萬倪彤 王志耕 梅 林 薛秀恒

(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院;安徽省農(nóng)產(chǎn)品加工工程實(shí)驗(yàn)室，合肥 230036)

我國豬肉消費(fèi)量世界第一[1]，豬脂肪資源十分豐富。豬脂肪作為我國傳統(tǒng)食用油脂，具有風(fēng)味獨(dú)特、能值高等特點(diǎn)，深受消費(fèi)者喜愛。然而，現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)認(rèn)為，長期大量食用動物源油脂，易導(dǎo)致血脂升高，引發(fā)肥胖癥、脂肪肝、心血管疾病等“富貴病”，對人類的健康產(chǎn)生不利的影響[2-3]。因此，隨著人們對健康膳食關(guān)注度的提高，豬油的餐飲消費(fèi)量日漸減少，造成豬油資源的“過?！盵4]。通過現(xiàn)代食品技術(shù)可將豬脂肪改性為富含1,3-甘油二酯(1，3-DG)的功能性油脂，因1,3-DG具有降低血脂、控制體重等功效，可以在制作食品時作為食品添加劑或者替換一部分豬脂肪，使之同時具有豬脂的香氣和1,3-DG的營養(yǎng)特性，并且不會改變食品的感官特性，因此為豬脂肪資源的升值利用開拓了新的領(lǐng)域[5-9]。

無論化學(xué)法還是酶法，改性處理對豬脂肪的理化特性均會產(chǎn)生一定影響。研究豬脂肪1,3-DG功能化改性制備過程中的理化性質(zhì)變化規(guī)律及脂質(zhì)氧化分解的變化，對評價改性技術(shù)的合理性、評估改性產(chǎn)品的安全性、完善制備技術(shù)具有理論和實(shí)踐意義[10-12]。

本實(shí)驗(yàn)研究在制備1,3-DG過程中，脂肪酸的組分變化及其氧化變化，為1,3-DG豬脂肪制備技術(shù)改進(jìn)和產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豬油：市售；諾維信435酶(Novozyme 435)：丹麥諾維信公司；37種脂肪酸甲酯混合標(biāo)品：美國sigma公司；正己烷、異丙醇、異辛烷、甲醇均為色譜純：美國阿拉丁工業(yè)公司；氫氧化鉀、硫酸氫鈉、硫代硫酸鈉、碘化鉀、三氯甲烷、冰乙酸、TBA、1,1,3,3-四乙氧基丙烷、三氯乙酸、EDTA、丙三醇均為分析純：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

Lambda 35紫外分光光度計(jì)：美國Perkin Elmer公司；7890B氣相色譜儀：日本安捷倫公司；HP-88氣相毛細(xì)管柱(100 m×0.25 mm，0.20 μm)：日本安捷倫公司；ZD-85氣浴恒溫振蕩器：常州國宇儀器制造有限公司；Allegra 64R型貝克曼臺式高速冷凍離心機(jī)：美國貝克曼庫爾特有限公司；1525系列高效液相色譜儀(配有2414示差檢測器)：美國Waters公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品的制備

按“1,3-甘油二酯豬脂肪的制備方法”專利技術(shù)(201510391380.0)[13]方法，按照反應(yīng)溫度55 ℃，反應(yīng)時間16 h，甘油：豬油=44%，加酶量為9%制取富含1,3-DG的豬脂。將制備原料置于150 mL錐形瓶中，于氣浴恒溫振蕩器中，在55 ℃的溫度條件下反應(yīng)，每隔2 h取1次樣品，離心取上層1,3-DG混合脂，于-24 ℃下冷藏待測。

1.3.2 HPLC法測定1,3-DG含量[14]

樣品用流動相溶解，色譜柱：Luna silica C18(5 μm，250 mm×4.6 mm，Phenomenex)，色譜條件：流動相為正己烷/異丙醇/甲酸(20:3:1)，流速1 mL/min，柱溫35 ℃。使用示差檢測器進(jìn)行檢測，檢測器溫度35 ℃。檢測結(jié)果使用面積歸一化法進(jìn)行定量。

1.3.3 脂肪酸組成及含量分析

參照GB/T 17376—2008《動植物油脂:脂肪酸甲酯制備》方法略作修改[15-18]，對含1,3-DG混合豬脂肪樣品進(jìn)行甲酯化處理。即稱取樣品1 200 mg(精確到0.1 mg)，置于10 mL連蓋圓底離心管中，加入25 mL異辛烷振蕩溶解，加入0.5 mol/L的氫氧化鉀一甲醇溶液4 mL振蕩搖勻，待其充分反應(yīng)后，加入1 g硫酸氫鈉中和，靜置澄清后，取上清液過0.22 μm有機(jī)膜待測。

