氢原子百科 
氢化油（英文名：Hydrogenated oil[6]），又称硬化油、氢化硬脂、氢化植物油、氢化油脂等，[4][3]是由不饱和油脂（如鱼油、向日葵油、棉籽油等）在一定温度和压力下，催化加氢所得的饱和程度较高的油脂。[7]
油脂根据氢化处理的程度不同，可分为部分氢化和完全氢化。完全氢化后得到的油脂硬度很大，在实际生产中少用，部分氢化作用应用最多。[3]氢化油不溶于水，溶于乙醚、苯、氯仿、二硫化碳。氢化后脂肪酸饱和程度高，熔点也随之增高（熔点随氢化程度而变化），碘值则降低。[2]氢化油的稳定性高于原料油脂，能除去部分原料油脂异味。[8]氢化油不易变坏，可以大量储存，成本低。[1]氢化油被食品等行业广泛应用。[3]其可用于制作肥皂、香皂、硬脂酸、甘油、化妆品及表面活性剂等；也以轻度氢化油脂制造人造奶油、代可可脂、人造黄油等。[2]
含有氢化油的食品，都可能含有反式脂肪酸。[2]反式脂肪酸会提高人体胆固醇含量，特别是低密度脂蛋白胆固醇含量。其对健康主要有增加血液黏稠度，促进血栓形成；提高低密度脂蛋白，促进动脉硬化；增加糖尿病和乳腺癌的发病率；影响婴幼儿和青少年正常的生长发育。[2]可以通过降低氢化油中反式脂肪酸的含量以及采用非氢化技术生产食品专用油脂，来有效改善氢化油对人类健康的危害。[3]
历史沿革
第二次世界大战之前，美国营养学家发现牛油、猪油等动物性脂肪比植物油更富营养，开始鼓励人们食用。在第二次世界大战时，不少美军士兵感到自己行动不够敏捷。美国营养学家发现，美国士兵遭遇的困境在于体内脂肪堆积太多，出现肥胖、心血管阻塞、体力下降等症状，无法应付耗费体力和需要灵活度的丛林战争。这时，美国营养学家开始呼吁人们减少食用动物油脂，改吃植物油。[5]
但是，植物油存在不易保存的问题。于是，美国研究人员把植物油转化成容易保存的氢化油。油脂氢化的基本原理是在加热含不饱和脂肪酸多的植物油时，加入金属催化剂（镍、铜、铬等），通入氢气，使不饱和脂肪酸分子中的双键与氢原子结合成为不饱和程度较低的脂肪酸分子。与植物油相比，氢化油的饱和度增加、熔点升高、硬度加大，故氢化油又称“硬化油”。[5]
氢化油为固态或半固态油脂，其香味和口感优于植物油，可和动物油脂媲美。于是，氢化油广为美国人所接受，并逐步销往世界各地。氢化油价格便宜，性质稳定，可以在较高温度下进行食品煎炸、烘烤和烹饪，而且加工时间短，食品的外观和口感都能得到显著改善，保存时间也较长。[5]
基本原理
氢化油又叫硬化油、氢化硬脂、氢化植物油等，是植物油经脱胶、脱酸、脱色等加工精炼后再氢化而制的固体、半固体油脂。油脂氢化就是将富含不饱和脂肪酸的植物油加热，同时加入金属催化剂和氢气，使不饱和脂肪酸分子中的双键与氢原子结合的一种化学反应。根据氢化处理的程度不同，可分为部分氢化和完全氢化。部分氢化是指根据需要控制氢化反应条件和过程，只对油脂中部分不饱和脂肪酸的双键加氢的氢化反应，又称为选择性氢化；完全氢化是指对油脂中所有不饱和脂肪酸的双键加氢，使所有不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸的氢化反应，也称为高度氢化。完全氢化后得到的油脂硬度很大，在实际生产中少用，部分氢化作用应用最多。[3]
氢化条件
影响因素
1.氢化反应温度：反应初温应控制在140～165℃，终温应控制在185～190℃。氢化反应是放热反应，每降低1个碘值，温度升高1.66℃，可用冷却水来控制温度上升。[9]
2.反应时间：一般反应时间为2.5～4.5h。选择性氢化所需时间2.5～4.5h，非选择性氢化反应时间控制在2.5h以下。[9]
3.氢化剂量：氢化剂量是油相总量的0.1%～0.5%。[9]
4.氢气压力：一般氢气压力控制在196～392kPa。[9]
5.加氢量：每降低1个碘值所需氢气量为1.1Nm3/H2，可根据所需产品确定加氢量。[9]
特性
氢化油不溶于水，溶于乙醚、苯、氯仿、二硫化碳。氢化后脂肪酸饱和程度高，熔点也随之增高（熔点随氢化程度而变化），碘值则降低。[2]氢化油的稳定性高于原料油脂，能除去部分原料油脂异味，能改善植物油脂、动物油脂的某些应用品质，能扩大油脂使用的范围。[8]氢化油不易变坏，可以大量储存，成本低，而且用氢化油做出来的食物不油不肥。[1]
