菜>西式快餐>学校食堂>中式快餐>川菜>淮扬菜。研究者对烹饪过程和食材成分对油烟中羰基化合物浓度的影响也进行了研究,结果发现,炸鸡、炸土豆、炸章鱼和炸鸡蛋过程产生油烟中的羰基化合物浓度分别为1.349、1.300、0.385 mg/m3和0.108 mg/m3,表明热烹饪食物对羰基化合物生成产生重要影响;不仅如此,炸制过程中的用油量、炸制温度和油脂种类同样影响油烟羰基化合物的浓度。然而,也有不少研究对醛、酮类化合物的排放特征分别进行分析,有研究表明,食物的烹饪,尤其是煎炸过程,产生大量的气态污染物,包括甲醛、乙醛、丙烯酰胺和丙烯醛等。有研究通过加热不同油脂、调味料和菜肴来分析油烟中醛酮化合物特征,共发现了13 种羰基化合物,其中醛类物质占61.1%~78.0%,主要是乙醛、丙烯醛和己醛,而丙烯醛浓度为235.18~498.71 μg/m3,比美国加州环境健康危害评估办公室指南提供的数据高100 倍。研究者对中国香港地区不同类型餐馆油烟气排放情况进行了调查,结果表明,油烟中羰基化合物浓度最高的成分是甲醛,其浓度占总量的12%~60%,而丙烯醛浓度也很高,占总量的30%;挥发性醛类,包括甲醛、乙醛、丙烯醛和壬醛占羰基化合物总量的72%。COFs中的醛酮化合物主要通过两种途径产生,一是烹饪燃料燃烧产生;二是食用油和食材在高温作用下发生氧化、裂解、水解反应产生。不同类型餐馆油烟中的醛酮类化合物组成存在明显的差异,以北京地区调查结果为例,西式快餐店油烟中醛酮类化合物C1~C3物质所占比例最低,为20%左右;中式餐馆油烟中醛酮类化合物C1~C3物质所占比例在40%以上,同时,快餐店排放的油烟中C4~C9醛酮类化合物所占比例明显高于其他类型餐馆(川菜馆、食堂等),其中,西式快餐排放的C4~C9醛酮化合物比例还明显高于中式快餐。对广州地区不同中式快餐店油烟分析也发现相似结论,即C1~C3醛酮类化合物是所有类型油烟中醛酮类化合物主要组分,且甲醛和乙醛是最主要两种组分。总之,醛酮类羰基化合物由于具有较强的化学不稳定性和毒害性,有必要通过调节烹调方式、改善烹调食材和食用油的品质、加强烹饪环境的通风条件等手段对其进行严格把控,然而烹饪食材,尤其是食用油的种类和品质对中式COFs中的醛酮类羰基化合物的生成规律和浓度的影响仍然不太明确,还有待继续研究。食物烹饪体系复杂,在主要由油脂、水分、淀粉(糖类)、蛋白质等组成的食材,在热加工环境中发生多种降解、聚合,以及物质的受热挥发等化学或物理反应。因此COFs VOCs中除了PAHs、挥发性醛酮外,还要其他多种成分,包括烷烃、脂肪酸、内酯和有机离子、碳和无机化合物,如CO、CO2、SOx、NOx等。研究发现,不同的烹饪条件产生的油烟气中正构烷烃的浓度较低,它们的平均碳数范围为14~33,并且中式餐馆排放油烟中正构烷烃与烹饪肉制品产生的油烟中正构烷烃的分布不同,但其与植物油煎炸油烟中的相似。研究还发现,西式快餐产生油烟中正构烷烃浓度是中式COFs中的2 倍,且在中式烹饪条件下,当油烟中正构烷烃碳数大于23时,其往往表现出奇数到偶数的碳的偏向性,而西式快餐油烟中则没有此特征。不仅如此,西式快餐烹饪和肉制品COFs中正构烷烃的最高碳数为25,而中式COFs中的正构烷烃碳数主要为29或31。由此可知,虽然COFs中正构烷烃的浓度在不同烹饪方式油烟中的占比很小,但是其依然有可能用作为特征标志物,以指示食材烹饪品质或热加工稳定性。近年来通过创新吸附材料,去除油烟中的烃类物质以净化COFs的相关研究逐渐成为热点,例如研究者通过向硅胶结构中引入Fe3+,获得了具有Fe-Si组成的结晶良好的MEL框架,可用于高效吸附COFs中的非甲烷烃类;还有研究发现,相比于Si-O-Al和Si-O-Si骨架材料,具有Ti-O-Si骨架的硅酸盐吸附材料,对COFs中的VOCs表现出更好的吸附性能。