烹飪是食用油脂最重要的應(yīng)用場景之一，食用油和其他食材在高溫?zé)崤腼儣l件下，產(chǎn)生的烹飪油煙（COFs）。COFs是食物熱烹飪過程中揮發(fā)的油脂、有機質(zhì)及熱氧化和熱裂解產(chǎn)生的混合物，以氣、固、液三相混合的氣溶膠狀態(tài)存在，其中至少含有300多種物質(zhì)，包括具有強致癌性的多環(huán)芳烴類（PAHs）和具有誘變性的雜環(huán)胺類等。此外，COFs還是室內(nèi)顆粒物和極細顆粒物（UFPs）的主要來源之一。

基于此，江南大學(xué)食品院的葉展、羅舒凡、劉元法*等概述了近年COFs組分特征相關(guān)研究進展，并總結(jié)了油脂COFs導(dǎo)致的主要健康風(fēng)險，同時還對COFs組分影響的主要因素進行了梳理，展望了基于優(yōu)化食用油脂加工技術(shù)，開拓未來油脂加工新材料、新途徑，改善油脂理化與營養(yǎng)特性，進而從產(chǎn)品加工端實現(xiàn)油脂COFs的調(diào)控的油脂產(chǎn)品的COFs控制策略。本文對于構(gòu)建油脂綠色加工體系，制備健康油脂產(chǎn)品，并為科學(xué)制定或優(yōu)化油脂產(chǎn)品品質(zhì)控制標準具有一定的實際意義。

01

COFs組分構(gòu)成及排放特征

食物在烹飪過程中產(chǎn)生的油煙，實際為可見的煙和霧的混合物，它是指食物烹飪和食品加工過程中揮發(fā)的脂溶性成分、有機物，以及油脂組分熱氧化和裂解產(chǎn)生的固、液、氣三相混合物，既包括固態(tài)顆粒物、液態(tài)油滴和揮發(fā)的水蒸氣，還包括烷烴、醇類、醛酮、雜環(huán)胺、PAHs等揮發(fā)性有機物（VOCs）。食物COFs中主要危害物種類包含顆粒物和VOCs，如PAHs、揮發(fā)性醛類、雜環(huán)胺等，這些微小固態(tài)顆粒物和液態(tài)油滴在烹飪熱環(huán)境下常與產(chǎn)生的揮發(fā)性有機氣體結(jié)合，其黏性強，且極性小，不溶于水。食物COFs的組成如圖1所示。

1.1 顆粒物

根據(jù)AD的不同分類，空氣中的顆粒物一般可分為粗顆粒物（PM10，AD為2.5～10 μm）、細顆粒物（PM2.5，AD＜2.5 μm）與UFPs（AD＜100 nm）。COFs中含有大量的微米級顆粒物，這些顆粒物主要是由細顆粒物（PM2.5）和UFPs構(gòu)成。顆粒物粒徑與其吸入人體的部位直接相關(guān)，研究表明，AD大于50 μm的粒子不會被吸入，10～50 μm的粒子絕大部分沉積在鼻腔里，10 μm以下的顆粒物可進入鼻腔，而2.5 μm以下的顆粒物則可被吸入肺泡，并進入人體血液循環(huán)。基于此，COFs中的顆粒物可以主要分為兩類，即可沉降顆粒物（AD＞10 μm）和可吸入顆粒物（AD為0.01～10 μm）。

1.1.1 可沉降顆粒物

可沉降顆粒物也稱為粗顆粒物，其一般是指AD＞10 μm的顆粒物。一方面這部分顆粒由于重力大于浮力，在空氣中；另一方面，在COFs中，固態(tài)顆粒物往往和液態(tài)油滴混于一起，其黏性較強，因此，與可吸入顆粒物相比，其會在相對較短時間內(nèi)沉降下來，對室內(nèi)環(huán)境影響不大。在COFs相關(guān)研究中，聚焦PM10的分析研究也相對較少。

之前研究表明，烹飪是室內(nèi)顆粒物的最大來源，其產(chǎn)生的顆粒物約占個人暴露樣本的52.5%，占住宅室內(nèi)顆粒物濃度的43.2%；研究者還發(fā)現(xiàn)，烹飪區(qū)域比非烹飪區(qū)域的顆粒物濃度高約20 μg/m 3 ，由烹飪產(chǎn)生的顆粒物對PM2.5和PM10的貢獻均為25%，但若僅考慮室內(nèi)源時，這一比例將分別增加到65%和55%。但是不同的加熱（烹飪）方式對PM10濃度影響也存在影響，有美國學(xué)者對不同商業(yè)烹飪方式產(chǎn)生的油煙中的污染物的釋放情況進行了統(tǒng)計分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，食物炭烤油煙中PM10的釋放率顯著高于食物煎炸，食物完全炭烤PM10的釋放率可達到85500 t/a。

有研究者通過收集不同研究中的數(shù)據(jù)，對此也進行了對比，以可沉降顆粒物PM10為例，對比發(fā)現(xiàn)，在意大利地區(qū)（城市和鄉(xiāng)村），烘烤制作比薩餅的油煙中，PM10的平均濃度范圍15～482 μg/m 3 （均值123 μg/m 3 ）；在中國香港地區(qū)，家庭COFs中PM10的平均濃度范圍為520～1330 μg/m 3 ，并且測定的濃度順序是：爆炒＞油煎＞油炸；而商品化食物的油炸（油炸豆腐）和烤制（烤肉）油煙中PM10的濃度范圍為2260～4720 μg/m 3 ，明顯高于家庭烹飪中的水平；此外，還發(fā)現(xiàn)采用燃氣的烹飪方式比采用電的烹飪方式產(chǎn)生油煙中的PM10、有機物和總揮發(fā)性有機化合物的濃度均更高。另一項研究對不同烹飪方式和通風(fēng)類型的住宅中烹飪時產(chǎn)生的PM10和PM2.5特征進行了分析，結(jié)果表明，烤魚產(chǎn)生的PM10和PM2.5顆粒物濃度最高，并且在烹飪期間，只有自然通風(fēng)系統(tǒng)和油煙機系統(tǒng)同時開啟時，才可有效降低烹飪顆粒物濃度。此外，烹飪方式是影響室內(nèi)顆粒物濃度的最主要因素。

總之，烹飪食物類型、烹飪方式、通風(fēng)條件等因素對COFs中可沉降顆粒物均產(chǎn)生影響，從這幾個方面入手，進而實現(xiàn)降低COFs中可沉降顆粒物濃度是行之有效的手段。然而，由于油煙中可沉降顆粒物因為在空氣中存在時間短，并不被認為是室內(nèi)空氣和室外大氣質(zhì)量影響的最突出因素，因此，人們對其關(guān)注度相對較低。但是摻雜有氧化脂質(zhì)、極性聚合物，以及其他毒害物質(zhì)的可沉降顆粒物附著于皮膚、黏膜、上呼吸道等部位，同樣會造成健康風(fēng)險，因此，仍需要對其濃度進行合理控制。

1.1.2 可吸入顆粒物

食物烹飪產(chǎn)生油煙中的顆粒物與人體健康，尤其是呼吸系統(tǒng)健康，存在著緊密聯(lián)系，尤其是平均粒徑更小的顆粒物，它們可隨呼吸道進入人體，對人體健康的危害更大。因此，在我國由國家衛(wèi)生健康委員會提出并歸口，由國家標準化管理委員會和國家市場監(jiān)督管理總局在2023年2月頒發(fā)的新版GB/T 18883—2022《室內(nèi)空氣質(zhì)量標準》中，正式引入了PM2.5限量標準，要求室內(nèi)PM2.5的24 h平均濃度不超過0.05 mg/m 3 。此前有關(guān)COFs中顆粒物的研究，也主要是基于PM2.5這一關(guān)鍵的可吸入顆粒物展開。

