周婷婷 曹少謙,* 戚向陽(yáng) 江 凱
(1 浙江萬(wàn)里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院,浙江 寧波 315100;2 浙江醫(yī)藥高等??茖W(xué)校食品學(xué)院,浙江 寧波 315100)
脈沖強(qiáng)光(intense pulsed light,IPL)是近年來興起的一種新型非熱物理殺菌技術(shù),利用瞬時(shí)、高強(qiáng)度、廣波譜的光源技術(shù)對(duì)固態(tài)食品、包裝材料表面、熱敏性物質(zhì)和透明液態(tài)食品進(jìn)行殺菌[1-3],延長(zhǎng)了食品貨架期,并能最大限度地保持食品原有的營(yíng)養(yǎng)和感官品質(zhì)[4],具有良好的應(yīng)用前景。IPL技術(shù)投資相對(duì)較少、運(yùn)行費(fèi)用較低、操控方便,具有處理時(shí)間短、無殘留、環(huán)境污染少及應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)[5-6]。但I(xiàn)PL處理會(huì)使食品中的某些敏感成分發(fā)生改變,如油脂氧化。目前有關(guān)IPL處理食品的研究多集中在殺菌效果[7-9],而對(duì)食品品質(zhì)影響的報(bào)道較少[10-11]。
油脂是人類膳食結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,易受氧氣、光照、酶、金屬離子和射線等因素及自身脂肪酸組成的影響而發(fā)生氧化劣變[12-13],產(chǎn)生大量自由基和不良?xì)馕禰14],進(jìn)而降低食用價(jià)值,危害人體健康。而IPL以脈沖的形式激發(fā)出白光,強(qiáng)度相當(dāng)于太陽(yáng)光到達(dá)海平面的20 000 倍[15],因此IPL技術(shù)應(yīng)用于食品加工時(shí)必須考慮油脂的氧化問題。目前,鮮見國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)IPL處理引起富含油脂食品氧化問題的研究。袁勇軍等[16]發(fā)現(xiàn)IPL處理可誘導(dǎo)大豆油的過氧化,且隨著閃照時(shí)間的增加和儲(chǔ)藏溫度的升高,大豆油的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性逐漸下降。Nicorescu等[17]發(fā)現(xiàn)用3 J·cm-2和10 J·cm-2的IPL能量分別處理豬肉和鮭魚,不會(huì)引起其過氧化反應(yīng),當(dāng)閃照能量增大到30 J·cm-2時(shí),丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量大幅增加。Wambura等[18]對(duì)IPL處理后火腿片品質(zhì)變化進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其氧化穩(wěn)定性隨著閃照時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,隨著閃照距離的增加而增大,且火腿片的色澤和質(zhì)地受到了不良影響。Rajkovic等[19]用3 J·cm-2脈沖紫外線處理儲(chǔ)藏于4℃下經(jīng)真空或CO2/N2氣調(diào)包裝的意大利臘腸片,發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)氧化程度在可接受的閾值氣味內(nèi),儲(chǔ)藏9 周后臘腸片MDA含量達(dá)到1.23 mg·kg-1。上述研究均探討了在各自試驗(yàn)條件下一定強(qiáng)度的IPL處理引起植物油脂及肉制品的氧化問題,但尚未考慮IPL處理對(duì)以上試驗(yàn)材料中內(nèi)源性抗氧化物質(zhì)的影響。
