《食品科学》：安徽工程大学郑立友博士等：过热蒸汽预处理技术在油脂加工中的研究进展

油料热预处理是油脂制取（热榨法、低温压榨法和溶剂浸出法）中不可或缺的环节，对油脂的质量和风味有着重要影响。目前，在油料加工中常用的油料热预处理技术主要包括烘烤预处理、微波预处理、挤压膨化预处理以及红外线预处理等，上述方法各具优劣（表1），对油料及油脂的影响也有所不同。

近年来，过热蒸汽（SHS）技术作为一种前沿高新技术，因其高效、环保和安全等特性而受到广泛关注。利用SHS技术进行食品加工，具有能够使食品受热均匀、迅速提高加热速度并防止营养素流失等显著优点。目前，SHS技术已被广泛应用于干燥、烘焙、杀菌、稳定化处理以及改性等多个食品加工研究领域，SHS技术的优势及在食品加工领域中的应用如图1所示。

安徽工程大学生物与食品工程学院的朱淼淼、郭红艳*、郑立友*等人基于2004—2024年的30余篇SHS预处理在油脂加工领域的研究，首先介绍这一高新技术的原理及特点；其次，简述SHS预处理在油料中的应用现状；再次，系统归纳SHS预处理对油料理化特性（如含水量、出油率、微观结构、酶活性、细菌和真菌的灭除等）及油脂的理化指标（如色泽、氧化指标、风味化合物）、营养指标（如生育酚、总酚等微量脂肪伴随物）和安全指标（丙烯酰胺和多环芳烃的生成）等方面的影响；最后，本文进一步提出SHS预处理在油脂加工行业中存在的问题及发展趋势，以期为SHS预处理技术的深入研究与广泛应用提供理论支撑，进而提升油脂的品质和安全水平。

1 SHS技术的原理及特点

1.1 SHS技术原理

20世纪初，德国科学家Hausbrand首先提出了有关于“过热蒸汽”的概念。然而，直至20世纪80年代，SHS技术才开始在食品工业中得到应用。图2展示了SHS技术的系统原理，通过在特定压力条件下，在蒸汽发生器中加热液态水以产生湿饱和蒸汽；保持该压力和温度，待湿饱和蒸汽中水分全部蒸发后，湿饱和蒸汽转变为干饱和蒸汽；随后，干饱和蒸汽被引入蒸汽过热器内进行二次加热，从而生成SHS。当SHS被引入处理室后，以气态水的形式存在，且其温度高于饱和蒸汽温度，并且作为物料加热过程中的介质，直接与物料表面接触，进行热交换，最终达到热处理效果。

根据操作压力的不同，SHS系统可分为常压、低压和高压3 种类型。其中，常压SHS系统作为传统的SHS预处理类型，在大气压环境下产生SHS，通常适用于油料和谷物等食品的加热预处理过程。而高压SHS系统在预处理时的压力高于大气压，通常在500～2 500 kPa条件下进行，且温度明显高于常压SHS系统。相较于常压SHS预处理，虽然高压SHS预处理的干燥速率得到显著提升，但由于过高的温度会造成产品营养成分的严重损失，降低产品品质。因此，高压SHS预处理较少应用于食品的加工之中，尤其是热敏性食品。通常情况下，在常压或高压下利用SHS预处理物料时，可能会发生融化、热损伤、玻璃态转化等现象，而低压SHS能够解决这一问题。在密闭的环境下，通过降低压力和降低饱和蒸汽的温度而产生的SHS即为低压SHS，低压SHS拥有良好的干燥热敏性物料的能力。

1.2 SHS技术的特点

1.2.1 优势

SHS技术与其他传统热处理方法相比，具有显著优势（图1）：1）优异的节能环保性：SHS系统的介质是水蒸气，排出的废气同样为水蒸气，这些蒸汽可通过冷凝器回收并再次利用，从而实现显著的节能效果。相较于热空气处理方法，SHS技术能够节约高达50%～80%的能源消耗，充分展示了其在节能和环保方面的双重优势。此外，这种高效的能源利用方式也为企业大幅度降低了成本。2）优质的产品品质：与传统空气介质处理方法不同，SHS预处理技术采用过热水蒸气作为加热介质，为处理过程营造了一个无氧微环境。这种无氧微环境有效减少了物料在处理过程中因氧化而导致的品质下降，从而有助于保障产品的优良品质。3）高效的传热性能：在SHS预处理过程中，SHS在物料表面迅速凝结，迅速提高物料温度，大幅度提高了热处理速率，这表明SHS技术具有高传热系数的特点。4）卓越的安全性能：与传统的热预处理方法相比，SHS预处理显著降低了火灾和爆炸等安全风险，这主要归功于SHS处理室内所营造的无氧条件，该处理环境有助于防止或减轻燃烧反应，确保了处理过程的安全性。同时，SHS预处理技术的节能环保特性也进一步增强了其安全性能，减少了因能源过度使用或环境污染带来的潜在风险。

1.2.2 局限性

SHS技术虽然具有很多方面的优势，但也存在一些局限性。首先，与其他热处理技术相比，SHS技术设备设计更为复杂，这导致维护成本相对较高。这种复杂性不仅增加了企业的日常运营成本，还可能对经济效益产生不利影响。其次，过度使用SHS预处理可能会对物料品质产生轻微的不利影响，如蛋白质变性和营养素的损失等。因此，为了保障产品的品质和营养价值，迫切需要针对不同物料进行深入研究，以确定最佳的SHS预处理条件，从而更有效地利用SHS技术的优势。