食物烹飪過程產(chǎn)生的油煙對室內(nèi)空氣質(zhì)量產(chǎn)生重要影響，之前的研究發(fā)現(xiàn)，烹飪食物可使廚房中UFPs的平均濃度和累積濃度增加20～40 倍，并且其可以快速彌散到客廳，在1～1.5 h內(nèi)可使廚房和客廳內(nèi)PM2.5平均濃度分別增加至0.16 mg/m 3 和0.06 mg/m 3 。研究人員采用一級壓榨花生油炒制3 道典型中式菜肴（杭椒小炒肉、西紅柿炒蛋和清炒白菜），考察烹飪過程中呼吸區(qū)顆粒物濃度變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)呼吸區(qū)平均PM2.5質(zhì)量濃度和數(shù)量濃度分別（10.97±9.53）mg/m 3 和（23.12000±18.27103）cm -3 ，而且在通風(fēng)不良條件下這兩種濃度均可能增加3 倍，這表明烹飪菜肴類型和烹飪過程中的通風(fēng)條件對COFs中顆粒物濃度均產(chǎn)生重要影響，且前者更為突出。

此外，研究還發(fā)現(xiàn)相比于其他方式，食物烤制不僅產(chǎn)生PAHs類毒害物質(zhì)，其產(chǎn)生的PM2.5濃度也最高，達到了（28.79±9.36）mg/m 3 ，長期暴露將顯著提高健康風(fēng)險。由此可知，典型的中式烹飪方式產(chǎn)生油煙中顆粒物濃度普遍較高，并且涉及到高含油的烹飪方式，如食物的深度油炸、烤制等，油煙中顆粒物濃度更高。

COFs顆粒物是由多種復(fù)雜化合物組成的混合固態(tài)小顆粒物質(zhì)，其中含有多種有毒有害物質(zhì)，危害人體健康。研究者采用氣相色譜-質(zhì)譜對收集的4 種中式餐館排放油煙中的PM2.5顆粒物中的有機物的化學(xué)成分進行了分析，結(jié)果表明，可實現(xiàn)有效定量化合物總量占PM2.5顆粒有機物總量的5%～10%，其中脂肪酸類占73%～85%，是最主要成分。此外，還鑒定到了其他12大類化合物，包括正構(gòu)烷烴類、PAHs類、正構(gòu)醛類、內(nèi)酯類、酰胺類等化合物，并且烹飪食物類型和烹飪方式顯著影響這些不同類別化合物的含量。這些危害成分在烹飪過程中，伴隨蒸汽、油煙、熱風(fēng)等條件一并裹挾在油煙微小顆粒物中，與空氣一起形成氣凝膠，構(gòu)成室內(nèi)和大氣污染，危害人體健康，然而，這些油煙顆粒物的組成和物理化學(xué)特征仍未完全明晰，其可能與烹飪油脂和食物類型、烹飪條件等都具有重要聯(lián)系。

1.2 COFs中的VOCs

1.2.1 組成特征

VOCs是指在室溫下易揮發(fā)，存在于室內(nèi)空氣中的一類有機化合物的統(tǒng)稱，是室內(nèi)空氣的主要污染物之一，也是氣味的主要來源，其組成復(fù)雜。在COFs中，VOCs是COFs中除顆粒物外的另一類主要成分。研究表明，家庭烹飪煙氣排放對總體環(huán)境氣溶膠的貢獻度估計在12%～20%之間，COFs中含有數(shù)百種VOCs，如烷烴、烯烴、烷醇、烯醛、酮和芳香烴類等，主要為碳氫化合物，它們其中多種是典型致癌物質(zhì)，如PAHs、苯并芘等。VOCs不僅對人體產(chǎn)生危害，還是形成地面臭氧和光化學(xué)煙霧的重要前體，VOCs中某些碳氫污染物在陽光的照射作用下，與NO x 發(fā)生反應(yīng)，可在某些特定的氣象和特殊地理環(huán)境下變成光化學(xué)煙霧，產(chǎn)生二次污染，并且高活性的VOCs還可對大氣臭氧層產(chǎn)生重要影響。烹飪油脂的種類和加工精度、烹飪條件和方式，以及烹飪食材種類等對烹飪過程中的油煙氣組分產(chǎn)生影響，此過程中產(chǎn)生的VOCs類型具有差異，進而影響人體健康和室內(nèi)外空氣質(zhì)量。

烹飪產(chǎn)生的油煙是空氣污染的最主要來源之一，其中的VOCs是最根本的污染物，此前大量研究表明，在某些國內(nèi)城市，烹飪源氣溶膠對大氣有機質(zhì)含量的貢獻量超過24%，甚至超過交通工具尾氣排放的貢獻量。這些VOCs中含有多種毒性化合物，有研究者對我國以沈陽地區(qū)為代表的東北地區(qū)COFs中VOCs類型進行了分析，結(jié)果表明，總VOCs的平均濃度和排放總量分別為（3407.06±889.50）mg/m 3 和994.5 t/a，研究者共鑒定出81 種VOCs，其主要成分包括烷烴（40.0%）、烯烴（10.4%）、芳香烴（1.9%）、鹵代烴（1.8%）、醇類（42.7%）、醛酮（3.1%），這些檢出的VOCs中有39 種是有毒揮發(fā)性化合物，約占檢出物質(zhì)數(shù)量的一半，主要包含苯系物和鹵代烴類。研究者同樣對上海不同地區(qū)的7 種不同典型菜館烹飪油煙機排放的VOCs進了采集分析，考察VOCs的種類及其化學(xué)反應(yīng)活性，結(jié)果表明，這些VOCs中含有（51.26%±23.87）%的烷烴和（24.33±11.69）%的含氧類VOCs，它們是烹飪源VOCs的主要組成部分。此外，對臭氧生成和次級有機氣溶膠形成影響最大的VOCs為烯烴和芳香族，二者分別占6.8%～97.0%和73.8%～98.0%，燒烤類烹飪方式產(chǎn)生油煙中的乙醛、己醛和丙烯醛排放量顯著高于其他類烹飪方式，其煙氣更可能危害人類的健康。這些研究表明COFs（尤其是中式烹飪方式產(chǎn)生的油煙）中的VOCs對環(huán)境和居民健康構(gòu)成重要威脅，需得到足夠重視。

COFs中的VOCs組成復(fù)雜，含有多種有機化合物，并且烹飪方式、烹飪食材、烹飪油脂類型和食材配比等因素對VOCs組成具有重要的影響。Yu Jing等對中式家庭烹飪過程中初級和次級有機氣溶膠排放特征進行了研究，結(jié)果表明，不同烹飪食材類型（雞肉、豆腐、卷心菜和宮保雞?。〤OFs中初級有機氣溶膠排放率為1.1～2.0 mg/min，次級有機氣溶膠排放率為1.9～2.7 mg/min，油煙中的半揮發(fā)性/中等揮發(fā)性有機化合物，如半萜烯更易于形成次級氣溶膠，而且烹飪方式比烹飪食材對初級和次級有機氣溶膠排放行為影響更大。另有研究也發(fā)現(xiàn)，典型的中式烹飪廚房煙氣的VOCs的組分中，有害物甲醛、苯和甲苯的排放率依次為（1.273±0.736）、（0.074±0.039）mg/min和（0.004±0.004）mg/min，并同樣確認烹飪方式是此過程的最主要影響因素。雖然食物的烹飪方式被報道是影響COFs VOCs中揮發(fā)物濃度和類型的最主要因素，食材種類、油脂類型等因素同樣也發(fā)揮重要作用，例如，有研究發(fā)現(xiàn)，采用平底鍋加熱玉米油產(chǎn)生油煙中VOCs的主要成分為醛類，此外，炒制不同類型中式家庭烹飪常用香料，包括大蒜、生姜、香葉和胡椒（川胡椒），均產(chǎn)生大量的甲基吡咯，但是爆炒大蒜和生姜產(chǎn)生初級有機氣溶膠濃度與單獨加熱玉米油時的類似，而爆炒香葉和胡椒產(chǎn)生的初級有機氣溶膠是前者兩倍。

總結(jié)以上研究可知，在食物烹飪產(chǎn)生的油煙中，VOCs是除了顆粒物之外的另一重要的大氣污染成分，其組成復(fù)雜，包含有烴類、醛類、酮類、酯類和苯系物等多種有害化合物，其不僅對室內(nèi)空氣產(chǎn)生污染，危害人體健康，還破壞大氣產(chǎn)生二次污染。然而，雖然COFs VOCs中的危害物類型、釋放特征等在之前研究中得到了較多的闡釋，但是因為它們與烹飪方式、烹飪條件、食材種類（如油脂、食物、水分等），甚至烹飪環(huán)境均存在關(guān)聯(lián)，因此，聚焦到某單一因素的影響，并解析其可能的潛在影響機制仍有待后續(xù)研究繼續(xù)深入。