很多植物油中存在的內(nèi)源性抗氧化劑為酚類化合物,其不僅能減緩油脂氧化劣變,還具有多種對(duì)人體有益的生理活性,如抗炎、抗菌、抗癌、抗病毒、抗肥胖等[20]。在研究IPL處理對(duì)油脂儲(chǔ)藏穩(wěn)定性影響的同時(shí),考察油脂中酚類化合物的變化具有重要意義,且目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于IPL處理對(duì)油脂氧化穩(wěn)定性的影響與其內(nèi)源性酚類物質(zhì)之間的相關(guān)性研究尚存在空缺。因此,本試驗(yàn)以菜籽油為原料,研究不同IPL處理對(duì)油脂儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響,并對(duì)油脂中總酚含量進(jìn)行測(cè)定,探討IPL處理對(duì)菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性與酚類物質(zhì)含量的影響,以期為IPL技術(shù)在富含油脂食品中的應(yīng)用提供借鑒。
菜籽油由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所提供。
2-硫代巴比妥酸(純度為98%)、1,1,3,3-四乙氧基丙烷(純度為97%)、p-茴香胺(純度為99%),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;Folin-酚試劑(1 N),上海荔達(dá)生物科技有限公司;芥子酸標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98%),北京索萊寶科技有限公司;其他試劑均為分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
ZW-SY-2D型脈沖強(qiáng)光殺菌設(shè)備(圖1),寧波中物光電殺菌技術(shù)有限公司。IPL光源參數(shù):燈管總長(zhǎng)400 mm,極距380 mm,直徑8 mm;燈能量100 ~ 500 J(可調(diào)),脈沖頻率0.5或1 Hz;本試驗(yàn)選用燈能量300 J,其中紫外區(qū)能量占總能量約24.9%,紫外短波(UV-C)占總比6.1%,紫外中波(UV-B)占總比9.9%,紫外長(zhǎng)波(UV-A)占總比8.9%;波長(zhǎng)范圍為200~1 100 nm,最大紫外吸收波長(zhǎng)為229.7 nm。
注:1:IPL光源; 2:待處理樣品;3:擋板;4:遮光板;5:控制面板。Note: 1: IPL source. 2: Processing sample. 3: Baffle. 4: Shading board. 5: Control panel.圖1 IPL殺菌設(shè)備示意圖Fig.1 Schematic diagram of IPL sterilizing equipment
DNP-9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱,上海賀德實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;THZ-D型臺(tái)式恒溫振蕩器,太倉(cāng)市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠;UV2000型紫外分光光度計(jì),上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;1900PC 型紫外-可見分光光度計(jì),上海析譜儀器有限公司;Centrifuge 5804R型高速冷凍離心機(jī),德國(guó)Eppendorf公司。
1.4.1 菜籽油的IPL處理 取適量菜籽油置于一次性無蓋透明盒進(jìn)行IPL處理,在燈能量為300 J、脈沖頻率為1 Hz的條件下,分別處理5、15和25 次。將處理后的菜籽油置于棕色試劑瓶中,并于60℃條件下儲(chǔ)藏,以未經(jīng)處理的菜籽油作為對(duì)照,并在相同條件下儲(chǔ)藏。每隔4 d或8 d取樣測(cè)定初級(jí)氧化評(píng)價(jià)指標(biāo)過氧化值(peroxide value, POV)、次級(jí)氧化評(píng)價(jià)指標(biāo)p-茴香胺值(p-anisidine value, p-AV)和MDA含量。
1.4.2 POV的測(cè)定[21]稱取1 g試樣于250 mL碘量瓶中,加入15 mL三氯甲烷-冰乙酸(2∶3, v/v)混合液,使試樣完全溶解,然后加入0.50 mL飽和碘化鉀溶液,震蕩后置于暗處3 min,再加入50 mL蒸餾水搖勻,滴加0.5 mL淀粉指示液,立即用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍(lán)色消失即為終點(diǎn)。按照公式計(jì)算POV:
(1)