2 SHS技术在油料加工中的应用

作为油料预处理的一种手段，SHS技术能够有效进行杀菌、稳定化和烘焙等处理步骤（表2）。相较于传统热预处理方法，SHS预处理在降低油料水分含量，改变其微观结构以及提高其出油率方面表现出更高的效率；同时，SHS预处理还具有显著的除菌和钝酶作用，有效提升了油料的安全性，并显著降低了脂质的氧化酸败程度。此外，SHS预处理有助于增加油脂风味，并最大限度地保留其营养成分，从而全面提升了油脂的品质。尽管SHS预处理技术在油脂加工领域的应用尚未普及，但已成为国内外学者研究的热点。

3 SHS预处理对油料及油脂理化指标的影响

SHS预处理技术在油料及其油脂加工中表现出显著的优势，不仅能改变油料的微观结构，提高出油率，而且还具有除菌和抑制酶活性的功能（图3）。此外，SHS预处理的油料，能够有效保持或改善油脂的色泽，并显著降低酸价（AV）、过氧化值（POV）、茴香胺值（p-AV）以及共轭二烯值（K232）和共轭三烯值（K270）等质量指标，SHS预处理还能减缓这些指标在储藏期间的上升速度，从而提升油脂的氧化稳定性，并保留其营养成分。表3详细展示了SHS预处理对油料及油脂理化指标和营养成分的具体影响。

3.1 SHS预处理对油料理化指标的影响

3.1.1 水分含量

通常情况下，热预处理对油料中的水分含量具有显著影响，处理时间的延长和温度的增加会导致油料水分含量的降低。Wang Mei等研究表明，SHS预处理过程中，温度越高、时间越长，油茶籽粉末水分含量下降速度就越快、越显著。Harivaindaran等在对黑籽进行SHS预处理时也发现了类似现象，当在150 ℃ SHS预处理10 min后，黑籽的水分含量显著降低，水分损失约达66%。

这些研究结果表明，在油料加工过程中，精确控制SHS预处理时间和温度至关重要。适当的SHS预处理能够有效控制油料的水分含量，并在储藏期间保持其品质。然而，如果SHS预处理温度过高，可能会导致油料过度失水，对油料加工特性及其油脂的品质产生不利影响。

3.1.2 色泽

美拉德反应可能是引起油料色泽变化的主要机制，这是一种在食品加工中普遍存在的非酶促褐变现象，涉及氨基酸与还原糖之间的相互作用，从而产生一系列具有特定风味和色泽的化合物。在相同处理温度与时间条件下，SHS预处理对油料色泽的影响显著高于其他传统热处理技术。鉴于SHS预处理通常在无氧微环境下进行，油料色泽的变化在加工中后期不由氧化褐变引起。Idrus等发现，随着烘烤温度的增加和时间的延长，花生样品的L*值和白度降低，而a*和b*值则随烘烤时间的延长而上升；相较于传统对流烘烤，SHS预处理后的花生样品在所有颜色值上的变化更为显著。此外，Zzaman等的研究结果指出，在相同温度和时间条件下，经SHS预处理的可可豆褐变程度低于对流烘烤处理，表明SHS预处理能够赋予可可豆更优的色泽品质。

综上所述，尽管各种热预处理方法均会对油料的色泽产生一定影响，但SHS预处理在调控油料色泽方面相较于其他处理手段显示出更为突出的优势。

3.1.3 微观结构

前期研究主要采用扫描电镜（SEM）观察SHS预处理前后油料的微观结构变化，表明SHS预处理会破坏油料细胞结构（细胞壁和细胞膜）的完整性，导致细胞内部包裹油体的磷脂-内源性蛋白膜被破坏，致使油滴更容易聚集和溶出，进而影响油料的出油率。例如，Wang Mei等利用SEM观察到未经处理的山茶籽结构完整、边缘清晰；而经过SHS预处理后，山茶籽的内部结构变得模糊，细胞间距明显缩小，且边缘不再清晰，这可能是SHS预处理对山茶籽的蛋白质和油体结构造成破坏，从而提高了出油率。同样，Lee等对紫苏籽进行SHS预处理后发现，未处理的紫苏籽种皮完整，呈均匀的球形颗粒，而经SHS预处理后的紫苏籽出现破裂与分离现象，且随着时间延长和温度增加，这种破裂与分离程度加剧，这可能是SHS预处理破坏了紫苏籽的细胞壁和细胞膜。相比于对流烘烤，Idrus等发现SHS预处理会导致花生的细胞器和细胞质网络结构受到更为严重的破裂（图4）。在对SHS预处理米糠的研究中，胡迪发现未处理的米糠呈现块状，中间孔洞较少，表面较为平坦光滑，而SHS预处理后，其结构变为球状，表面更为粗糙，并出现不同程度的凸起，这可能是淀粉糊化和蛋白质变性所导致。

