脈沖強(qiáng)光及抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂的影響

戚向陽(yáng) 陳 偉 曹少謙 袁勇軍

脈沖強(qiáng)光及抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂的影響

戚向陽(yáng) 陳 偉 曹少謙 袁勇軍

(浙江萬(wàn)里學(xué)院生物與環(huán)境學(xué)院，寧波 315100)

研究了不同抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂的抗氧化作用，探討了脈沖時(shí)間、貯藏溫度以及抗氧化劑對(duì)經(jīng)脈沖強(qiáng)光處理動(dòng)物油脂氧化的影響。結(jié)果表明，VE、燕麥油、VC和楊梅多酚4種物質(zhì)對(duì)動(dòng)物油脂都有抗氧化作用，其添加的最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0．5%、0．5%、0．01%、0．07%。脈沖強(qiáng)光處理可加速動(dòng)物油脂的過(guò)氧化，且隨脈沖強(qiáng)光閃照時(shí)間的增加，動(dòng)物油脂的氧化程度加劇。經(jīng)脈沖強(qiáng)光處理的動(dòng)物油脂其在不同溫度下的貯藏穩(wěn)定性均有所下降;隨貯藏溫度的升高和脈沖閃照時(shí)間的增加，油脂的氧化速度加快。脈沖強(qiáng)光處理前添加的VE、燕麥油和楊梅多酚仍具有降低脈沖強(qiáng)光誘導(dǎo)動(dòng)物油脂的過(guò)氧化作用，而VC卻產(chǎn)生促氧化作用。

動(dòng)物油脂 脈沖強(qiáng)光 氧化 抗氧化劑

脈沖強(qiáng)光滅菌技術(shù)是一種利用瞬間放電的脈沖工程技術(shù)和特殊的惰性氣體燈管，以脈沖形式激發(fā)強(qiáng)烈的白光，光譜分布近似太陽(yáng)光，但光強(qiáng)度相當(dāng)于到達(dá)地球表面太陽(yáng)光強(qiáng)度的數(shù)千乃至數(shù)萬(wàn)倍的一種新的光源技術(shù)。它利用瞬時(shí)、高強(qiáng)度的脈沖光能量可殺滅固體食品和包裝材料表面以及透明液體食品中各類(lèi)微生物，能有效的保持食品質(zhì)量，延長(zhǎng)食品貨架期，從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)熱殺菌、化學(xué)殺菌的缺點(diǎn)，是一種非熱物理殺菌新技術(shù)［1］。

關(guān)于脈沖強(qiáng)光對(duì)食品殺菌的報(bào)道，國(guó)外始于20世紀(jì)90年代，認(rèn)為脈沖強(qiáng)光殺菌是由于可見(jiàn)光、紅外光和紫外光的協(xié)同效應(yīng)，對(duì)菌體細(xì)胞中的DNA、細(xì)胞膜、蛋白質(zhì)和其他大分子產(chǎn)生不可逆的破壞作用，從而造成微生物的死亡［2］。目前，脈沖強(qiáng)光技術(shù)在食品中的應(yīng)用研究多集中于固體食品的表面殺菌，主要涉及糧油制品、畜禽制品、水產(chǎn)制品、果蔬制品等方面［3－11］。而國(guó)內(nèi)對(duì)于該領(lǐng)域的研究較少。周萬(wàn)龍等［12－14］最早對(duì)脈沖強(qiáng)光裝置進(jìn)行研究和分析，還采用自制的脈沖強(qiáng)光殺菌裝置研究了脈沖強(qiáng)光對(duì)食品主要成分的影響及保鮮應(yīng)用。結(jié)果表明，脈沖強(qiáng)光殺菌雖然對(duì)微生物及酶有較強(qiáng)的致死和鈍化作用，對(duì)花生油、酪氨酸、葡萄糖、淀粉及VC等食品成分未造成顯著破壞。張佰清等［15］運(yùn)用該技術(shù)對(duì)特定菌種進(jìn)行殺滅效果的試驗(yàn)研究。江天寶等［16－18］探討了脈沖強(qiáng)光對(duì)不同微生物的殺菌效果及其在柑橘、玉蘭片和烤鰻等食品保鮮貯藏中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)可有效殺死部分腐敗微生物，提高產(chǎn)品的貯藏時(shí)間，對(duì)產(chǎn)品的風(fēng)味和品質(zhì)沒(méi)有顯著影響。