參照GB/T 17377—2008《動植物油脂:脂肪酸甲酯的氣相色譜分析》方法略作修改[19-22]，檢測樣品的脂肪酸組成。色譜柱:HP-88氣相毛細(xì)管柱(100 m×0.25 mm，0.20 μm)；檢測器：氫火焰離子化檢測器;程序升溫：120 ℃保持5 min，以4 ℃/min升至230 ℃，保持10 min;進(jìn)樣量：1 μL；進(jìn)樣口溫度：250 ℃；檢測器溫度280 ℃；分流進(jìn)樣，分流比30:1，99.999%氮?dú)鉃檩d氣，恒定流量2 mL/min；高純氫氣為燃燒氣;空氣為助燃?xì)?。以?biāo)準(zhǔn)樣品的相對保留時間定性，用峰面積歸一化法定量。

1.3.4 脂肪被氧化程度分析

1.3.4.1 AV值的測定

參照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[23]方法進(jìn)行測定，結(jié)果以mg KOH/g表示。酸值的計(jì)算見公式：

式中：V為消耗KOH溶液的體積/mL；c為KOH溶液濃度/mol/L；m為樣品質(zhì)量/g。

1.3.4.2 POV值的測定

參照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》[23]，按滴定法進(jìn)行測定，結(jié)果以g/100 g表示。過氧化值的計(jì)算見公式：

式中：V為用于測定的硫代硫酸鈉溶液的體積/mL；V0為用于空白的硫代硫酸鈉溶液的體積/mL；c為硫代硫酸鈉溶液的濃度/mol/L；m為樣品質(zhì)量/g。

1.3.4.3 丙二醛值的測定

參照GB 5009.181—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中丙二醛的測定》[24]進(jìn)行測定，結(jié)果以mg/100 g表示。丙二醛含量的計(jì)算見公式：

式中：c為從標(biāo)準(zhǔn)系列曲線中得到的試樣溶液中丙二醛的質(zhì)量濃度/μg/mL；V為試樣溶液定容體積/mL；m為最終試樣溶液所代表的試樣質(zhì)量/g；1 000為換算系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1豬脂肪酶法改性制備過程中1,3-DG含量的變化

豬脂肪在酶法改性制備1,3-DG過程中甘油三酯(Triglyceride，TG)、1,3-DG、1,2-DG、1(3)-單甘酯(monoglyceride，MG)和2-MG的含量變化參見圖1。最終產(chǎn)品中1,3-DG的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.63%。

圖1 酶法改性制備1,3-DG過程中各脂肪分子的含量變化

由圖1可知，在整個制備過程中，樣品中1,3-DG的含量隨著制備時間的增加而增加，相應(yīng)的TG的含量則隨著制備時間的增加而降低。在開始的2 h內(nèi)，1,3-DG的含量直線增加，之后增幅減緩，于16 h達(dá)到最大值。相應(yīng)的TG的含量在2 h呈內(nèi)直線下降變化，表明在本制備體系條件下，TG轉(zhuǎn)化為1,3-DG的反應(yīng)速率在2 h內(nèi)較高，之后顯著減緩，且在制備時間內(nèi)，轉(zhuǎn)化量隨著時間的增加不斷累積，表明2～4 h是實(shí)現(xiàn)高效制備的工藝時間節(jié)點(diǎn)，這與吳克剛等[25]的研究結(jié)果相似。1,2-DG的轉(zhuǎn)化在6 h后趨于平緩。樣品中1(3)-MG和2-MG的含量隨著制備時間的增加也略有增加，且增加的幅度大致相同。