上述研究表明，SHS预处理对油料的微观结构有显著影响。具体而言，SHS预处理会导致油料内部细胞结构的损伤，破裂的细胞壁和细胞膜促使油体聚集，从而便于提取和利用。这一发现不仅证实了油料微观结构变化与出油率之间的直接联系，也为提升油料加工效率和质量提供了理论依据。值得注意的是，现有的研究主要依赖SEM观察油料的微观结构，这种方法无法清晰地揭示油料细胞内部油体结构的变化。因此，未来的研究可考虑采用激光共聚焦显微镜、透射电子显微镜等仪器对油料细胞内部的油体结构进行更深入观察，这将有助于更全面地理解SHS预处理对油料微观结构的影响。

3.1.4 出油率

热预处理是提升油料出油率的一种有效方法，而SHS预处理技术作为一种新兴的热预处理手段，在适宜的条件下能显著增加油料的出油率。Harivaindaran等研究发现，在250 ℃条件下SHS处理20 min，可以使黑籽的出油率达到最高，显著高于未处理的状态。这一效果可归因于SHS预处理对油料细胞结构的影响，即油料细胞在SHS预处理过程中细胞壁的破裂，有助于油料细胞中油体的聚集和溶出，从而提高黑籽的整体出油率。然而，Idrus等的研究发现150 ℃条件下处理5 min时，SHS预处理的花生出油率（16.25%）低于传统对流烘烤的花生（19.96%）。但是，当处理温度提高到250 ℃时，情况发生了逆转，SHS预处理的花生出油率（26.84%）超过了对流烘烤的花生（24.85%），这一结果说明合理的SHS预处理温度对提高油料出油率至关重要。Wang Mei等研究进一步证实了SHS预处理温度与时间相互作用对油料出油率有显著影响。研究显示，山茶籽的最佳SHS预处理条件为120 ℃或180 ℃条件下处理15 min，在此条件下，山茶籽的出油率较未处理时（21.09%）提高了6.21%。这些研究结果不仅揭示了SHS预处理在油料加工中的潜力，也为优化预处理条件以最大化出油率提供了科学依据。

3.1.5 酶活性

酶活性在油料储藏稳定性中扮演着关键角色，它直接影响着油料的风味、色泽和品质。多数油料在储藏过程中，LA促使脂质水解，产生游离脂肪酸和甘油，而LOX则催化含有顺,顺-1,4-戊二烯结构的多不饱和脂肪酸发生加氧反应，生成共轭不饱和脂肪酸氢过氧化物，这些氢过氧化物随后在POD的作用下进一步氧化降解，或通过非酶反应生成异味挥发性化合物，最终导致油料的品质与营养价值下降。

SHS技术因其高效的酶钝化能力，已在小麦胚芽、山茶籽、紫苏籽、米糠等多种油料的研究中得到应用。张楠等发现，SHS预处理（220 ℃、30 s）能有效灭活麦胚中的LA（82.74%）和LOX（87.03%）；在储藏第28天时，对照组LA的活性仍保持50.80%（由43.46 mg/g降至22.07 mg/g），而经SHS预处理的LA活性仅从7.50 mg/g降至6.51 mg/g，整个储藏期间的活性均显著低于对照组，表明SHS预处理能有效抑制脂质氧化酸败，提高储藏稳定性。戴嘉晖等也发现，SHS预处理显著降低了山茶籽中LA和LOX活性，展现出良好的酶钝化效果，这不仅有助于保持山茶籽在储藏过程中的品质，还能延长其储藏期。同样，Lee等在研究SHS预处理对紫苏籽中LA活性的影响时发现，LA活性会随着SHS预处理时间的延长和温度的增加而显著降低。此外，胡月明在研究不同SHS预处理条件对麦麸中POD活性的影响时发现，SHS预处理7 min的灭酶效率显著高于热风处理16 min，且经SHS预处理的麦麸保质期显著延长，即使在常温条件下，其储藏品质也优于未处理麦麸在低温（4 ℃）条件下的储藏品质。

除了LA、LOX和POD之外，SHS技术对其他酶的活性也具有显著的钝化作用。例如，大豆尿素酶对大豆蛋白的影响较大，因此，为了保持大豆蛋白中的有益成分，通常需要检测大豆制品中的尿素酶活性。Prachayawarakorn等比较了SHS预处理与热风处理效果，发现SHS预处理能够更快地钝化大豆中的尿素酶，从而更好地保持大豆的营养品质。这些研究表明，SHS预处理是一种有效的油料处理方法，能够提高油料的储藏稳定性，延长其保质期。

综合以上研究结果可以看出，灭酶效率与油料的种类、酶的种类以及SHS预处理的条件密切相关。因此，为了有效钝化油料中大部分酶的活性，减少脂质氧化酸败，保持油料的营养成分，确保油料及其油脂的品质稳定性，并延长其储藏期，应合理选择和优化SHS预处理条件。通过精确控制SHS预处理参数，可以最大限度地发挥其潜力，提升油料产品的整体质量和市场竞争力。

3.1.6 危害物

油料本身含有多种营养物质，然而，在生产、处理和运输过程中，可能会遭受到多种不确定因素的影响，这些因素可能导致细菌和真菌在油料中的生长繁殖，这些潜在危害物与油料及其产品的食用安全性密切相关。现有研究表明，适当的SHS预处理能够有效消除油料中的大部分危害物（包括细菌和真菌），从而提升油料的稳定性，并延长贮藏期。