油脂是食品中重要的成分，在加工和貯藏過(guò)程中極易發(fā)生氧化而導(dǎo)致食品的品質(zhì)敗壞［19］。因此在富含油脂食品的加工和保藏中，脂質(zhì)的氧化是一個(gè)不可忽視的重要問(wèn)題。但有關(guān)脈沖強(qiáng)光對(duì)油脂氧化的影響尚未見(jiàn)系統(tǒng)報(bào)道。因此，本試驗(yàn)以豬油為原料，研究不同脈沖強(qiáng)光處理?xiàng)l件和抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂氧化及其貯藏穩(wěn)定性的影響，為脈沖強(qiáng)光殺菌技術(shù)在富含油脂食品上的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

豬油:市售;燕麥油、楊梅多酚:自制。

1．2 試驗(yàn)試劑

石油醚、碘化鉀、可溶性淀粉、無(wú)水乙醇、氫氧化鉀、酚酞、三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸鈉、維生素C和維生素E:均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

1．3 試驗(yàn)設(shè)備

脈沖強(qiáng)光處理設(shè)備(純亮殺菌設(shè)備有限公司)的參數(shù)為:燈管總長(zhǎng)170 mm，極距140 mm，直徑6 mm，燈能量8 J，單次脈沖強(qiáng)度7．8 mJ/m2，紫外區(qū)能量占總能量約28．6%，UV－C占總比4．30%，最大紫外吸收波長(zhǎng)324 nm，脈沖頻率5次/s。

1．4 試驗(yàn)方法

1．4．1 脈沖處理對(duì)動(dòng)物油氧化的影響

取一定量的動(dòng)物油脂，倒入平皿，用脈沖強(qiáng)光進(jìn)行處理，閃照距離5 cm，脈沖時(shí)間分別為5、10、15、20 s，然后將處理后的動(dòng)物油置于60℃恒溫箱強(qiáng)制氧化，每隔3 d測(cè)定一次POV值和酸價(jià)，觀察不同脈沖時(shí)間對(duì)動(dòng)物油氧化的影響。每個(gè)試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

1．4．2 不同貯藏溫度對(duì)脈沖處理動(dòng)物油脂氧化的影響

將動(dòng)物油用脈沖強(qiáng)光進(jìn)行處理，閃照距離5 cm，脈沖時(shí)間分別為5、10、15、20 s，然后將處理后的動(dòng)物油分別儲(chǔ)藏于60、37、4℃。每隔一定時(shí)間測(cè)定一次POV值和酸價(jià)，每個(gè)試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

1．4．3 抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂的影響

準(zhǔn)確稱(chēng)取一定量的抗氧化劑，加入到動(dòng)物油脂中，混勻，置于60℃恒溫箱強(qiáng)制氧化，每隔3天測(cè)定一次POV值。VE和燕麥油添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0．1%、0．3%、0．5%、1%，其中 VE 溶于 0．5 mL 二甲基亞砜，而燕麥油則直接加入;VC和楊梅多酚添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 0．01%、0．03%、0．05%、0．07%，均溶于0．5 mL蒸餾水，然后超聲波5 min，使油相和水相混為一體。觀察不同抗氧化劑的抗氧化效果。

1．4．4 抗氧化劑對(duì)經(jīng)脈沖強(qiáng)光處理的動(dòng)物油脂的過(guò)氧化影響

根據(jù)前期的研究，將一定量的VE、燕麥油、VC和楊梅多酚添加到動(dòng)物油中，然后將動(dòng)物油脂用脈沖強(qiáng)光進(jìn)行處理，閃照距離5 cm，脈沖時(shí)間分別為5、10、15、20 s，最后將處理后的動(dòng)物油脂置于60℃恒溫箱強(qiáng)制氧化，每隔4天測(cè)定一次POV值，觀察抗氧化劑對(duì)經(jīng)脈沖處理后動(dòng)物油脂過(guò)氧化值的影響。每個(gè)試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)。

