煎炸体系中极性物质的含量是评价煎炸油脂品质的重要指标。本论文以煎炸过程中产生的极性物质及不同极性组分为研究对象,讨论其在煎炸介质以及煎炸食品(薯条)中的分布规律,分析不同煎炸介质的脂肪酸组成对极性物质形成过程的影响,探索其在煎炸过程中的产生途径,同时,讨论极性物质对煎炸食品中丙烯酰胺含量变化的影响,以评价其对煎炸食品品质的影响。在此基础上通过小鼠喂养实验研究煎炸棕榈油及其极性物质对昆明小鼠能量代谢以及肝脏功能的影响,进一步从分子水平上研究极性物质在小鼠体内干扰脂质代谢的原因。本论文为阐明煎炸过程中极性物质的形成机制以及极性物质对动物体能量代谢过程的影响提供了理论依据,为进一步控制煎炸体系中极性物质的产生及其对煎炸食品品质的影响奠定基础。主要研究内容包括:(1)本论文以棕榈酸型(棕榈油)及月桂酸型(精炼棕榈仁油及精炼椰子油)油脂为研究对象,全面研究了煎炸过程中煎炸介质及煎炸食品中极性物质的含量与分布。结果表明:煎炸体系中极性物质及不同极性组分的含量随煎炸时间的延长而增加,极性物质含量的变化与所用油脂类型不相关。进一步研究表明极性物质在煎炸介质以及煎炸食品中的分布不同。煎炸介质中的极性物质含量略高于煎炸食品中的极性物质含量。在煎炸末期(第50 h),煎炸棕榈油,煎炸棕榈仁油以及煎炸椰子油中极性物质含量分别为31.65%,38.23%以及38.28%,但是,在对应煎炸薯条油脂中极性物质含量分别为29.42%,32.88%以及30.54%。随后,借助高效凝胶排阻色谱(HPSEC)技术进一步分析发现,极性物质中不同极性组分在煎炸介质与煎炸食品中的分布情况差别明显:氧化甘油三酯寡聚物及甘油三酯二聚物在煎炸食品中的含量高于煎炸介质中的相应组分的含量。以煎炸第50 h的煎炸棕榈油以及煎炸薯条为例,薯条中甘油三酯寡聚物及甘油三酯二聚物分别达到6.79%及6.54%,高于对应煎炸棕榈油中这些物质的含量(2.05%及5.49%)。但是氧化甘油三酯以及甘油二酯表现与之相反,在煎炸薯条中氧化甘油三酯及甘油二酯含量分别为5.55%及9.02%,这一含量低于对应煎炸棕榈油中氧化甘油三酯及甘油二酯的水平(7.41%及15.12%)。说明不同极性组分与煎炸食品中碳水化合物之间的相互作用强度不同,从而影响不同极性组分在煎炸体系中的分布。煎炸体系中极性物质及不同极性组分的含量与煎炸油脂肪酸组成中的反油酸(trans-C18:1)含量的变化呈正相关。另一方面,在棕榈酸型油脂中,极性物质及不同极性组分含量的变化还与亚油酸(C18:2)含量的变化高度相关,然而,在月桂酸型油脂中,极性物质及不同极性组分含量变化与C18:2含量变化的相关性小(相关系数低于0.8)。(2)本论文借助核磁共振(~1H NMR)的方法分析了煎炸过程中煎炸油脂的组成变化(含不饱和脂肪酸的酰基基团、醛类化合物、环氧化合物、羟基化合物以及甘油二酯等),通过电子自旋共振(ESR)方法监测高温处理条件下不同油品中自由基的产生情况,进一步阐明了煎炸过程中不同煎炸介质体系内极性物质的产生过程。结果表明:与新鲜棕榈仁油和新鲜椰子油相比,新鲜棕榈油中烯丙基酰基基团含量分别是前者中对应含量的3.04以及5.96倍,且在煎炸50 h以后,棕榈油中烯丙基酰基基团含量下降了37.05%。棕榈油在热处理过程中烷基自由基的产生更占优势。因此以其为介质的煎炸体系中首先产生非极性甘油三酯二聚物,再进一步被氧化得到氧化甘油三酯二聚物。虽然在煎炸棕榈油、煎炸棕榈仁油以及煎炸椰子油中检测到的环氧化合物以及羟基化合物含量相差不大,但是醛类化合物在煎炸棕榈油中的含量显著高于其在另外两种煎炸介质中的含量。以煎炸第30 h为例,煎炸棕榈油中醛类化合物含量分别是煎炸棕榈仁油以及煎炸椰子油的5.28以及2.88倍。