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        植物油在儲存過程中氧化情況分析

        2021-02-23 04:12:52沈賢成姜文艷
        黑龍江糧食 2021年12期
        關(guān)鍵詞:碘值茴香菜籽油

        □ 沈賢成 張 蔚 姜文艷 張 園

        (中儲糧合肥油脂庫有限公司,安徽 合肥 230011)

        作為人體所需脂肪酸的重要獲取途徑,植物油中所含的不飽和脂肪酸對維持人體健康至關(guān)重要。在開封后,植物油中的不飽和脂肪酸經(jīng)常會出現(xiàn)氧化反應(yīng)、降解狀況,并影響到植物油的氣味,降低了植物油品質(zhì)。在人們的日常膳食中,食用油脂的攝入非常必要。受多方面要素,如光照、脂肪酸成分、溫度以及空氣等影響,在保存植物油時會進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致植物油脂的氧化酸敗,影響了油脂味道,使油脂品質(zhì)、營養(yǎng)大大降低,危害人們的身體健康,因此植物油的存儲是否得當(dāng)顯得尤為重要。對于植物油的儲存氧化問題,通常運(yùn)用下述不同方式進(jìn)行研究對油脂氧化穩(wěn)定性進(jìn)行評價、對油脂氧化程度進(jìn)行評價。前者主要是通過對油脂進(jìn)行通氧、加熱的方式,觀測滿足設(shè)定過氧化值所需時間,獲取油脂氧化穩(wěn)定程度,所需時間較長則對應(yīng)穩(wěn)定性越佳。其中會應(yīng)用到Rancimat法、烘箱法和活性氧化法,對儲存時油脂的氧化穩(wěn)定程度進(jìn)行體現(xiàn);而后前者主要運(yùn)用到p-茴香胺值、過氧化值,也可以借助氣相色譜對碘值、不飽和脂肪酸量進(jìn)行檢測,該方式能夠體現(xiàn)出特定時期內(nèi)油脂的氧化程度。上述兩種不同的氧化檢測方法能夠?qū)χ参镉驮趦Υ孢^程中的氧化情況進(jìn)行綜合性的反映。通過開展植物油在儲存過程中的氧化情況分析工作,結(jié)合四級菜籽油和大豆原油在被氧化過程中的碘值、過氧化值、不飽和脂肪酸和茴香胺值等變化規(guī)律,能夠進(jìn)一步明確植物油的科學(xué)存儲方式,為保障植物油的品質(zhì)、質(zhì)量提供參考意見。

        一、材料與方法

        (一)試驗(yàn)材料

        為了更加充分地了解植物油在儲存過程中的氧化反應(yīng)狀況,試驗(yàn)選用大豆原油、四級菜籽油兩大植物油樣品,樣品均未添加抗氧化劑。其中大豆原油來自益海(廣州)糧油工業(yè)有限公司,樣本數(shù)量為4,四級菜籽油來自于河南直屬庫,樣本數(shù)量為3。

        (二)試驗(yàn)設(shè)備

        在測定植物油氧化反應(yīng)發(fā)生狀況時,主要運(yùn)用到的試驗(yàn)儀器包括:電子分析天平、低速離心機(jī)(800型)、紫外可見分光光度計、瑞士萬通-743 Rancimat食用油氧化穩(wěn)定性測定儀、氣相色譜法FID檢測器等。在實(shí)際測定植物油保存過程中的被氧化程度時,一方面需要測定過氧化值、茴香胺值,另一方面還要針對植物油脂肪酸成分,開展氣相色譜分析工作[1]。氣相色譜分析工作的開展需要達(dá)到下述幾項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)要求:控制400 mL/min的空氣流速;氫氣、氮?dú)獾牧魉俜謩e為35 mL/min和0.5 mL/min;檢測器、柱和進(jìn)樣口的溫度依次是300℃、210℃以及230℃;30 m×32 mm×0.5 μm Agilent SGE氣相毛細(xì)管柱。

        (三)試驗(yàn)方法

        1.植物油氧化反應(yīng)產(chǎn)生碘值的檢測方式

        所測定的碘值表示100g物質(zhì)中所能夠吸收(加成)碘的克數(shù),可以用油脂不飽和度進(jìn)行衡量。測量油脂碘值的過程中,最常用的方法有漢那斯法、韋氏法,或通過油脂脂肪酸成分和含量的運(yùn)算來獲取[2]。植物油脂肪酸不飽和程度決定著碘值的大小,不飽和程度對碘值的干擾也叫做影響因子,其中,棕櫚油酸、飽和脂肪酸、芥酸、亞油酸以及油酸對應(yīng)的影響因子依次是0.95、0、0.732、2.616和0.86。從本質(zhì)上看,植物油碘值的測量過程即為:不同脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)、影響因子二者乘積之和。植物油碘值運(yùn)算公式為:

