朱曉萍,莊智威,劉孝春,李克標(biāo),尚秀國
(佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院,廣東佛山 528231)
油脂作為主要的能量物質(zhì),具有能值高、熱增耗低等特點(diǎn),是供給動(dòng)物必需脂肪酸的基本原料[1]。油脂既能提高飼料的適口性,又能使色素及脂溶性維生素更好地吸收和利用[2]。為促進(jìn)動(dòng)物生長、提高飼料的飼喂效果,許多飼料企業(yè)在大比例預(yù)混料中添加使用油脂。但油脂在貯存過程中極易受到空氣中的氧、光照、微生物、酶和金屬元素等作用而發(fā)生氧化酸敗,產(chǎn)生難聞氣味,使飼料的適口性變差,消化率降低,最終影響動(dòng)物的生產(chǎn)性能[3]。研究表明,不經(jīng)處理的金屬微量元素直接添加到飼料中會(huì)加速油脂的氧化酸敗[4-5]。但有關(guān)金屬微量元素對(duì)油脂氧化酸敗影響的研究很少。本試驗(yàn)選擇畜禽飼料中常用的五水硫酸銅、堿式氯化銅和甘氨酸銅3種微量元素原料,模擬實(shí)際生產(chǎn)中8%仔豬預(yù)混料中油脂與微量元素的添加量,將3 種銅離子與大豆油乳化混合后存放,分析不同形式的銅對(duì)大豆油油脂氧化指標(biāo)的影響,以期為畜禽飼料在儲(chǔ)存期的穩(wěn)定保存提供參考。
1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 選擇畜禽飼料中常用的五水硫酸銅、堿式氯化銅和甘氨酸銅3 種微量元素原料,模擬實(shí)際生產(chǎn)中8%仔豬預(yù)混料中油脂與微量元素的添加量,將3種形式的銅與大豆油的比例設(shè)定在8.74:1000。試驗(yàn)共設(shè)4 個(gè)處理組,其中對(duì)照組不添加銅,五水硫酸銅組在100 g 大豆油中添加五水硫酸銅3.44 g,堿式氯化銅組在100 g 大豆油中添加堿式氯化銅1.47 g,甘氨酸銅組在100 g 大豆油中添加甘氨酸銅2.91 g。每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù),乳化后將3 種形式的銅與大豆油混合,裝入塑料袋中,在高溫高濕條件下(廣東夏季6—9 月),避光儲(chǔ)放0、10、20、30、40、50、60 d,檢測各處理組的酸價(jià)、碘價(jià)、過氧化值和丙二醛含量。
1.2 試驗(yàn)材料 飼料用一級(jí)大豆油由廣州藍(lán)雷生物科技有限公司提供,五水硫酸銅(銅元素含量25.4%)、堿式氯化銅(銅元素含量59.5%)、甘氨酸銅(銅元素含量30%)由廣東興騰科生物科技有限公司提供。
1.3 試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)試劑 試驗(yàn)設(shè)備包括恒溫培養(yǎng)箱、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、電子天平、分光光度計(jì)、小型粉碎機(jī)等。試驗(yàn)試劑包括ρ-茴香胺試劑、冰醋酸、異辛烷、硫代硫酸鈉、碘化鉀、氯仿、氫氧化鉀、乙醚、乙醇、酚酞指示劑、淀粉指示劑均為分析純。
1.4 測定指標(biāo)與方法 采用GB/T 19164-2003 附錄B《魚粉中酸價(jià)檢測方法》測定酸價(jià)[6]。采用《植物油碘價(jià)測定》(GB/T 5532-1995 )測定不同儲(chǔ)放時(shí)間大豆油脂的碘價(jià)[7]。采用《動(dòng)植物油脂 過氧化值測定》(GB/T 5538-2005)的方法[8]進(jìn)行試驗(yàn),并計(jì)算過氧化值。采用《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中丙二醛的測定》(GB/T 5009.181-2016)的方法測定大豆油脂中丙二醛含量[9]。
1.6 統(tǒng)計(jì)分析 采用Excel 2013 對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,采用SPSS 22.0 進(jìn)行單因素方差分析,并進(jìn)行LSD 多重比較,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。