1．4．5 POV 的測(cè)定［20］

稱(chēng)取2～3 g油脂，置于錐形瓶中，加入30 mL(三氯甲烷∶冰乙酸=3∶2)混合液，立即搖動(dòng)使其溶解(若天氣過(guò)冷，油脂已經(jīng)凝固，先置于水浴鍋溶解)加入1 mL飽和碘化鉀溶液，置于暗處5 min，取出，加50 mL蒸餾水，加1 mL淀粉指示劑，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定至藍(lán)色消失為滴定終點(diǎn)。

1．4．6 酸價(jià)的測(cè)定［20］

稱(chēng)取3 g油脂于錐形瓶中，加入混合40 mL(無(wú)水乙醇∶乙醚=1∶2)混合液，搖勻，加入酚酞指示劑，用KOH滴定至出現(xiàn)微紅色，且30 s內(nèi)不褪色。

1．4．7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用X=珋x±SD表示，用SAS專(zhuān)用軟件進(jìn)行分析，觀察其顯著性。P＜0．05為差異顯著，P＞0．05為差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2．1 脈沖處理對(duì)動(dòng)物油過(guò)氧化的影響

從表1可知，隨著脈沖時(shí)間的增加，油脂的過(guò)氧化值和酸價(jià)變化加快。與未處理的油脂相比，脈沖處理時(shí)間為5 s時(shí)，處理前后油脂的POV值和酸價(jià)變化不顯著(P＞0．05)，但當(dāng)脈沖時(shí)間為10 s以上時(shí)，處理前后油脂的POV值變化很顯著(P＜0．05)，且隨著油脂貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)處理的油脂其POV值的增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未處理的油脂(P＜0．05)。但對(duì)油脂的酸價(jià)而言，在所試驗(yàn)的脈沖閃照時(shí)間內(nèi)，處理前后油脂的酸價(jià)變化不顯著(P＞0．05)，但隨著油脂貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，經(jīng)過(guò)處理的油脂其酸價(jià)的增加速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未處理的油脂，并達(dá)到顯著水平(P＜0．05)。這可能是由于脈沖強(qiáng)光是一種高能電磁波，能產(chǎn)生光效應(yīng)和熱效應(yīng)，可促進(jìn)動(dòng)物油中自由基的產(chǎn)生，并隨著閃照時(shí)間的延長(zhǎng)，光熱效應(yīng)增強(qiáng)，產(chǎn)生的自由基增加，導(dǎo)致氧化程度加劇。

表1 不同脈沖處理時(shí)間對(duì)動(dòng)物油脂的影響

2．2 不同貯藏溫度對(duì)經(jīng)脈沖處理后動(dòng)物油脂的貯藏穩(wěn)定性影響

根據(jù)圖1可知，經(jīng)脈沖強(qiáng)光處理后，油脂在不同溫度下的貯藏穩(wěn)定性均下降。且脈沖處理的時(shí)間越長(zhǎng)，其貯藏性穩(wěn)定性越低。在不同溫度下，油脂的貯藏穩(wěn)定性不同。當(dāng)貯藏溫度為37℃和4℃時(shí)，油脂的穩(wěn)定性較好，但當(dāng)貯藏溫度達(dá)到60℃時(shí)，油脂的氧化速度顯著增加。

圖1 不同脈沖強(qiáng)光處理的動(dòng)物油脂的貯藏穩(wěn)定性

2．3 不同抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂的抗氧化作用

由表2可知，VE和燕麥油2種脂溶性抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂的氧化具有一定的抑制作用，當(dāng)添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．00% ～0．05%范圍內(nèi)時(shí)，隨添加量的增加，其抗氧化效果增加，但是當(dāng)添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1．0%的時(shí)候，VE和燕麥油的抗氧化效果反而有所下降，這可能由于添加過(guò)量的抗氧化劑，其在抑制油脂氧化的過(guò)程中可能由于自身的氧化產(chǎn)生較多的氧化產(chǎn)物，反而使其抗氧化性有所下降。