式中,V:試樣消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;Ⅴ0:空白試驗(yàn)消耗的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,mL;c:硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol·L-1;0.126 9:與1.00 mL硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(Na2S2O3)=1.000 mol·L-1]相當(dāng)?shù)牡獾馁|(zhì)量;m:試樣質(zhì)量,g;100:換算系數(shù)。
1.4.3 p-AV的測(cè)定[22]稱取1 g試樣置于25 mL容量瓶中,用異辛烷溶解并稀釋至刻度線。取3個(gè)具塞比色管依次標(biāo)記為1、2、3,在1 號(hào)具塞比色管中加入5 mL樣品溶液和1 mL冰醋酸,2 號(hào)管中加入5 mL樣品溶液和1 mL茴香胺試劑,3 號(hào)管中加入5 mL異辛烷和1 mL茴香胺試劑,充分振搖后于23±3℃暗處放置8 min,然后于波長(zhǎng)350 nm處測(cè)定其吸光度。按照公式計(jì)算p-AV:
(2)
式中,V:溶解試樣的體積,mL;m:樣品質(zhì)量,g;Q:測(cè)定溶液中樣品濃度,g·mL-1;A0:1 號(hào)管吸光值;A1:2 號(hào)管吸光值;A2:3 號(hào)管吸光值。
1.4.4 MDA含量的測(cè)定[23]稱取1 g試樣,加入10 mL三氯乙酸,混勻后置于50℃振搖30 min,取出冷卻至室溫,過濾后濾液備用。準(zhǔn)確移取上述濾液3 mL于10 mL具塞比色管中,加入3 mL硫代巴比妥酸溶液,混勻后90℃水浴反應(yīng)30 min,在波長(zhǎng)532 nm處測(cè)定吸光度。以1,1,3,3- 四乙氧基丙烷為標(biāo)準(zhǔn)品,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。按照公式計(jì)算MDA含量:
(3)
式中,c:從標(biāo)準(zhǔn)系列曲線中得到的試樣溶液中MDA濃度,μg·mL-1;Ⅴ:試樣溶液定容體積,mL;m:試樣質(zhì)量,g;100:換算系數(shù)。
1.4.5 菜籽油氧化動(dòng)力學(xué)分析 分別以POV、p-AV和MDA含量為縱坐標(biāo),儲(chǔ)藏時(shí)間為橫坐標(biāo),進(jìn)行動(dòng)力學(xué)曲線擬合,建立回歸動(dòng)力學(xué)方程,曲線的斜率即為相應(yīng)IPL處理?xiàng)l件下的反應(yīng)速率常數(shù)k,同時(shí)對(duì)IPL處理影響的菜籽油氧化反應(yīng)級(jí)數(shù)進(jìn)行判定。
1.4.6 菜籽油中多酚的提取 參照Yang等[24]的方法。準(zhǔn)確稱取油樣1.88 g于15 mL 塑料離心管中,依次加入2.3 mL 正己烷和2.3 mL 80%甲醇水溶液,在室溫下于快速混勻器中混合5 min,然后 5 000 r·min-1離心10 min,將上層油樣轉(zhuǎn)移至另一個(gè)離心管,在相同條件下重復(fù)萃取3 次,合并提取液后定容至合適體積。
1.4.7 總酚含量的測(cè)定 菜籽油中總酚含量的測(cè)定采用Folin-Ciocalteau法,參照張苗[25]的方法并稍作修改。取0.5 mL菜籽多酚提取液,依次加入5 mL蒸餾水和0.5 mL Folin-酚試劑,混勻后室溫條件下放置5 min,再加入1 mL澄清的飽和Na2CO3溶液,用蒸餾水定容至10 mL,混勻后在室溫下避光放置30 min,最后于波長(zhǎng)747 nm處測(cè)定吸光度。以芥子酸(sinapic acid, SA)作標(biāo)準(zhǔn)品,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,用芥子酸當(dāng)量表示測(cè)定結(jié)果,即mg SA·100 g-1。
氫過氧化物是油脂氧化的中間產(chǎn)物,由于其不穩(wěn)定性易發(fā)生復(fù)雜的裂解和相互作用,導(dǎo)致醛、酮、酸、醇等小分子揮發(fā)性產(chǎn)物的生成[26],分解產(chǎn)物愈多則氧化程度愈深[12],故POV是評(píng)價(jià)油脂初級(jí)氧化的重要指標(biāo)。由表1可知,未經(jīng)儲(chǔ)藏時(shí)(0 d),隨著IPL處理次數(shù)的增加,菜籽油POV的變化不顯著,與未處理的菜籽油POV(0.02 g·100g-1)相比,各處理組POV均顯著增大。
