充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間脂肪氧化穩(wěn)定性的影響

張 怡，張富新，楊吉妮，顧浩峰

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西西安710062）

羊奶營養(yǎng)豐富、易于吸收，其營養(yǎng)成分配比接近人奶，被稱為乳中精品[1]。目前我國羊奶產(chǎn)品主要為全脂羊奶粉，約占羊奶產(chǎn)品總量的90%[2]。全脂羊奶粉是高脂肪含量的食品，其脂肪含量高達(dá)30%以上。脂肪在貯藏期間易發(fā)生水解氧化，造成營養(yǎng)價值和質(zhì)量品質(zhì)下降，甚至產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)[3-6]，尤其是全脂羊奶粉具有膻味，貯藏期間乳脂肪的水解氧化還會引起膻味加重[5]，使人們的接受度下降。因此，如何延緩全脂羊奶粉中脂肪的水解氧化和膻味的加重，延長貨架期已受到人們普遍關(guān)注。大量文獻(xiàn)報道，貯藏溫度、光照、氧氣及水分活度是影響脂肪氧化的主要因素[7-9]，其中氧氣是脂肪分解氧化的必須條件之一，可加快高脂肪含量食品的氧化速度[7]，所以降低食品包裝內(nèi)的氧氣濃度可有效抑制其脂肪分解氧化的速度，充氮包裝是常采用的方法之一[10]。因此，本文以全脂羊奶粉為原料，通過充氮包裝，研究其貯藏期間脂肪分解氧化穩(wěn)定性，為全脂羊奶粉貯藏提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

全脂羊奶粉 陜西楊凌圣妃乳品廠生產(chǎn)（脂肪含量為31.85%）；三氯乙酸、硫代硫酸鈉、硫代巴比妥酸、BHT、無水乙醇、二氯甲烷等 西安森博試劑公司，均為分析純。

LXJ-Ⅱ型大容量低速離心機(jī) 上海醫(yī)用分析儀器廠；277型可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司；RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海安亭有限責(zé)任公司；HH-S4型電熱恒溫水浴鍋 北京科偉永興儀器有限公司；SHZ-D（Ⅲ）型循環(huán)水式真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；WSC-S型色差儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司；GHX-9080B-1型培養(yǎng)箱 上海?，斣噭┰O(shè)備有限公司。

1.2 樣品的包裝與貯藏

1.2.1 樣品的包裝 將當(dāng)日生產(chǎn)的全脂羊奶粉裝入鋁箔袋中，用自動充氮機(jī)充入氮?dú)猓逛X箔袋中氮?dú)夂窟_(dá)到97%，自動密封后，裝入馬口鐵罐中。同時，將同批次的全脂羊奶粉裝入鋁箔袋，在自然環(huán)境下（不充氮?dú)猓┟芊夂螅b入馬口鐵罐中進(jìn)行普通包裝。兩種包裝的全脂羊奶粉每袋均裝入300g奶粉。

1.2.2 樣品的貯藏 將包裝好的全脂羊奶粉貯藏在45℃培養(yǎng)箱中加速氧化，每7天抽樣一次，測定樣品的酸值、過氧化值、TBA值和色值。

1.3 測定方法

1.3.1 脂肪的提取 采用Nadal[4]的方法提取全脂羊奶粉中的脂肪。稱取30g的全脂羊奶粉，用100mL的蒸餾水復(fù)溶，35℃保溫30min，并不斷攪拌，攪拌過程中緩慢加入100mL的無水乙醇、200mL的無水二氯甲烷和5g氯化鈉，25℃保溫30min后，3000×g離心5min，離心液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中靜置分層，有機(jī)相用無水硫酸鈉過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去二氯甲烷，再加入40mL的乙醚，用無水硫酸鈉過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醚至恒重。

1.3.2 酸值（AV）的測定 按照GB5530—2005/ISO660：1996動植物油脂酸值和酸度中的方法測定全脂羊奶粉貯藏期間脂肪的酸值[11]，結(jié)果表示為KOHmg/g脂肪。

1.3.3 過氧化值（POV）的測定 采用GB/T5538-2005/ISO3960：2001動植物油脂過氧化值的測定方法測定全脂羊奶粉貯藏期間脂肪的POV值[12]，結(jié)果用mmol/kg脂肪表示。