1）细菌

沙门氏菌是一种常见的食源性致病菌，对人体健康可能造成多种危害，包括腹泻、腹痛、呕吐等症状，甚至可能引发肺炎、败血症、脑膜炎等感染。Bari等报道，在115 ℃条件下对杏仁进行70 s的SHS预处理，随后再进行70 s的红外热处理，能够彻底灭活杏仁表面的沙门氏菌，同时保持杏仁的整体品质不受影响。此外，Ban等对SHS预处理在黑胡椒、山核桃和杏仁中对鼠伤寒沙门氏菌和肠炎沙门氏菌混合物的灭活效果进行了研究，发现180 ℃的SHS预处理在极短的时间内（分别为3、13、8 s）即可完全灭活沙门氏菌，且对产品品质没有造成不利影响。在Wang Haoran等的研究中，SHS预处理显著降低了花生中的总细菌和芽孢杆菌浓度，分别达到了99.26%和98.57%的灭活率，上述结果表明，SHS预处理对总细菌和芽孢杆菌具有显著的灭活作用，能够有效提升花生的品质及安全性。这些研究结果为SHS技术在食品安全领域的应用提供了重要的理论依据和实践参考。

2）真菌

在油料的处理与储藏过程中，霉菌污染是一个极易发生的问题，因此，对油料进行及时的真菌灭活处理显得尤为关键。特别是对于磨碎花生而言，霉菌能够产生耐热的霉菌毒素，如AFs和AFB1，这些毒素会对人和动物造成严重且慢性的威胁，并对食用安全性和储藏稳定性产生不利影响。Wang Haoran等的研究表明，通过140 ℃的SHS预处理4 min或者160 ℃处理1 min，能够使磨碎花生中的霉菌灭活率达到100%。证实了短时SHS预处理对霉菌的完全灭活效果。此外，研究还发现，在215 ℃条件下进行1 min的SHS预处理，能够使AFs和AFB1的含量分别减少77.6%和75.7%，表明SHS预处理作为一种新兴且有效的手段，能够有效去除磨碎花生中的霉菌及其毒素。

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON），又称为呕吐毒素，是小麦中常见的一种有害物质，容易污染谷物类食品。刘海波等的研究发现在SHS预处理温度240 ℃、时间10 min、蒸汽流速3 m3/s，并且小麦麸皮水分相对含量为10%的条件下，DON降解率达到最高值（91.12%）。说明SHS预处理能够显著降低受赤霉病影响的小麦麸皮中DON的含量。在其他除菌研究中，戴嘉晖等发现，经过SHS预处理的山茶籽在储存30 d后几乎未发生霉变现象，而对照组则出现一定程度的霉变，这一差异归功于SHS技术的瞬间杀菌作用以及低水分含量对霉菌的生长与繁殖的抑制作用；在储存240 d后，经SHS预处理的山茶籽霉变指数为33.3%，远低于对照组的53.9%。

综上所述，为了确保油料安全性和品质，深入研究油料加工过程中最佳的SHS预处理工艺参数显得至关重要。这些研究结果进一步支持了SHS技术在食品安全和质量控制中的应用潜力。

3.2 SHS预处理对油脂理化品质的影响

3.2.1 色泽

油脂色泽是衡量其精炼程度和品质的重要质量指标之一，它直接影响消费者的购买选择。传统的热处理方法，如焙炒预处理、挤压膨化预处理和微波预处理等，常常会引起美拉德褐变、焦糖化反应以及油脂的氧化聚合反应，导致油脂色泽加深，这种色泽变化对油脂的生产和销售极为不利。相比之下，SHS预处理能够显著改善油脂的色泽，进而提升油脂产品的整体品质和市场竞争力。Lee等研究发现，SHS预处理能够保持紫苏籽油的天然色泽，这主要得益于整个处理过程在无氧微环境中进行，减少了氧化褐变反应的发生概率；此外，在200 ℃、20 min的最佳SHS预处理条件下，对油脂色泽的积极影响最为突出。

综上所述，在油料的SHS预处理过程中，处理温度和时间是决定油脂色泽变化的关键因素。通过优化这些参数，可以有效调控油脂色泽变化，生产出更符合消费者需求和期望的高品质油脂产品。

3.2.2 AV

AV是衡量油脂中游离脂肪酸含量的关键指标，对于评估油脂品质具有决定性作用。研究表明，SHS预处理能够降低油脂中的LA活性，甚至使其失活，从而缓解油脂分解，进一步延缓油脂中游离脂肪酸的生成，最终减缓AV的增长，保持油脂原有品质。Idrus等发现，SHS预处理后提取的花生油AV低于常规无蒸汽烘烤，这表明SHS预处理减少了游离脂肪酸的生成，更好地保持了花生油的优良品质。戴嘉晖等的研究也发现类似的结果，即经过SHS预处理提取的山茶籽油在储存过程中的AV始终低于未处理组，这表明SHS预处理能够有效维持山茶籽在储藏过程中的品质，并延长其储存期限。这些研究结果进一步证实了SHS预处理在提升油料及其油脂产品品质方面的应用潜力。

