《Food Control》：Chemometrics-guided lipidomics for quality assessing of vegetable oils during repetitive deep-frying
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本研究系统评估了重复油炸（0-40次）对大豆油、菜籽油、葵花籽油和棕榈油等四种常见植物油营养价值和有害物质积累的影响。通过传统理化分析（酸价、p-茴香胺值、硫巴比妥酸值）结合化学计量学引导的脂质组学方法，发现棕榈油氧化稳定性最强，而葵花籽油和大豆油因高不饱和度更易发生热氧化降解，产生oxTGs等有害物质。研究为食用油安全评估和工业应用提供了新方法。
宋公帅|徐子明|葛阳城|王轩毅|王丹丽|袁婷兰|李玲|张梦娜|龚金燕
中国浙江省科学技术大学生物与化学工程学院农产品生物化学加工技术重点实验室，杭州，310023
摘要
由于独特的感官特性，油炸食品被广泛消费。然而，反复的油炸过程会降低食用植物油（EVOs）的营养价值。本研究系统评估了在0-40次重复油炸循环中，四种常见食用植物油（大豆油（SO）、菜籽油（RO）、葵花籽油（SFO）和棕榈油（PO）的质量变化。化学计量学引导的脂质组学分析表明，随着油炸次数的增加，氧化和水解降解现象加剧。由于不饱和度较高，大豆油和葵花籽油更容易发生热氧化，而棕榈油则表现出更好的稳定性。经过40次油炸后，大豆油、菜籽油、葵花籽油和棕榈油中的总甘油三酯（TG）浓度分别下降了54.85%、50.43%、54.01%和44.83%。甘油三酯的氧化降解产生了氧化甘油三酯（oxTGs）、二甘油酯、游离脂肪酸以及分子量较小的甘油三酯。化学计量学分析有效区分了脂质组学的变化，并筛选出六个具有高预测能力的潜在标志物（TG 16:1/10:0/16:1、oxTG 14:1/18:3/17:2、oxTG 18:1/18:1/18:1、oxTG 18:3/18:3/18:3、oxTG 17:2/18:4/12:2和oxTG 16:0/18:1/16:0），其AUC值均≥0.778，表明这些标志物能有效预测油脂的劣化程度。研究结果强调了化学计量学引导的脂质组学在评估重复油炸条件下食用植物油质量方面的关键作用，为监测氧化降解提供了潜在的标志物，并为食用植物油的安全性提供了实用见解。
引言
目前，油炸食品因其独特的口感和便利性而受到消费者的喜爱。为了减少浪费和降低成本，油炸过程中使用的植物油经常被重复使用或长时间使用，这会导致复杂的化学反应（如水解、氧化和脂质成分的聚合）（López等人，2023, 2024）。这些化学反应会导致营养价值的损失和有害物质（如过氧化物、酮类、醛类和呋喃类）的积累（Hu、Zhang、He等人，2023）。这些化合物可能被油炸食品吸收并对人体健康产生负面影响。全球年产量最大的食用植物油包括棕榈油（PO）、大豆油（SO）、菜籽油（RO）和葵花籽油（SFO），它们在营养成分、功能、感官特性和理化性质上存在差异（Xiang等人，2023）。不同食用植物油的脂质组成差异可能导致油炸过程中极性化合物（TPC）及其他有害衍生物的种类和含量的变化（Mou & Wu，2025）。因此，深入研究油炸循环对食用植物油质量变化的影响不仅对食品安全至关重要，也对公共卫生具有重要意义。
食用植物油中的甘油三酯（TGs）在油炸过程中会发生复杂的反应，生成非挥发性衍生物，包括氧化甘油三酯（oxTGs）、单甘油酯（MGs）、二甘油酯（DGs）、游离脂肪酸（FFAs）和TG寡聚物及二聚物。这些衍生物的存在对植物油和油炸产品的营养价值及安全性具有重要影响，尤其是反复使用食用植物油可能导致有害物质的积累（Hu、Zhang、Li等人，2023）。Chu等人（2024）发现长时间油炸会显著增加各种食用植物油中的氧化产物和有毒化合物，3-MCPD含量与棕榈酸含量之间存在显著相关性。Hu、Zhang、Li等人（2023）研究了模拟油炸过程中产生的非挥发性TG衍生物，发现位于sn-2位的不饱和脂肪酸链更容易发生氧化，并指出了其降解的潜在途径。因此，了解油炸过程中食用植物油的成分变化至关重要。