1.3.4 硫代巴比妥酸值（TBA）的測定 參照GB/T5009.181-2003豬油中丙二醛[13]和Fenaille[14]的方法測定脂肪TBA值。準(zhǔn)確稱取融化均勻的脂肪樣品10g，置于100mL有蓋三角瓶內(nèi)，加入50mL三氯乙酸混合液（7.5g三氯乙酸及0.1gEDTA用水溶解，稀釋至100mL），振搖30min，期間保持油脂融溶狀態(tài)，用雙層濾紙過濾兩次，除去油脂。準(zhǔn)確移取上述濾液5mL置于25mL納氏比色管內(nèi)，加入5mLTBA溶液（0.02mol/L），混勻，加塞，置于80℃水浴內(nèi)保溫60min，取出，冷卻1h，移入小試管內(nèi)，離心5min，上清液傾入25mL納氏比色管中，加入5mL三氯甲烷，搖勻，靜置，分層，吸出上清液，測其532nm處的吸光值。奶粉TBA值用μg丙二醛/g脂肪表示，計算公式如下：

式中：A為吸光值；V1為反應(yīng)液總量（mL）；V為提取液總量（mL）；72為丙二醛的分子量（g/mol）；1.55為吸光系數(shù)（L/mmol·cm）；L為光徑（cm）；m為樣品質(zhì)量（g）；V2為反應(yīng)液中的提取液數(shù)量（mL）。

1.3.5 色度值的測定 將不同貯藏期的全脂羊奶粉復(fù)原成12%的復(fù)原乳，分別吸取5mL復(fù)原乳于色差儀的測樣杯中，測定樣品的L*值、a*值、b*值[14]。

1.4 數(shù)據(jù)的處理

采用Excel軟件做數(shù)據(jù)變化趨勢圖，并用DPPS軟件進(jìn)行差異性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間酸值（AV）的影響

脂類食品貯藏期間脂肪易發(fā)生水解，產(chǎn)生游離脂肪酸，造成食品品質(zhì)下降，因此酸值是評價這類食品脂肪水解程度的重要指標(biāo)之一。

圖1 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間酸值的影響Fig.1 Effect of nitrogen flushing on the AV of whole goat milk powder during storage

由圖1可知，兩種包裝的全脂羊奶粉貯藏期間酸值均有上升的趨勢，表明全脂羊奶粉在貯藏期間均發(fā)生一定程度的水解，但在整個貯藏期間充氮包裝的全脂羊奶粉酸值均低于普通包裝的全脂羊奶粉，尤其在貯藏6周后，普通包裝的全脂羊奶粉酸值增加速率較快，顯著高于充氮包裝的全脂羊奶粉（p＜0.05），說明充氮包裝可有效延緩全脂羊奶粉酸值的升高，抑制了全脂羊奶粉脂肪的水解。陶菲等[15]在研究不同包裝對高脂肪食品脂肪氧化的影響時也得到相似的結(jié)論。脂肪的分解與脂肪酶的活性有關(guān)，Celestino[6]報道，奶粉中仍殘留有部分耐熱性酯酶，這些酯酶在貯藏過程中活性較穩(wěn)定，可水解乳脂生成游離脂肪酸，引起奶粉酸值上升，同時脂肪氧化裂解產(chǎn)生的小分子有機(jī)酸也對脂肪酸值的升高有一定影響[16]。

2.2 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間過氧化值（POV）的影響

過氧化值是衡量油脂和富脂類食品中過氧化物含量的指標(biāo)，過氧化物是脂肪氧化初期主要產(chǎn)物且不穩(wěn)定，可進(jìn)一步氧化降解為醛、酮等小分子化合物。

圖2 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間過氧化值的影響Fig.2 Effect of nitrogen flushing on the POV of whole goat milk powder during storage

由圖2可知，兩種包裝的全脂羊奶粉貯藏期間過氧化值均出現(xiàn)先上升后下降的變化規(guī)律。貯藏前4周，充氮包裝的全脂羊奶粉過氧化值緩慢增加，顯著低于普通包裝的全脂羊奶粉（p＜0.01），在貯藏第7周時過氧化值達(dá)到最高（13.54mmol/kg脂肪），之后隨著貯藏時間的延長，過氧化值開始下降。而普通包裝的全脂羊奶粉在貯藏第3周時過氧化值就達(dá)到最高，顯著高于充氮包裝的全脂羊奶粉的過氧化值（p＜0.01），說明充氮包裝對脂肪的氧化速率有很大影響。過氧化物在脂肪氧化過程中處于動態(tài)平衡，一方面乳脂肪自動氧化生成氫過氧化物，引起POV值升高；同時氫過氧化物又降解成小分子的醛、酮類物質(zhì)，引起POV值下降。劉慶生[7]報道，氧氣是脂肪氧化過程中氫過氧化物形成的必須條件，充氮包裝能有效降低包裝內(nèi)的氧氣濃度，因此充氮包裝可顯著降低全脂羊奶粉過氧化值的變化速度。