        上述公式中,第i種脂肪酸對應(yīng)影響因子、質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別表示為fi、ai。植物油的碘值增長率測量公式為:增長率=(終值-初值)/初值×100%天平均增長值=(終值-初值)/天數(shù)

        (四)保存條件

        在對植物油進(jìn)行儲存時,所設(shè)定的儲存條件為:將植物油試驗(yàn)樣本放置在同一規(guī)格油桶之內(nèi),并于室內(nèi)常溫下進(jìn)行保存,平均溫度維持在25 ℃左右,氧化程度檢測時間跨度為4個月。

        二、結(jié)果與討論

        (一)植物油中過氧化值的改變情況

        常溫條件下,在保存時間不斷延長的過程中,大豆原油、四級菜籽油的過氧化值均發(fā)生了不同程度的變化。保存時間達(dá)到100d之后,植物油的過氧化值增長率在118.4%~186.4%。大豆原油樣本過氧化值增長量依次是0.031mmol/(kg·d)、0.011mmol/(kg·d)、0.101mmol/(kg·d)和0.102mmol/(kg·d),四級菜籽油樣本過氧化值增長量依次是0.0666mmol/(kg·d)、0.1044mmol/(kg·d)和0.1635mmol/(kg·d),詳見圖1和圖2。精煉植物油時,可能會去除掉一些金屬離子,從而會降低自動氧化發(fā)生幾率。同時,植物油氧化速度同過氧化值最初設(shè)定數(shù)值存在直接關(guān)系,最初設(shè)定值越小則植物油的氧化速率越慢[3]。在植物油保存過程中,衡量其氧化狀況和品質(zhì)的關(guān)鍵敏感指標(biāo)就是過氧化值。

        (二)植物油中茴香胺值改變情況

        由表1可知,大豆原油、四級菜籽油兩類植物油在儲存過程中,茴香胺值的變化會因?yàn)闀r間的延長而逐漸變大,整體變化趨勢相對緩慢,增大幅度在7.69%~28.57%。因?yàn)樵诔醪接椭趸A段中,反應(yīng)生成氫過氧化物分解量不大。部分研究人員通過分析感官得分、茴香胺值二者聯(lián)系,得出植物油氧化穩(wěn)定程度無法通過茴香胺值進(jìn)行檢測的結(jié)論;也有一些學(xué)者在研究中發(fā)現(xiàn),玉米煎餅片在保存過程中,茴香胺值、感官得分呈良好相關(guān)性[4]。所以,對于植物油在存儲過程中的品質(zhì)變化狀況,茴香胺值這一指標(biāo)的敏感性較低,然而也能夠利用茴香胺值指標(biāo)來對煎炸、高溫條件下油脂品質(zhì)進(jìn)行檢測。

        表1 植物油在儲存過程中茴香胺值的變化

        (三)植物油中脂肪酸、碘值改變情況

        保存油脂時會出現(xiàn)氧化酸敗狀況,植物油中的不飽和脂肪酸在發(fā)生氧化反應(yīng)后可以產(chǎn)生氫過氧化物,從而降低了不飽和脂肪酸的含量。所以,通過測定脂肪酸成分、碘值變化狀況,能夠得知植物油保存過程中的品質(zhì)改變狀況。

        由表2可知,大豆原油、四級菜籽油兩類植物油的脂肪酸組成中,相對誤差為0%~3.24%,且儀器誤差在5%之內(nèi)。植物油在保存時,其整體碘值變化率在-3.05%~2.02%的范圍內(nèi)?;诶碚搶哟紊峡?,植物油在保存時,因?yàn)橛椭伙柡椭舅岚l(fā)生氧化反應(yīng),會降低碘值。對于可能存在碘值增大的狀況,考慮存在植物油自身變化不大、儀器測量不準(zhǔn)確等因素?;谡w角度分析,植物油在自然條件下保存時,不飽和脂肪酸、碘值不會因時間改變出現(xiàn)變化。據(jù)LIU研究學(xué)者調(diào)查顯示:在60℃條件下保存大豆原油、四級菜籽油時,15d后亞麻酸含量大大降低,這同不同溫度下油脂氧化反應(yīng)程度有關(guān);何如星等學(xué)者也指出,在保存植物油時,碘值會降低。在進(jìn)行化學(xué)測量過程中,油脂過氧化物會影響碘值檢測,碘值測量時,KI進(jìn)行氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镮2,所以導(dǎo)致最終測量數(shù)值比實(shí)際要低。理論運(yùn)算下,植物油過氧化物增大0.5mmol/kg時,會使碘值降低0.012,所以借助韋氏法所測量的油脂碘值會因?yàn)檠趸潭鹊奶嵘档?。植物油在儲存過程中,對于最初油脂氧化階段,其品質(zhì)狀況無法通過碘值、不飽和脂肪酸的改變來體現(xiàn)。

