薛 璐，張 琦，魯曉翔

(天津市食品生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室天津商業(yè)大學(xué)生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津300134)

酥油為中國(guó)傳統(tǒng)特色乳品之一，制作工藝較為繁雜，將牛乳發(fā)酵后，手工攪打萬次以上，取上層煮沸即為酥油［1］。酥油營(yíng)養(yǎng)豐富，含有多種功能性脂肪酸，還具滑潤(rùn)腸道等藥用價(jià)值［2］，用途十分廣泛。乳脂肪是酥油的主要成分，含量在90%以上，溫度、氧氣含量［3］、脂肪酸組成［4］、金屬離子［5－6］等都是影響乳脂肪氧化的重要因素，薛璐、王昌祿等［7］利用電子鼻技術(shù)研究了酥油在貯藏期的品質(zhì)變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，酥油在室溫及略高于室溫的環(huán)境下無法長(zhǎng)期保存。為了減緩油脂氧化速度，周彤等［8］將微膠囊化技術(shù)應(yīng)用到酥油保藏中，但酥油微膠囊化制備工藝較為復(fù)雜。

目前市場(chǎng)上油脂類商品中，較為普遍的抗氧化手段是添加抗氧化劑［9］，叔丁基對(duì)羥基茴香醚(BHA)、2，6－二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)、叔丁基對(duì)苯二酚(TBHQ)都是常見的油脂抗氧化劑［10］，但大劑量使用BHA有致癌的危險(xiǎn)，BHT有可能會(huì)抑制呼吸酶活性，TBHQ已在日本被禁用［11］。天然抗氧化劑以其安全、無毒的特點(diǎn)［12］，日益受到研究者的重視。天然抗氧化劑自身提供氫原子給自由基受體，破壞了脂肪酸氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)或螯合油脂中的金屬達(dá)到抗氧化作用。在酥油中添加天然抗氧化劑還未見報(bào)道，本實(shí)驗(yàn)嘗試將不同天然抗氧化劑添加到酥油中，利用油脂氧化儀加速氧化，篩選出較為有效的天然抗氧化劑及適宜添加量，以期最大限度的延長(zhǎng)酥油儲(chǔ)存時(shí)間，保證其良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和食用特性，為將來有效開發(fā)該類產(chǎn)品和對(duì)其貯藏規(guī)律的研究奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

內(nèi)蒙酥油(脂肪含量98%)購(gòu)自內(nèi)蒙古鄂爾多斯市。在玻璃瓶?jī)?nèi)密封，置于－23℃的冰箱中儲(chǔ)存?zhèn)溆?天然VE軟膠囊(每粒含d－α－生育酚12.5mg)杭州海王生物工程有限公司;丁香、月桂、肉桂3種精油 姜子濤教授實(shí)驗(yàn)室提供;丁香羅勒精油、紅紫蘇精油、青紫蘇精油 恒誠(chéng)天然香料油有限公司;2，6－二叔丁基對(duì)甲酚(BHT)天津市福晨化學(xué)試劑廠。95%乙醇、冰乙酸、鄰苯二甲酸氫鉀、氫氧化鉀、硫酸、乙醚、三氯甲烷、硫代硫酸鈉、可溶性淀粉、酚酞、無水碳酸鈉、重鉻酸鉀、碘化鉀均為分析純?cè)噭?天津市化學(xué)試劑批發(fā)公司。

電子天平 天津市天平儀器有限公司;202－2AB型電熱恒溫干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司;OXITEST油脂氧化分析儀 意大利VELP公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 過氧化值(POV)的測(cè)定 參照GB/T5538－2005動(dòng)植物油脂過氧化值測(cè)定。

1.2.2 酸價(jià)(AV)的測(cè)定 參照GB/T5009.37－2003食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法。

1.2.3 酥油的氧化實(shí)驗(yàn) 將15g酥油置于油脂氧化儀中，在90℃、6bar氧氣條件下，每隔12h測(cè)定樣品過氧化值(POV)和酸價(jià)值(AV)［13］，確定酥油發(fā)生急速氧化的時(shí)間段，并以此為依據(jù)判斷出適宜酥油的天然抗氧化劑及添加量。

1.2.3.1 天然精油的篩選 以不添加抗氧化劑的酥油為對(duì)照組，分別取15g酥油6份，依次添加酥油質(zhì)量0.02%的丁香精油、丁香羅勒精油、月桂精油、肉桂精油、青紫蘇、紅紫蘇6種精油［14］，應(yīng)用油脂氧化儀在90℃、6bar氧氣條件下加速氧化，確定最適宜延長(zhǎng)酥油貯藏期的精油。