3.2.3 POV

POV是衡量油脂初级氧化产物形成的指标，一般而言，油脂的POV会随着热处理时间和温度的升高而增加，因为在加热过程中过氧化氢的生成会导致POV上升。然而，Harivaindaran等研究的结果却呈现相反的趋势，经过烘烤提取的黑籽油POV低于未烘烤提取的黑籽油；在150 ℃和200 ℃的SHS预处理条件下，黑籽油POV明显低于传统对流烘焙处理，这可能是由于油脂的初级氧化产物已转化成二次氧化产物，从而导致POV降低。在另一项研究中，戴嘉晖等发现，经过SHS预处理提取的山茶籽油在储藏过程中，其POV低于未处理的山茶籽油，可能是因为SHS的无氧微环境避免在预处理过程中的氧化反应；同时SHS预处理的高温抑制了酶的活性，减少了脂质氧化，从而减缓了POV的增长。综合研究结果表明，SHS预处理能够有效提高油脂的稳定性，并在储藏过程中维持或提高油料及其产品的品质。

3.2.4p-AV

p-AV通常用于表示油脂氧化过程中生产的小分子醛、酮、醌等二级氧化产物的含量。尽管关于SHS预处理对油料p-AV的研究较少，但已有研究表明，与其他热预处理方式（如对流烘烤）相比，SHS预处理能够更好地降低油脂中p-AV。此外，Idrus等的研究发现，经150 ℃的SHS预处理5 min后，得到的花生油中p-AV达到了最低值（1.66）；而当处理时间延长至40 min时，其p-AV则升至最高值（4.59），这表明焙烤花生所提取油脂的p-AV会随焙烤时间的延长而增加，可能是由于过度的加热处理加剧了二级氧化产物的形成，从而增加了有害化合物的含量，对油脂的氧化稳定性产生不利影响。

3.2.5K232和K270

油脂自动氧化过程中，初级产物通常具有共轭二烯结构，而次级氧化产物则具有共轭三烯结构。K232和K270分别是油脂在232 nm和270 nm波长处的吸光度，能够反映油脂氧化劣变程度。Idrus等研究发现，经过SHS预处理的花生油K232和K270均显著低于常规无蒸汽烘烤花生油，这一结果进一步证实了SHS预处理在稳定油脂品质方面的优势。在Idrus等进一步研究中，观察到随着预处理温度的升高，SHS预处理提取的花生油K232和K270也会相应增加，这可能是由于延长加热时间促进了甘油三酯分子中共轭二烯和三烯的形成。以上研究表明，为了最大限度地发挥SHS预处理的效果，需要针对不同油料确定最佳的处理工艺参数。通过精确控制这些参数，可以有效地减缓油脂的氧化速度，保持油脂的高品质，并延长其货架寿命。

3.2.6 抗氧化活性

目前的研究表明，SHS预处理对于维持或提高油料的抗氧化活性具有显著效果。Hu Yueming等发现，相较于未处理和热风处理的麦麸，经过SHS预处理的麦麸具有最高的抗氧化活性，这充分证实了SHS技术在提升氧化稳定性方面的有效性。叶国栋等的研究也得到相似的结论，当SHS预处理90 s时，麸皮的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力分别在250 ℃和220 ℃时达到峰值。综上，短时的SHS预处理可有效提高麸皮中的抗氧化活性。另外，Lee等的研究显示，与未处理的紫苏籽油（6.35%）相比，SHS预处理过的紫苏籽油（150 ℃和200 ℃）DPPH自由基清除活性（32%）约是其5 倍，故经过SHS预处理提取的紫苏籽油具有更高的抗氧化活性，这进一步证实了SHS预处理在提升油料抗氧化活性方面的积极作用。

3.2.7 风味化合物

风味化合物是评估油脂品质的关键指标之一，同时也是消费者选购食用油的重要考量因素。在加热过程中，油料会生成多样的风味物质，这主要归因于美拉德反应、焦糖化反应以及脂质氧化等复杂的内部化学反应，这些反应赋予不同油脂独特的风味和品质特征。目前研究表明，植物油脂中的关键风味化合物包括醛类、醇类、酸类、酯类和酮类等，以及杂环化合物如呋喃、吡嗪和吡咯等，这些化合物共同构成了油脂特有的风味特征。

可可豆的风味与香气对其食用品质至关重要。研究发现SHS热预处理可在短时间内（200 ℃、10 min）赋予可可豆理想的风味特征，显著提升可可豆的食用品质。如Zzaman等研究表明SHS预处理（150、200、250 ℃）50 min后，可可豆中吡嗪类风味化合物的含量由0.21 mg/kg分别显著增加至10.2、29.6、23.9 mg/kg。与此同时，该研究发现SHS预处理可显著降低油料中还原糖（如葡萄糖和果糖）和游离氨基酸的含量，进一步佐证了上述吡嗪类化合物的含量增加主要源于油料中还原糖和游离氨基酸参与的美拉德反应。与此同时，Lee等探究了SHS预处理对紫苏籽油挥发性化合物的影响，并发现SHS预处理显著降低了3-甲基戊烷、3-(4-甲基-3-戊烯基)呋喃紫苏烯、2,4-庚二烯醛、3,5-辛二烯-2-酮、芳香醇等多数挥发性化合物的含量，可能源于SHS预处理引发紫苏籽细胞外壳的破裂，导致结合态化合物在榨油之前已挥发；经SHS预处理的紫苏籽中酶活性降低和抗氧化能力增加会延缓生化反应或氧化降解，从而也会导致挥发物含量降低。然而，值得注意的是SHS预处理紫苏籽也可促进一些新的挥发性化合物生成，如可赋予甜味、坚果味和焦糖味的糠基化合物（如糠醇）、烘焙咖啡味的3-呋喃甲醛和芳香味的苯甲醛等，一定程度上可提高消费者的接受度。综上可见，SHS热预处理对油脂风味特性具有重要影响。然而，目前关于SHS预处理对油料风味化合物组成及特征香气物质的影响研究仍然较为匮乏。因此，未来的研究应加强对此方面的探索，这对油脂风味品质的控制和提升具有重要意义。