1.2.2 PAHs類

PAHs是COFs VOCs中最具有毒害作用的揮發(fā)物之一。諸多研究表明，PAHs具有毒性高、生物降解性差和蓄積性高等特點，具有致畸、致癌和致突變作用，PAHs暴露危害人體健康，因此，PAHs在食品安全、環(huán)境衛(wèi)生等領(lǐng)域均受到廣泛重視。世界上普遍接受的美國國家環(huán)境保護局認定為優(yōu)先控制污染物共有16 種，具體見表1，COFs中的這些PHAs在之前多個研究中均有被檢測到。

炒制和煎炸（油煎和油炸）是中式食物烹飪的典型特征，將食用油直接預(yù)先加熱至一定高溫，或?qū)⑴腼兤髅蠹訜嶂粮邷?，再加入食用油（即“熱鍋涼油”）的過程中可能產(chǎn)生多種致癌物質(zhì)，如PAHs、聚合甘油酯等。COFs的油煙部分主要是由揮發(fā)性氣態(tài)和顆粒物兩種物質(zhì)組成，有研究者通過分析我國杭州市室內(nèi)外空氣中16 種PAHs存在形式，發(fā)現(xiàn)59%～97%的PAHs被PM2.5顆粒吸附，其次3%～24%的PAHs被PM2.5～10顆粒吸附，0%～17%的PAHs被AD＞10 μm顆粒吸附。這些PAHs與COFs中的顆粒物結(jié)合形成顆粒物結(jié)合型PAHs（particle-bound PAHs，PPAHs），由于氣態(tài)和顆粒物結(jié)合態(tài)的PAHs均可隨COFs被直接吸入人體，而且通常PPAHs具有更高分子質(zhì)量，其致癌性更強，其可能比氣相PAHs對人體健康產(chǎn)生更大危害。

烹飪過程是室內(nèi)PAHs污染的主要來源之一，研究者對食用油烹飪過程中產(chǎn)生油煙中的PAHs進行了分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱40～85 g食用油（大豆油）COFs顆粒相PAHs（PPAHs）的排放質(zhì)量區(qū)間為2258～6578 ng，并且在加熱過程中，PPAHs排放率峰值出現(xiàn)時間早于溫度峰值。然而烹飪方式對PAHs的釋放產(chǎn)生重要影響，Chen等分析了3 類餐館烹飪煙氣中的21 種PAHs同系物組成，包括9 種中式餐館、7 種西式餐館和4 種燒烤餐館，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，燒烤餐館排放煙氣中的總PAHs濃度（（58.81±23.89）μg/m 3 ）顯著高于其他兩類餐館（（20.99±13.67）μg/m 3 和（21.47±11.44）μg/m 3 ），但是中式餐館油煙中總苯并[a]芘效價當量（B[a]Peq）濃度水平最高，達到了（1.82±2.24）μg/m 3 。也有研究者對家庭烹飪和不同類型餐館（川菜、湘菜和燒烤）烹飪COFs中的PAHs進行了對比，結(jié)果表明，廚房內(nèi)和排放COFs中PAHs濃度范圍分別為0.171～0.500 mg/m 3 和0.220～0.836 mg/m 3 ，其中大部分是含4～5 個環(huán)的PAHs，二者分別占總PAHs的61.36%和62.29%。燒烤餐館產(chǎn)生油煙中的細顆粒物PAHs含量較高，達到616.71 ng/m 3 ；湘菜餐館油煙中的PAHs濃度最低（0.171 mg/m 3 ），而采用色拉油的家庭烹飪方式產(chǎn)生油煙中的PAHs濃度最高（0.526 mg/m 3 ）。

這些研究表明，烹飪產(chǎn)生的油煙中有較高含量的PAHs，其具有多種毒害性，它們主要是與油煙顆粒物結(jié)合形式存在，可隨顆粒物吸入肺部，危害人體健康。不同的烹飪方式和烹飪食材，如油脂類型、食材種類、水分含量等，產(chǎn)生的油煙中的PAHs組成和濃度也具有差異。

1.2.3 醛酮類羰基化合物

揮發(fā)性醛類和酮類化合物在烹飪煙氣中屬于VOCs類，是除了PAHs之外的COFs中最主要的VOCs成分。然而，VOCs是一個統(tǒng)稱，它是COFs中所有具有揮發(fā)性的有機物的總稱，但嚴格來講，烹飪煙氣中的有些VOCs可能對人體健康不具有危害性，或其濃度范圍遠低于對人體造成的危害的定量限，有些VOCs可能還可能是食物烹飪過程中產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)，其賦予了食物烹飪的感官享受，因此，在烹飪過程中，并非所有的VOCs均為有害，不能一概而論。

VOCs中的醛類和酮類化合物是典型的羰基化合物，它們具有強化學(xué)反應(yīng)性，在考察COFs的相關(guān)研究中，有不少將它們歸總為羰基化合物進行綜合分析，而未有進行分類考察分析。有學(xué)者對北京地區(qū)餐館COFs中的羰基化合物進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)油煙中的羰基化合物濃度為0.115～1.036 mg/m 3 ，但不同烹飪方式和不同食材類型會產(chǎn)生影響，按羰基化合物濃度排序，依次為：烤鴨＞中式燒烤＞家常菜＞西式快餐＞學(xué)校食堂＞中式快餐＞川菜＞淮揚菜。研究者對烹飪過程和食材成分對油煙中羰基化合物濃度的影響也進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，炸雞、炸土豆、炸章魚和炸雞蛋過程產(chǎn)生油煙中的羰基化合物濃度分別為1.349、1.300、0.385 mg/m 3 和0.108 mg/m 3 ，表明熱烹飪食物對羰基化合物生成產(chǎn)生重要影響；不僅如此，炸制過程中的用油量、炸制溫度和油脂種類同樣影響油煙羰基化合物的濃度。

然而，也有不少研究對醛、酮類化合物的排放特征分別進行分析，有研究表明，食物的烹飪，尤其是煎炸過程，產(chǎn)生大量的氣態(tài)污染物，包括甲醛、乙醛、丙烯酰胺和丙烯醛等。有研究通過加熱不同油脂、調(diào)味料和菜肴來分析油煙中醛酮化合物特征，共發(fā)現(xiàn)了13 種羰基化合物，其中醛類物質(zhì)占61.1%～78.0%，主要是乙醛、丙烯醛和己醛，而丙烯醛濃度為235.18～498.71 μg/m 3 ，比美國加州環(huán)境健康危害評估辦公室指南提供的數(shù)據(jù)高100 倍。研究者對中國香港地區(qū)不同類型餐館油煙氣排放情況進行了調(diào)查，結(jié)果表明，油煙中羰基化合物濃度最高的成分是甲醛，其濃度占總量的12%～60%，而丙烯醛濃度也很高，占總量的30%；揮發(fā)性醛類，包括甲醛、乙醛、丙烯醛和壬醛占羰基化合物總量的72%。

COFs中的醛酮化合物主要通過兩種途徑產(chǎn)生，一是烹飪?nèi)剂先紵a(chǎn)生；二是食用油和食材在高溫作用下發(fā)生氧化、裂解、水解反應(yīng)產(chǎn)生。不同類型餐館油煙中的醛酮類化合物組成存在明顯的差異，以北京地區(qū)調(diào)查結(jié)果為例，西式快餐店油煙中醛酮類化合物C 1 ～C 3 物質(zhì)所占比例最低，為20%左右；中式餐館油煙中醛酮類化合物C 1 ～C 3 物質(zhì)所占比例在40%以上，同時，快餐店排放的油煙中C 4 ～C 9 醛酮類化合物所占比例明顯高于其他類型餐館（川菜館、食堂等），其中，西式快餐排放的C 4 ～C 9 醛酮化合物比例還明顯高于中式快餐。對廣州地區(qū)不同中式快餐店油煙分析也發(fā)現(xiàn)相似結(jié)論，即C 1 ～C 3 醛酮類化合物是所有類型油煙中醛酮類化合物主要組分，且甲醛和乙醛是最主要兩種組分。