食物烹饪过程中由高温导致的热化学反应使得脂肪(油脂)发生热解,生成游离脂肪酸、甘油、甘油一酯和甘油二酯,伴随油烟挥发出来。不同烹饪类型,油烟中的游离脂肪酸分布同样存在差异,研究发现,在西式快餐烹饪产生的油烟中,饱和脂肪酸碳数范围为6~20,并且以棕榈酸为主;而中式烹饪菜肴COFs饱和脂肪酸碳数范围是6~24,此外,中式菜肴COFs中最常见的不饱和脂肪酸为油酸和亚油酸,美式菜肴油烟中的则是油酸。研究还发现,西式快餐释放的油烟中的饱和脂肪酸浓度是中式烹饪产生的COFs中的13 倍,而不饱和脂肪酸浓度为2 倍,这主要归因于烹饪食材、配料,以及烹饪温度的不同。在西式快餐COFs中,油酸和硬脂酸的比例小于1,但在中式COFs中这一比例大于1,这主要是由于西式快餐中油脂经历高温,导致TAG和磷脂的降解,并使得脂肪酸随烟气挥发,且降低了不饱和脂肪酸的比例。研究还发现,无论中式还是西式烹饪,油烟中均发现有高浓度的壬酸,但西式COFs中壬酸与其他脂肪酸(C8~C10)比例更低,爆炒比深度油炸油烟中脂肪酸量更高。烹饪油脂的类型不同,其脂肪酸组成不同,因此采用不同油脂烹饪,油烟中的脂肪酸的组成也表现出不同。COFs中也包含有多种有毒有害的无机气体,包括无机碳氧化合物、氮氧化物、SOx等酸性氧化物等。在我国最新实施的GB/T 18883—2022中,规定CO、CO2、SO2和NO2的1 h平均浓度上限分别为10 mg/m3、0.10%、0.50 mg/m3和0.20 mg/m3,但实际上气体燃料的燃烧,特别是不充分燃烧所产生的烟气中这些气体指标显著超出上述上限。研究者对国内400 个家庭厨房中的烟气进行调查,并评价了其CO、CO2和NO2的综合指数,据此评定清洁、轻度污染、中度污染和重度污染厨房的比例分别为4.8%、33.5%、21.7%、14%和26%,烟气污染厨房比例超过95%。烹饪时间、烹饪食物类型和方式对这些气体成分和浓度产生影响,研究表明烧烤和熬煮食物产生大量CO,其比西式点心餐厅和食堂中的浓度高出4~6 倍;研究也发现,采用家庭燃煤作为热源的烹饪方式,CO、SO2和NOx的平均排放浓度依次为53.30、0.41 g/kg和1.45 g/kg,而采用蜂窝煤烹饪产生的浓度相对更低。但是如何通过整体提升烹饪食材(如油脂)、烹饪方式等稳定性,进而改善这些有害物的排放,需要首先从产生机制层面上做更多的基础研究工作。COFs中除了上述这些VOCs和有害无机气体外,还有二羧酸、烷酮、内酯化合物等多种挥发性物质,它们在COFs中的浓度不高,但是它们不仅是室内空气的污染源,对人体健康产生危害,还会造成大气污染,增加碳排放、破坏大气平衡。然而总结前述研究可知,它们其中的某些特殊成分可作为烹饪食物烹饪品质或室内空气污染的指纹物质,进而用作食品烹饪和食材品质提升的指示因子。
COFs的组成复杂,但无论是其中的颗粒物还是挥发性气体组分,大多是对人体有害的成分。COFs暴露与人群健康风险可主要归纳为如图2所示。
由于COFs的可吸入性,以及烹饪场所的环境限制,与COFs最直接相关的人群健康风险即为呼吸系统疾病。研究发现,烹饪产生的油烟中由于含有多种毒害物质,具有显著的致癌和致诱变作用,烹饪实践被认为是与非吸烟的亚洲妇女人群患肺癌的最主要因素之一,并在较早之前已有较多报道。研究者基于1993年至1996年期间的数据,开展病例对照研究发现,对于每天做饭的非吸烟女性来说,随着每天烹饪时间(烹饪餐数)的增加,罹患肺癌的风险增加大约3 倍,并且对于通常等到起烟后才开始进行食材烹饪或烹饪期间不使用排风设备的女性而言,患病风险将进一步增加。