尚秀國(guó)，朱曉萍，羅永發(fā)

(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)

金屬離子，特別是Cu、Fe、Zn等過(guò)渡金屬元素，對(duì)油脂的氧化具有明顯促進(jìn)作用[1-2]。飼料中的油脂在與金屬元素混合接觸后，在存儲(chǔ)期內(nèi)會(huì)導(dǎo)致飼料的酸敗[3]，產(chǎn)生醛、酮、羧酸類物質(zhì)，使飼料的適口性下降，消化率降低，動(dòng)物生長(zhǎng)緩慢并引發(fā)動(dòng)物疾病，甚至產(chǎn)生黃膘肉[4]。目前有關(guān)脂質(zhì)酸敗的研究多以油脂、不飽和脂肪酸或食品為研究對(duì)象，定性研究多，定量研究少[5]。微量元素與油脂酸敗方面的研究更少。本試驗(yàn)選擇畜禽飼料中常用的硫酸鋅、氧化鋅和甘氨酸鋅3種微量元素原料，模擬實(shí)際生產(chǎn)中8%仔豬預(yù)混料中油脂與鋅元素的添加量，將3種鋅離子與大豆油乳化混合后存放，分析不同形式鋅離子對(duì)油脂酸敗的影響，以期為畜禽飼料在儲(chǔ)存期的穩(wěn)定保存提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選擇畜禽飼料中常用的硫酸鋅、氧化鋅和甘氨酸鋅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種鋅離子與大豆油的比例設(shè)定在6∶1 000。試驗(yàn)共設(shè)4個(gè)處理組：對(duì)照組，不添加鋅離子；硫酸鋅組，100 g大豆油中添加一水硫酸鋅1.48 g；氧化鋅組，100 g大豆油中添加氧化鋅0.75 g；甘氨酸鋅組，100 g大豆油中添加甘氨酸鋅1.96 g。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，乳化后將3種鋅離子與大豆油混合，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和60 d，檢測(cè)各處理組的酸價(jià)、碘價(jià)、過(guò)氧化值和丙二醛含量。

1.2 試驗(yàn)材料與測(cè)定方法

試驗(yàn)用一級(jí)大豆油由廣州藍(lán)雷生物科技有限公司提供，一水硫酸鋅(鋅元素含量40.5%)、氧化鋅(鋅元素含量80.3%)、甘氨酸鋅(鋅元素含量30.6%)由廣東興騰科生物科技有限公司提供。

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。

采用GB/T 19164—2003附錄B《魚粉中酸價(jià)檢測(cè)方法》測(cè)定酸價(jià)[6]。采用GB/T 5532—1995 測(cè)定不同儲(chǔ)放時(shí)間油脂的碘價(jià)[7]。采用GB/T 5538—2005的方法[8]并計(jì)算過(guò)氧化值。采用GB/T 5009.181—2016的方法測(cè)定油脂中的丙二醛含量[9]。

1.3 統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)先采用Excel 2013進(jìn)行整理，再采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析(One-way ANOVA)和多重比較，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂酸價(jià)的影響

從表1可以看出，當(dāng)存儲(chǔ)至第10～60天時(shí)(除了第40天硫酸鋅組)，3種鋅離子組的酸價(jià)均顯著地高于對(duì)照組(P<0.05)。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，與儲(chǔ)存初期相比，各組的酸價(jià)均呈線性升高的趨勢(shì)，以氧化鋅組的酸價(jià)上升幅度最大，存儲(chǔ)期間增長(zhǎng)了95%(P<0.05)；甘氨酸鋅組次之，存儲(chǔ)期間增長(zhǎng)了85%(P<0.05)；硫酸鋅組再次之，存儲(chǔ)期間增長(zhǎng)了80%(P<0.05)；對(duì)照組的酸價(jià)升高緩慢，變化幅度最小，存儲(chǔ)期間增長(zhǎng)了40%(P<0.05)。3種鋅離子組相比，當(dāng)存儲(chǔ)至第10～20天時(shí)，氧化鋅組的酸價(jià)顯著地高于甘氨酸鋅組和硫酸鋅組(P<0.05)，但甘氨酸鋅組和硫酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)；當(dāng)存儲(chǔ)至第30～50天時(shí)，氧化鋅組和甘氨酸鋅組的酸價(jià)顯著地高于硫酸鋅組(P<0.05)，但氧化鋅組和甘氨酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)；當(dāng)存儲(chǔ)至第60天時(shí)，3種鋅離子組之間的酸價(jià)差異不顯著(P>0.05)。