2.1 不同形式銅對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油酸價(jià)的影響 從表1可以看出,隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長,各處理組的酸價(jià)逐漸升高,但總體增加的幅度不大。不同形式的銅對(duì)酸價(jià)的影響程度不同。對(duì)照組的酸價(jià)一直是緩慢升高,變化幅度最小,存儲(chǔ)期間增長40%。堿式氯化銅組的酸價(jià)在前50 d 內(nèi)上升非常緩慢,變化很小,但是50~60 d 顯著升高,存儲(chǔ)期間增長了85%。甘氨酸銅組的酸價(jià)在0~10 d 有較大幅度升高,但10~40 d 上升速度很緩慢,基本保持穩(wěn)定,在40~60 d 又顯著升高,存儲(chǔ)期間增長了85%;五水硫酸銅組的酸價(jià)在前20 d 無明顯變化,40~50 d 其酸價(jià)上升速度較快,存儲(chǔ)期內(nèi)增長了130%。與對(duì)照組相比,大豆油中添加五水硫酸銅和甘氨酸銅顯著提高了存儲(chǔ)期間大豆油的酸價(jià),但大豆油中添加堿式氯化銅未產(chǎn)生顯著影響。
表1 不同形式銅對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油酸價(jià)的影響(n=3) mg/g
2.2 不同形式銅對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油碘價(jià)的影響 從表2 可以看出,隨著存儲(chǔ)期的延長,各處理組的碘價(jià)逐漸降低。其中,對(duì)照組的碘價(jià)一直在緩慢降低,存儲(chǔ)期間降低了19.73%。甘氨酸銅組的碘價(jià)降低的也比較慢,存儲(chǔ)期間降低了20.90%。堿式氯化銅組的碘價(jià)在前期降低慢,后期降低快,存儲(chǔ)期間降低了22.97%。五水硫酸銅組的碘價(jià)降低幅度最大,存儲(chǔ)期間降低了29.29%。與對(duì)照組相比,大豆油中添加五水硫酸銅和堿式氯化銅顯著降低了存儲(chǔ)期間大豆油的碘價(jià),但大豆油中添加甘氨酸銅未對(duì)存儲(chǔ)期間的碘價(jià)產(chǎn)生顯著影響。
表2 不同形式銅離子對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油碘價(jià)的影響(n=3) g/100 g
2.3 不同形式銅對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油過氧化值的影響 從表3 可以看出,在儲(chǔ)存期內(nèi),隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長,各處理組的過氧化值變化規(guī)律比較復(fù)雜。其中,對(duì)照組和堿式氯化銅組的過氧化值呈先升高后降低,再升高又降低的趨勢(shì),而五水硫酸銅和甘氨酸銅組呈先降低再升高又降低的趨勢(shì)。從變化幅度來看,對(duì)照組的過氧化值在前40 d 非常穩(wěn)定,變化不大,在第50 天增長較大,第60 天時(shí)又開始降低,整個(gè)存儲(chǔ)期間增長幅度為1.32 倍。堿式氯化銅組的過氧化值前10 d 增長很大,然后開始降低,在前40 d 變化不大,第50 天時(shí)大幅增長,然后開始降低,存儲(chǔ)期間增長幅度為2.42 倍。五水硫酸銅組在第10 天時(shí)過氧化值大幅度降低,然后開始增長,在50 d 時(shí)大幅度增加,然后再降低,整個(gè)存儲(chǔ)期增長了3.88 倍。甘氨酸銅組在50 d 時(shí)也大幅度增加,然后降低,整個(gè)存儲(chǔ)期過氧化值增加了4.49 倍??傮w來看,各處理組的過氧化值都經(jīng)歷了較大的變化。與對(duì)照組相比,大豆油中添加不同形式的銅顯著提高了存儲(chǔ)期內(nèi)大豆油脂的過氧化值;3 種形式銅相比,甘氨酸銅組的提高幅度最大,其次是五水硫酸銅組,提高幅度最小的是堿式氯化銅組,且3 種形式銅處理組之間差異顯著。
表3 不同形式銅對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油過氧化值的影響(n=3) meq/kg
2.4 不同形式銅對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油丙二醛含量的影響從表4 可以看出,在儲(chǔ)存期內(nèi),各處理組的丙二醛值都隨著儲(chǔ)存期的延長而逐漸增高。其中對(duì)照組的丙二醛含量比較穩(wěn)定,變化較小,存儲(chǔ)期間增長幅度為1.92倍。甘氨酸銅組、五水硫酸銅組、堿式氯化銅組的丙二醛含量均在第10 天的增長幅度分別為18.85、29.92、21.38 倍,然后穩(wěn)步增長,整個(gè)存儲(chǔ)期增長幅度分別為30.00、60.38、67.54 倍。與對(duì)照組相比,大豆油中添加不同形式的銅均顯著提高了存儲(chǔ)期間大豆油脂的丙二醛含量;3 種形式的銅相比,增長幅度最大的是五水硫酸銅組和堿式氯化銅組,甘氨酸銅組增長幅度較小,且3 種形式銅處理組之間差異顯著。