还有研究者通过一项前瞻性队列研究,探讨了人群基因多态性与日均烹饪时间对罹患肺癌影响的联合效应,结果发现,日均烹饪时间每增加1 h,将使得肺癌的患病风险增加17%;每天烹饪时长大于2 h的人群比非烹饪人群肺癌患病风险增加2.05 倍,且位于人肺组织细胞6p21.32点位的rs2395185和rs3817963两个基因与肺癌发生事件显著相关。不少研究者也对COFs暴露导致肺癌发生风险增加的潜在病理机制进行了探究,Wang Chunyan等分析认为,COFs中含有多种毒害化合物,如醛类、杂环胺、PAHs、脂肪气溶胶和颗粒物等,COFs暴露可能通过多途径机制导致肺癌,其中包括基因损伤、活性氧(ROS)形成、相关蛋白的功能受阻、细胞活力受损,甚至细胞凋亡等。Che Zhen等通过采用原代肺泡上皮细胞实验,对COFs中的PM2.5促细胞凋亡的机制进行研究,结果发现,COFs暴露通过死亡受体途径导致肺细胞发生凋亡,其导致肺细胞中促凋亡蛋白Bax上调和抗凋亡蛋白Bcl-2下调,诱导线粒体通透性改变,激活Caspase-9和Caspase-3基因,进而导致细胞凋亡。一种前人研究提出的COFs暴露增加呼吸系统疾病风险的可能潜在机制如图3所示,食用油热COFs中含有颗粒物、PAHs、醛酮和多种其他无机物等毒害成分,COFs暴露一方面破坏细胞的氧化-抗氧化平衡,导致氧化应激,引起炎症因子表达水平升高引起炎症;另一方面,这些毒害成分作用于线粒体,通过细胞凋亡因子(AIF)和Caspase路径,引起细胞凋亡,最终导致肺部损伤。随着相关研究的不断深入,研究者发现COFs暴露同样增加其他多种非呼吸系统疾病发生风险,例如子宫颈癌、心血管疾病、糖尿病、抑郁症、睡眠障碍等,而这与COFs中危害物的组成存在着重要联系。有研究者对COFs暴露与女性子宫颈癌患病风险进行了分析。结果发现,年龄为20~40 岁之间女性在没有油烟机的环境中每周至少烹饪一次,罹患宫颈上皮细胞肿瘤的风险比同年龄段非烹饪女性高2.29 倍;并且烹饪期间不开启油烟机的女性宫颈上皮内肿瘤的风险是开启油烟机的女性的2.47 倍。研究者针对COFs引起心血管疾病的相关研究主要集中于解析油烟中的颗粒物组分的作用。研究发现,COFs源PM2.5暴露可降低人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的细胞存活率,增加细胞内和线粒体ROS水平,并上调核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体信号通路相关的蛋白和mRNA的表达水平,但血管内皮生长因子(VEGF)蛋白和mRNA的表达水平却随着暴露浓度的增加而降低,即COFs源PM2.5通过ROS介导的NLRP3炎症小体途径影响HUVECs血管的形成。另有相似研究探讨了油烟源PM2.5暴露对血管生成的损伤作用,结果同样发现油烟源PM2.5暴露可剂量依赖性地降低细胞存活率,潜在机制在于油烟源PM2.5暴露可基于ROS-NLRP3-VEGF信号通路调控促炎细胞因子和炎性小体的表达水平,从而抑制VEGF表达水平,最终导致内皮损伤,进一步研究也证实了VEGF蛋白在COFs源PM2.5诱导的HUVEC血管生成抑制过程中的关键作用。但也有其他研究表明,COFs中含有多种有害物质,其中具有致癌性的PAHs可通过细胞色素P450 A1产生ROS,其中的颗粒物组分和苯并[a]芘则可引起机体MDA水平升高,即其COFs暴露可通过多途径导致DNA损伤,引起暴露人群心率变异性增加,增加心血管疾病风险。COFs暴露与睡眠质量之间相关性研究也逐渐成为热点。睡眠是神经中枢的一种自我调节的神经活动过程,对于正常生命活动至关重要。有学者通过基于人群横断面研究分析油烟暴露与睡眠质量相关性,结果发现厨房通风条件不佳、油脂加热至起烟,以及烹饪超过30 min这些主观因素均与不良睡眠质量呈现正相关,而且其还与睡眠潜伏期增加、睡眠障碍和日间功能障碍的风险增加有关,表明中式COFs暴露是促使中年人群睡眠障碍的重要风险因子。