传统的油脂降解评估方法主要包括傅里叶变换红外光谱（FTIR）、酸值（AV）、p-茴香胺值（p-AV）和2-硫代巴比妥酸值（TBAV）的测定。FTIR可以揭示油炸过程中油脂分子的化学变化，为质量评估提供科学依据（Xiang等人，2023；Zhang等人，2023）。Samyn等人（2012）结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）、主成分分析（PCA）和偏最小二乘（PLS）回归模型，对多种食用植物油的质量进行了评估和分类，实现了对油脂成分和碘值的准确预测。然而，FTIR可能无法准确检测初始氧化的微量成分，且其特征峰容易受到水分的影响。此外，AV、p-AV和TBAV虽然能有效量化油脂的氧化降解，但这些方法操作繁琐且耗时。鉴于这些局限性，需要探索替代的分析方法。脂质组学是一种高通量分析技术，可用于全面研究脂质的分子水平内在化学性质，通过质谱技术揭示生物样本的脂质组学分布（Xue等人，2025）。化学计量学是一种常用的脂质组学分析方法，结合统计、数学和计算机技术。Lu等人（2025）证明，基于化学计量学引导的脂质组学方法可以更有效地监测食用植物油的质量变化。
本研究系统分析了四种最常用的食用植物油（大豆油、菜籽油、葵花籽油和棕榈油）在油炸脆猪肉后的成分变化，包括脂肪酸组成、酸值、p-茴香胺值、TBAV、颜色值、极性化合物含量和FTIR光谱。此外，还引入了化学计量学引导的脂质组学方法，全面评估了重复油炸过程中食用植物油的质量变化。通过整合这些技术，我们能够更准确地判断哪些油炸循环影响了食用植物油的质量，并识别出受影响较小的食用植物油类型，使其成为工业应用中的经济高效且高质量的选择。本研究为公共卫生和饮食选择提供了有价值的见解和指导。
部分内容摘录
化学物质和材料
1-丁酸、2-硫代巴比妥酸、无水硫酸钠、异辛烷、p-茴香胺、苯、95%乙醇、氢氧化钾、酚酞、甲基叔丁基醚、甲醇、二氯甲烷、乙腈、甲酸铵、甲酸和异丙醇均购自Macklin（上海，中国）。脂肪酸甲酯标准混合物购自Sigma-Aldrich（上海，中国）。所有使用的化学品均为分析级或更高级别。脆猪肉样本用于实验。传统理化特性分析
如图1A–C所示，四种食用植物油在油炸脆猪肉过程中的酸值（AV）、p-茴香胺值（p-AV）和2-硫代巴比妥酸值（TBAV）随着油炸次数的增加而上升。与AV和TBAV的变化相比，p-茴香胺值的变化较为不明显。这可能是由于第一次油炸过程中形成的不稳定过氧化物在后续过程中进一步降解为二次或三次氧化化合物所致。
结论
本研究揭示了重复油炸会导致食用植物油发生显著的化学变化，其劣化程度受脂肪酸组成和不饱和度的影响较大。在四种油中，棕榈油表现出最强的抗氧化稳定性，而菜籽油和大豆油更容易发生脂质降解和有害衍生物的形成。传统的理化分析结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了氧化和水解指数的逐步增加。
作者贡献声明
宋公帅：撰写初稿。徐子明：方法设计。葛阳城：数据管理。王轩毅：数据验证。王丹丽：软件操作。袁婷兰：验证。李玲：概念构思。张梦娜：撰写与编辑。龚金燕：资金筹措。伦理批准
本文未涉及人体实验。所有关于动物使用的指导和规定均符合机构、国家和国际标准。利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。致谢
本研究得到了国家自然科学基金（编号：32302223）、浙江省自然科学基金（编号：LZ24C200006）、浙江省重点科技项目（编号：2024C04020）以及杭州市自然科学基金（编号：2025SZRJJ2132）的支持。