综合以上研究结果，利用SHS预处理油料可以最大程度地避免油脂劣变，并有助于保持或提升油脂的原有品质。然而，目前对于SHS技术在油脂加工中的应用研究尚不充分，亟需对更多品种的油料进行更深入、更具体化的理化性质分析，以揭示其内在的作用机制和关系。同时，研究不同油料在SHS预处理过程中的最佳工艺参数对于稳定或提升油脂品质具有极其重要的意义。

3.3 SHS预处理对油脂营养成分的影响

SHS预处理技术作为一种前沿的热预处理手段，在保留油料中的营养成分，如生育酚、酚类化合物等方面展现出显著的优势。这种技术不仅确保了油脂的品质和营养价值，还为消费者提供了更健康、更营养的食品选择。

3.3.1 生育酚

维生素是人体必需的重要营养素，在物质代谢中发挥着关键作用。特别是VE，作为一种脂溶性维生素，广泛存在于自然界中，是一种天然抗氧化剂，对维持人体健康和促进新陈代谢等方面具有重要作用。罗舜菁等指出，SHS预处理不仅可以有效避免或抑制高温条件下活性成分的氧化反应，还能最大限度地保留α-生育酚这一有益的营养成分，有助于提升米糠的营养价值。

然而，目前关于SHS预处理对油料中此类微量营养伴随物的研究还鲜有报道。因此，未来的研究应深入探讨这一领域，旨在更好地保留和提升油脂中营养素，这一研究方向不仅具有重大的科学意义，也具有重要的实际应用价值。

3.3.2 酚类化合物

天然酚类化合物是植物组织的次生代谢产物，在植物油脂中含量丰富，是其重要的来源之一。这些酚类化合物因其卓越的抗氧化特性，能够有效清除自由基、延缓油脂的自氧化过程，并且能抑制氧化产物的生成。然而，酚类化合物在高温环境下极易降解，这可能会对油脂的营养价值和储藏稳定性造成不利影响。SHS预处理技术被公认为是一种新兴的食品加工技术，其优势在于能够在加工过程中显著保留食品中的酚类物质，包括总酚和黄酮等活性成分。

1）总酚

总酚是指植物组织中所有含有一个或多个酚羟基的化合物的总和，具有清除自由基、抗氧化活性等功能，这些功能对于提高油脂的氧化稳定性至关重要，从而有助于显著延长油脂的货架期。研究表明，SHS预处理温度的提高和时间的延长会促进油料中TPC增加。例如，Harivaindaran等发现，随着SHS预处理温度的提高和时间的延长，黑籽油中TPC也随之增加，特别是在加热至250 ℃时效果最为显著（P＜0.05）。同样，Lee等也观察到了类似的现象，经过SHS预处理提取的紫苏籽油中TPC是未处理提取的紫苏籽油的3 倍；在200 ℃时，TPC达到了最高值（12.8 mg/100 g），显著高于150 ℃（8.82 mg/100 g）和130 ℃（6.10 mg/100 g）处理时的TPC。

尽管上述研究均表明TPC与SHS预处理的温度和时间呈正相关，但SHS预处理对不同油料的影响存在显著差异，每种油料都有其最佳的处理工艺参数。罗舜菁等深入探讨了SHS预处理对米糠中酚类化合物的影响，结果显示，适当的SHS预处理温度与时间有助于保留米糠中的TPC，特别是在130 ℃条件下处理4 min时，米糠的营养价值和理化特性显著改善，这意味着SHS预处理不仅使米糠在储藏期间能够维持良好品质，还能有效延长其储藏期。Wang Mei等发现在SHS预处理5 min后，各温度条件下油茶籽的TPC均略有下降；然而，在处理时间较长（20、30 min）的情况下，随着SHS预处理温度的升高，其TPC会增加。最终得出其最佳处理条件为180 ℃、15 min，这一研究成果为油茶籽的加工提供了重要工艺参数；此外，该研究还发现酚类物质与其抗氧化活性呈显著相关。因此，未来应进一步研究确定酚类物质如何发挥抗氧化作用。

2）黄酮

黄酮类化合物，也称为类黄酮，是一类重要的植物次级代谢产物，以自由态或结合态的形式广泛存在于植物界，包括果蔬、茶叶等。适当的SHS预处理条件有助于提高油料中的黄酮含量，并对其营养品质产生积极影响，该观点得到了相关研究的支持。叶国栋等在SHS预处理对麸皮中黄酮含量影响的研究中发现，250 ℃处理TFC（614.82 mg/100 g）显著高于160、190、220 ℃处理；此外，处理60 s时，TFC（575.64 mg/100 g）达到峰值。因此，适当的SHS预处理温度与时间可有效提高油料中的黄酮含量。

