马铃薯加工和油炸对脂氧素浓度的影响

大家好，本周跟大家分享一篇ACS Food Science & Technology上的文章，题目是“Effects of Potato Processing and Frying on Oxylipin Concentrations”，本文的通讯作者是来自加州大学农业与环境科学学院的Ameer Y. Taha 教授，主要从事生物学、医学、生理学、脂质组学和营养治疗等方面的研究。

Figure 1. Concentrations (pmol/g) of LA- and ALA-derived oxylipins in peeled and sliced raw potatoes, blanched potatoes, par fried potatoes and deep fried potatoes. Concentrations are expressed as mean ± standard deviation (SD); n = 5 per condition. One-way repeated measures ANOVA followed by Dunnett’s multiple comparison test (compared to baseline samples) was applied. Significant differences are expressed in the figure as p < 0.05 *, p < 0.01 **, p < 0.001 ***. 9-hydroxyoctadecadienoic acid: 9-HODE, 13-hydroxyoctadecadienoic acid: 13-HODE, 9-oxo-octadecadienoic acid: 9-oxo-ODE, 13-oxo-octadecadienoic acid: 13-oxo-ODE, 12(13)-epoxyoctadecamonoenoic acid: 12(13)-EpOME, 9(10)-epoxyoctadecamonoenoic acid: 9(10)-EpOME, 12,13-dihydroxyoctadecamonoenoic acid: 12,13-DiHOME, 9,10-dihydroxyoctadecamonoenoic acid: 9,10-DiHOME, 9-hydroxyoctadecatrienoic acid: 9-HOTrE, 13-hydroxyoctadecatrienoic acid: 13-HOTrE.

    如图1所示，与生土豆相比，焯水（在水中加热（~68.6°C）15分钟）后土豆中羟基脂肪酸含量增加，LA-环氧化合物（EpOME）和二醇类化合物（DiHOME）含量降低。而半油炸和油炸后土豆中羟基、酮或环氧脂肪酸含量降低，二醇含量增加。具体而言，与生土豆相比，焯水后土豆中LA衍生物9(10)-EpOME和12,13-DiHOME含量显著降低（46%-85%），并使ALA衍生物9-HOTrE和13-HOTrE含量提高了139-159%。与生土豆相比，半油炸后土豆中LA衍生物9-HODE、13-HODE、9-oxo-ODE、13-oxo-ODE和9(10)-EpOME含量显著降低，但9,10-DiHOME和12,13-DiHOME含量增加。油炸（一个循环10分钟）后LA衍生物9-HODE和ALA衍生的9-HOTrE和13-HOTrE含量显著降低，但LA衍生物9,10-DiHOME和12,13-DiHOME含量显著增加。虽然土豆焯水导致脂氧合酶等酶失活，但是一些研究报道焯水后脂氧合酶（<2.5%）等酶仍具有一定活性。这可能是ALA衍生物单羟基氧化物特异性和含量显著增加的主要原因。而LA衍生物环氧化合物和二醇类化合物在焯水后降低，可能是由于在水的存在下热诱导发生降解所致。与羟基化合物相比，作者推测这些LA衍生物环氧化合物和二醇在水中的稳定性较差，可能会降解形成本实验未检测的短链醛和酮。

2.2 重复油炸循环对油和炸薯条中氧脂素含量的影响

Figure 2. Concentration (nM) of LA- and ALA-derived oxylipins in oil subjected to repeated heat cycles, 10 min each. Baseline samples consisted of nonheated oil (i.e., 0 min control). Concentrations are expressed at mean ± standard deviation (SD); n= 5 per time point. One-way repeated measures ANOVA followed by Dunnett’s multiple comparison test (compared to baseline samples) was applied. Significant differences are expressed on the figure as p< 0.05*, p< 0.01**, p< 0.001***. 0 min is preheated oil, 10 min is 1st frying cycle, 20 min is 2nd frying cycle and 30 min 3rd frying cycle.

     图2给出了重复油炸的油中脂氧素的含量变化。如图所示，反复煎炸后LA和ALA衍生物羟基代谢产物以及LA衍生物酮和环氧化物含量显著增加，而油中的LA衍生物二醇类化合物含量没有变化。与对照组相比，3次油炸后，LA衍生物9-HODE、13-HODE、9-oxo-ODE、9(10)-EpOME、12(13)-EpOME显著增加78-350%，ALA衍生物13-HOTrE显著增加346%。12,13-DiHOME,9,10-DiHOME和9-HOTrE重复油炸后含量没有明显变化。在油和炸薯条中重复3次油炸后，13-HODE是最丰富的脂氧素。其在油和炸薯条中含量分别为13477.7nM和10051.6pmol/g。在180°C加热葵花籽油（富含LA）15小时，加热5到10小时可以增加LA衍生物EpOMEs。反复油炸后油中脂氧素含量增加与之前的研究结果基本一致。

Figure 3. Concentration (pmol/g) of LA- and ALA-derived oxylipins in French fries subjected to three repeated frying cycles.

     图3给出了重复油炸薯条中的脂氧素含量变化，与对照组相比，随着反复油炸循环，LA衍生物环氧化合物含量降低，LA衍生物二醇类物质和ALA衍生物9-HOTrE含量增加，第三个油炸循环薯条中LA衍生物13-oxo-ODE、9,10-DiHOME、12,13-DiHOME和ALA衍生物9-HOTrE的含量分别显著增加210%、503%、60%和83%。在第一个和第二个循环后，观察到LA衍生物EpOME显著减少，而在第三个循环后含量变化则不显著。这些变化与文献的研究一致，其研究表明，葵花籽油和大豆起酥油在338华氏温度下加热8-9分钟后，炸薯条中9(10)-EpOME和12(13)-EpOME含量降低。其原因可能是环氧化合物在高温下迅速转化为二醇类化合物。这可以从第一次和第三次油炸循环后9,10-DiHOME和12,13-DiHOME的显著增加得到一定程度的证实。

Table 1. Summary of LA- and ALA-Derived Oxylipin Changes in Potatoes and Oil during Processing or Repeated Frying Cyclesa

   表1总结了本研究所测试的各种工艺条件下观察到的脂氧素含量变化情况。与生土豆相比，焯水后ALA衍生物环氧化合物和二醇类物质含量降低，ALA衍生物羟基化合物含量增加。半油炸后羟基、酮和环氧化合物含量降低，但LA衍生物二醇类物质含量增加。油炸还导致羟基化合物含量降低和二醇类物质含量增加。在相同的油中反复煎炸不同批次的薯条，会导致LA衍生物环氧化合物含量降低，LA衍生物二醇类物质含量增加（与未油炸的薯条相比）。在第三个油炸循环中，LA衍生物酮类物质和ALA衍生物羟基化合物含量也有所增加。相比之下，反复油炸几乎导致油中的所有羟基化脂氧素含量增加（即LA衍生物羟基化合物、酮、环氧脂肪酸和ALA-羟基脂肪酸），而LA衍生物二醇类物质含量没有变化。因此，不同的加工条件会导致土豆中环氧化合物含量降低，二醇类物质含量增加，而在油中，反复油炸会导致环氧化合物含量增加，但不影响二醇类物质含量。