1.2.3.2 天然維生素E濃度的確定 依據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，天然維生素E在質(zhì)量濃度為0.01%～0.04%的范圍內(nèi)抗氧化效果較好，本實(shí)驗(yàn)添加天然維生素E的質(zhì)量濃度依次為0.01%、0.02%、0.03%、0.04%到15g酥油中，并以空白酥油作為對(duì)照，使用油脂氧化儀加速酥油氧化，分別測(cè)定氧化12h和24h時(shí)樣品酸價(jià)和過氧化值，確定適用于酥油的天然維生素E的濃度。

1.2.3.3 丁香精油濃度的確定 依據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，丁香精油在質(zhì)量濃度為0.02%～0.08%的范圍內(nèi)抗氧化效果較好，本實(shí)驗(yàn)添加丁香精油的質(zhì)量濃度依次為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%到15g酥油中，并以空白酥油作為對(duì)照，使用油脂氧化儀加速酥油氧化，分別測(cè)定氧化12h和24h時(shí)樣品酸價(jià)和過氧化值，確定適用于酥油的丁香精油濃度。

1.2.3.4 天然抗氧化劑與BHT抗氧化效果對(duì)比研究

根據(jù)GB2760－2011《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定，食品級(jí)BHT在油脂中的最大允許使用限量為0.02g/100g。據(jù)此選擇添加BHT的質(zhì)量濃度依次為0.005%、0.010%、0.015%、0.020%到15g酥油中，并以空白酥油作為對(duì)照，使用油脂氧化儀加速酥油氧化。分別測(cè)定氧化12h和24h時(shí)樣品酸價(jià)和過氧化值，與天然維生素E和丁香精油的抗氧化效果進(jìn)行對(duì)比研究。

2 結(jié)果與分析

2.1 加速氧化對(duì)于酥油酸價(jià)和過氧化值影響

由圖1和圖2中可以看出，在通過油脂氧化儀加速氧化酥油過程中，酥油的酸價(jià)在12h內(nèi)變化不大，而過氧化值卻從(1.56±0.51)meq/kg升至(29.06±1.82)meq/kg，顯著增大(p＜0.05)。自12h開始，其酸價(jià)和過氧化值出現(xiàn)迅速上升，這與圖3酥油經(jīng)加速氧化，氧壓自12h開始快速下降，氧化速率突然加快的結(jié)果一致，說明油脂氧化儀的氧化曲線與酸價(jià)、過氧化值有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系。到24h時(shí)，酸價(jià)已從(2.34±0.10)mg/g上升為(11.71±0.16)mg/g，過氧化值變化更為明顯，從(29.06±1.82)meq/kg快速增至(597.07±8.65)meq/kg，變化顯著(p＜0.05)，酥油發(fā)生了氧化酸敗現(xiàn)象，而后，隨著氧化時(shí)間的延長(zhǎng)，酸價(jià)不斷上升，過氧化值由于經(jīng)歷了油脂氧化的引發(fā)階段、增殖階段、終止階段［15］開始下降。

圖1 酥油加速氧化過程中酸價(jià)變化曲線Fig.1 The acid value changes of ghee during ghee accelerated oxidation

圖2 酥油加速氧化過程中過氧化值變化曲線Fig.2 The peroxide value changes of ghee during ghee accelerated oxidation

上述結(jié)果表明，12h是酸價(jià)和過氧化值開始發(fā)生劇烈變化的起始點(diǎn)，12～24h是酥油酸價(jià)和過氧化值的劇烈變化階段，因而本實(shí)驗(yàn)選擇這兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)作為測(cè)定點(diǎn)，通過測(cè)定酸價(jià)和過氧化值，研究天然抗氧化劑對(duì)酥油的抗氧化效果。

圖3 OXITEST油脂氧化儀加速氧化酥油過程曲線Fig.3 The OXITEST curve of ghee during accelerated oxidation

2.2 不同精油對(duì)酥油抗氧化效果的對(duì)比研究

將丁香精油、丁香羅勒精油、月桂精油、肉桂精油、青紫蘇、紅紫蘇6種精油添加到酥油中，經(jīng)油脂氧化儀加速氧化，得到曲線圖如圖4。

圖4 添加不同精油的酥油加速氧化曲線Fig.4 The accelerated oxidation curve of ghee with different essential oils