總之，醛酮類羰基化合物由于具有較強的化學(xué)不穩(wěn)定性和毒害性，有必要通過調(diào)節(jié)烹調(diào)方式、改善烹調(diào)食材和食用油的品質(zhì)、加強烹飪環(huán)境的通風(fēng)條件等手段對其進行嚴格把控，然而烹飪食材，尤其是食用油的種類和品質(zhì)對中式COFs中的醛酮類羰基化合物的生成規(guī)律和濃度的影響仍然不太明確，還有待繼續(xù)研究。

1.2.4 其他類有害VOCs和無機氣體成分

食物烹飪體系復(fù)雜，在主要由油脂、水分、淀粉（糖類）、蛋白質(zhì)等組成的食材，在熱加工環(huán)境中發(fā)生多種降解、聚合，以及物質(zhì)的受熱揮發(fā)等化學(xué)或物理反應(yīng)。因此COFs VOCs中除了PAHs、揮發(fā)性醛酮外，還要其他多種成分，包括烷烴、脂肪酸、內(nèi)酯和有機離子、碳和無機化合物，如CO、CO 2 、SO x 、NO x 等。

研究發(fā)現(xiàn)，不同的烹飪條件產(chǎn)生的油煙氣中正構(gòu)烷烴的濃度較低，它們的平均碳數(shù)范圍為14～33，并且中式餐館排放油煙中正構(gòu)烷烴與烹飪?nèi)庵破樊a(chǎn)生的油煙中正構(gòu)烷烴的分布不同，但其與植物油煎炸油煙中的相似。研究還發(fā)現(xiàn)，西式快餐產(chǎn)生油煙中正構(gòu)烷烴濃度是中式COFs中的2 倍，且在中式烹飪條件下，當油煙中正構(gòu)烷烴碳數(shù)大于23時，其往往表現(xiàn)出奇數(shù)到偶數(shù)的碳的偏向性，而西式快餐油煙中則沒有此特征。不僅如此，西式快餐烹飪和肉制品COFs中正構(gòu)烷烴的最高碳數(shù)為25，而中式COFs中的正構(gòu)烷烴碳數(shù)主要為29或31。由此可知，雖然COFs中正構(gòu)烷烴的濃度在不同烹飪方式油煙中的占比很小，但是其依然有可能用作為特征標志物，以指示食材烹飪品質(zhì)或熱加工穩(wěn)定性。近年來通過創(chuàng)新吸附材料，去除油煙中的烴類物質(zhì)以凈化COFs的相關(guān)研究逐漸成為熱點，例如研究者通過向硅膠結(jié)構(gòu)中引入Fe 3＋ ，獲得了具有Fe-Si組成的結(jié)晶良好的MEL框架，可用于高效吸附COFs中的非甲烷烴類；還有研究發(fā)現(xiàn)，相比于Si-O-Al和Si-O-Si骨架材料，具有Ti-O-Si骨架的硅酸鹽吸附材料，對COFs中的VOCs表現(xiàn)出更好的吸附性能。

食物烹飪過程中由高溫導(dǎo)致的熱化學(xué)反應(yīng)使得脂肪（油脂）發(fā)生熱解，生成游離脂肪酸、甘油、甘油一酯和甘油二酯，伴隨油煙揮發(fā)出來。不同烹飪類型，油煙中的游離脂肪酸分布同樣存在差異，研究發(fā)現(xiàn)，在西式快餐烹飪產(chǎn)生的油煙中，飽和脂肪酸碳數(shù)范圍為6～20，并且以棕櫚酸為主；而中式烹飪菜肴COFs飽和脂肪酸碳數(shù)范圍是6～24，此外，中式菜肴COFs中最常見的不飽和脂肪酸為油酸和亞油酸，美式菜肴油煙中的則是油酸。研究還發(fā)現(xiàn)，西式快餐釋放的油煙中的飽和脂肪酸濃度是中式烹飪產(chǎn)生的COFs中的13 倍，而不飽和脂肪酸濃度為2 倍，這主要歸因于烹飪食材、配料，以及烹飪溫度的不同。在西式快餐COFs中，油酸和硬脂酸的比例小于1，但在中式COFs中這一比例大于1，這主要是由于西式快餐中油脂經(jīng)歷高溫，導(dǎo)致TAG和磷脂的降解，并使得脂肪酸隨煙氣揮發(fā)，且降低了不飽和脂肪酸的比例。研究還發(fā)現(xiàn)，無論中式還是西式烹飪，油煙中均發(fā)現(xiàn)有高濃度的壬酸，但西式COFs中壬酸與其他脂肪酸（C 8 ～C 10 ）比例更低，爆炒比深度油炸油煙中脂肪酸量更高。烹飪油脂的類型不同，其脂肪酸組成不同，因此采用不同油脂烹飪，油煙中的脂肪酸的組成也表現(xiàn)出不同。

COFs中也包含有多種有毒有害的無機氣體，包括無機碳氧化合物、氮氧化物、SO x 等酸性氧化物等。在我國最新實施的GB/T 18883—2022中，規(guī)定CO、CO 2 、SO 2 和NO 2 的1 h平均濃度上限分別為10 mg/m 3 、0.10%、0.50 mg/m 3 和0.20 mg/m 3 ，但實際上氣體燃料的燃燒，特別是不充分燃燒所產(chǎn)生的煙氣中這些氣體指標顯著超出上述上限。研究者對國內(nèi)400 個家庭廚房中的煙氣進行調(diào)查，并評價了其CO、CO 2 和NO 2 的綜合指數(shù)，據(jù)此評定清潔、輕度污染、中度污染和重度污染廚房的比例分別為4.8%、33.5%、21.7%、14%和26%，煙氣污染廚房比例超過95%。烹飪時間、烹飪食物類型和方式對這些氣體成分和濃度產(chǎn)生影響，研究表明燒烤和熬煮食物產(chǎn)生大量CO，其比西式點心餐廳和食堂中的濃度高出4～6 倍；研究也發(fā)現(xiàn)，采用家庭燃煤作為熱源的烹飪方式，CO、SO 2 和NO x 的平均排放濃度依次為53.30、0.41 g/kg和1.45 g/kg，而采用蜂窩煤烹飪產(chǎn)生的濃度相對更低。但是如何通過整體提升烹飪食材（如油脂）、烹飪方式等穩(wěn)定性，進而改善這些有害物的排放，需要首先從產(chǎn)生機制層面上做更多的基礎(chǔ)研究工作。

COFs中除了上述這些VOCs和有害無機氣體外，還有二羧酸、烷酮、內(nèi)酯化合物等多種揮發(fā)性物質(zhì)，它們在COFs中的濃度不高，但是它們不僅是室內(nèi)空氣的污染源，對人體健康產(chǎn)生危害，還會造成大氣污染，增加碳排放、破壞大氣平衡。然而總結(jié)前述研究可知，它們其中的某些特殊成分可作為烹飪食物烹飪品質(zhì)或室內(nèi)空氣污染的指紋物質(zhì)，進而用作食品烹飪和食材品質(zhì)提升的指示因子。

02

COFs暴露與人群健康風(fēng)險

COFs的組成復(fù)雜，但無論是其中的顆粒物還是揮發(fā)性氣體組分，大多是對人體有害的成分。COFs暴露與人群健康風(fēng)險可主要歸納為如圖2所示。

