《Food Chemistry》：Mechanistic insights into the effects of roasting on heat-induced hazard formation and lipid oxidation stability in camellia seeds
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本研究系统评估了油茶籽热加工中温度（80-180℃）和时间（30-120min）对有害物质生成及油脂氧化指标的影响。结果表明，温度超过160℃显著加速油脂氧化（过氧化值、羰基值、p-甲氧基苯甲醛升高及反式脂肪酸增加），而丙烯酰胺因前体消耗和挥发减少。热解时间影响大于温度，主成分分析显示160-180℃时有害物质和氧化指标增幅显著。氧化产物与有害物质存在协同形成机制，为油茶籽热加工工艺优化提供理论依据。
陈同强|吴晓娟|向军|李海琳|李凯龙|吴海志|唐文杰|李灿|林秦璐|吴伟
中南林业科技大学食品科学与工程学院，中国湖南长沙410004
摘要
本研究量化了烘焙温度（80–180°C）和时间（30–120分钟）对山茶籽中有害化合物生成和脂质氧化的影响。烘焙温度超过160°C时，脂质氧化显著加速，表现为过氧化物值、羰基值和p-茴香胺值的显著增加，以及反式脂肪酸含量的上升。多环芳烃、单氯丙二醇酯和缩水甘油酯的浓度随烘焙温度升高而增加，而丙烯酰胺含量的减少则源于前体的消耗和挥发性的增强。在杂环胺中，仅检测到诺哈尔曼（norharman）和哈尔曼（harman），其游离态和结合态的形成模式有所不同。主成分分析显示，在160–180°C范围内，有害物质和氧化标志物的含量大幅增加，其中烘焙时间的影响更为显著。氧化指数与有害化合物之间存在显著的正相关（P<0.05），表明两者之间存在协同形成机制。这些发现为优化山茶籽的热加工提供了有价值的见解。
引言
山茶油（Camellia oleifera Abel.）是一种在中国具有商业价值的含油植物，其油因富含不饱和脂肪酸和生物活性成分而备受重视，具有重要的营养和经济价值（Li等人，2022；Wang, Zeng, Contreras, & Wang, 2017；Wang, Zeng, Verardo, & Contreras, 2017）。在油脂加工中的高温预处理步骤（如烘焙和蒸煮）虽然能有效提高油产量和风味，但如果加工参数控制不当，也会加速脂质氧化、异构化、美拉德反应和热分解（Zhang等人，2021；Lu等人，2025；Chemat等人，2023；Islam等人，2023；Cao等人，2024）。这些化学过程会导致热生成的有害化合物的形成，包括反式脂肪酸（TFAs）、丙烯酰胺（AA）、杂环胺（HAs）和多环芳烃（PAHs），从而影响山茶籽产品的质量和安全性（Antwi-Boasiako & Sander, 2019；Wang等人，2024；Zhang等人，2024；Zhang & Sun, 2023）。这些有害化合物是食品热加工过程中产生的主要化学污染物，与脂质氧化、美拉德反应和热分解等过程密切相关，对人类健康构成潜在风险（Liu等人，2018；Tang等人，2024）。
作为山茶籽加工的关键步骤，热预处理起着重要作用。现有证据表明，热预处理方法通过调节水分活度、底物可用性和热扩散效率来影响脂质氧化稳定性及有害化合物的形成动力学（Oz & Cakmak, 2016；Yang等人，2025）。与其他预处理方法相比，烘焙的优点包括均匀的热分布、精确的温度控制、广泛的适用性以及能够形成独特的风味特征。烘焙参数的选择决定了有害物质的形成和积累，并影响油脂的氧化稳定性（Cai等人，2021）。
氧化稳定性是评估食用油稳定性和性能的关键指标，与产品的保质期和营养价值密切相关。最近的研究表明，氧化不稳定性和有害化合物的生成之间存在显著相关性（Cai等人，2021；Jiang等人，2022）。脂质氧化产生的过氧化物和羰基化合物（醛或酮）是促进PAHs环化和聚合以及HA形成的关键前体（Tang等人，2024）。随着消费者对油脂安全和质量的关注日益增加，油工业面临的核心挑战是在加工过程中最大限度地保留营养成分同时降低安全风险。然而，目前山茶籽的烘焙工艺导致最终产品的质量和安全性存在差异。现有研究主要关注质量或单一有害物质，对山茶籽中有害物质形成与脂质氧化之间的系统相互作用关注不足。因此，很难建立统一的过程控制标准或通过调节氧化来同时抑制多种有害物质的形成。这一难点是实现高质量、低风险加工的主要障碍（Xiong等人，2025；Yu等人，2020）。
因此，本研究以山茶籽为原料，系统地设计了温度和时间梯度，全面评估了烘焙条件对热加工污染物形成的影响，同时监测了多种脂质氧化指标和关键热危害的动态变化。此外，还旨在阐明污染物形成对油质量的影响，并揭示脂质氧化产物作为多种污染物协同形成的共同前体或驱动因素的重要作用。这些发现为行业优化加工参数提供了指导，有助于山茶籽产业向高质量、低风险方向发展。
材料
山茶籽从湖南亚美生物科技有限公司（中国）购买。所有参考标准试剂均从Dr. Ehrenstorfer GmbH（德国）购买。所有有机溶剂为色谱级，其他化学试剂为分析级。实验用水为超纯水，由Millipore Corporation（美国）的Milli-Q?净水系统制备。
样品制备和预处理
山茶籽（含水量约为6.05%）通过机械方式研磨
烘焙处理对脂质氧化指标的影响
如图1A所示，山茶籽油的AV值在1.9至2.4 mg KOH/g之间波动，与温度或时间的变化无显著相关性（P>0.05），表明AV不适合作为监测烘焙过程中油氧化的敏感指标。
在油脂的热氧化过程中，初级氧化指数（PV）和次级氧化指数（CV和p-AV）的变化有效地反映了氧化降解的进展。
结论
本研究阐明了烘焙温度和时间是影响油质量和有害物质生成的关键因素。研究发现，不饱和脂肪酸（C18:2, C18:1）在≥160°C的温度下会发生连续氧化，而饱和脂肪酸（C16:0, C18:0）表现出更高的热稳定性，表明双键的数量是脂质热稳定性的关键结构决定因素。氧化指数（PV、CV和p-AV）的动态变化
作者贡献声明
陈同强：撰写——初稿、可视化、方法学、调查、数据分析、概念化。吴晓娟：撰写——审稿与编辑、监督、数据分析、概念化。向军：撰写——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念化。李海琳：撰写——审稿与编辑、监督、数据分析。李凯龙：撰写——审稿与编辑、监督、数据分析。吴海志：撰写——审稿与
未引用的参考文献
Bukowska, Duchnowicz, Tumer, Michaowicz和Krokosz, 2023
ISO18363-4:2021(E), 2026
Li, Zhu和Qin, 2024
Sugimura, Wakabayashi, Nakagama和Nagao, 2004
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
本研究得到了湖南省发展计划（项目编号：2024JK2159）、中国林业科学院科技计划（项目编号：2025AB015）、湖南省自然科学基金（项目编号：2024JJ8289、2024JJ3053、2025JJ80220）以及国家自然科学基金（项目编号：32472410）的支持。