菜籽油氧化產(chǎn)生氫過氧化物的量是由IPL處理次數(shù)與儲(chǔ)藏時(shí)間共同決定的。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),處理組和未處理組菜籽油POV均逐漸增大,當(dāng)儲(chǔ)藏時(shí)間為12、24、32 d時(shí),各處理次數(shù)之間的POV均存在顯著差異。從12 d開始,IPL處理次數(shù)為5、15 次的菜籽油POV顯著大于未處理的菜籽油,而處理25 次的POV則顯著小于未處理的菜籽油。儲(chǔ)藏至40 d時(shí),經(jīng)IPL處理5、15 次的POV較未處理組分別增加0.12、0.11 g·100g-1,而處理25 次的POV則較未處理組減小0.05 g·100g-1。
由此可見,與未處理的菜籽油相比,IPL處理5、15 次能加快油脂中氫過氧化物含量的增加,而處理25 次能延緩氫過氧化物含量增加,且隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),該趨勢(shì)愈明顯。
表1 儲(chǔ)藏期間IPL處理對(duì)菜籽油POV的影響Table 1 Effect of IPL treatment on POV of rapeseed oil during storage time / (g·100g-1)
注:采用Duncan分析法,同列不同字母表示顯著差異(P<0.05)。下同。
Note: Adopting Duncan analysis. Different letters in the same column mean significant difference at 0.05 level. The same as following.
p-AV是表征油脂次級(jí)氧化的常用指標(biāo),主要是對(duì)2-烯醛含量的測(cè)定[22]。由表2可知,未經(jīng)儲(chǔ)藏時(shí)(0 d),隨著IPL處理次數(shù)的增加,菜籽油p-AV值逐漸增大,但與未處理組的菜籽油p-AV(0.9)相比,處理5、15次的p-AV變化不顯著,而處理25 次的p-AV顯著增大。
菜籽油次級(jí)氧化產(chǎn)物2-烯醛的量亦是由IPL處理次數(shù)與儲(chǔ)藏時(shí)間共同決定的。各處理組和未處理組菜籽油p-AV均隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,儲(chǔ)藏時(shí)間為24、32、40 d時(shí),各處理次數(shù)之間的p-AV均存在差異顯著。從儲(chǔ)藏第24 天開始,IPL處理5、15 次的菜籽油p-AV顯著大于未處理的菜籽油,而處理25 次的p-AV顯著小于未處理的菜籽油。儲(chǔ)藏至40 d時(shí),IPL處理5、15 次的p-AV較未處理組分別增加1.3、2.1,而處理25 次的較未處理組減小2.1。
由此可見,與未處理的菜籽油相比,IPL處理5、15 次后油脂次級(jí)氧化產(chǎn)物2-烯醛的增加速度加快,而處理25 次對(duì)2-烯醛的增加有減緩作用。
表2 儲(chǔ)藏期間IPL處理對(duì)菜籽油p-AV的影響Table 2 Effect of IPL treatment on p-AV of rapeseed oil during storage time
MDA是最重要的油脂次級(jí)氧化產(chǎn)物之一,是一種致癌物和誘發(fā)物[27],常作為生物樣品、食品氧化損傷的標(biāo)志物。由表3可知,未經(jīng)儲(chǔ)藏時(shí)(0 d),不同處理次數(shù)的菜籽油MDA含量無顯著差異,且與未處理的菜籽油MDA含量相比,也無顯著差異。
菜籽油次級(jí)氧化產(chǎn)物MDA含量同樣是由IPL處理次數(shù)與儲(chǔ)藏時(shí)間共同決定的。處理組和未處理組菜籽油MDA含量隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,處理5、15 次之間的MDA含量基本無顯著差異,但與處理25 次差異顯著。儲(chǔ)藏至40 d時(shí),IPL處理5、15 次的MDA含量較未處理組分別增加了0.03、0.04 mg·100g-1。儲(chǔ)藏24 d后, IPL處理25 次的菜籽油MDA含量顯著小于未處理的菜籽油,至40 d時(shí)IPL處理25 次的MDA值較未處理降低0.02 mg·100g-1。由此可見,IPL處理25 次對(duì)菜籽油MDA的產(chǎn)生具有抑制作用。