酚类化合物的存在对于改善油脂的氧化稳定性具有重要作用，这一观点在先前的研究中得到了证实。然而，SHS预处理如何影响油脂氧化稳定性的具体机制尚未完全明确，需要进一步研究。尽管如此，现有的研究已经证实了SHS技术在提升食品营养价值方面的巨大潜力。目前关于SHS预处理对油料中酚类化合物影响的研究还相对较少，这是一个值得深入探讨的领域。未来的研究应当更加关注SHS预处理对酚类化合物的影响，以及这些化合物在提升油脂品质和延长保质期方面的作用机制。这不仅能够增进对SHS预处理技术的理解，而且对于推动其在食品工业中的应用具有重要的实践意义。

3.4 SHS预处理对油脂安全品质的影响

油料在高温蒸炒过程中可能会产生对人体健康有害的化合物，如丙烯酰胺、多环芳烃等。SHS技术作为一种新型的热预处理技术，因其无氧微环境和高传热系数而受到广泛关注。现有研究表明，适当的SHS预处理能够有效降低油脂在加工过程中危害物（丙烯酰胺和多环芳烃）的生成，以提高油脂安全品质。

研究发现，不同烘焙度的咖啡豆在SHS预处理后其丙烯酰胺生成规律有所不同。浅度烘焙咖啡豆中丙烯酰胺的含量随着SHS预处理温度的增加而显著增加，增幅约为106%，主要源于随着处理温度的升高，碳水化合物热降解程度增加，促进了降解产物（尤其葡萄糖）与游离天冬酰胺经美拉德反应生成丙烯酰胺；中度烘焙和深度烘焙咖啡豆样品经SHS预处理后，丙烯酰胺的含量显著下降，降幅达96%，主要源于中度和深度烘焙咖啡豆生产中所需的长时间高温处理（210、230、250 ℃）对丙烯酰胺热降解的促进作用。另一方面，相较于对流烘烤预处理，SHS预处理可显著降低烘焙咖啡豆中丙烯酰胺的含量，这种现象主要源于SHS的无氧微环境对咖啡豆烘焙过程中脂质（尤其亚油酸）氧化的抑制作用，降低了不饱和醛（如丙烯醛）等脂质氧化产物的生成，从而减少了经由蔗糖降解和油脂氧化途径生成的丙烯酰胺。此外，SHS预处理技术可显著降低深度烘焙咖啡豆中的多环芳烃（苊烯、菲、芴和蒽）含量，这一现象主要源于长时间高温热处理对多环芳烃热降解的诱导或者促进作用。然而，目前关于SHS预处理对油脂的潜在危害物的研究仍较为有限。亟需进一步深入研究SHS预处理对油脂加工中潜在危害物的影响，明确其对相关危害物生成规律的影响，进而采用合适的SHS预处理条件处理油料，以提升油脂产品的安全品质。

4 结语

4.1 SHS技术目前存在问题

4.1.1 SHS预处理对油脂中微量脂肪伴随物的影响研究不足

油脂中含有丰富的微量脂肪伴随物，这些成分对其营养价值和应用特性至关重要。油料经SHS预处理后，油脂中这些微量脂肪伴随物的组成会发生显著变化。然而，目前关于SHS预处理对油脂中微量脂肪伴随物影响的相关研究较为匮乏，仅有关于酚类化合物的影响研究，缺乏诸多微量脂肪伴随物（生育酚和生育三烯酚、植物甾醇、角鲨烯、类胡萝卜素、谷维素等）有效的基础数据支撑和相关的增减机制研究。同时，SHS预处理影响油脂氧化稳定性等方面的研究也相对不足，仅有DPPH自由基、ABTS阳离子自由基清除能力两种化学分析方法，缺乏食品模型抗氧化评价方法（如Rancimat法、Schaal烘箱法）等，导致SHS预处理后的油脂氧化稳定性与微量脂肪伴随物之间的关系尚未明确。

4.1.2 SHS预处理对危害物质生成规律的影响研究不足

在油脂加工中，控制危害物质的生成和迁移是确保产品质量和消费者健康的关键。不当的热预处理可能会产生油溶性的危害物质，如丙烯酰胺、多环芳烃、反式脂肪酸等。因此，针对不同的油料进一步深入研究SHS预处理对危害物质生成的影响机制，避免不当热预处理条件。此外，针对油脂生产中存在的霉变油料或者榨油后霉变饼粕处理，SHS预处理具有一定的可行性，但其作用效果及机制需进一步明确。尽管SHS预处理在一定程度上可降低细菌、霉菌和真菌的危害，提升油料油脂的安全性，然而相关影响机制尚待明确，需要更深入的研究以拓展其应用。

4.1.3 SHS预处理对油脂风味的影响研究尚未充分

目前，针对SHS预处理对油脂风味影响的研究还相对缺乏。SHS预处理作为一种高效的热传递技术，可能会导致油料及油脂中的生物、物理和化学变化，从而影响其风味特性。需要更多关于SHS预处理油料对油脂风味品质影响的基础数据，以确定SHS预处理对油脂风味的确切影响及其影响机制，将有助于更深入地理解SHS预处理技术在风味油脂加工领域的潜在价值和应用前景。