2.1 呼吸系統(tǒng)疾病

由于COFs的可吸入性，以及烹飪場所的環(huán)境限制，與COFs最直接相關(guān)的人群健康風(fēng)險即為呼吸系統(tǒng)疾病。研究發(fā)現(xiàn)，烹飪產(chǎn)生的油煙中由于含有多種毒害物質(zhì)，具有顯著的致癌和致誘變作用，烹飪實踐被認為是與非吸煙的亞洲婦女人群患肺癌的最主要因素之一，并在較早之前已有較多報道。研究者基于1993年至1996年期間的數(shù)據(jù)，開展病例對照研究發(fā)現(xiàn)，對于每天做飯的非吸煙女性來說，隨著每天烹飪時間（烹飪餐數(shù)）的增加，罹患肺癌的風(fēng)險增加大約3 倍，并且對于通常等到起煙后才開始進行食材烹飪或烹飪期間不使用排風(fēng)設(shè)備的女性而言，患病風(fēng)險將進一步增加。還有研究者通過一項前瞻性隊列研究，探討了人群基因多態(tài)性與日均烹飪時間對罹患肺癌影響的聯(lián)合效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，日均烹飪時間每增加1 h，將使得肺癌的患病風(fēng)險增加17%；每天烹飪時長大于2 h的人群比非烹飪?nèi)巳悍伟┗疾★L(fēng)險增加2.05 倍，且位于人肺組織細胞6p21.32點位的rs2395185和rs3817963兩個基因與肺癌發(fā)生事件顯著相關(guān)。

不少研究者也對COFs暴露導(dǎo)致肺癌發(fā)生風(fēng)險增加的潛在病理機制進行了探究，Wang Chunyan等分析認為，COFs中含有多種毒害化合物，如醛類、雜環(huán)胺、PAHs、脂肪氣溶膠和顆粒物等，COFs暴露可能通過多途徑機制導(dǎo)致肺癌，其中包括基因損傷、活性氧（ROS）形成、相關(guān)蛋白的功能受阻、細胞活力受損，甚至細胞凋亡等。Che Zhen等通過采用原代肺泡上皮細胞實驗，對COFs中的PM2.5促細胞凋亡的機制進行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，COFs暴露通過死亡受體途徑導(dǎo)致肺細胞發(fā)生凋亡，其導(dǎo)致肺細胞中促凋亡蛋白Bax上調(diào)和抗凋亡蛋白Bcl-2下調(diào)，誘導(dǎo)線粒體通透性改變，激活Caspase-9和Caspase-3基因，進而導(dǎo)致細胞凋亡。一種前人研究提出的COFs暴露增加呼吸系統(tǒng)疾病風(fēng)險的可能潛在機制如圖3所示，食用油熱COFs中含有顆粒物、PAHs、醛酮和多種其他無機物等毒害成分，COFs暴露一方面破壞細胞的氧化-抗氧化平衡，導(dǎo)致氧化應(yīng)激，引起炎癥因子表達水平升高引起炎癥；另一方面，這些毒害成分作用于線粒體，通過細胞凋亡因子（AIF）和Caspase路徑，引起細胞凋亡，最終導(dǎo)致肺部損傷。

2.2 其他疾病風(fēng)險

隨著相關(guān)研究的不斷深入，研究者發(fā)現(xiàn)COFs暴露同樣增加其他多種非呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)生風(fēng)險，例如子宮頸癌、心血管疾病、糖尿病、抑郁癥、睡眠障礙等，而這與COFs中危害物的組成存在著重要聯(lián)系。

有研究者對COFs暴露與女性子宮頸癌患病風(fēng)險進行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，年齡為20～40 歲之間女性在沒有油煙機的環(huán)境中每周至少烹飪一次，罹患宮頸上皮細胞腫瘤的風(fēng)險比同年齡段非烹飪女性高2.29 倍；并且烹飪期間不開啟油煙機的女性宮頸上皮內(nèi)腫瘤的風(fēng)險是開啟油煙機的女性的2.47 倍。

研究者針對COFs引起心血管疾病的相關(guān)研究主要集中于解析油煙中的顆粒物組分的作用。研究發(fā)現(xiàn)，COFs源PM2.5暴露可降低人臍靜脈內(nèi)皮細胞（HUVECs）的細胞存活率，增加細胞內(nèi)和線粒體ROS水平，并上調(diào)核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3（NLRP3）炎癥小體信號通路相關(guān)的蛋白和mRNA的表達水平，但血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）蛋白和mRNA的表達水平卻隨著暴露濃度的增加而降低，即COFs源PM2.5通過ROS介導(dǎo)的NLRP3炎癥小體途徑影響HUVECs血管的形成。另有相似研究探討了油煙源PM2.5暴露對血管生成的損傷作用，結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn)油煙源PM2.5暴露可劑量依賴性地降低細胞存活率，潛在機制在于油煙源PM2.5暴露可基于ROS-NLRP3-VEGF信號通路調(diào)控促炎細胞因子和炎性小體的表達水平，從而抑制VEGF表達水平，最終導(dǎo)致內(nèi)皮損傷，進一步研究也證實了VEGF蛋白在COFs源PM2.5誘導(dǎo)的HUVEC血管生成抑制過程中的關(guān)鍵作用。但也有其他研究表明，COFs中含有多種有害物質(zhì)，其中具有致癌性的PAHs可通過細胞色素P450 A1產(chǎn)生ROS，其中的顆粒物組分和苯并[a]芘則可引起機體MDA水平升高，即其COFs暴露可通過多途徑導(dǎo)致DNA損傷，引起暴露人群心率變異性增加，增加心血管疾病風(fēng)險。

COFs暴露與睡眠質(zhì)量之間相關(guān)性研究也逐漸成為熱點。睡眠是神經(jīng)中樞的一種自我調(diào)節(jié)的神經(jīng)活動過程，對于正常生命活動至關(guān)重要。有學(xué)者通過基于人群橫斷面研究分析油煙暴露與睡眠質(zhì)量相關(guān)性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)廚房通風(fēng)條件不佳、油脂加熱至起煙，以及烹飪超過30 min這些主觀因素均與不良睡眠質(zhì)量呈現(xiàn)正相關(guān)，而且其還與睡眠潛伏期增加、睡眠障礙和日間功能障礙的風(fēng)險增加有關(guān)，表明中式COFs暴露是促使中年人群睡眠障礙的重要風(fēng)險因子。Yang Kewen等研究也發(fā)現(xiàn)，COFs暴露會降低女性的睡眠質(zhì)量和整體健康狀況，其可通過影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)引起焦慮和其他相關(guān)癥狀，是威脅我國中年和青年女性健康的重要風(fēng)險因子。

COFs暴露還被報道對烹飪婦女生殖、生育和妊娠胚胎發(fā)育等產(chǎn)生重要影響，孕婦在妊娠期間COFs暴露與不良妊娠，如胎兒低出生體重、早產(chǎn)、小胎齡、宮內(nèi)胎兒生長受限等具有相關(guān)性，增加多種不良反應(yīng)，這與COFs中的顆粒物等成分存在關(guān)系?？傊珻OFs暴露對人體健康存在多方面的不良影響，除了與常見的呼吸系統(tǒng)疾病相關(guān)之外，其還會增加多種其他疾病，包括癌癥、心血管病等的發(fā)生風(fēng)險。因此，為了降低COFs暴露帶來的健康風(fēng)險，從主觀方面，可以通過降低COFs環(huán)境暴露，進而降低煙氣吸入；從客觀方面，首先，可以通過優(yōu)化烹飪環(huán)境的通風(fēng)條件，進而降低COFs濃度，其次，在明晰烹飪食材的組成特征（主要是食用油脂）、熱烹飪條件和油煙組分相關(guān)性的基礎(chǔ)上，以實現(xiàn)COFs的調(diào)控，降低油煙和油煙中有害物產(chǎn)生，改善烹飪環(huán)境，這些均可能是有效改進方式。

03

食用油COFs生成的主要影響因素

由于食物烹飪過程中油脂與食材互作反應(yīng)的復(fù)雜性，在烹飪實踐中，尤其是中式烹飪條件下，熱烹飪過程中的COFs生成受到烹飪方式、食材種類、油脂種類和品質(zhì)等諸多因素的影響。

3.1 烹飪方式和烹飪食材種類

“烹飪”屬于一個廣泛概念，在英文中統(tǒng)一為“Cooking”，中文里“烹”是指煮，“飪”是指熟，狹義上講，烹飪是對食物原料進行熱加工，將生的食物原料加工成熟食品；廣義的烹飪范圍更廣泛，包括調(diào)制生食，也包含文化傳承成分。為便于討論，本文所述的烹飪特指食材在含油條件下的炒制熱加工的過程。