表3 儲(chǔ)藏期間IPL處理對(duì)菜籽油MDA含量的影響Table 3 Effect of IPL treatment on MDA content of rapeseed oil during storage time / (mg·100g-1)
本試驗(yàn)通過初級(jí)氧化產(chǎn)物(氫過氧化物)和次級(jí)氧化產(chǎn)物(2-烯醛、MDA)的形成來共同表征IPL處理對(duì)油脂氧化影響的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。由圖2~4和表4可知。未處理組和處理且菜籽油中POV、p-AV和MDA含量均與儲(chǔ)藏時(shí)間t呈良好的線性關(guān)系(R2>0.9),說明在試驗(yàn)儲(chǔ)藏條件下,IPL處理對(duì)菜籽油初級(jí)氧化反應(yīng)和次級(jí)氧化反應(yīng)的影響均符合零級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律;經(jīng)IPL處理5、15 次的菜籽油氫過氧化物、2-烯醛和MDA形成的速率常數(shù)k值均大于未處理的菜籽油,處理25 次的均小于未處理的菜籽油,即POV:k5>k15>k0>k25;p-AV:k15>k5>k0>k25;MDA含量:k15>k5>k0>k25。相同反應(yīng)溫度下,反應(yīng)速率常數(shù)k值越大,反應(yīng)越快,說明IPL處理5、15 次的菜籽油初級(jí)氧化和次級(jí)氧化反應(yīng)均較未處理組快,而處理25 次的較未處理組的慢。
由此可見,在試驗(yàn)儲(chǔ)藏條件下,IPL處理對(duì)菜籽油氧化影響的動(dòng)力學(xué)規(guī)律符合零級(jí)反應(yīng),與未處理的菜籽油相比,IPL處理5、15 次對(duì)菜籽油氧化反應(yīng)具有加速作用,而處理25次對(duì)菜籽油氧化反應(yīng)具有一定延緩作用。
表4 IPL處理對(duì)菜籽油氧化影響的動(dòng)力學(xué)規(guī)律Table 4 Kinetics of effects of IPL treatment on oxidation of rapeseed oil
圖2 POV與儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系曲線Fig.2 Relation curve of POV and storage time
圖3 p-AV與儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系曲線Fig.3 Relation curve of p-AV and storage time
以POV為油脂氧化參考指標(biāo),選取1.4.1中經(jīng)IPL處理后POV有顯著差異的第12、第24、第32 天的菜籽油進(jìn)行多酚的提取及總酚含量的測(cè)定,結(jié)果如表5所示。未儲(chǔ)藏時(shí)(0 d),IPL處理5、15 次的菜籽油中總酚含量分別為33.60、32.59 mg SA·100g-1,均顯著低于未處理的總酚含量(35.08 mg SA·100g-1),而處理25 次的為35.23 mg SA·100g-1,與未處理的相比無顯著差異。
菜籽油中總酚含量與其油脂初級(jí)、次級(jí)氧化產(chǎn)物的量一樣是由IPL處理次數(shù)與儲(chǔ)藏時(shí)間共同決定的。處理組和未處理組菜籽油中總酚含量隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,且IPL處理25 次組和未處理組總酚含量降低速度低于處理5、15 次組。儲(chǔ)藏0、24、32 d時(shí),處理25 次的菜籽油中總酚含量均顯著大于處理5、15 次的菜籽油,且32 d時(shí)25 次處理組顯著大于未處理組。由此推測(cè),試驗(yàn)條件下IPL處理25 次使菜籽油中酚類化合物的穩(wěn)定性優(yōu)于處理5 次和15 次。