2.2 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂碘價(jià)的影響

從表2可以看出，除了第50天外，在存儲(chǔ)至第10～60天時(shí)，硫酸鋅組的碘價(jià)值均顯著地低于對(duì)照組(P<0.05)。隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，與儲(chǔ)存初期相比，各組的碘價(jià)均呈線性降低的趨勢(shì)，以硫酸鋅組的碘價(jià)降低的最快，存儲(chǔ)至第20天時(shí)碘價(jià)低于120，存儲(chǔ)期間降低了24.90%(P<0.05)；氧化鋅組和甘氨酸鋅組次之，儲(chǔ)至第30天時(shí)碘價(jià)低于120，存儲(chǔ)期間分別降低了29.19%(P<0.05)和24.35%(P<0.05)；對(duì)照組的碘價(jià)降低最慢，存儲(chǔ)至第50天時(shí)碘價(jià)低于120，存儲(chǔ)期間降低了19.73%(P<0.05)。3種鋅離子組相比，當(dāng)存儲(chǔ)至第20天時(shí)，硫酸鋅組的碘價(jià)顯著地低于氧化鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)，但氧化鋅組和甘氨酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)；當(dāng)存儲(chǔ)至第30～50天時(shí)，3種鋅離子組之間的碘價(jià)差異不顯著(P>0.05)；當(dāng)存儲(chǔ)至第60天時(shí)，氧化鋅組的碘價(jià)顯著地低于硫酸鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)，但硫酸鋅和甘氨酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)。

表1 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂酸價(jià)的影響 mg/g

表2 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂碘價(jià)的影響 g/100 g

2.3 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂過(guò)氧化值的影響

從表3可以看出，與對(duì)照組相比，當(dāng)存儲(chǔ)至第10～60天時(shí)，硫酸鋅組的過(guò)氧化值顯著地高于對(duì)照組(P<0.05)；當(dāng)存儲(chǔ)至第30～60天時(shí)，氧化鋅組的過(guò)氧化值顯著地高于對(duì)照組(P<0.05)；整個(gè)存儲(chǔ)期內(nèi)，甘氨酸鋅組的過(guò)氧化值與對(duì)照組無(wú)顯著差異(P>0.05)；而在其他存儲(chǔ)期間，3種鋅離子組與對(duì)照組之間過(guò)氧化值差異不顯著(P>0.05)。在60 d的儲(chǔ)存期內(nèi)，隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)，與儲(chǔ)存初期相比，各組的過(guò)氧化值均呈線性升高的趨勢(shì)，其中對(duì)照組和甘氨酸鋅組的變化不大，存儲(chǔ)期內(nèi)各自增加了1.32倍，氧化鋅組增加了4.81倍，硫酸鋅組增加了7.65倍。3種鋅離子組相比，當(dāng)存儲(chǔ)至第10～60天時(shí)，硫酸鋅組的過(guò)氧化值顯著地高于氧化鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)；當(dāng)存儲(chǔ)至第40～60天時(shí)，氧化鋅組的過(guò)氧化值顯著地高于甘氨酸鋅組，而在其他的存儲(chǔ)時(shí)間內(nèi)，3種鋅離子組之間的過(guò)氧化值差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂過(guò)氧化值的影響 meq/kg

2.4 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂丙二醛含量的影響

從表4可以看出，當(dāng)存儲(chǔ)至第20～60天時(shí)，3種鋅離子組的丙二醛含量均顯著地高于對(duì)照組(P<0.05)。隨著儲(chǔ)存期的延長(zhǎng)，與儲(chǔ)存初期相比，各組的丙二醛含量均呈線性升高的趨勢(shì)，以硫酸鋅組丙二醛含量的變化較大(P<0.05)；甘氨酸鋅組和氧化鋅組次之(P<0.05)；對(duì)照組的丙二醛含量比較穩(wěn)定，變化幅度較小(P<0.05)。3種鋅離子組相比，當(dāng)存儲(chǔ)至第20～60天時(shí)，硫酸鋅組的丙二醛含量顯著高于氧化鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)；當(dāng)存儲(chǔ)至第10～40天時(shí)，氧化鋅組的丙二醛含量顯著地高于甘氨酸鋅組(P<0.05)；而當(dāng)存儲(chǔ)至第50～60天時(shí)，甘氨酸鋅組的丙二醛含量顯著地高于氧化鋅組(P<0.05)；在其他存儲(chǔ)期間，3種鋅離子組之間的丙二醛含量差異不顯著(P>0.05)。

表4 不同形式鋅離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂丙二醛含量的影響 mg/kg

3 討論

油脂的氧化反應(yīng)始終處于動(dòng)態(tài)變化中，油脂氧化產(chǎn)物多而復(fù)雜，可達(dá)220種以上，其中主要是氫過(guò)氧化物等初級(jí)產(chǎn)物和由初級(jí)產(chǎn)物分解、聚合出來(lái)的次級(jí)產(chǎn)物，并形成小分子物質(zhì)，如醛、酮、酸、醇等，這些小分子物質(zhì)還可進(jìn)一步聚合反應(yīng)形成二聚體或多聚物，使得油脂酸敗程度的評(píng)估變得極其復(fù)雜[1]。如果孤立的按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)酸價(jià)、碘價(jià)、過(guò)氧化值和丙二醛含量的變化進(jìn)行評(píng)定，將難以得出結(jié)論[10]。必須將各項(xiàng)指標(biāo)結(jié)合起來(lái)，根據(jù)指標(biāo)之間的相互關(guān)聯(lián)，對(duì)油脂的氧化程度進(jìn)行綜合評(píng)定。酸價(jià)、過(guò)氧化值和丙二醛含量是反映油脂是否氧化及氧化程度的3個(gè)指標(biāo)，3個(gè)指標(biāo)配合使用能很好地表征油脂的新鮮程度[11]。