        表2 植物油中脂肪酸、碘值改變情況

        (四)植物油的氧化穩(wěn)定性分析

        (1)植物油氧化穩(wěn)定性受溫度的影響。將空氣流量設(shè)定為20 L/h,將儲存溫度分別設(shè)定為100℃、110℃、120℃、130℃和140℃,借助Rancimat測定儀對大豆原油、四級菜籽油的氧化誘導(dǎo)時間進(jìn)行檢測。因?yàn)楦黝愑椭闹舅針?gòu)成存在差異,所以氧化穩(wěn)定性也有所不同。隨著儲存溫度的不斷提高,植物油氧化穩(wěn)定性的誘導(dǎo)時間呈每增大10 ℃降低一半的規(guī)律,溫度、油脂誘導(dǎo)時間二者成反比關(guān)系。所以固定供氧量時,溫度是油脂氧化穩(wěn)定性改變的重要因素。

        (2)植物油在25 ℃條件下儲存時間的測定。結(jié)合植物油氧化誘導(dǎo)期在不同溫度下的變化,借助外推法開展目標(biāo)溫度(T)、氧化誘導(dǎo)時間(t)的曲線回歸擬合分析,對特定溫度中植物油氧化誘導(dǎo)時間進(jìn)行推算。植物油儲存目標(biāo)溫度、氧化誘導(dǎo)時間的關(guān)系,見圖3。

        以大豆原油為例,結(jié)合目標(biāo)溫度、氧化誘導(dǎo)時間關(guān)系,將目標(biāo)溫度設(shè)定為25℃,可以運(yùn)算出氧化誘導(dǎo)時間為2485 h,表示將大豆原油存放在25℃的條件下,能夠保存104d。在Rancimat法的外推運(yùn)用過程中,植物油儲存溫度為25℃時,保存時間同實(shí)際存儲時間會有所不同,二者相關(guān)性較小。這同實(shí)際存儲過程中油瓶打開比較頻繁,而試驗(yàn)中植物油樣品為密封保存有關(guān),隨著容器中植物油總量的減少,氧化反應(yīng)發(fā)生越快。

        結(jié)合上述研究可以得出結(jié)論:常溫自然條件下儲存大豆原油、四級菜籽油時,在延長儲存時間的過程中會使過氧化值和茴香胺值的變化增大,且過氧化值最為靈敏,但是碘值、脂肪酸組成不存在較大變化。所以可以通過植物油過氧化值來體現(xiàn)油脂氧化程度。借助Rancimat測定儀能夠有效體現(xiàn)油脂氧化穩(wěn)定性,然而在100~140℃條件下,植物油儲存時間、實(shí)際儲存時間二者存在較小相關(guān)性。

        三、結(jié)語

        (一)儲存過程中的大豆原油、四級菜籽油兩類植物油品質(zhì)會發(fā)生改變,且具有規(guī)律性的改變。在儲存時間不斷延長的過程中,不同類型的油脂很容易出現(xiàn)水解、氧化反應(yīng),發(fā)生酸敗狀況。各類植物油的指標(biāo)變化規(guī)律有所差異,其中變化最為明顯的是氧化數(shù)值,可以將其作為衡量氧化狀況的重要指標(biāo)。

        (二)植物油過氧化值的變化同其品質(zhì)、質(zhì)量的改變狀況并非統(tǒng)一,通常植物油過氧化值發(fā)生改變的拐點(diǎn)同油脂指標(biāo)達(dá)到特定要求相一致。對典型的植物油類型進(jìn)行選取,參考植物油標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測,分析植物油的氧化情況,充分掌握過氧化值的變化規(guī)律,將過氧化值作為是否適宜儲存的關(guān)鍵指標(biāo),能夠?yàn)橹参镉偷膬Υ嫣峁┲匾獏⒖家庖?,保障植物油的品質(zhì)。

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