油の熱酸化時の酸価の増加に寄与するトリアシルグリセロールに由来するカルボン酸

Scientific Reports volume 12、記事番号: 12460 (2022) この記事を引用

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酸価 (AV) は油の劣化を示す指標として広く使用されており、定義上、トリアシクログリセロールの加水分解によって形成される遊離脂肪酸を測定します。 しかし、以前の研究で行われた観察に基づいて、トリアシルグリセロールの酸化により、グリセロール骨格を持つカルボン酸が形成され、これも AV として計算されるという仮説を立てました。 本研究では、そのようなカルボン酸を同定し、上記の仮説を証明することを目的としました。 水を加えずにキャノーラ油を 180 °C で 6 時間加熱すると、AV が 0.054 から 0.241 に増加しました。 しかし、この AV の増加に対する遊離脂肪酸の寄与は最小限でした。 加熱前後の遊離脂肪酸由来の AV はそれぞれ 0.020 と 0.023 でした。 次に、質量分析により、加熱油中の 2 つの 8-カルボキシ-オクタノイル (アゼラオイル) - トリアシルグリセロール (すなわち、ジオレオイル-アゼラオイル-グリセロールおよびオレオイル-リノレオイル-アゼラオイル-グリセロール) を同定しました。 油を加熱する前と後のアゼラオイル - トリアシルグリセロール由来の AV はそれぞれ 0.008 と 0.109 であり、アゼラオイル - トリアシルグリセロールが AV に寄与していることが実証されました。 アゼラオイル-トリアシルグリセロールによるこのようなAVの増加は、ジャガイモを揚げるのに使用される油（すなわち、水分含有量が比較的高い油）でも観察されました。 これらの結果は、AV がトリアシルグリセロールの熱酸化の指標でもあることを示唆しています。

植物油 (キャノーラ油、大豆油、パーム油、オリーブ油など) は食品用途で広く使用されています。 しかし、食品の製造、調理、保管中に油が劣化すると、食品の望ましくない風味や味が損なわれる可能性があります1、2、3。 したがって、油の劣化評価は食品の品質を確保する上で非常に重要です4。

広範囲にわたる食品加工 (揚げ物など) や不適切な保管条件 (高温多湿など) では、油の主成分であるトリアシルグリセロールが徐々に加水分解してグリセロールと遊離脂肪酸になります5。 したがって、油の遊離脂肪酸含有量を測定する酸価（AV）は、油の劣化の指標として広く頻繁に使用されています。 油の AV は、以下の反応に示すように、カルボン酸 (RCOOH) を水酸化カリウム (KOH) で滴定することによって決定されます。

ISO 660 では、AV は、サンプル 1 g に含まれる遊離脂肪酸を中和するのに必要な水酸化カリウムの量 (ミリグラム単位) として定義されています6。 日本やオーストリアなどの一部の国では、AV が 2.5 を超える揚げ油は廃棄する必要があると規定しています7。

上記の原理から、AVの増加は油中の「トリアシルグリセロールの加水分解の進行」と言い換えることができます（図1）。 したがって、定義上、油の AV を高めるには水が必要です。 しかし、いくつかの研究では、水を加えずに油を加熱することによって AV が増加することが観察されています 8,9,10,11,12,13。 例えば、尾形ら。 は、大豆油を 180 °C で加熱するだけで、大豆油の AV が増加することを観察しました8。 しかし、この AV の増加を引き起こす化合物については研究では言及されていませんでした。 一方、藤崎らは、 は、高オレイン酸ベニバナ油を 180 °C で加熱することにより AV が増加することを観察し、これは遊離脂肪酸の形成によるものであると主張しました 9。 ただし、後のセクションで説明するように、水を加えずに油を加熱するだけでは、トリアシルグリセロールを大幅に加水分解するのに十分な水が供給されないと考えられます。 さらに、同じ研究では、大気中の酸素濃度を下げることにより、加熱によるAVの増加が抑制されたことがわかりました。 したがって、AV の増加について考えられるもう 1 つの説明は、油中のトリアシルグリセロールが酸化され、AV として計算されるカルボン酸の形成につながったということです。 しかし、私たちの知る限り、トリアシルグリセロールの酸化が AV の増加を誘発することを証明した研究はありません。 さらに、AV に寄与する遊離脂肪酸以外の化合物は特定されていません。