油脂酸價(jià)亦稱油脂酸值，是油脂中游離脂肪酸含量的標(biāo)志，也是檢驗(yàn)油脂質(zhì)量的重要指標(biāo)，以中和每克油中游離脂肪酸所需氫氧化鉀的毫克數(shù)表示[12]。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(shuō)明油脂已經(jīng)水解酸敗。本項(xiàng)研究的結(jié)果顯示，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(zhǎng)而逐漸升高，以氧化鋅組的酸價(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0.20～0.39之間。蔣麗麗等[13]研究發(fā)現(xiàn)在大豆油中添加0.5%、1.0%和1.5%的鐵離子，50 d的存儲(chǔ)期內(nèi)，添加鐵離子與不添加鐵離子組之間大豆油的酸價(jià)差別不大。張冬冬等[14]在膨化大豆粉中添加硫酸銅和酵母銅，發(fā)現(xiàn)在8周的儲(chǔ)存期內(nèi)，膨化大豆的酸價(jià)變化幅度不大。這可能是由于油脂在存放過(guò)程中發(fā)生的主要是氧化酸敗[15]。

過(guò)氧化值是衡量油脂在氧化鏈增殖階段形成過(guò)氧化物的量，是衡量油脂氧化的初期指標(biāo)[16]，以1 kg油脂中含活性氧的毫克當(dāng)量數(shù)表示。丙二醛則是油脂酸敗的終產(chǎn)物，隨著油脂氧化程度的加劇而不斷增加，一般丙二醛含量越高，說(shuō)明油脂酸敗的程度越嚴(yán)重[17]，以1 kg油脂中含有丙二醛的毫克數(shù)表示。如果油脂的酸價(jià)低，過(guò)氧化值低且丙二醛低，說(shuō)明油脂保存良好[18]。從本試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，對(duì)照組在前40 d，甘氨酸鋅組和氧化鋅組在前30 d，硫酸鋅組在前10 d處于這一階段，說(shuō)明在高溫高濕條件下，甘氨酸鋅和氧化鋅加入到油脂中30 d內(nèi)不會(huì)引起油脂質(zhì)量的顯著變化。如果油脂的酸價(jià)低，過(guò)氧化值高且丙二醛含量低，說(shuō)明油脂開始氧化[18]。從本試驗(yàn)的研究結(jié)果來(lái)看，對(duì)照組在第50天后，甘氨酸鋅組和氧化鋅組在第40天后，硫酸鋅組在第20天后進(jìn)入到這個(gè)階段。說(shuō)明油脂在高溫高濕下即使不添加鋅離子，在第50天后也會(huì)開始氧化酸敗，加入甘氨酸鋅和氧化鋅后，在第40天開始出現(xiàn)明顯氧化酸敗，加入硫酸鋅后，在第20 天即開始出現(xiàn)氧化酸敗[18]。如果油脂的酸價(jià)低，過(guò)氧化值低且丙二醛值高，說(shuō)明油脂進(jìn)入到氧化酸敗后期，已發(fā)生酸敗或者變質(zhì)。從本試驗(yàn)的研究結(jié)果來(lái)看，未觀察到這種狀態(tài)，可能是存放時(shí)間還不夠，還沒有到達(dá)這一階段。

影響油脂氧化速度最重要的因素是金屬元素、脂類本身的不飽和程度，其次是水分和儲(chǔ)存條件。并非所有的金屬都有助氧化能力,有氧化催化能力的金屬主要是一些變價(jià)金屬,如銅、鐵、釩、錳等。各種金屬的氧化催化能力的強(qiáng)弱與其所處的條件有關(guān),在常溫下銅的氧化催化性最強(qiáng)，而在高濃度下(如2～10 mg/kg)鐵的氧化催化性比銅強(qiáng)[19]。從本實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果來(lái)看，鋅離子對(duì)油脂的氧化作用要低于鐵離子和鋅離子。

碘價(jià)是每100 g油脂所能吸收碘的克數(shù)。碘價(jià)的大小在一定范圍內(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(lái)判定油脂的干性程度[11]。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之間，超過(guò)這個(gè)范圍，說(shuō)明油脂出現(xiàn)了酸敗問(wèn)題。在本試驗(yàn)中，硫酸鋅組在存儲(chǔ)至第20天時(shí)，其碘價(jià)既已超出正常大豆油的范圍，而氧化鋅組和甘氨酸鋅組在存儲(chǔ)至第30天時(shí)碘價(jià)超出了正常范圍，對(duì)照組在存儲(chǔ)至第50天時(shí)碘價(jià)超出正常范圍。這從另一個(gè)角度說(shuō)明硫酸鋅組最早進(jìn)入油脂氧化階段，接著是氧化鋅組和甘氨酸鋅組，與前面的分析相吻合。

綜合以上研究，建議在預(yù)混料配制時(shí)優(yōu)先選擇甘氨酸鋅和氧化鋅為微量元素原料。