典型軟包材透氧率對(duì)乳飲料脂氧化的影響

李顏麗，陸佳平，2，*，劉寶朋

（1.江南大學(xué)，江蘇無(wú)錫214122；2.中國(guó)包裝總公司食品包裝技術(shù)與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122）

典型軟包材透氧率對(duì)乳飲料脂氧化的影響

李顏麗1，陸佳平1，2，*，劉寶朋1

（1.江南大學(xué)，江蘇無(wú)錫214122；2.中國(guó)包裝總公司食品包裝技術(shù)與安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇無(wú)錫214122）

選用四種典型的軟包裝材料對(duì)核桃乳進(jìn)行包裝，經(jīng)過(guò)貯藏實(shí)驗(yàn)，采用硫代巴比妥酸方法測(cè)試脂氧化程度，考察不同包裝材料透氧率對(duì)乳脂氧化的影響特性，脂氧化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)符合一級(jí)反應(yīng)。在常溫?zé)o光環(huán)境下，不同包裝材料透氧率對(duì)脂氧化程度的影響在儲(chǔ)存初期表現(xiàn)不明顯；但隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增長(zhǎng)，透氧率的影響表現(xiàn)明顯；當(dāng)材料的透氧率較大時(shí)，乳飲料的脂氧化速率隨著透氧率的增加而增大。因此對(duì)于選用高阻隔軟包裝材料，較小透氧率的不同材料對(duì)脂氧化的影響差異并不顯著。

乳飲料，軟包裝，脂氧化，透氧率，硫代巴比妥酸法

乳飲料中的主要成分之一乳脂肪是人類膳食中共軛亞油酸最豐富的天然來(lái)源，它們?cè)谌梭w免疫調(diào)節(jié)、抗癌和降血脂及防治心血管疾病等方面都有重要的作用［1］。由于乳脂肪含有一些具有雙鍵的不飽和脂肪酸性物質(zhì)，所以在通常儲(chǔ)存條件下易吸收氧氣發(fā)生氧化，特別是自動(dòng)氧化。脂類氧化是食品敗壞的主要原因之一［2］，因此研究脂類氧化對(duì)于食品工業(yè)至關(guān)重要。國(guó)內(nèi)外針對(duì)脂氧化的抗氧化包裝主要采取脫氧、隔氧、避光、充氣等包裝技術(shù)，在乳品包裝中，阻氧、避光是最常見(jiàn)有效的包裝方式。無(wú)論采取何種包裝，目的都是控制包裝中的氧并使包裝在流通過(guò)程中保持無(wú)氧狀態(tài)。但就目前的包裝技術(shù)及使用的包裝材料，要達(dá)到保持無(wú)氧的理想狀態(tài)是困難的，產(chǎn)品中或多或少都會(huì)存在氧氣，其中包裝材料阻隔性的影響應(yīng)該是一個(gè)重要因素。論文針對(duì)乳飲料中脂氧化問(wèn)題，研究四種不同透氧率的典型軟包裝材料對(duì)乳飲料氧化程度的影響，以期對(duì)牛奶飲料軟包裝材料的選擇提供技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

全脂滅菌調(diào)味乳（核桃牛奶） 市場(chǎng)購(gòu)得，無(wú)破損、品質(zhì)完好，包裝規(guī)格105mm×140mm，凈含量為217mL，每100g中脂肪含量≥2.5g；包裝材料 實(shí)驗(yàn)針對(duì)不同透氧率的軟包裝材料對(duì)乳飲料脂氧化的影響而設(shè)計(jì)，選用VMPET/PE、PET/VMPET/PE、PET/ AL/PE、三層共擠黑白膜四種阻隔性不同的典型包裝材料進(jìn)行密封包裝。實(shí)驗(yàn)用包裝材料由企業(yè)提供，其氧氣透過(guò)率如表1所示，其中除黑白膜外的其它三種包裝材料均屬于高阻隔材料范疇。