4.1.4 SHS预处理在油脂加工中的应用范围较窄

我国油料资源的丰富多样性为油脂加工提供了广阔的选择空间，油料资源包括大豆、菜籽、花生、芝麻等草本油料，以及棕榈仁、橄榄果、椰子仁等木本油料。然而，目前SHS预处理技术的研究对象相对有限，仅涉及花生、山茶籽、紫苏籽和可可豆等少数油料。现有预处理方式如焙炒预处理、微波预处理等在高温有氧条件下操作，无疑会增加脂质氧化的风险。因SHS具有传热效率高、无氧等特点，如何利用其优势拓展其在油料（尤其是特种油料）加工中的应用，这一点值得考虑。此外，目前关于SHS预处理在油脂加工中的研究，评价指标主要聚焦于SHS预处理对产品品质的影响，并未对节能环保、降低成本等方面提供数据支撑。且上述研究仅停留在实验室条件下取得的进展，并未有中试研究的科学和工程应用相关数据，亟需后续开展研究。

4.1.5 SHS设备复杂、维护成本高、节能优势未能充分发挥

目前的研究报道指出，油料的SHS预处理技术尚处于实验室研究阶段，尚未实现工业化生产和实际应用，主要原因在于目前SHS设备相对复杂，缺乏工厂化应用的SHS设备。此外，在本文综述研究中使用的SHS设备多为实验室自主研发或在市场上销售的家庭版烹饪设备，这些设备未设置尾气回收利用系统，而节能的关键优势恰好在于尾气的回收利用。因此，这一潜力尚未得到充分的挖掘和应用。

针对以上问题，在未来SHS预处理在油脂加工领域的研究中，可从以下方面深入开展：

1）加大对SHS预处理后油脂微量脂肪伴随物的研究与分析力度，阐明此类物质与油脂氧化稳定性之间的关系：未来的研究应深入探讨SHS预处理对油脂中微量脂肪伴随物（如生育酚、植物甾醇、角鲨烯、类胡萝卜素等）的影响，如采用动力学和热力学研究SHS预处理对油脂中微量脂肪伴随物的迁移变化规律。同时，应探究微量脂肪伴随物与油脂氧化稳定性之间的关系，建议在未来研究中建立相应数学模型，以预测经过SHS预处理后油脂产品的品质变化。与此同时，可将现有的预处理方式（如烘烤预处理、微波预处理和红外预处理等）与SHS预处理协同应用，用以弥补单一热预处理方式所带来的不利影响。

2）全面评估SHS技术在油脂加工中的安全性：应更深入研究SHS预处理对油料及饼粕中危害物（细菌、真菌）的影响，如针对目前霉变饼粕处理现状，可引入SHS处理技术，综合考虑脱毒效果和饼粕蛋白性质变化情况，探索其可行性应用；系统研究SHS预处理条件下危害物质（如多环芳烃、丙烯酰胺、反式脂肪酸等）生成规律及影响机制，以油脂安全性和油脂品质提升等维度为前提，探寻SHS加工适宜条件，确保油脂产品的使用安全性。

3）借助先进仪器深入了解SHS预处理对油脂风味及油料微观结构的影响：在未来的研究中，可采用电子鼻和顶空-气相色谱质谱联用等尖端技术，全面分析油脂的整体气味轮廓与挥发性成分。这将有助于深入探讨SHS预处理对油脂风味的具体影响，并对挥发性成分的种类和含量进行精确表征，从而揭示SHS预处理对风味及挥发性成分的作用规律，明晰SHS预处理对风味和挥发性成分的影响机制。可探究多种热预处理技术协同应用，以充分发挥各技术对风味物质的独特影响，精准调控油脂的不同风味特性，从而针对性开发受消费者喜爱的独特风味油脂产品。此外，可借助激光共聚焦显微镜、透射电子显微镜等多种先进仪器，对油料细胞内部的油体结构和蛋白结构等进行深入观察，发现其演变规律，以阐明SHS预处理改善油料的微观结构和提高出油率的机制。

4）扩大油料品种的研究范围，使SHS预处理技术应用兼具特殊性和普适性：为了充分发挥SHS技术在油料加工中的潜力，同时确保加工效果的最优化，并防止对油料及其油脂产品产生不良影响，需要针对不同类型的油料，合理设定其最佳工艺参数。因SHS具有传热效率高、无氧等特点，针对某些脂肪酶含量较高的油料如米糠、油棕果等，可有针对性采用SHS热预处理技术替代传统的热处理方式，用以提高油脂得率和品质。监测SHS预处理在不同油料中的热传递规律十分重要，采用数学模型等手段评估SHS预处理在油脂加工中（实验室小试和中试研究）的能量传递效率情况，用以确证SHS预处理有助于油脂加工企业的增效降本。未来可采用计算流体力学等衡量SHS预处理不同油料过程中的传质传热特性。5）简化SHS设备设计并降低维护成本：未来的研究应更加关注SHS设备和技术的创新，建议加强不同学科之间的交叉研究，基于SHS预处理不同油料的传热途径和传热效率等数据，致力于开发低成本、高效率、低耗能的SHS设备，以克服现有的局限性，从而促进其工业化应用。此外，基于理论研究探讨将SHS技术与其他热预处理技术集成于同一设备的可能性，以有效提升油料和油脂的整体品质，提高加工效率，进一步扩大SHS技术在油脂加工中的应用范围。

引文格式：

朱淼淼, 刘园, 牛佳钰, 等. 过热蒸汽预处理技术在油脂加工中的研究进展[J]. 食品科学, 2025, 46(9): 337-350.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241010-055.

ZHU Miaomiao, LIU Yuan, NIU Jiayu, et al. Research progress on superheated steam pretreatment in oil processing[J]. Food Science,2025, 46(9): 337-350. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241010-055.

实习编辑：王雨婷 ；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网。

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