Yang Kewen等研究也发现,COFs暴露会降低女性的睡眠质量和整体健康状况,其可通过影响中枢神经系统引起焦虑和其他相关症状,是威胁我国中年和青年女性健康的重要风险因子。COFs暴露还被报道对烹饪妇女生殖、生育和妊娠胚胎发育等产生重要影响,孕妇在妊娠期间COFs暴露与不良妊娠,如胎儿低出生体重、早产、小胎龄、宫内胎儿生长受限等具有相关性,增加多种不良反应,这与COFs中的颗粒物等成分存在关系。总之,COFs暴露对人体健康存在多方面的不良影响,除了与常见的呼吸系统疾病相关之外,其还会增加多种其他疾病,包括癌症、心血管病等的发生风险。因此,为了降低COFs暴露带来的健康风险,从主观方面,可以通过降低COFs环境暴露,进而降低烟气吸入;从客观方面,首先,可以通过优化烹饪环境的通风条件,进而降低COFs浓度,其次,在明晰烹饪食材的组成特征(主要是食用油脂)、热烹饪条件和油烟组分相关性的基础上,以实现COFs的调控,降低油烟和油烟中有害物产生,改善烹饪环境,这些均可能是有效改进方式。
由于食物烹饪过程中油脂与食材互作反应的复杂性,在烹饪实践中,尤其是中式烹饪条件下,热烹饪过程中的COFs生成受到烹饪方式、食材种类、油脂种类和品质等诸多因素的影响。“烹饪”属于一个广泛概念,在英文中统一为“Cooking”,中文里“烹”是指煮,“饪”是指熟,狭义上讲,烹饪是对食物原料进行热加工,将生的食物原料加工成熟食品;广义的烹饪范围更广泛,包括调制生食,也包含文化传承成分。为便于讨论,本文所述的烹饪特指食材在含油条件下的炒制热加工的过程。烹饪方式不同,传热效率和方式等会不同,这将造成食用油脂和烹饪食材的受热情况的差异;而烹饪食材种类由于组成复杂,可能含有淀粉、蛋白、水分等,它们本身对COFs也均产生重要影响。有研究者对比了蒸煮烹饪和油脂煎炸过程中的UFPs平均浓度,结果发现,与蒸和煮相比,油炸烹饪会产生更高含量的颗粒物,而且通风条件对油烟中UFPs浓度影响显著,表明COFs排放与烹饪方式和烹饪环境具有高度相关性。另有荷兰的研究者也开展了类似研究,结果同样发现煎炸和烧烤过程中产生的PM2.5、有机碳和元素碳的浓度均显著高于煮制过程,其中烧烤排骨过程产生的PM2.5浓度高达(127±2.0)μg/m3。实际上,烹饪方式和烹饪食材不仅对油烟颗粒物和总有机挥发物浓度产生影响,其还影响油烟中PAHs、苯并芘等有害物的水平。前人对烧烤、普通中式和西式3 种不同烹饪形式餐厅排放油烟中的PAHs浓度进行了分析,发现烧烤餐厅油烟中总PAHs浓度最高,而中餐厅产生油烟中苯并[a]芘总效价浓度最高。食物的煎炸均为高含量油脂和食物混合作用的热反应过程,但是油煎只涉及食物浅表受热,油炸则是食物浸没在油中炸制的过程,存在明显差异,因此,相比之下,油炸产生油烟中的PAHs和苯并[a]芘的含量同样更高。另有研究虽然也证实中式烹饪方法对PM2.5、UFPs、甲醛、总VOCs和苯的排放速率影响最大,但其对油烟中甲苯水平并不存在显著性影响,这表明相关研究仍有待继续深入。除了主要的食材类型影响外,烹饪食物过程中添加的其他次要成分对COFs也产生影响。Torkmahalleh等研究发现,向大豆油或菜籽油(200 mL)中添加100 mg黑胡椒、食盐或海盐,后续在200 ℃加热,油烟中的PM2.5浓度分别可降低86%、88%和91%,它们可以作为降低油烟中总颗粒物和PM2.5排放的一种手段。还有研究发现,在翻炒姜、蒜、香叶和花椒时,COFs中醛类的含量增加了一个数量级且均伴随大量甲基吡咯的产生。此外,炒大蒜产生的油烟中含有丰富的二羟基麦芽糖和二烯丙基二硫醚,而炒姜、香叶和花椒时,则产生丰富的单萜和萜类化合物。