而且棕榈油、棕榈仁油以及椰子油在热处理过程中能够产生强度相当的烷氧自由基。因此在以上述三种油脂为煎炸介质的煎炸体系中都存在脂质氧化产物(氧化甘油三酯单体)的聚合,而且在以棕榈仁油和椰子油为煎炸介质的煎炸体系中,氧化甘油三酯二聚物的来源主要是脂质氧化产物的聚合。(3)本论文系统研究了煎炸过程中煎炸油脂的品质对煎炸食品中丙烯酰胺含量变化的影响,以讨论其对煎炸食品品质的影响。首先,完善了煎炸食品中丙烯酰胺的快速检测方法:在预处理操作中的氮吹复溶阶段,需要预先加入一定量超纯水,以保护待测物质,防止丙烯酰胺发生聚合反应影响其回收率;同时,在丙烯酰胺色谱分析阶段,Chrome-Matrix C18色谱柱(2.6μm,2.1×100 mm)的使用不但改善了丙烯酰胺峰形,而且节约了分析时间,提高了检测效率。其次,通过测定不同食品基质中丙烯酰胺含量评价了该方法的重复性及准确度,结果表明该方法的日内精密度范围为0.04-2.38%,其日间精密度范围为2.34-3.26%。进一步研究了不同煎炸介质中煎炸食品内丙烯酰胺含量随煎炸油脂使用时间的变化:以棕榈油、棕榈仁油以及椰子油为煎炸介质的煎炸体系中,在前30 h的煎炸过程中,煎炸薯条中的丙烯酰胺含量随煎炸介质使用时间的延长而增加。与第一批次(第0.25 h)煎炸薯条中丙烯酰胺含量相比,第30 h煎炸薯条中的丙烯酰胺含量分别增长了6.63倍、0.21倍以及2.21倍。但是在第30 h以后,煎炸薯条中的丙烯酰胺含量随煎炸介质使用时间的延长而下降。与第30 h煎炸薯条中丙烯酰胺含量相比,第50 h煎炸薯条中的丙烯酰胺含量分别下降了62.28%、34.88%以及28.81%。通过分析煎炸过程中煎炸油脂中水分含量及煎炸薯条中极性物质及其组分含量的变化发现:在煎炸初期,煎炸食品中丙烯酰胺的含量与体系中水分含量相关,即丙烯酰胺含量随煎炸体系中水分含量的减少而增加,而且,丙烯酰胺的产生与煎炸油脂中游离脂肪酸的含量呈正相关。但是,在煎炸后期,随着煎炸体系中极性物质含量的增加,由于其与煎炸食品中碳水化合物的相互作用限制了煎炸体系中美拉德反应的进行,因此煎炸食品中丙烯酰胺含量明显下降。(4)本论文进一步探讨了煎炸棕榈油以及从其中分离得到的总极性物质对小鼠健康的影响,尤其是对脂质代谢以及糖代谢和肝脏的影响。结果表明,高能量摄入能够促进小鼠肝脏细胞中脂肪的堆积,但是,极性物质的摄入对小鼠肝脏中脂肪的堆积影响并不明显。另一方面,极性物质的摄入虽然没有造成小鼠肝脏中脂肪聚集,但是,其对小鼠的血脂水平、肝脏酶活力以及机体抗氧化能力的影响与其他高脂饲料喂养的小鼠表现一致,表明极性物质的摄入能够干扰小鼠体内脂质代谢过程,降低机体抗氧化能力,并且造成肝脏损伤。对小鼠肝脏中参与脂肪酸代谢的相关基因表达的测定结果显示:极性物质的摄入抑制了小鼠肝细胞中参与脂肪酸合成的相关基因(SREBP-1c)的表达,与低脂对照组相比其表达量下降了15.34%;与高脂对照组相比,极性物质喂养组小鼠肝细胞中脂肪酸去饱和酶(SCD1)的基因表达量下降了29.54%,说明极性物质的摄入影响小鼠肝脏中脂质代谢过程。另一方面,极性物质的摄入使得小鼠肝细胞中乙酰辅酶A氧化酶(ACOX1)的基因表达增强,是低脂对照组小鼠肝脏中相应基因表达量的2.07倍,表明极性物质促进小鼠肝细胞中过氧化物酶体上的脂肪酸氧化反应;但是极性物质的摄入对小鼠肝脏中肉毒碱棕榈酰基转移酶(CPT1α)的基因表达没有显著影响,说明脂肪酸在线粒体中的氧化反应并没有随极性物质的摄入而改变。极性物质对小鼠体内葡萄糖代谢过程的影响表现为:低剂量极性物质的摄入有助于改善小鼠体内由高脂饮食引起的葡萄糖耐受量变差的情况,然而,高剂量极性物质的摄入明显损伤小鼠的葡萄糖耐受量。因此高油脂基质中极性物质的摄入能够改变昆明小鼠体内的脂质代谢以及葡萄糖代谢过程。