由圖4可以看出，丁香類精油表現(xiàn)出了較好的抗氧化效果，經(jīng)24h氧化，加入丁香羅勒的酥油樣品其氧壓基本在5.50bar左右，耗氧量不大，而丁香則表現(xiàn)出比丁香羅勒更強(qiáng)的抗氧化效果，其氧壓下降尤其緩慢。與未添加精油的酥油相比，其氧壓快速下降點(diǎn)明顯推遲，表明酥油的氧化程度顯著降低。月桂雖小幅度推遲氧壓快速下降點(diǎn)，但效果并不顯著(p＞0.05)。紅紫蘇和青紫蘇基本沒有表現(xiàn)出抗氧化活性。肉桂則是表現(xiàn)出了促進(jìn)氧化作用。

2.3 天然維生素E對(duì)酥油酸價(jià)和過氧化值的影響

添加不同質(zhì)量濃度的天然維生素E到酥油中，并以空白酥油作為對(duì)照，加速氧化測(cè)得的酸價(jià)和過氧化值結(jié)果如表1所示。

維生素E特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)使得它既能抗油脂自動(dòng)氧化，又具有一定的抑制光氧化效能的能力［16］。由表1可知，氧化12h時(shí)，添加不同濃度維生素E的酥油與空白組相對(duì)比，其酸價(jià)變化均不顯著(p＞0.05)。氧化24h時(shí)，4個(gè)不同維生素E添加濃度組間酥油酸價(jià)變化并不顯著(p＞0.05)，幾乎與氧化12h時(shí)的數(shù)值相當(dāng)，但與空白對(duì)照組相比較，酸價(jià)明顯下降，說明酥油氧化程度有所延緩。

在加速氧化時(shí)間為12h時(shí)，隨著維生素E添加濃度的增加，其過氧化值有小幅度的上升。維生素E通常與脂過氧自由基相結(jié)合，或是與脂氧自由基發(fā)生反應(yīng)，代替其他物質(zhì)首先被氧化［17］，發(fā)揮其抗氧化作用。這使得在一定時(shí)間內(nèi)，隨著維生素E添加劑量的增加，過氧化值可能會(huì)出現(xiàn)小幅度上升。當(dāng)氧化進(jìn)行到24h時(shí)，空白對(duì)照組的過氧化值幾乎是添加量0.03%組的52倍。綜合酸價(jià)和過氧化值的數(shù)值，可知酥油中維生素E添加量為0.03%時(shí)，表現(xiàn)出了較好的抗氧化效果。

2.4 丁香精油對(duì)酥油酸價(jià)和過氧化值的影響

添加不同質(zhì)量濃度的丁香精油到酥油中，并以空白酥油作為對(duì)照，加速氧化測(cè)得的酸價(jià)和過氧化值結(jié)果如表2所示。

依據(jù)表2可知，從整體來看，加入丁香精油的抗氧化劑組，從12h氧化至24h，其酸價(jià)變化并不明顯。與空白酥油相比，12h時(shí)酥油酸價(jià)基本都在2.1～2.4mg/g，變化不顯著(p＞0.05)。24h時(shí)酸價(jià)出現(xiàn)明顯變化，加入抗氧化劑組與空白對(duì)照組相比較，酸價(jià)明顯下降，仍維持在2.1～2.4mg/g，而空白對(duì)照組卻高達(dá)11.71±0.16mg/g，說明加入丁香精油可明顯抑制酥油發(fā)生酸敗變質(zhì)。丁香精油優(yōu)越的抗氧化作用是由于丁香酚的甲氧基和烯丙基被吸電基團(tuán)取代后，有利于酚羥基提供氫原子和形成丁香酚自由基的穩(wěn)定化，而取代基團(tuán)產(chǎn)生的空間位阻效應(yīng)，也有效阻止丁香酚自由基攻擊脂類分子［18］。

表1 添加維生素E的酥油加速氧化過程酸價(jià)值和過氧化值Table 1 The acid value and peroxide value of ghee with vitamin E during accelerated oxidation

表2 添加丁香精油的酥油加速氧化酸價(jià)值和過氧化值Table 2 The acid value and peroxide value of ghee with clove essential oil during accelerated oxidation

表3 添加BHT的酥油加速氧化酸價(jià)值和過氧化值Table 3 The acid value and peroxide value of ghee with BHT during accelerated oxidation

表4 酥油添加不同抗氧化劑加速氧化酸價(jià)值和過氧化值Table 4 The acid value and peroxide value of ghee with different antioxidant during accelerated oxidation