由此可知,不同烹饪方式由于加热热源和传热速率具有差异,其可导致油脂热COFs组成的差异性,而烹饪油脂的类型可能由于受热效率和组成的区别,也使得油烟成分产生差异,某些烹饪用的辅助材料,如调味品、食盐等,则可降低油烟中颗粒物水平,但其中潜在机制可能还需要继续探究。食用油脂精炼的主要目的之一即为降低油脂酸价和水分含量,去除油脂中的促氧化物和臭味组分,提升油脂的食用安全性、感官品质和贮藏稳定性。经过精炼工艺后的油脂,其烟点、热稳定性和贮藏稳定性均会得到显著提升。相关研究也证实,油脂的基础理化品质,如酸价、过氧化值、水分含量等,对油脂烹饪烟点和COFs组成存在影响,研究认为油脂烟点随着游离脂肪酸(FFA)含量的降低,以及油脂精炼程度的提升而提升。然而,食用油在热加工过程中会产生更多的FFA,其会导致油脂烟点降低,这也是商品煎炸油不建议连续长时间煎炸的主要原因。研究者通过向精炼油脂额外添加磷脂和FFA的方式,探讨其对植物油COFs形成,以及油脂氧化稳定性的影响,结果发现,磷脂和FFA含量降低植物油烟点,并且烟点降低幅度与磷脂和FFA含量间存在着线性关系。不同类型油脂还存在一定差异,油酸、磷脂、亚油酸和亚麻酸的含量是影响油脂烟点的重要因素。进一步研究还发现,油脂中磷脂和FFA(如油酸、亚油酸和亚麻酸),可显著降低油脂的氧化分解活化能,并且其降低幅度随着磷脂和FFA含量的升高而变大,这很可能是烟点降低的关键因素。对于磷脂而言,其对食用油虽然可以起到一定的抗氧化作用,但油脂中磷脂含量越高食用油的烟点越低,研究表明向精炼花生油和山茶油中仅添加200 mg/kg大豆卵磷脂,其烟点便从215 ℃将至195 ℃左右;对于FFA而言,油脂中FFA含量越高、FFA碳原子数越少、不饱和度越高,则油脂的烟点越低,而且它们还和油脂的氧化稳定性存在密切关系。研究还发现,经过水化脱胶后的花生油,其油脂烟点提高、FFA含量降低,油烟中的4 种致突变化合物,即反,反-2,4-癸二烯醛、反,反-2,4-壬二烯醛、反-2-癸烯醛和反-2-十一碳烯醛含量均显著降低,且FFA含量与反,反-2,4-癸二烯醛的线性关系良好,脱胶后FFA含量降低是花生油热加工油烟中致突变化合物产生的最主要原因。因此,若想获得高烟点食用油,需用对油脂精炼工艺进行严格控制。油脂加工技术对油脂品质产生重要影响,进而影响油脂热COFs总量和组分,但是近年来关于这方面相关的研究较少。油脂的基础理化品质对油脂热COFs组分虽然产生重要影响,但传统油脂加工模式在提升油脂基础品质、提高油脂烟点的同时,却也降低了食用油的营养品质。因此,基于分析油脂基础理化参数对油脂热COFs组分的影响,进而为食用油脂的精准适度加工提供参考依据,仍是当前油脂加工领域基础研究的重点。食用油的主要成分是TAG,精炼后的油脂中TAG成分占95%以上。不同结构的脂肪酸分子通过酯键连接在甘油分子的sn-1、sn-2和sn-33 个羟基位点上,脂肪酸组成的不同,加上空间位置异构,使得油脂中TAG组成非常复杂,食用油中不同TAG从数十种到上百种不等,这些不同分子的沸点和烟点存在差异,因此,不同食用油在热烹饪过程产生的烟气总量及其组成与油脂的脂肪酸组成和TAG结构存在关联。研究者对中式烹饪中最常用的5 种食用油在热烹饪过程中释放油烟的VOCs成分及其健康风险进行了研究,其中所涉及油脂的脂肪酸组成具有明显差异,菜籽油和花生油单不饱和脂肪酸(MUFA)最丰富(为50%~60%);大豆油和玉米油多不饱和脂肪酸(PUFA)含量最丰富(为60%左右),猪油中饱和脂肪酸(SFA)相对含量(约为40%)显著高于其他植物油,研究结果表明,不饱和脂肪酸含量高的植物油释放的VOCs含量显著高于富含SFA的猪油,这几种油脂释放油烟VOCs致癌风险依次为:花生油>菜籽油>大豆油>玉米油,而这几种植物油则又远大于猪油。