胆固醇在食品加工中的氧化机理研究

Cholesterol exists extensively in various food materials. A fast growing-body of research had proven that cholesterol, especially oxidized cholesterol could cause carcinovascular diseases; However, systematic research of mechanism of cholesterol oxidation in food processing was lacking. Our previous research indicated that cholesterol sample could be oxidized seriously under frying temperature. On account of the finding,the present study purported to investigate its oxidation under food processing, such as high temperature, microwave, ultraviolet rays and irradiation. The GC-MS and GC-FID would be adopted to determine the kind and yield of cholesterol oxidation products (COPs). Variables like different treating time and dose would be introduced to eluminate its oxidation mechanism, and to further reveal the effect of popular food processing methods on the stability of it.Thereafter, foods rich in cholesterol (egg, milk, and meat products) would be singled out to probe into its changing pattern with processing. Furthermore, by preparing COPs and their monomers, and applying them in cytotoxcity tests, we can investigate the oxidation mechanism of cholesterol in food processing from another angle. Data abtained would be useful for the prevention of cholesterol oxidation in foods and the establishment of relevant food processing technology.

胆固醇广泛存在于多种食品原料中。大量研究证实胆固醇尤其是氧化后的胆固醇是导致心血管疾病发生的重要原因。目前胆固醇在食品加工中的氧化机理尚缺乏系统研究。本课题组的前期研究表明，胆固醇在油炸温度下会发生严重氧化。有鉴于此，本课题拟对胆固醇在高温、微波、紫外线、辐照等食品加工条件下的氧化情况进行研究；采用GC-MS和GC-FID检测胆固醇氧化产物的种类及生成量，并通过设置处理剂量、处理时间等参数来获取其产生机理及变化规律，从而揭示常规食品加工手段对胆固醇稳定性的影响。在此基础上，进一步研究高胆固醇含量食品（如蛋制品、乳制品、肉制品）中的胆固醇在加工前后所发生的变化及规律。另外，通过制备胆固醇氧化产物及其单体，并测定其细胞毒性，从另一个角度揭示其在食品加工中的氧化机理。本研究将为食品中胆固醇氧化防控手段、相关食品加工方案的制定等提供参考。

胆固醇是动物性食品的重要组成部分，它们在食品加工中可能发生降解而生成对人体有毒害作用的产物。课题较系统研究了动物性食品中胆固醇的稳定性，旨在为动物性食品的科学加工与营养标识提供依据。. 主要研究结果如下：. （1）单因素实验表明在160℃下加热30分钟可以产生最大量的胆固醇氧化物，并在此条件下对胆固醇氧化物进行制备。粗制品经过硅胶柱色谱洗脱收集，可得纯度约为90%的胆固醇氧化物（组成为：7α-羟基胆固醇9.96%、7β-羟基胆固醇23.24%、5,6β-环氧基胆固醇15.34%、5,6α-环氧基胆固醇14.36%、7-酮基胆固醇26.77%、胆固醇3.12%、其它杂质7.21%）。MTT法实验结果表明纯化后的胆固醇氧化物在80 μg/mL浓度下对大鼠肝细胞BRL表现出显著毒性作用（p < 0.05），在100 μg/mL时，细胞活性仅有空白对照的7.49%，胆固醇氧化物的毒性机理有待进一步研究。. （2）160℃条件下，胆固醇在三油酸甘油酯和猪油中氧化迅速，而在三丁酸甘油酯、三辛酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中氧化缓慢。在110℃条件下，胆固醇在三丁酸甘油酯、三辛酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯中不会发生氧化，但在三油酸甘油酯和猪油中迅速氧化。对不同脂肪酸甘油酯的比较可以发现胆固醇的稳定性依次为三丁酸甘油酯 > 三辛酸甘油酯 > 三硬脂酸甘油酯。脂肪酸甘油酯是否饱和对胆固醇的氧化有重大影响，即胆固醇在不饱和脂肪酸甘油脂中氧化更加迅速。脂肪酸甘油酯中脂肪酸的碳链长度对胆固醇的氧化也有影响，即碳链越短越有助于胆固醇的稳定。过氧化值实验结果进一步验证了上述结论。. （3）探讨了11种抗氧化剂对胆固醇在空气和猪油中高温氧化的抑制作用以及对猪油过氧化值的影响。结果表明：多种抗氧化剂对胆固醇在空气中的高温氧化可以起到明显的抑制作用，以芦丁、槲皮素、绿原酸、咖啡酸效果最好。胆固醇在猪油中氧化程度较弱，11种抗氧化剂中只有咖啡酸表现出较好的抑制作用。过氧化值的对比研究发现：咖啡酸、橙皮素、柚皮素、维生素E、BHT均有一定的降低过氧化值作用，其中以咖啡酸效果最佳。不同抗氧化剂对空气中胆固醇高温氧化的抑制有很大不同，从而有助于筛选具有较强高温抗氧化能力的抗氧化剂。咖啡酸的高温抗氧化能力值得关注。