由表1還可以看出，所用的2種水溶性抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂的氧化也有一定的抑制作用，以楊梅多酚的抗氧化效果較好。隨著添加量的增大，VC的抗氧化性下降，當(dāng)添加的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0．03%時(shí)，甚至出現(xiàn)了促氧化現(xiàn)象。這可能是因?yàn)樨i油在熬制過(guò)程中混入少量鐵等金屬離子，他們能促進(jìn)VC的強(qiáng)烈氧化，產(chǎn)生大量的氧化產(chǎn)物，所以當(dāng)VC含量過(guò)高時(shí)，反而出現(xiàn)了較強(qiáng)的促氧化現(xiàn)象。而楊梅多酚則隨著添加量的增大，抗氧化效果越好。這是由于楊梅多酚中的酚酸、黃酮以及花色苷等抗氧化物質(zhì)不僅能清除過(guò)氧化自由基，產(chǎn)生相對(duì)更穩(wěn)定的自由基，而且還具有螯合金屬離子的作用，從而可發(fā)揮更好的抗氧化作用［21］。由試驗(yàn)結(jié)果還可以看出，在動(dòng)物油脂體系中，脂溶性抗氧化劑的抗氧化性強(qiáng)于水溶性抗氧化劑，這可能是由于水溶性抗氧化劑很難與油脂互溶而妨礙其抗氧化作用的發(fā)揮。

表2 不同抗氧化劑對(duì)動(dòng)物油脂POV值的影響(mmol/kg)

2．4 脈沖強(qiáng)光對(duì)含抗氧化劑動(dòng)物油脂的影響

根據(jù)研究，在其最適宜添加量的條件下，研究不同抗氧化劑對(duì)經(jīng)過(guò)不同脈沖時(shí)間處理后油脂的抗氧化效果。由表3可知，經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光處理后，除VC外其他抗氧化劑仍具有一定的抗氧化能力。添加了抗氧化劑的油脂，盡管經(jīng)過(guò)了不同時(shí)間的脈沖處理，但其氧化的速度均低于沒(méi)有進(jìn)行脈沖處理的油脂，表明所用的抗氧化劑(楊梅多酚、燕麥油和VE)可以有效的抑制脈沖強(qiáng)光對(duì)油脂過(guò)氧化的誘導(dǎo)作用，以脂溶性抗氧化劑燕麥油和VE的效果較好。脈沖強(qiáng)光可產(chǎn)生一定的光、熱效應(yīng)，而VC對(duì)光、熱極其不穩(wěn)定，因此，脈沖強(qiáng)光處理可能促進(jìn)了VC的氧化而產(chǎn)生較多的氧化產(chǎn)物，造成其含量下降，氧化物質(zhì)累積［13］，從而破壞了其抗氧化作用，甚至出現(xiàn)促氧化現(xiàn)象，但其作用機(jī)理還有待于進(jìn)一步研究。

表3 不同抗氧化劑對(duì)經(jīng)脈沖處理后動(dòng)物油氧化的影響(mmol/kg)

3 討論與結(jié)論

油脂氧化是典型的自由基反應(yīng)歷程，在熱、光和金屬離子等的作用下，引起脂類(lèi)分子形成自由基(R·)，自由基與氧反應(yīng)可生成過(guò)氧自由基(ROO·)，而過(guò)氧自由基可與脂類(lèi)分子反應(yīng)形成氫過(guò)氧化物和新的自由基，從而引起鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。添加抗氧化劑如多酚等可以與脂肪氧化的中間產(chǎn)物——R·、RO·和ROO·自由基發(fā)生反應(yīng)，生成穩(wěn)定的酚基自由基，終止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，從而發(fā)揮抗氧化作用。