表5 儲(chǔ)藏期間IPL處理對(duì)菜籽油中總酚含量的影響Table 5 Effect of IPL treatment on total phenol content of rapeseed oil during the storage time /(mg SA·100g-1)
圖4 MDA含量與儲(chǔ)藏時(shí)間的關(guān)系曲線Fig.4 Relation curve of MDA content and storage time
本試驗(yàn)通過擬合POV、p-AV、MDA含量與總酚含量的回歸方程來評(píng)價(jià)IPL處理對(duì)菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響與酚類物質(zhì)之間的關(guān)系。由表6可知,在試驗(yàn)儲(chǔ)藏期內(nèi)IPL處理組和未處理組菜籽油的氧化程度與總酚含量具有良好的相關(guān)性 (r2>0.89),其中,斜率a表示隨著總酚含量的降低菜籽油POV、p-AV和MDA含量增加的速度,a的絕對(duì)值越大,說明氧化程度越深。IPL處理5、15 次的菜籽油隨著酚類物質(zhì)含量的降低其氧化程度高于處理25 次組。
表6 儲(chǔ)藏期間IPL處理對(duì)菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響與酚類物質(zhì)之間的關(guān)系Table 6 Relationship between effects of IPL treatment on storage stability and polyphenols of rapeseed oil during the storage time
注:過氧化值(g·100g-1)=a×總酚含量(mg SA·100g-1)+b,r2為相關(guān)系數(shù)。
Note: POV (g·100g-1)=a×total phenolic content(mg SA·100g-1)+b.r2is the correlation coefficient.
不飽和脂肪酸(unsaturated fatty acid, UFA)的氧化是油脂酸敗劣變的原因之一,菜籽油中多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid, PUFA)含量較高,其中α-亞麻酸含量占總比的9% ~ 13%[24]。PUFA一方面由于受到IPL能量的誘導(dǎo),與碳碳雙鍵相鄰的α-亞甲基(α-CH2)上的氫(H)容易解離而發(fā)生活潑氫的取代反應(yīng),生成脂質(zhì)自由基(R·);另一方面,環(huán)境中的三線態(tài)氧(3O2)受激發(fā)后形成的單線態(tài)氧(1O2)具有強(qiáng)親電性,極易對(duì)碳碳雙鍵發(fā)生直接進(jìn)攻,形成氫過氧化物[13]。
IPL處理對(duì)菜籽油的氧化穩(wěn)定性具有顯著影響。已有文獻(xiàn)證明,IPL處理的殺菌機(jī)理主要涉及光化學(xué)效應(yīng)和熱效應(yīng)[28],因此IPL處理對(duì)油脂氧化的影響也可能是光、熱效應(yīng)協(xié)同所致。IPL技術(shù)屬于非熱殺菌,但由于其受到處理次數(shù)和時(shí)間的影響,會(huì)使受試物溫度小幅度上升,相同距離每處理10 s溫度上升6℃[18],同時(shí)IPL會(huì)以脈沖的形式激發(fā)強(qiáng)烈的光能,從而誘導(dǎo)菜籽油中R·的形成和積累[29],引發(fā)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。菜籽油中存在葉綠素、核黃素等光敏劑,在光照條件下光敏劑快速吸收光能,將3O2激發(fā)成反應(yīng)活性極強(qiáng)的1O2,1O2直接進(jìn)攻UFA的雙鍵形成氫過氧化物[30]。氫過氧化物是油脂氧化過程中極不穩(wěn)定的一種中間產(chǎn)物,隨著氧化程度的加深分解成醛、酮、酸、醇、環(huán)狀化合物等小分子物質(zhì),同時(shí)RO·也會(huì)裂解、聚合形成異味醛類化合物[31],如2-烯醛、MDA及衍生物等就是典型的油脂次級(jí)氧化產(chǎn)物,故p-AV和MDA可作為油脂次級(jí)氧化評(píng)價(jià)指標(biāo)。
隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng),不同的IPL處理次數(shù)對(duì)菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性影響不同。本試驗(yàn)通過進(jìn)行IPL處理對(duì)菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響研究和IPL處理對(duì)油脂氧化影響的動(dòng)力學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)IPL處理5、15 次的菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性與未處理的菜籽油相比降低,這與戚向陽(yáng)等[32]和袁勇軍等[16]的研究結(jié)果一致,即IPL處理可加劇油脂氧化程度,而處理25 次的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性與未處理相比增加,這與前人研究結(jié)果相反。這可能與菜籽油中含有的內(nèi)源性抗氧化劑酚類化合物有關(guān)。油菜籽中含有1.5%~3%的酚類物質(zhì),其含量是其他油料種子的10~30 倍[33]。研究表明,油料作物中的酚類物質(zhì)具有良好的抗氧化特性[34],這些酚類化合物尤其是脂溶性多酚會(huì)隨著油菜籽的加工轉(zhuǎn)移到菜籽油中,以保護(hù)油脂免受氧化。一方面,菜籽多酚(ArOH)作為一種氫供體,可以終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)[35];另一方面,ArOH有較強(qiáng)的還原能力,能捕捉環(huán)境中的活性氧[36],減弱活性氧對(duì)PUFA中碳碳雙鍵的進(jìn)攻能力,從而降低氫過氧化物量的增加速度。本研究結(jié)果表明,在試驗(yàn)儲(chǔ)藏期內(nèi),處理組和未處理組菜籽油中總酚含量均不斷降低,油脂儲(chǔ)藏穩(wěn)定性也逐漸降低,IPL處理對(duì)菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響與酚類物質(zhì)之間呈良好的相關(guān)性,處理25 次的菜籽油隨著酚類物質(zhì)含量的降低儲(chǔ)藏穩(wěn)定性高于處理5、15 次組。因此,IPL處理25 次的菜籽油中酚類化合物的穩(wěn)定性可能高于處理5、15 次組,從而使得處理25 次組的菜籽油抗氧化能力較其他處理組強(qiáng)。
將IPL技術(shù)應(yīng)用于富含油脂食品的加工時(shí),可通過優(yōu)化脈沖參數(shù)的方法以控制油脂氧化。鑒于IPL處理引起的油脂氧化問題,今后的研究可采取抗氧化措施,還可致力于對(duì)IPL設(shè)備進(jìn)行改造,如對(duì)樣品室提供低溫環(huán)境以避免局部升溫而引起油脂氧化,隔絕空氣或提供真空環(huán)境以期從源頭上控制油脂氧化,或與其他不易引起油脂氧化的非熱殺菌技術(shù)聯(lián)用,以減少光、熱效應(yīng)引起的油脂氧化,避免產(chǎn)生食用安全性問題,使得IPL技術(shù)在未來的食品工業(yè)中得到綠色、高效的應(yīng)用,以滿足人們對(duì)食品品質(zhì)日益增長(zhǎng)的需求。
IPL處理對(duì)菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性的影響研究及氧化動(dòng)力學(xué)表明,在試驗(yàn)儲(chǔ)藏期內(nèi),IPL處理5、15 次的菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性弱于未處理組,而處理25 次的菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性優(yōu)于未處理組,儲(chǔ)藏至40 d時(shí),處理25 次的菜籽油POV、p-AV和MDA含量較未處理的分別減少0.05 g·100g-1、2.10、0.02 mg·100g-1??偡雍繙y(cè)定結(jié)果和IPL處理對(duì)油脂氧化的影響與酚類物質(zhì)之間的關(guān)系表明,菜籽油儲(chǔ)藏穩(wěn)定性與酚類化合物呈良好的相關(guān)性(r2>0.89),處理25次的菜籽油酚類化合物的穩(wěn)定性可能優(yōu)于處理5、15 次,從而使得該處理?xiàng)l件下的菜籽油氧化穩(wěn)定性增加。本研究結(jié)果為IPL技術(shù)在富含油脂食品中的應(yīng)用提供了一定的參考依據(jù)。