烹飪方式不同，傳熱效率和方式等會不同，這將造成食用油脂和烹飪食材的受熱情況的差異；而烹飪食材種類由于組成復(fù)雜，可能含有淀粉、蛋白、水分等，它們本身對COFs也均產(chǎn)生重要影響。有研究者對比了蒸煮烹飪和油脂煎炸過程中的UFPs平均濃度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與蒸和煮相比，油炸烹飪會產(chǎn)生更高含量的顆粒物，而且通風(fēng)條件對油煙中UFPs濃度影響顯著，表明COFs排放與烹飪方式和烹飪環(huán)境具有高度相關(guān)性。另有荷蘭的研究者也開展了類似研究，結(jié)果同樣發(fā)現(xiàn)煎炸和燒烤過程中產(chǎn)生的PM2.5、有機碳和元素碳的濃度均顯著高于煮制過程，其中燒烤排骨過程產(chǎn)生的PM2.5濃度高達（127±2.0）μg/m 3 。

實際上，烹飪方式和烹飪食材不僅對油煙顆粒物和總有機揮發(fā)物濃度產(chǎn)生影響，其還影響油煙中PAHs、苯并芘等有害物的水平。前人對燒烤、普通中式和西式3 種不同烹飪形式餐廳排放油煙中的PAHs濃度進行了分析，發(fā)現(xiàn)燒烤餐廳油煙中總PAHs濃度最高，而中餐廳產(chǎn)生油煙中苯并[a]芘總效價濃度最高。食物的煎炸均為高含量油脂和食物混合作用的熱反應(yīng)過程，但是油煎只涉及食物淺表受熱，油炸則是食物浸沒在油中炸制的過程，存在明顯差異，因此，相比之下，油炸產(chǎn)生油煙中的PAHs和苯并[a]芘的含量同樣更高。另有研究雖然也證實中式烹飪方法對PM2.5、UFPs、甲醛、總VOCs和苯的排放速率影響最大，但其對油煙中甲苯水平并不存在顯著性影響，這表明相關(guān)研究仍有待繼續(xù)深入。

除了主要的食材類型影響外，烹飪食物過程中添加的其他次要成分對COFs也產(chǎn)生影響。Torkmahalleh等研究發(fā)現(xiàn)，向大豆油或菜籽油（200 mL）中添加100 mg黑胡椒、食鹽或海鹽，后續(xù)在200 ℃加熱，油煙中的PM2.5濃度分別可降低86%、88%和91%，它們可以作為降低油煙中總顆粒物和PM2.5排放的一種手段。還有研究發(fā)現(xiàn)，在翻炒姜、蒜、香葉和花椒時，COFs中醛類的含量增加了一個數(shù)量級且均伴隨大量甲基吡咯的產(chǎn)生。此外，炒大蒜產(chǎn)生的油煙中含有豐富的二羥基麥芽糖和二烯丙基二硫醚，而炒姜、香葉和花椒時，則產(chǎn)生豐富的單萜和萜類化合物。

由此可知，不同烹飪方式由于加熱熱源和傳熱速率具有差異，其可導(dǎo)致油脂熱COFs組成的差異性，而烹飪油脂的類型可能由于受熱效率和組成的區(qū)別，也使得油煙成分產(chǎn)生差異，某些烹飪用的輔助材料，如調(diào)味品、食鹽等，則可降低油煙中顆粒物水平，但其中潛在機制可能還需要繼續(xù)探究。

3.2 烹飪食用油脂品質(zhì)和基本性質(zhì)

3.2.1 食用油脂基礎(chǔ)理化品質(zhì)

食用油脂精煉的主要目的之一即為降低油脂酸價和水分含量，去除油脂中的促氧化物和臭味組分，提升油脂的食用安全性、感官品質(zhì)和貯藏穩(wěn)定性。經(jīng)過精煉工藝后的油脂，其煙點、熱穩(wěn)定性和貯藏穩(wěn)定性均會得到顯著提升。相關(guān)研究也證實，油脂的基礎(chǔ)理化品質(zhì)，如酸價、過氧化值、水分含量等，對油脂烹飪煙點和COFs組成存在影響，研究認為油脂煙點隨著游離脂肪酸（FFA）含量的降低，以及油脂精煉程度的提升而提升。然而，食用油在熱加工過程中會產(chǎn)生更多的FFA，其會導(dǎo)致油脂煙點降低，這也是商品煎炸油不建議連續(xù)長時間煎炸的主要原因。

研究者通過向精煉油脂額外添加磷脂和FFA的方式，探討其對植物油COFs形成，以及油脂氧化穩(wěn)定性的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，磷脂和FFA含量降低植物油煙點，并且煙點降低幅度與磷脂和FFA含量間存在著線性關(guān)系。不同類型油脂還存在一定差異，油酸、磷脂、亞油酸和亞麻酸的含量是影響油脂煙點的重要因素。進一步研究還發(fā)現(xiàn)，油脂中磷脂和FFA（如油酸、亞油酸和亞麻酸），可顯著降低油脂的氧化分解活化能，并且其降低幅度隨著磷脂和FFA含量的升高而變大，這很可能是煙點降低的關(guān)鍵因素。對于磷脂而言，其對食用油雖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煙點越低，研究表明向精煉花生油和山茶油中僅添加200 mg/kg大豆卵磷脂，其煙點便從215 ℃將至195 ℃左右；對于FFA而言，油脂中FFA含量越高、FFA碳原子數(shù)越少、不飽和度越高，則油脂的煙點越低，而且它們還和油脂的氧化穩(wěn)定性存在密切關(guān)系。

研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過水化脫膠后的花生油，其油脂煙點提高、FFA含量降低，油煙中的4 種致突變化合物，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顯著降低，且FFA含量與反,反-2,4-癸二烯醛的線性關(guān)系良好，脫膠后FFA含量降低是花生油熱加工油煙中致突變化合物產(chǎn)生的最主要原因。因此，若想獲得高煙點食用油，需用對油脂精煉工藝進行嚴格控制。

油脂加工技術(shù)對油脂品質(zhì)產(chǎn)生重要影響，進而影響油脂熱COFs總量和組分，但是近年來關(guān)于這方面相關(guān)的研究較少。油脂的基礎(chǔ)理化品質(zhì)對油脂熱COFs組分雖然產(chǎn)生重要影響，但傳統(tǒng)油脂加工模式在提升油脂基礎(chǔ)品質(zhì)、提高油脂煙點的同時，卻也降低了食用油的營養(yǎng)品質(zhì)。因此，基于分析油脂基礎(chǔ)理化參數(shù)對油脂熱COFs組分的影響，進而為食用油脂的精準適度加工提供參考依據(jù)，仍是當前油脂加工領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的重點。

3.2.2 食用油脂種類及其組成

食用油的主要成分是TAG，精煉后的油脂中TAG成分占95%以上。不同結(jié)構(gòu)的脂肪酸分子通過酯鍵連接在甘油分子的sn-1、sn-2和sn-33 個羥基位點上，脂肪酸組成的不同，加上空間位置異構(gòu)，使得油脂中TAG組成非常復(fù)雜，食用油中不同TAG從數(shù)十種到上百種不等，這些不同分子的沸點和煙點存在差異，因此，不同食用油在熱烹飪過程產(chǎn)生的煙氣總量及其組成與油脂的脂肪酸組成和TAG結(jié)構(gòu)存在關(guān)聯(lián)。

研究者對中式烹飪中最常用的5 種食用油在熱烹飪過程中釋放油煙的VOCs成分及其健康風(fēng)險進行了研究，其中所涉及油脂的脂肪酸組成具有明顯差異，菜籽油和花生油單不飽和脂肪酸（MUFA）最豐富（為50%～60%）；大豆油和玉米油多不飽和脂肪酸（PUFA）含量最豐富（為60%左右），豬油中飽和脂肪酸（SFA）相對含量（約為40%）顯著高于其他植物油，研究結(jié)果表明，不飽和脂肪酸含量高的植物油釋放的VOCs含量顯著高于富含SFA的豬油，這幾種油脂釋放油煙VOCs致癌風(fēng)險依次為：花生油＞菜籽油＞大豆油＞玉米油，而這幾種植物油則又遠大于豬油。另有研究考察了可可仁油、紅花籽油、菜籽油和初榨橄欖油在180～220 ℃加熱6 h，釋放煙氣中揮發(fā)性醛類的差異情況，結(jié)果表明，富含中鏈飽和脂肪酸的可可仁油煙點低（為170 ℃），不適用于深度煎炸用；而精煉菜籽油在此溫度范圍內(nèi)揮發(fā)性醛類釋放量最低，性質(zhì)相對穩(wěn)定；初榨橄欖油由于未經(jīng)嚴格深度精煉，雖然也富含MUFA，但其煙點也較低。