2.2 酶法改性制備1,3-DG豬脂過程中脂肪酸變化

酶法改性制備1,3-DG豬脂肪過程中其脂肪酸組成變化參見表1。

表1 酶法改性制備1,3-DG過程中脂肪酸組成及相對含量

由表1可知，從豬脂肪中共鑒定出20種脂肪酸，用峰面積歸一法求得，SFA、MUFA和PUFA分別占TFA的32.78%、40.66%和24.33%，SFA:MUFA:PUFA的比值為1.35:1.67:1。其中SFA 8種、MUFA 7種、PUFA 5種，主要為肉豆蔻酸(C14:0)1.16%，棕櫚酸(C16:0)20.74%，棕櫚油酸(C16:1n6)1.31%，硬脂酸(C18:0)10.25%，油酸(C18:1n9)37.62%和亞油酸(C18:2n6)22.01%。反應(yīng)16 h后的1,3-DG成品中，SFA、MUFA和PUFA分別占TFA的32.73%、40.82%和24.20%。SFA:MUFA:PUFA的比值為1.35:1.69:1。其中SFA 8種、MUFA 7種、PUFA 5種，主要為肉豆蔻酸(C14:0)1.10%，棕櫚酸(C16:0)20.69%，棕櫚油酸(C16:1n6)1.29%，硬脂酸(C18:0)10.33%，油酸(C18:1n9)37.89%和亞油酸(C18:2n6)21.99%。結(jié)果表明，酶法改性制備1,3-DG豬脂肪過程中各脂肪酸占TFA的百分含量無顯著差異(P>0.05)，且其總SFA、MUFA、PUFA的含量也較穩(wěn)定。說明酶法改性制備1,3-DG豬脂的處理對豬脂中的脂肪酸組成無影響，這與Debnat等[26]、Malheiro等[27]的研究結(jié)果類似，他們發(fā)現(xiàn)不管用植物油還是動物油煎炸豬肋排，煎炸油脂中的脂肪酸組成和豬肋排的脂肪酸組成都沒有顯著的變化。

2.3 酶法改性制備1,3-DG豬脂過程中酸價的變化

酶法改性制備1,3-DG豬脂肪過程中AV值的變化見圖2。由圖2可知，制備過程中隨著酶解的進(jìn)行，豬脂肪中游離脂肪酸量不斷增加，使得混合脂中的AV值呈升高變化，14 h時達(dá)到最高值11.18 mg KOH/g。但16 h時的檢測數(shù)值已回落至8.72 mg KOH/g，表明在實(shí)驗(yàn)體系下，14 h左右是三酸甘油酯水解反應(yīng)的最大區(qū)間。AV值升高變化趨勢與1,3-DG含量的增長趨勢大致相同。按《食用動物油脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中豬油AV值≤1.5 mg KOH/g之要求，制備2 h時混合脂的AV值(5.47 mg KOH/g)就已超標(biāo)，表明控制AV值于安全范圍內(nèi)是酶法改性制備1,3-DG豬脂肪技術(shù)應(yīng)用必須解決的問題。

圖2 酶法改性制備1,3-DG過程中酸值、過氧化值和丙二醛值的變化

2.4酶法改性制備1,3-DG豬脂過程中過氧化值的變化

由圖2可知，制備過程中樣品的POV值呈下降趨勢，于6 h后呈平緩波動變化，而且各檢測階段的POV值均小于《食用動物油脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》之限定值(0.10 g/100 g)。表明，酶法改性制備1,3-DG豬脂肪技術(shù)方法，對混合脂的POV值的影響較小，該項(xiàng)指標(biāo)在制備過程中能保持較好的穩(wěn)定性。

2.5 酶法改性制備1,3-DG豬脂過程中丙二醛的變化

由圖2可知，制備過程中，混合脂中的丙二醛含量均小于《食用動物油脂衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的0.25mg/100 g安全值，表明混合脂中氧化產(chǎn)物的生成量在可接受范圍。但不同制備階段，混合脂中氧化產(chǎn)物的生成量呈不規(guī)則變化，其原因有待深入探討。

POV值反映的是油脂氧化酸敗初期所形成的極不穩(wěn)定的過氧化產(chǎn)物量，極易分解產(chǎn)生醛、酮等有害物質(zhì)。而丙二醛值反映的是油脂酸敗產(chǎn)物醛、酸等化合物的形成量。結(jié)合兩項(xiàng)指標(biāo)分析可知，酶法改性制備1,3-DG豬脂過程中，脂肪的氧化變化主要是脂肪的過氧化物形成醛、酸的過程。6 h后，丙二醛含量快速下降，表明制備獲得的1,3-DG混合油脂體系中油脂的氧化分解產(chǎn)物除醛、酮、酸外，還有進(jìn)一步反應(yīng)后的產(chǎn)物，這些物質(zhì)的類型及特性尚有待進(jìn)一步分析探明。

3 結(jié)論

酶法改性制備過程中，制備各階段對脂肪酸含量占比影響不顯著(P>0.05)，獲得的1,3-DG豬脂肪其各脂肪酸含量及占比與原料豬脂肪間差異不顯著(P>0.05)，酶法改性制備1,3-DG豬脂肪工藝過程不影響脂肪酸組分。

酶法制備1,3-DG豬脂肪的工藝過程中，反映油脂被氧化的POV、丙二醛指標(biāo)均符合國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。但酶法制備工藝導(dǎo)致產(chǎn)物的AV值升高，如何控制終產(chǎn)物的AV值是該工藝技術(shù)亟待改進(jìn)完善的。

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