表1 實(shí)驗(yàn)所用材料透氧特性

THS-AOC-100AS恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)機(jī) 慶聲科技有限公司；WD-A藥物穩(wěn)定性檢查儀 天津藥典標(biāo)準(zhǔn)儀器廠；BTY-B1透氣性測(cè)試儀 濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)有限公司；JPB-607型便攜式溶解氧分析儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司；2802UV/VIS分光光度計(jì) 尤尼柯（上海）儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 包裝樣品制作與處理 將四種包裝材料模擬雙氧水和紫外線相結(jié)合的工業(yè)殺菌工藝進(jìn)行殺菌處理，并封裝產(chǎn)品。首先將材料制成100mm×80mm大小的三邊封預(yù)制袋，然后在雙氧水中殺菌（濃度為2%左右，溫度為50℃，時(shí)間為5min），再在紫外燈下殺菌30min，最后進(jìn)行灌裝、封口，所有操作均在無(wú)菌操作臺(tái)上進(jìn)行。

1.2.2 貯藏實(shí)驗(yàn) 將制得的包裝樣品分別放在23℃無(wú)光的環(huán)境中進(jìn)行貯藏實(shí)驗(yàn)，每隔3d分別取出樣品，測(cè)定樣品的脂氧化程度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)4次，取平均值。將制得的包裝樣品在23℃無(wú)光的環(huán)境中進(jìn)行貯藏實(shí)驗(yàn)，每隔3d測(cè)定樣品中溶解氧的情況，重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次，取平均值。

1.2.3 氧化評(píng)價(jià)與實(shí)驗(yàn)方法 對(duì)于量化不穩(wěn)定、活性大的脂肪氧化產(chǎn)物（氫過(guò)氧化物）是非常困難的［3］，M.Serra等人指出乳制品中評(píng)價(jià)脂氧化最適宜的方法是硫代巴比妥酸實(shí)驗(yàn)［4］。因此，實(shí)驗(yàn)主要采用化學(xué)方法硫代巴比妥酸值（TBA值）評(píng)價(jià)乳脂氧化程度。

測(cè)定乳品中脂肪氧化的實(shí)驗(yàn)方法如下［5］：用移液管量取17.6mL牛奶放入細(xì)頸瓶中（帶有玻璃塞的細(xì)頸瓶），加熱到30℃，然后向細(xì)頸瓶中加入1.0mL的三氯乙酸溶液（1g/mL），接著加入 2mL的乙醇（95%），塞上塞子，劇烈振蕩10s，靜置5min。然后用42#whatman濾紙將上述溶液過(guò)濾。量取4.0mL的過(guò)濾液，加入1.0mLTBA溶液，塞子塞好，放入到60℃的水浴中加熱60min，取出冷卻。再用分光光度計(jì)測(cè)定在532nm處的吸光度。實(shí)驗(yàn)采用蒸餾水作為對(duì)照樣品。

TBA溶液的配制：將1.4g 2-硫代巴比妥酸置于100mL的容量瓶，加95%的乙醇定容至100mL。每組樣品測(cè)四次，舍去離群值后取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 透氧率對(duì)脂氧化程度的影響

不同透氧率的包裝材料對(duì)乳飲料脂氧化的影響結(jié)果如圖1所示。

從圖1中可以發(fā)現(xiàn)，在特定環(huán)境條件下，儲(chǔ)存初期四種材料包裝的樣品脂氧化程度差異不明顯，而后期黑白膜的脂氧化速率明顯高于其它三種材料。在短期內(nèi)包裝材料的透氧率大小對(duì)脂氧化程度的影響并不顯著，但貯藏時(shí)間越長(zhǎng)，透氧率對(duì)氧化的影響越顯著，尤其是材料阻氧性差異大時(shí)越明顯。雖然在生產(chǎn)流程中有脫氣這項(xiàng)工藝，但儲(chǔ)存初期乳飲料中存在的或多或少的溶解氧將導(dǎo)致不同材料包裝的樣品的脂氧化速率相差不大。

進(jìn)一步研究溶解氧的影響，發(fā)現(xiàn)不同材料包裝在儲(chǔ)存條件下溶解氧（DO，dissolved oxygen）的變化如圖2所示。

圖1 不同透氧率包裝材料的脂氧化程度

圖2 不同包裝材料下的溶解氧的變化

從圖2中可以看出，四種包裝樣品的溶解氧隨著時(shí)間逐漸趨于穩(wěn)定。初期隨著脂肪不斷氧化消耗氧，包裝樣品中溶解氧迅速降低，但隨著空氣中氧氣透過(guò)包裝材料進(jìn)入包裝內(nèi)并溶解于飲料中，使得飲料中溶解氧趨于穩(wěn)定，而不再降低。