油脂中的TAG分子在烹飪過程中會分解一系列的煙氣揮發(fā)物成分的前體物質(zhì)，其熱分解過程及產(chǎn)物類型如圖4A所示。并且在食物熱烹飪過程的水熱環(huán)境中，油脂中的PUFA也會受熱形成苯系物和呋喃化合物，其過程如圖4B和圖4C所示。有研究者也對比了不同高油酸油脂和普通棕櫚油在受熱條件下的氧化穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)它們的氧化速率存在顯著差異，這也進一步證明了油脂的脂肪酸組成是油脂穩(wěn)定性影響的重要因素。油脂受熱分解產(chǎn)生的熱解產(chǎn)物，往往因為沸點較低，受熱隨著熱蒸汽彌散開來，成為COFs的組分，直接以VOCs形式存在或者附著于顆粒物表面，影響烹飪環(huán)境氣體質(zhì)量和人體健康。

基于這些之前研究結(jié)果可知，食用油脂類型因為脂肪酸等組成不同，其烹飪產(chǎn)生油煙成分和危害程度不同。然而，之前的關(guān)于食品COFs相關(guān)研究主要集中于室內(nèi)環(huán)境控制，以及特殊環(huán)境人群相關(guān)慢病預(yù)防方面，很少有基于食用油組成特征（特別是TAGs結(jié)構(gòu)），研究其對熱COFs組分的影響，其中的潛在影響和互作機制仍不明晰，有待繼續(xù)深入挖掘。

04

基于食用油熱COFs特征優(yōu)化加工技術(shù)的創(chuàng)新策略

我國現(xiàn)代油脂工業(yè)起源于20世紀五六十年代，90年代初第一瓶“金龍魚”小包裝食用油問世，開創(chuàng)我國小包裝食用油先河，油脂工業(yè)邁入飛速發(fā)展階段，食用油制取和精煉技術(shù)日趨完善，尤其是近些年隨著大型成套智能加工裝備制造技術(shù)突破，油料油脂加工更不斷推向以高精度、低能耗、智能化為主要特征的新高度。當前我國油脂生產(chǎn)一般工藝是先采用浸出或壓榨工藝制取毛油，再經(jīng)由脫酸、脫膠、脫色和脫臭等工藝制取成品油脂。當前食用油精煉成套工藝主要是歐美國家為生產(chǎn)高品級烹調(diào)色拉油而研發(fā)的，20世紀中葉前后逐漸引入中國，并不斷發(fā)展成熟，至今已應(yīng)用有半個多世紀。

為了生產(chǎn)色澤淺、煙點高的食用烹調(diào)油脂，傳統(tǒng)精煉工藝無差別去除油脂中的非TAG成分，其在加工端存在加工鏈條長、溫度高、能耗大等問題，例如真空脫臭階段普遍采用的脫臭溫度超過240 ℃，以生產(chǎn)效率1000 t/d計算，僅脫臭消耗直接蒸汽預(yù)估超過55 t；過度加工進一步導(dǎo)致產(chǎn)品端食用油營養(yǎng)成分被嚴重破壞，還促進危害物產(chǎn)生，例如經(jīng)過脫酸、脫色和脫臭之后，菜籽油中VE損失超過25%、角鯊烯損失近70%，而反式脂肪酸含量增加至0.43%。隨著近些年我國深入實施“綠色發(fā)展戰(zhàn)略”“健康中國戰(zhàn)略”和“雙碳戰(zhàn)略”等高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略步伐的不斷推進，上述一系列問題愈顯突出，成為制約整個油脂行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問題。

4.1 關(guān)于目前食用油煙點的有關(guān)討論和思考

從根本上講食用油精煉是通過去除油脂中的各種雜質(zhì)成分，其主要目的在于3個方面：一是提升油脂的食用安全性；二是提升油脂感官品質(zhì)和貯藏穩(wěn)定性；三是提升油脂在應(yīng)用中的穩(wěn)定性。精煉過程可能同時實現(xiàn)這3 個方面性能的提升，例如在精煉脫酸環(huán)節(jié)，去除毛油中的FFA不僅可以提升油脂的風(fēng)味品質(zhì)，降低油脂水解酸敗速率，提升油脂氧化穩(wěn)定性，還可降低油脂后續(xù)熱烹飪過程中的油煙產(chǎn)生，改善其應(yīng)用穩(wěn)定性。前兩個方面是食用油精煉的基本要求，而油脂應(yīng)用穩(wěn)定性的提升最直接體現(xiàn)即為在油脂熱烹飪過程中油脂煙點的提升。因此，我國食用油國家標準中除了對油脂酸價、過氧化值、氣滋味和透明度等基本指標作了要求外，某些油脂還對油脂煙點進行了限制，要求其煙點不低于190 ℃。然而，筆者對國外，包括美國、歐盟、日本等國家的油脂標準進行了調(diào)研，雖有一些非官方資料提到不同油脂的煙點，例如花生油和葵花籽油煙點227 ℃、大豆油煙點257 ℃、紅花籽油煙點266 ℃、牛油果油煙點271 ℃等，然而在權(quán)威性資料，特別是食用油產(chǎn)品標準中，均未查詢到油脂煙點的限定要求?；诖耍覈秤糜蛧覙藴蕦τ椭瑹燑c限定的依據(jù)仍然存疑。我國一些代表性油脂與油脂煙點相關(guān)指標總結(jié)見表2。

然而，雖然油脂煙點可以在一定程度上反映食用油由于提升精煉深度而實現(xiàn)品質(zhì)改善的情況，但是油脂煙點本身是一個比較狹隘的表征指標，在高溫烹飪條件下，油脂不起煙或較少起煙，這和油脂品質(zhì)并沒有必然聯(lián)系，不能僅依賴于油脂煙點的高低評判油脂精煉工藝好壞和油脂品質(zhì)好壞。目前油脂工業(yè)中通過深度脫色、超高溫脫臭等過度精煉的方式提升油脂煙點，生產(chǎn)無色無味、近乎純凈水一般的一級色拉油，其實現(xiàn)了提升油脂煙點的目的，但是其不僅極大破壞了油脂營養(yǎng)品質(zhì)，還造成了大量的原輔料消耗和能源消耗，增加了工業(yè)碳排放，是一種極不健康的加工模式，不利于行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

根據(jù)現(xiàn)行國家標準GB/T 20795—2006《植物油脂煙點測定》的定義，煙點是指在該標準規(guī)定的測定條件下，油脂加熱至開始連續(xù)發(fā)藍煙時的溫度。由上文綜述可知，食用油脂煙點的影響因素非常復(fù)雜，從油脂本身角度講，其影響因素包括油脂脂肪酸組成、TAG結(jié)構(gòu)、酸價、過氧化值、微量營養(yǎng)素、磷脂和水分含量等，從烹飪角度講其影響因素包括烹飪方式（溫度）、油脂添加量、烹飪食材類型等。不僅如此，油脂煙點的判定和色澤判定一樣，其還存在一定的主觀誤差，“開始連續(xù)發(fā)藍煙”這一條件較難準確判斷。因此，食用油脂的種類不同，即使經(jīng)過相同的精煉工藝，其煙點也可能存在不同，更何況應(yīng)用于不同的應(yīng)用場景方面，而由表2可知，在我國現(xiàn)行食用油國家標準中，菜籽油、花生油、大豆油等大宗食用油脂的一級油的煙點均統(tǒng)一確定為“≥190 ℃”，而其他等級大宗食用油脂，或者壓榨食用油未有煙點限制，其他的特色油脂，如芝麻油、亞麻籽油、紅花籽油也未有煙點限制。由此可知，目前我國食用油國家標準中煙點的確定有待商討，而從食用油應(yīng)用角度出發(fā)，以提升食用油煙點（應(yīng)用熱穩(wěn)定性）為目標，指導(dǎo)油脂精煉加工技術(shù)生產(chǎn)油脂產(chǎn)品也是存在明顯不足。