試驗(yàn)結(jié)果表明，所選用的4種天然抗氧化劑VE、燕麥油、VC、楊梅多酚對(duì)動(dòng)物油脂均具有一定的抗氧化性，且脂溶性抗氧化劑的效果優(yōu)于水溶性抗氧化劑。它們的最佳抗氧化質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0．5%、0．5%、0．01%、0．07%。經(jīng)過(guò)脈沖強(qiáng)光處理后，除 VC外，其他抗氧化劑仍具有一定的抗氧化能力，而VC產(chǎn)生促氧化作用，這可能是由于脈沖強(qiáng)光可產(chǎn)生光化學(xué)作用，而VC具有一定的光不穩(wěn)定性，從而使其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生變化，抗氧化能力下降，甚至產(chǎn)生促氧化作用。

不同脈沖處理時(shí)間對(duì)動(dòng)物油的影響不同。脈沖處理的時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)動(dòng)物油的POV和酸價(jià)影響越大。當(dāng)脈沖處理時(shí)間10 s以上時(shí)，對(duì)動(dòng)物油脂的影響達(dá)到顯著水平(P＜0．05)，此外，經(jīng)脈沖強(qiáng)光處理后的動(dòng)物油的POV和酸價(jià)的變化速率并不一致，經(jīng)脈沖強(qiáng)光處理處理后的動(dòng)物油，其POV值在儲(chǔ)藏初期就發(fā)生顯著變化，相對(duì)而言，酸價(jià)則在儲(chǔ)藏的中后期發(fā)生顯著變化。這可能是由于POV是油脂初級(jí)氧化的指標(biāo)，可以更快速的反映油脂品質(zhì)的變化。

經(jīng)不同脈沖時(shí)間處理后的動(dòng)物油，不管貯藏于何種溫度，其貯存穩(wěn)定性都下降。貯藏溫度越高，脈沖處理的時(shí)間越長(zhǎng)，其POV值和酸價(jià)變化越快，貯藏穩(wěn)定性越低。脈沖強(qiáng)光處理使油脂氧化的速度加快可能是由于脈沖強(qiáng)光處理產(chǎn)生了光和熱效應(yīng)，提高了自由基生成的速度，引發(fā)了自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，進(jìn)而加速了油脂的氧化。

研究結(jié)果表明，脈沖強(qiáng)光處理可加速動(dòng)物油脂的過(guò)氧化速度，降低油脂的貯藏穩(wěn)定性。抗氧化劑可以提高脈沖強(qiáng)光處理后油脂的穩(wěn)定性。因此，在食品加工中應(yīng)用脈沖強(qiáng)光處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)優(yōu)化相關(guān)工藝條件，采取抗氧化措施，選用光穩(wěn)定性較強(qiáng)的抗氧化劑，避免其對(duì)食品中油脂的過(guò)氧化影響及產(chǎn)生的安全性問(wèn)題。

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Effects of Pulsed Light and Antioxidants on Oxidation of Animal Fat

Qi Xiangyang Chen Wei Cao Shaoqian Yuan Yongjun
(College of Biological＆ Environmental Science，Zhejiang Wanli University，Ningbo 315100)

The antioxidant capacities of different antioxidants and the effects of pulsed time，storage conditions and antioxidants on the pero－ oxidation of animal fat treated by pulsed light were investigated．The results showed that the VE，Oat oil，VC and the polyphenol extract from fruits of Chinese bayberry had anti-oxidation effects on animal fat，and their optimal concentrations were 0．5，0．5，0．01 and 0．07%respectively．Pulsed light treatment could induce oxidation of animal fat．With the increase of pulsed time，the oxidation degree of animal fat was strengthened．After pulsed light treatment，the storage stability of the animal fat decreased under different storage temperatures(4，37，60 ℃)，while the oxidation speed of animal fat increased with the increasing of pulsed time and storage temperature．Besides，the antioxidants of the VE，oat oil and the polyphenol extract from fruits of Chinese bayberry added in animal fat had reduced the per－ oxidation effects induced by the pulsed light，whereas VC had promoted oxidation effect on animal fat．

pulsed light，animal fat，lipid oxidation，antioxidants

TS22

A

1003－0174(2011)09－0060－06

2010－11－22

戚向陽(yáng)，女，1968年出生，教授，博士，食品化學(xué)與天然產(chǎn)物化學(xué)

袁勇軍，男，1976年出生，副教授，博士，食品生物技術(shù)