改善稳定性
天然植物油脂富含不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸的化学性质不稳定，保存中很容易发生氧化，使其无法食用。氢化油可提高油脂的饱和度，从而提高其稳定性，使其储存期延长。植物油、动物油以及鱼油均可制作成氢化油。[3]
获得固体脂
主要应用
氢化油呈固态或半固态，具有熔点高、氧化稳定性好、货架期长、风味独特、口感更佳等优点，且成本上更占优势，被食品等行业广泛应用。[3]例如：其可用于制作肥皂、香皂、硬脂酸、甘油、化妆品及表面活性剂等；也以轻度氢化油脂制造人造奶油、代可可脂、人造黄油等。[2]
其中夹心饼干中氢化油被称作是氢化棕榈油、部分氢化植物油，在膨化食品中氢化油被称为氢化橄榄油，在蛋黄派里氢化油被标注为植物起酥油，在咖啡、奶茶等饮品中使用的名称是植脂末，此外在冰激凌、巧克力等产品中以起司油、精炼植物油等成分出现。[1]
糖果
糖果中的油脂传统上多使用可可脂和乳脂，但天然可可脂和乳脂具有产量少、价格高、熔点低等缺点，20世纪初人们开始利用氢化油等专用油脂，部分或全部取代糖果中的可可脂和乳脂。以氢化油为基料生产的代可可脂（或人造奶油），其结构、稠度及色香味与天然可可脂（或乳脂）接近，且具有较高的熔点，能使制成的糖果在夏天不致产生油脂渗漏；良好的可塑性可以帮助糖果具有一定的外形而不坍塌、变形和破裂；适当的硬度，可使糖果不致太软而带来油腻感；良好的化学稳定性，能使糖果的货架期延长；价格低廉，可降低糖果的原料成本。[3]
焙烤食品
焙烤食品中使用最广泛的油脂有起酥油与人造奶油，这两类专用油脂以其细腻的晶体结构、良好的充气性能、合适的可塑范围、适宜的软硬度、优良的抗氧化性能，广泛代替传统的猪油、植物液体油应用于焙烤食品工业。用人造奶油或起酥油可以制备出各种松软可口的点心，而氢化油是许多人造奶油、起酥油必不可少的原料。[3]
煎炸食品
速冻食品
速冻食品专用油脂大都是氢化棕榈油系列的速冻油脂。常应用在速冻食品（如速冻饺子、速冻汤圆、速冻馒头、速冻薯条等）的生产中。速冻专用油脂是一类风味类食品油脂，其黏度较大、稳定性较好，可改变速冻食品的组织结构和光泽、改善风味及口感、增强食品营养性等。[3]
冷饮食品
在冰淇淋生产中使用较多的氢化油产品主要有熔点为28~32℃的人造奶油、起酥油等产品。油脂是冰淇淋等冷饮食品的重要组成成分，冰淇淋的含脂量一般为6%~8%，用于冰淇淋生产的油脂一般为固体脂肪。世界上少数国家要求用于冰淇淋的油脂为乳脂，乳脂来源于全脂牛奶、稀奶油和奶油等乳制品，来源受限，价格昂贵，因此包括中国在内的许多国家使用较多的植物油和氢化油替代乳脂。[3]
其他
氢化油还可作为一些食品添加剂的原料，如可用氢化油生产食品乳化剂单酸甘油酯；氢化油还可作为一些食品风味料和着色剂的载体，如用氢化油来作为香精及着色剂的溶媒，可方便香精及着色剂的保存与使用；氢化油还可作为可可酱、芝麻酱等的稳定剂，如在脂肪含量很高的调味酱中加入一定量的氢化油，可防止储存期间发生液油离析的现象等。[3]
危害
含有氢化油的食品，都可能含有反式脂肪酸。[2]一般的脂肪在身体里7天代谢，反式脂肪在身体里50天才可以代谢。[1]反式脂肪酸和饱和脂肪酸一样，都会提高人体胆固醇含量，特别是低密度脂蛋白胆固醇含量。氢化油对健康主要有4个方面的危害：增加血液黏稠度，促进血栓形成；提高低密度脂蛋白，降低高密度脂蛋白，促进动脉硬化；增加糖尿病和乳腺癌的发病率；影响婴幼儿和青少年正常的生长发育，并可能对其中枢神经系统发育产生不良影响。[2]
影响婴幼儿生长发育
在母体膳食中摄入的反式脂肪酸有一部分可通过胎盘（或乳汁）进入胎儿（或婴幼儿）体内。反式脂肪酸会干扰婴幼儿体内必需脂肪酸的代谢和长链不饱和脂肪的生物合成（如ARA、DHA等的合成），容易引起婴幼儿必需脂肪酸的缺乏。必需脂肪酸对婴幼儿的中枢神经系统及其他器官系统的发育至关重要，必需脂肪酸的缺乏最终会抑制婴幼儿的早期发育与生长。[3]
影响心血管系统