此外，中華美食文化博大精深，僅菜肴烹飪即有數(shù)十種不同技法，不同烹飪方式所涉及的溫度不同，菜肴種類、口味等也不同，特別是某些傳統(tǒng)特色菜肴根據(jù)特點，采用的油脂種類不同，其根本不能或者沒有必要采用深度精煉的一級色拉油。例如，食材在爆炒、煎炸、紅燒、燒烤等常見烹飪過程中所受溫度不同，不同中式烹飪方式對油脂煙點的要求具有差異，單純地采用高煙點一級食用油烹飪制作千百種不同類型的中式菜肴烹，也是不合理、不科學(xué)的。因此，基于食材類型和烹飪特征，特別是復(fù)雜多樣的中式烹飪類型合理選擇食用油脂種類，為生產(chǎn)不同品級食用油脂所需精煉加工深度提供指導(dǎo)，促進油脂精準適度加工和專用化加工具有實際意義。同時，也更有利于從提升油脂營養(yǎng)水平和促進全民健康角度，發(fā)揮中式飲食文化優(yōu)勢，提升文化自信。

4.2 基于油脂COFs組分特征創(chuàng)新油脂加工技術(shù)

理想的油脂精煉工藝是盡可能去除油脂中影響油脂品質(zhì)安全和穩(wěn)定性的不良雜質(zhì)成分，而最大限度保留其中的有益脂溶性功能成分，但是某些有益微量營養(yǎng)成分，如VE、β-胡蘿卜素等由于沸點低，其含量過高則會降低油脂煙點，影響油脂使用穩(wěn)定性。對于同一種食用油脂，精煉深度直接影響油脂煙點，油脂的不同組分對油脂熱烹飪過程油煙組成也產(chǎn)生重要影響，因此，在油脂酸價、過氧化值、色澤等基礎(chǔ)理化指標滿足食用要求的前提下，以油脂熱烹飪產(chǎn)生油煙組成特征為評價指標，引導(dǎo)食用油脂精準適度加工，根據(jù)不同烹飪方式，生產(chǎn)滿足不同中式烹飪方式的食用油脂，提升油脂營養(yǎng)特性，將可能是未來油脂加工技術(shù)創(chuàng)新的重點發(fā)展方向。

油脂COFs組成復(fù)雜，按照其組分的狀態(tài)不同，分為氣態(tài)、固態(tài)和液態(tài)3 類，在熱烹飪過程中，這三者往往是混合存在，油煙固態(tài)微小顆粒表面附著有微小液滴，隨著熱的蒸汽一起升騰，彌漫于烹飪空間。食用油脂組成主要分為3 類，一是甘油酯和脂肪酸組分，包括TAG、甘油二酯、甘油一酯和FFA，其是油脂中的最主要成分；二是磷脂組分，包括各類甘油磷脂、溶血磷脂等；三是其他微量組分，包括有益和有害微量組分，包括脂溶性維生素、植物甾醇、黏液質(zhì)、黃曲霉毒素、苯并芘等，植物毛油中的成分更為復(fù)雜，隨著精煉程度的加深，油脂不斷純化，有害物質(zhì)和不良成分逐漸減少，精煉油脂中TAG成分占95%以上。油脂的加工工藝和精煉深度影響油脂的組成，油脂組成又直接影響油脂熱烹飪過程中的油煙氣特征，而油脂煙點僅僅是油脂組成對其熱烹飪穩(wěn)定性影響的概括性體現(xiàn)，不足以反饋油脂本身的組成特性，更無法科學(xué)指導(dǎo)油脂適度加工。

本文從食用油應(yīng)用端出發(fā)，提出基于食用油脂熱COFs組分特征，引導(dǎo)基于中式熱烹飪特征的食用油脂專用化加工和適度加工的創(chuàng)新型策略：首先，解析不同類型油脂和不同精煉程度油脂的組分特征，明確油脂中宏量營養(yǎng)組分和微量營養(yǎng)組分構(gòu)成，構(gòu)建油脂組分特征譜庫，明確典型非油雜質(zhì)特征組分去除的必要性；其次，構(gòu)建食用油COFs分析評價模型，明晰不同種類油脂和不同精煉程度油脂，在不同熱烹飪條件下的油煙氣組分特征，分析顆粒物、有害揮發(fā)性氣體成分等的釋放度差異；第三，分析油脂中不同組分對熱COFs組成和濃度的影響，并通過采用不同模型，建立起油脂細分組分和油脂熱COFs組成、濃度和有害風(fēng)險水平的相關(guān)性；最后，基于油脂組分與其熱烹飪煙氣釋放行為和毒害風(fēng)險水平的關(guān)聯(lián)性，構(gòu)建針對中式烹飪特色的食用油脂專用化加工和精準適度加工技術(shù)體系。

中式烹飪文化是中華傳統(tǒng)文化瑰寶的一部分，區(qū)別于西方飲食文化。植根于中華傳統(tǒng)烹飪模式，基于綠色可持續(xù)發(fā)展理念，創(chuàng)新食用油脂精準適度加工技術(shù)，開發(fā)營養(yǎng)健康型中式烹飪專用油脂，促進食用油脂行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，助力健康中國，是推動中華民族偉大復(fù)興的重要支撐。

05

結(jié) 語

食用油脂熱COFs組成復(fù)雜，其主要包含有顆粒物和揮發(fā)性氣體成分兩大類。近年來環(huán)境控制領(lǐng)域相關(guān)研究廣泛證實，熱COFs暴露與呼吸系統(tǒng)疾病，子宮頸癌、心血管疾病等多種非呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)生風(fēng)險密切相關(guān)，并越來越受到關(guān)注。然而食用油脂應(yīng)用過程中的熱烹飪體系的復(fù)雜性導(dǎo)致了COFs的生成規(guī)律、組分特點和排放特征的更加復(fù)雜多變，因此，這些方面仍有待通過環(huán)境學(xué)分析手段進一步深入研究和闡明。

此外，大量的有關(guān)COFs風(fēng)險評估方面研究集中于橫斷面研究和動物實驗暴露研究，從而對油煙整體危害性進行分析，而油煙中的多數(shù)細分組分的毒理性雖有被初步證實，但是食用油熱COFs組分的復(fù)雜性導(dǎo)致無法直接建立油煙與暴露風(fēng)險之間在理論機制層面的有效關(guān)聯(lián)性，為實現(xiàn)基于烹飪條件或油脂品質(zhì)改善，調(diào)控油煙組分提供依據(jù)，因此，相關(guān)油煙主成分研究和安全評價研究仍是未來的重點研究方向。

食用油脂種類繁多，組成復(fù)雜，其中含有多種宏量組分和微量組分，它們直接或間接影響COFs的組成，但由于食用油煙點所包含的信息維度相對有限，單純以油脂煙點為量化指標，不足以將其與油脂品質(zhì)和加工加工精度構(gòu)建直接聯(lián)系。應(yīng)從油脂應(yīng)用端出發(fā)，基于中式烹飪特征，解析食用油COFs組分特征，構(gòu)建油脂組成與油煙氣組分之間的關(guān)聯(lián)性，進而指導(dǎo)開發(fā)未來油脂加工新工藝、新材料、新途徑，實現(xiàn)食用油脂精準適度加工和綠色低耗加工，制造滿足中式烹飪特征的專用油脂，提升營養(yǎng)安全特性，可能是未來油脂創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑。

本文《食用油脂熱烹飪油煙組分特征、健康風(fēng)險及其影響因素的研究進展》來源于《食品科學(xué)》2024年45卷12期324-339頁. 作者：葉展，羅舒凡，呂亞萍，熊遠夷，劉元法. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230525-244. 點擊下方閱讀原文即可查看文章相關(guān)信息。

實習(xí)編輯：李雄；責(zé)任編輯：張睿梅。點擊下方閱讀原文即可查看全文。圖片來源于文章原文及攝圖網(wǎng)

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