另有研究考察了可可仁油、红花籽油、菜籽油和初榨橄榄油在180~220 ℃加热6 h,释放烟气中挥发性醛类的差异情况,结果表明,富含中链饱和脂肪酸的可可仁油烟点低(为170 ℃),不适用于深度煎炸用;而精炼菜籽油在此温度范围内挥发性醛类释放量最低,性质相对稳定;初榨橄榄油由于未经严格深度精炼,虽然也富含MUFA,但其烟点也较低。油脂中的TAG分子在烹饪过程中会分解一系列的烟气挥发物成分的前体物质,其热分解过程及产物类型如图4A所示。并且在食物热烹饪过程的水热环境中,油脂中的PUFA也会受热形成苯系物和呋喃化合物,其过程如图4B和图4C所示。有研究者也对比了不同高油酸油脂和普通棕榈油在受热条件下的氧化稳定性,发现它们的氧化速率存在显著差异,这也进一步证明了油脂的脂肪酸组成是油脂稳定性影响的重要因素。油脂受热分解产生的热解产物,往往因为沸点较低,受热随着热蒸汽弥散开来,成为COFs的组分,直接以VOCs形式存在或者附着于颗粒物表面,影响烹饪环境气体质量和人体健康。基于这些之前研究结果可知,食用油脂类型因为脂肪酸等组成不同,其烹饪产生油烟成分和危害程度不同。然而,之前的关于食品COFs相关研究主要集中于室内环境控制,以及特殊环境人群相关慢病预防方面,很少有基于食用油组成特征(特别是TAGs结构),研究其对热COFs组分的影响,其中的潜在影响和互作机制仍不明晰,有待继续深入挖掘。
我国现代油脂工业起源于20世纪五六十年代,90年代初第一瓶“金龙鱼”小包装食用油问世,开创我国小包装食用油先河,油脂工业迈入飞速发展阶段,食用油制取和精炼技术日趋完善,尤其是近些年随着大型成套智能加工装备制造技术突破,油料油脂加工更不断推向以高精度、低能耗、智能化为主要特征的新高度。当前我国油脂生产一般工艺是先采用浸出或压榨工艺制取毛油,再经由脱酸、脱胶、脱色和脱臭等工艺制取成品油脂。当前食用油精炼成套工艺主要是欧美国家为生产高品级烹调色拉油而研发的,20世纪中叶前后逐渐引入中国,并不断发展成熟,至今已应用有半个多世纪。为了生产色泽浅、烟点高的食用烹调油脂,传统精炼工艺无差别去除油脂中的非TAG成分,其在加工端存在加工链条长、温度高、能耗大等问题,例如真空脱臭阶段普遍采用的脱臭温度超过240 ℃,以生产效率1000 t/d计算,仅脱臭消耗直接蒸汽预估超过55 t;过度加工进一步导致产品端食用油营养成分被严重破坏,还促进危害物产生,例如经过脱酸、脱色和脱臭之后,菜籽油中VE损失超过25%、角鲨烯损失近70%,而反式脂肪酸含量增加至0.43%。随着近些年我国深入实施“绿色发展战略”“健康中国战略”和“双碳战略”等高质量发展战略步伐的不断推进,上述一系列问题愈显突出,成为制约整个油脂行业高质量发展亟待解决的关键问题。从根本上讲食用油精炼是通过去除油脂中的各种杂质成分,其主要目的在于3个方面:一是提升油脂的食用安全性;二是提升油脂感官品质和贮藏稳定性;三是提升油脂在应用中的稳定性。精炼过程可能同时实现这3 个方面性能的提升,例如在精炼脱酸环节,去除毛油中的FFA不仅可以提升油脂的风味品质,降低油脂水解酸败速率,提升油脂氧化稳定性,还可降低油脂后续热烹饪过程中的油烟产生,改善其应用稳定性。前两个方面是食用油精炼的基本要求,而油脂应用稳定性的提升最直接体现即为在油脂热烹饪过程中油脂烟点的提升。因此,我国食用油国家标准中除了对油脂酸价、过氧化值、气滋味和透明度等基本指标作了要求外,某些油脂还对油脂烟点进行了限制,要求其烟点不低于190 ℃。然而,笔者对国外,包括美国、欧盟、日本等国家的油脂标准进行了调研,虽有一些非官方资料提到不同油脂的烟点,例如花生油和葵花籽油烟点227 ℃、大豆油烟点257 ℃、红花籽油烟点266 ℃、牛油果油烟点271 ℃等,然而在权威性资料,特别是食用油产品标准中,均未查询到油脂烟点的限定要求。基于此,我国食用油国家标准对油脂烟点限定的依据仍然存疑。我国一些代表性油脂与油脂烟点相关指标总结见表2。