酸價(jià)是評(píng)定油脂水解酸敗程度的指標(biāo)之一,它是中和1 g 油脂中的游離脂肪酸所消耗的氫氧化鉀的毫克數(shù)[10]。品質(zhì)好的油脂,大部分脂肪酸都是與甘油結(jié)合成酯,只有少量的游離脂肪酸,因此酸價(jià)很低。如果酸價(jià)高,說明油脂已經(jīng)水解酸敗。本研究結(jié)果表明,盡管在存儲(chǔ)期間,各處理組的酸價(jià)隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長而逐漸升高,以五水硫酸銅組的酸價(jià)上升幅度最大,對(duì)照組的上升幅度最小,但總體變化幅度并不大,在0.20~0.46。說明整個(gè)存儲(chǔ)期間各處理組沒有發(fā)生水解酸敗或發(fā)生了很少量的水解酸敗。
表4 不同形式銅對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油丙二醛含量的影響(n=3) mg/kg
過氧化值是指每克油脂中過氧化物的毫克當(dāng)量數(shù)[10]。在自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的增長階段,油脂被氧化成過氧化物如LOO·、LOOH,通過測定過氧化物含量可以判斷油脂被氧化的程度,是油脂氧化的初期指標(biāo)[11]。
從本試驗(yàn)結(jié)果來看,各處理組的過氧化值都經(jīng)歷了較大的變化。與對(duì)照組相比,大豆油中添加不同形式的銅顯著提高了存儲(chǔ)期內(nèi)大豆油脂的過氧化值;3 種形式銅相比,甘氨酸銅組的提高幅度最大,其次是五水硫酸銅組,提高幅度最小的是堿式氯化銅組,且3 種形式銅處理組之間差異顯著。這與張冬冬等[12]的研究結(jié)果不同,該研究發(fā)現(xiàn)從第2 周開始至試驗(yàn)結(jié)束,無機(jī)硫酸銅組膨化大豆粉的過氧化值顯著高于酵母銅組,并呈指數(shù)遞增。各種金屬離子的氧化能力除與本身的特性有關(guān)外,還受濃度、溫度、水分和金屬價(jià)態(tài)等條件的影響[13]。有機(jī)銅對(duì)油脂氧化能力低于硫酸銅可能與其被有機(jī)物螯合有關(guān),但目前這方面的研究較少,尚需進(jìn)一步研究。
丙二醛則是油脂酸敗的終產(chǎn)物,相對(duì)于酸價(jià)和過氧化值指標(biāo),丙二醛含量更能夠反映出油脂實(shí)際的氧化程度[14]。從本試驗(yàn)的結(jié)果來看,與對(duì)照組相比,大豆油中添加不同形式的銅顯著提高了存儲(chǔ)期間大豆油脂的丙二醛含量;3 種形式的銅相比,增長幅度最大的是五水硫酸銅組和堿式氯化銅組,甘氨酸銅組增長幅度較小,且3 種形式銅處理組之間差異顯著。這與張冬冬等[12]的研究結(jié)果相一致,即無機(jī)硫酸銅組顯著提高了試驗(yàn)期間膨化大豆粉的丙二醛含量,而酵母銅組變化幅度較小。說明相對(duì)于無機(jī)銅組,有機(jī)銅組對(duì)油脂的氧化程度較小。
碘價(jià)是每100 g 油脂所能吸收碘的克數(shù),在一定范圍內(nèi)反映了油脂的不飽和程度。一般可根據(jù)碘價(jià)的大小來判定油脂的干性程度[15]。由于各種油脂的碘價(jià)大小和變化范圍是一定的,如大豆油的碘價(jià)處于124~139,超過這個(gè)范圍就說明油脂出現(xiàn)了酸敗問題。本試驗(yàn)中,對(duì)照組和甘氨酸銅組在儲(chǔ)放前40 d 一直處于這一范圍,50 d 后超出這一范圍,說明油脂開始進(jìn)入氧化階段。而五水硫酸銅組和堿式氯化銅組早在儲(chǔ)放的第30 天就超出了這一范圍,從另一個(gè)角度說明五水硫酸銅組和堿式氯化銅組更早地進(jìn)入氧化酸敗狀態(tài),與前面的分析相吻合。
本試驗(yàn)中,與對(duì)照組相比,大豆油中添加不同形式銅顯著提高了大豆油的酸價(jià)、碘價(jià)、過氧化值和丙二醛含量;3 種形式的銅相比,五水硫酸銅組對(duì)大豆油的酸價(jià)、碘價(jià)、過氧化值和丙二醛含量影響最為明顯,甘氨酸銅組影響較小。建議在使用油脂的大比例預(yù)混料中優(yōu)先選擇甘氨酸銅作為銅元素來源。