2.2 基于不同透氧率包裝材料下的氧化速率表征

根據(jù)已有研究［6］，乳脂氧化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)符合一級(jí)反應(yīng)，即ln（A0/A）=kt。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果，TBA值與氧化產(chǎn)物的丙二醛的濃度成線性關(guān)系，且隨著氧化的進(jìn)行，TBA值逐漸增大。故得到反應(yīng)方程為

變形得

式中：TBA，試樣t時(shí)間時(shí)在532nm處的吸光度值，abs；TBA0，試樣初始時(shí)在532nm處的吸光度值，abs；k，試樣脂氧化速率，abs/d；t，試樣貯藏時(shí)間，d。

為了獲得不同包裝材料包裝下產(chǎn)品脂氧化速率，將實(shí)驗(yàn)獲得的結(jié)果數(shù)據(jù)分別取對(duì)數(shù)，即 ln（TBA），進(jìn)行時(shí)間（t）與ln（TBA）的數(shù)值擬合，得到四種不同透氧率的包裝材料包裝后乳脂氧化速率，如圖3所示。

將上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸，得到回歸方程如表2所示。由回歸方程顯著性檢驗(yàn)看，其線性相關(guān)度均顯著。

表2 不同包裝條件下乳脂氧化速率擬合方程

圖3 不同包裝材料下反映脂氧化速率的擬合曲線

從表2中可以獲知，特定環(huán)境條件下，隨著透氧率的降低，總體表現(xiàn)脂氧化速率越慢，從而可延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，其中黑白膜的透氧率是其它三種材料的800～5000倍之間，而脂氧化速率只是其它三種材料的1.4～1.7倍之間，除黑白膜外，其他三種材料的氧化速率相差不大。表明在選用高阻隔材料包裝時(shí)，材料透氧率對(duì)產(chǎn)品脂氧化的影響不是很顯著。在常溫下，一定的儲(chǔ)藏期內(nèi)，以蒸鍍鋁復(fù)合包裝材料替代鋁箔復(fù)合包裝材料存在可能性，可以指導(dǎo)包裝材料的選擇。

3 結(jié)論

通過(guò)研究典型軟包裝材料對(duì)乳飲料脂氧化的影響發(fā)現(xiàn)，在常溫?zé)o光環(huán)境下，不同包裝材料透氧率對(duì)脂氧化程度的影響在儲(chǔ)存初期表現(xiàn)不明顯；但隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，透氧率的影響表現(xiàn)明顯；當(dāng)材料的透氧率較大時(shí)，乳飲料的脂氧化速率隨著透氧率的增加而增大。對(duì)于選擇高阻隔軟包裝材料，較小透氧率差異的不同包裝材料對(duì)脂氧化的影響差異并不顯著。因此，中短保質(zhì)期要求下，可以考慮采用蒸鍍鋁復(fù)合包裝材料實(shí)施乳飲料包裝。

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Influence of the oxygen transmission rate of typical flexible packaging materials on lipid oxidation of walnut milk

LI Yan-li1，LU Jia-ping1，2，*，LIU Bao-peng1
（1.Jiangnan University，Wuxi 214122，China；2.Key Laboratory of Food Packaging Technology and Safety of China National Packaging Corporation，Wuxi 214122，China）

Walnut milk is packed with four typical flexible packaging materials.The thiobarbituric acid（TBA）reaction is used for investigating the lipid oxidation in the test of storage，and the influence of the oxygen transmission rate is researched on lipid oxidation in walnut milk.lt shows that the reaction Kinetics of lipid oxidation is in line with reaction-Ⅰ.At room temperature and matt environment，lipid oxidation with oxygen transmission rate of different packaging materials is not obvious at the initial stage of storage.However，oxygen transmission rate is larger with the growth of storage time.Lipid oxidation rate is increasing with the augment of the oxygen transmission rate. Therefore，the impact of low oxygen transmission rate on lipid oxidation is not significant when high-barrier material is selected.

milk beverage；flexible packaging；lipid oxidation；the oxygen transmission rate；thiobarbituric acid

TS252.2+6

A

1002-0306（2010）11-0307-03

2009-08-04 *通訊聯(lián)系人

李顏麗（1984-），女，碩士研究生，研究方向：食品包裝。