然而,虽然油脂烟点可以在一定程度上反映食用油由于提升精炼深度而实现品质改善的情况,但是油脂烟点本身是一个比较狭隘的表征指标,在高温烹饪条件下,油脂不起烟或较少起烟,这和油脂品质并没有必然联系,不能仅依赖于油脂烟点的高低评判油脂精炼工艺好坏和油脂品质好坏。目前油脂工业中通过深度脱色、超高温脱臭等过度精炼的方式提升油脂烟点,生产无色无味、近乎纯净水一般的一级色拉油,其实现了提升油脂烟点的目的,但是其不仅极大破坏了油脂营养品质,还造成了大量的原辅料消耗和能源消耗,增加了工业碳排放,是一种极不健康的加工模式,不利于行业可持续发展。根据现行国家标准GB/T 20795—2006《植物油脂烟点测定》的定义,烟点是指在该标准规定的测定条件下,油脂加热至开始连续发蓝烟时的温度。由上文综述可知,食用油脂烟点的影响因素非常复杂,从油脂本身角度讲,其影响因素包括油脂脂肪酸组成、TAG结构、酸价、过氧化值、微量营养素、磷脂和水分含量等,从烹饪角度讲其影响因素包括烹饪方式(温度)、油脂添加量、烹饪食材类型等。不仅如此,油脂烟点的判定和色泽判定一样,其还存在一定的主观误差,“开始连续发蓝烟”这一条件较难准确判断。因此,食用油脂的种类不同,即使经过相同的精炼工艺,其烟点也可能存在不同,更何况应用于不同的应用场景方面,而由表2可知,在我国现行食用油国家标准中,菜籽油、花生油、大豆油等大宗食用油脂的一级油的烟点均统一确定为“≥190 ℃”,而其他等级大宗食用油脂,或者压榨食用油未有烟点限制,其他的特色油脂,如芝麻油、亚麻籽油、红花籽油也未有烟点限制。由此可知,目前我国食用油国家标准中烟点的确定有待商讨,而从食用油应用角度出发,以提升食用油烟点(应用热稳定性)为目标,指导油脂精炼加工技术生产油脂产品也是存在明显不足。此外,中华美食文化博大精深,仅菜肴烹饪即有数十种不同技法,不同烹饪方式所涉及的温度不同,菜肴种类、口味等也不同,特别是某些传统特色菜肴根据特点,采用的油脂种类不同,其根本不能或者没有必要采用深度精炼的一级色拉油。例如,食材在爆炒、煎炸、红烧、烧烤等常见烹饪过程中所受温度不同,不同中式烹饪方式对油脂烟点的要求具有差异,单纯地采用高烟点一级食用油烹饪制作千百种不同类型的中式菜肴烹,也是不合理、不科学的。因此,基于食材类型和烹饪特征,特别是复杂多样的中式烹饪类型合理选择食用油脂种类,为生产不同品级食用油脂所需精炼加工深度提供指导,促进油脂精准适度加工和专用化加工具有实际意义。同时,也更有利于从提升油脂营养水平和促进全民健康角度,发挥中式饮食文化优势,提升文化自信。理想的油脂精炼工艺是尽可能去除油脂中影响油脂品质安全和稳定性的不良杂质成分,而最大限度保留其中的有益脂溶性功能成分,但是某些有益微量营养成分,如VE、β-胡萝卜素等由于沸点低,其含量过高则会降低油脂烟点,影响油脂使用稳定性。对于同一种食用油脂,精炼深度直接影响油脂烟点,油脂的不同组分对油脂热烹饪过程油烟组成也产生重要影响,因此,在油脂酸价、过氧化值、色泽等基础理化指标满足食用要求的前提下,以油脂热烹饪产生油烟组成特征为评价指标,引导食用油脂精准适度加工,根据不同烹饪方式,生产满足不同中式烹饪方式的食用油脂,提升油脂营养特性,将可能是未来油脂加工技术创新的重点发展方向。油脂COFs组成复杂,按照其组分的状态不同,分为气态、固态和液态3 类,在热烹饪过程中,这三者往往是混合存在,油烟固态微小颗粒表面附着有微小液滴,随着热的蒸汽一起升腾,弥漫于烹饪空间。