2.3 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間TBA的影響

脂肪一級氧化產(chǎn)物過氧化物可繼續(xù)降解為醛、酮、酸等小分子物質(zhì)，丙二醛是具代表性的二級氧化產(chǎn)物，一般用丙二醛含量來衡量脂肪的次級氧化產(chǎn)物，丙二醛的含量通常用TBA表示。

圖3 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間TBA的影響Fig.3 Effect of nitrogen flushing on the TBA of whole goat milk powder during storage

由圖3可知，兩種包裝的全脂羊奶粉貯藏期間TBA均呈上升趨勢，普通包裝的全脂羊奶粉在整個貯藏期間TBA增加較快。貯藏前2周，兩種包裝的全脂羊奶粉TBA均緩慢增加，在貯藏2周后，普通包裝的全脂羊奶粉TBA顯著高于充氮包裝的全脂羊奶粉（p＜0.05）。在全脂羊奶粉貯藏期間，隨著乳脂肪氧化加深，更多的氫過氧化物降解為丙二醛等小分子物質(zhì)，引起TBA增加。包裝內(nèi)的氧氣濃度較高時，脂肪一級氧化產(chǎn)物氫過氧化物的生成和降解速度較快，TBA增加較快，說明氧氣對脂肪的氧化有較大影響，充氮包裝可有效抑制脂肪的氧化程度。

2.4 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間色度值的影響

色度值是評價全脂羊奶粉品質(zhì)的重要感官指標(biāo)，新鮮的全脂羊奶粉應(yīng)為白色或者淡黃色。

由圖4可以得出，不同包裝對全脂羊奶粉貯藏期間色度值有一定的影響。圖4（a）中，兩種包裝的全脂羊奶粉貯藏期間L*值均有下降的趨勢，充氮包裝的全脂羊奶粉L*值下降較慢，而普通包裝的全脂羊奶粉在貯藏7周后L*值下降顯著（p＜0.05），說明充氮包裝對全脂羊奶粉亮度的降低具有一定的抑制作用。在圖4（b）中，貯藏期間2種包裝的全脂羊奶粉a*值均上升，且貯藏6周后，普通包裝的全脂羊奶粉的a*值顯著高于充氮包裝的全脂羊奶粉（p＜0.05），說明充氮包裝可以有效抑制全脂羊奶粉貯藏期間顏色變紅的趨勢。由4（c）可知，貯藏期間兩種包裝的全脂羊奶粉b*值均上升，表明全脂羊奶粉有變黃的趨勢，且普通包裝的全脂羊奶粉變黃趨勢明顯，尤其貯藏7周后，普通包裝的全脂羊奶粉b*值顯著高于充氮包裝的全脂羊奶粉（p＜0.05）。總體來看，充氮包裝能降低包裝內(nèi)氧氣濃度，有效延緩全脂羊奶粉褐變程度。全脂羊奶粉貯藏期間顏色變化主要是由于美拉德反應(yīng)引起的非酶褐變。此外，脂肪氧化過程中產(chǎn)生的羰基化合物也是美拉德反應(yīng)的底物，降低全脂羊奶粉的脂肪的氧化速率也可緩解奶粉的褐變[9]。據(jù)Kneifel[17]報道，乳清粉貯藏期間b*值與非酶褐變相關(guān)，美拉德反應(yīng)的終產(chǎn)物和中間產(chǎn)物降解物都是奶粉色變的主要來源，加快了反應(yīng)速率。

圖4 充氮包裝對全脂羊奶粉貯藏期間色度值的影響Fig.4 Effect of nitrogen flushing on the color of whole goat milk powder during storage

3 結(jié)論

不同包裝的全脂羊奶粉貯藏期間酸值、TBA值、過氧化值和色度值均發(fā)生了一定的變化，且充氮包裝的全脂羊奶粉的變化速率均小于普通包裝的全脂羊奶粉，說明包裝內(nèi)的氧氣濃度對全脂羊奶粉脂肪的氧化穩(wěn)定性有很大的影響，采用充氮包裝可有效提高全脂羊奶粉貯藏期間脂肪氧化穩(wěn)定性，對提高全脂羊奶粉在貯藏期間的質(zhì)量品質(zhì)具有重要的作用。

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