無論是12h還是24h，其過氧化值都顯著減小(p＜0.05)，隨著精油濃度的增加，酥油過氧化值不斷減小?？瞻讟悠吩?4h時(shí)的過氧化值，幾乎是添加0.08%丁香實(shí)驗(yàn)組的85倍，這充分說明了丁香精油具有很強(qiáng)的抗氧化能力，并且從圖中可以看出，0.08%丁香精油添加量應(yīng)該是最佳的添加劑量。

2.5 天然抗氧化劑與合成抗氧化劑比較

根據(jù)國(guó)標(biāo)規(guī)定限量，添加不同質(zhì)量濃度的BHT到酥油中，并以空白酥油作為對(duì)照，加速氧化測(cè)得的酸價(jià)和過氧化值結(jié)果如表3所示。

加入BHT后的酥油均表現(xiàn)出較好的抗氧化效果，與空白組相比，加速氧化12h和24h的酸價(jià)值和過氧化值都顯著降低(p＜0.05)。分別在酥油中添加0.03%維生素 E、0.08%丁香精油、0.005%BHT和0.020%BHT，然后進(jìn)行加速氧化，測(cè)定酥油的酸價(jià)和過氧化值。結(jié)果如表4所示。

由表4可知，在12h時(shí)，無論是空白樣品還是添加抗氧化劑的實(shí)驗(yàn)組，其酸價(jià)變化均不顯著(p＞0.05)，空白酥油組與添加抗氧化劑的實(shí)驗(yàn)組酸價(jià)基本一致。24h時(shí)，添加抗氧化劑四組的酸價(jià)差別仍不顯著(p＞0.05)，但比空白酥油組酸價(jià)顯著下降(p＜0.05)，抗氧化劑表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化效果，明顯抑制了酥油的脂肪氧化和酸敗。

表4結(jié)果顯示，添加抗氧化劑的實(shí)驗(yàn)組確實(shí)可以延緩酥油氧化，有效降低酥油的過氧化值。無論是加速氧化12h還是24h，添加劑量為0.03%的維生素E實(shí)驗(yàn)組，其過氧化值均顯著高于同條件下的其他實(shí)驗(yàn)組，表明維生素E的抗氧化效果不如丁香精油和BHT。添加丁香精油的酥油，其過氧化值均小于同時(shí)間下添加劑量為0.005%的BHT實(shí)驗(yàn)組，表明0.08%丁香精油的抗氧化能力優(yōu)于0.005%BHT。劉曉庚［19］對(duì)豬油進(jìn)行抗氧化實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明丁香精油的抗氧化效果優(yōu)于維生素E和BHT，可見丁香精油可在油脂中較好的發(fā)揮作用。而0.020%BHT的抗氧化效果最為顯著，尤其是24h時(shí)，其過氧化值只有丁香組的0.34倍。

圖5 添加不同抗氧化劑的酥油加速氧化曲線Fig.5 The accelerated oxidation curve of ghee with different antioxidants

圖5表明，在酥油中加入抗氧化劑可在不同程度上推遲氧壓快速下降臨界點(diǎn)的到來，即延緩油脂氧化變質(zhì)。根據(jù)氧化曲線氧壓快速下降點(diǎn)變化可知，本實(shí)驗(yàn)所添加抗氧化劑的抗氧化效果從大到小依次為:0.020%BHT＞0.08%丁香精油 ＞0.005%BHT＞0.03%維生素E。這一結(jié)論與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的過氧化值所得出的結(jié)論相一致。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以O(shè)XITEST油脂氧化分析儀分析酥油氧化過程中，隨著氧壓的不斷下降，酥油的酸價(jià)和過氧化值會(huì)相應(yīng)上升。加入抗氧化劑后，氧壓快速下降的臨界點(diǎn)會(huì)相應(yīng)滯后，添加物表現(xiàn)出了抗氧化效果，酥油貨架期相應(yīng)延長(zhǎng)。維生素E和丁香精油都對(duì)酥油具有一定的抗氧化作用。維生素E濃度為0.03%時(shí)，表現(xiàn)出其最佳的抗氧化效果，丁香精油則在濃度為0.08%時(shí)，表現(xiàn)出其最好的抗氧化活性，且該濃度下的丁香精油比0.03%的維生素E抗氧化效果更為明顯。雖然從數(shù)值上來講，添加0.020%BHT的效果最好，但是從安全性角度考慮，丁香精油和維生素E都是更為理想的選擇。另一方面，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明OXITEST油脂氧化分析儀能夠較為直觀的反映出油脂氧化的進(jìn)程。

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