食用油脂组成主要分为3 类,一是甘油酯和脂肪酸组分,包括TAG、甘油二酯、甘油一酯和FFA,其是油脂中的最主要成分;二是磷脂组分,包括各类甘油磷脂、溶血磷脂等;三是其他微量组分,包括有益和有害微量组分,包括脂溶性维生素、植物甾醇、黏液质、黄曲霉毒素、苯并芘等,植物毛油中的成分更为复杂,随着精炼程度的加深,油脂不断纯化,有害物质和不良成分逐渐减少,精炼油脂中TAG成分占95%以上。油脂的加工工艺和精炼深度影响油脂的组成,油脂组成又直接影响油脂热烹饪过程中的油烟气特征,而油脂烟点仅仅是油脂组成对其热烹饪稳定性影响的概括性体现,不足以反馈油脂本身的组成特性,更无法科学指导油脂适度加工。本文从食用油应用端出发,提出基于食用油脂热COFs组分特征,引导基于中式热烹饪特征的食用油脂专用化加工和适度加工的创新型策略:首先,解析不同类型油脂和不同精炼程度油脂的组分特征,明确油脂中宏量营养组分和微量营养组分构成,构建油脂组分特征谱库,明确典型非油杂质特征组分去除的必要性;其次,构建食用油COFs分析评价模型,明晰不同种类油脂和不同精炼程度油脂,在不同热烹饪条件下的油烟气组分特征,分析颗粒物、有害挥发性气体成分等的释放度差异;第三,分析油脂中不同组分对热COFs组成和浓度的影响,并通过采用不同模型,建立起油脂细分组分和油脂热COFs组成、浓度和有害风险水平的相关性;最后,基于油脂组分与其热烹饪烟气释放行为和毒害风险水平的关联性,构建针对中式烹饪特色的食用油脂专用化加工和精准适度加工技术体系。中式烹饪文化是中华传统文化瑰宝的一部分,区别于西方饮食文化。植根于中华传统烹饪模式,基于绿色可持续发展理念,创新食用油脂精准适度加工技术,开发营养健康型中式烹饪专用油脂,促进食用油脂行业高质量发展,助力健康中国,是推动中华民族伟大复兴的重要支撑。
食用油脂热COFs组成复杂,其主要包含有颗粒物和挥发性气体成分两大类。近年来环境控制领域相关研究广泛证实,热COFs暴露与呼吸系统疾病,子宫颈癌、心血管疾病等多种非呼吸系统疾病发生风险密切相关,并越来越受到关注。然而食用油脂应用过程中的热烹饪体系的复杂性导致了COFs的生成规律、组分特点和排放特征的更加复杂多变,因此,这些方面仍有待通过环境学分析手段进一步深入研究和阐明。此外,大量的有关COFs风险评估方面研究集中于横断面研究和动物实验暴露研究,从而对油烟整体危害性进行分析,而油烟中的多数细分组分的毒理性虽有被初步证实,但是食用油热COFs组分的复杂性导致无法直接建立油烟与暴露风险之间在理论机制层面的有效关联性,为实现基于烹饪条件或油脂品质改善,调控油烟组分提供依据,因此,相关油烟主成分研究和安全评价研究仍是未来的重点研究方向。食用油脂种类繁多,组成复杂,其中含有多种宏量组分和微量组分,它们直接或间接影响COFs的组成,但由于食用油烟点所包含的信息维度相对有限,单纯以油脂烟点为量化指标,不足以将其与油脂品质和加工加工精度构建直接联系。应从油脂应用端出发,基于中式烹饪特征,解析食用油COFs组分特征,构建油脂组成与油烟气组分之间的关联性,进而指导开发未来油脂加工新工艺、新材料、新途径,实现食用油脂精准适度加工和绿色低耗加工,制造满足中式烹饪特征的专用油脂,提升营养安全特性,可能是未来油脂创新发展的重要途径。本文《食用油脂热烹饪油烟组分特征、健康风险及其影响因素的研究进展》来源于《食品科学》2024年45卷12期324-339页. 作者:叶展,罗舒凡,吕亚萍,熊远夷,刘元法. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230525-244. 点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑:李雄;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网