反式脂肪酸可通过多条途径影响脂质代谢，最终导致血脂浓度发生改变，其中血清总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）和脂蛋白α[Lp（α）]的浓度会增加，高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）浓度会减少。TC、LDL-C和Lp（α）的浓度升高是引起冠心病的最重要的危险因素，而HDL-C的浓度则与冠心病呈负相关。[3]
此外，反式脂肪酸对血管内皮细胞功能有损害；还能增加血液粘稠度和凝聚力的作用。而血管内皮受损、血粘稠度的升高都是动脉硬化、血栓形成和冠心病发作的重要危险因素。[3]
引发糖尿病
其他影响
降低氢化油中反式脂肪酸的含量
传统的油脂氢化方法是在镍（Ni）催化下，将氢气直接加成到脂肪酸不饱和位点处，对油脂进行部分氢化，高温、高压的催化条件能导致反式脂肪酸大量产生。为降低反式脂肪酸生成量，氢化工艺中的改良措施主要有以下方面：
一是严格控制氢化反应条件。降低反应温度，提高反应压力，增加反应系统搅拌速度并增大催化剂用量，可获得反式脂肪酸含量相对较低的产品。但由于目前传统的氢化反应设备的限制，改变氢化反应条件很难将部分氢化油中的反式脂肪酸降至5%以下。[3]
二是采用新型催化剂。采用贵金属催化剂（Pt、Pd或Ru）作为触媒，不但可在较低温度（70℃）反应，而且可使反式脂肪酸的生成量极低。[3]
三是采用电化学氢化反应。电化学氢化反应是将油脂与电解质水溶液在溶剂中溶解，以催化剂为阳极进行电分解，在催化剂表面产生氢原子进行氢化反应。电化学氢化反应温度低、能耗少、易控制，反应中硬脂含量高、反式脂肪酸含量少。[3]
四是采用超临界流体氢化反应。在超临界状态下，以丙烷或二氧化碳为溶剂，金属铂为催化剂，油脂与氢气均匀溶解后反应速度极快，且反式脂肪酸生成量很低。[3]
五是采用完全氢化反应。将油脂完全氢化，可使油脂中脂肪酸完全饱和，从而避免产生反式脂肪酸。其最终产品硬化油并不适于在食品加工中直接利用，但可将其作为调配油脂使用。[3]
固体脂与液体油进行酯交换反应
油脂间酯交换，是对甘油三酯脂肪酸结合位置重新排列，以改变油脂物理性质的技术。酯交换反应有2类：一是以甲醇钠等为催化剂的化学法；二是以脂肪酶为催化剂的酶法。与氢化法比较，酯交换技术油脂损失较大、成本高，但由于脂肪酸的分子结构没有发生改变，因而不会产生反式脂肪酸。[3]
用高含固体脂的天然油脂进行分提
油脂一般是多个甘油三酯混合体，分提是将溶解后油脂冷却，将油脂中高熔点部分选择结晶，再经过滤分离为结晶部分与液体部分的方法。分提是完全基于热力学的完全可逆的物理改性方法，生产过程中不会产生反式脂肪酸。常用棕榈油经分提后获得不同硬度的棕榈油产品，这些棕榈油产品可分别满足人造奶油、起酥油、冰淇淋、煎炸油、涂沫脂、巧克力、咖啡伴侣等不同食品之用。[3]
进行油料育种改良
可以通过基因改良技术，改变某些植物油脂的脂肪酸组成，使之在熔点、氧化稳定性上类似氢化油，但不含反式脂肪酸。这类转基因油脂已经进入了外国的食品市场，如高油酸葵花籽油、卡诺拉油、中高油酸葵花籽油、低亚麻酸卡诺拉油等，这些油脂不需要氢化即可用作高温煎炸、烘焙等专用油脂。[3]
生产油脂代用品
鉴于过量摄取脂肪对健康的危害，用拟脂配料替代天然脂肪，是减少食物中脂肪的一条重要途径。理想的脂肪代用品应能模拟出脂肪所具有的结构品质、口感、风味，而且还应具有低热、无毒的特性。为了满足消费者对低脂食品的需求，各种不同品质的脂肪代用品应运而生。目前，国外已有以碳水化合物和蛋白质为基础的油脂代用品以及脂肪酸酯代脂品。[3]
相关事件
2019年3月，中国婴儿配方食品标准规定，不应使用危害婴儿营养与健康的物质；所使用的原料和食品添加剂不应含有谷蛋白；不应使用氢化油脂；不应使用经辐照处理过的原料；只有经过预糊化后的淀粉才可以加入到婴儿配方食品中，不得使用果糖。较大婴儿和幼儿配方食品不应使用危害婴儿营养与健康的物质；不应使用氢化油脂；不应使用经辐照处理过的原辅材料。[10]
参考资料 10
- 参考 1
- 氢化油 — 中国大百科全书
- 参考 3
- 参考 4
- 参考 5
- 参考 6
- 参考 7
- 参考 8
- 参考 9
- 我国婴幼儿配方乳粉标准中禁止使用哪些物质? — 国家标准化管理委员会