魚油氧化穩(wěn)定性研究—感官及理化參數(shù)評(píng)價(jià)

田 芳，徐 昕，關(guān) 巖

(雅培貿(mào)易(上海)有限公司，上海 200233)

如何更加有效地監(jiān)控魚油的氧化狀態(tài)也一直是食品行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)[1-4]。油脂氧化產(chǎn)物分為一級(jí)氧化產(chǎn)物和二級(jí)氧化產(chǎn)物[5-7]。關(guān)于油脂中一級(jí)及二級(jí)氧化產(chǎn)物的分析，國內(nèi)外已開發(fā)出多種檢測(cè)方法，包括過氧化值及硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)物(TBARS)的分析，以及各種色譜、化學(xué)發(fā)光、熒光發(fā)射、拉曼光譜、紅外光譜及核磁共振等方法[8]。目前，國內(nèi)主要是通過檢測(cè)原料油脂的過氧化值及游離脂肪酸的含量來監(jiān)控油脂的質(zhì)量。油脂中過氧化物的含量并不能完全反映其氧化程度。低過氧化物水平也可能存在于高氧化程度的油脂樣品中，由于大部分的過氧化物已經(jīng)降解為二級(jí)氧化產(chǎn)物。而游離脂肪酸的含量同樣不能很好地反映油脂的氧化程度。油脂中游離脂肪酸主要來源于油脂精煉過程，其含量的高低可以用來評(píng)價(jià)油脂加工過程的質(zhì)量[9]。游離脂肪酸是促進(jìn)油脂氧化的因素之一，但其含量的高低與油脂儲(chǔ)藏過程中氧化程度的相關(guān)性還需作進(jìn)一步的評(píng)價(jià)[10]。感官評(píng)價(jià)是公認(rèn)的評(píng)價(jià)油脂氧化程度的最靈敏有效的方法，但此方法需要經(jīng)過良好培訓(xùn)的專業(yè)感官評(píng)價(jià)人員，并不是所有的檢測(cè)單位都具備做感官評(píng)價(jià)的能力。揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物是油脂氧化不愉快氣味的主要貢獻(xiàn)者，是與感官評(píng)價(jià)結(jié)果聯(lián)系最緊密的指標(biāo)[11]。近年來，關(guān)于油脂二級(jí)氧化產(chǎn)物的研究國內(nèi)外已有很多報(bào)道。楊湄等[9]研究了不同的制油方式對(duì)菜籽油中的二級(jí)氧化產(chǎn)物含量的影響。Fereidoon[12]使用靜態(tài)頂空分析法分析了油脂中揮發(fā)性醛類小分子化合物。Kulas等[13]研究了不同的抗氧化劑對(duì)魚油儲(chǔ)藏過程中揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物形成的影響。Frankel[14]及Chaiyasit等[15]研究發(fā)現(xiàn)，己醛為ω-6脂肪酸的一種主要的揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物，而丙醛為ω-3脂肪酸的標(biāo)志性二級(jí)氧化產(chǎn)物。關(guān)于二級(jí)氧化產(chǎn)物與一級(jí)氧化產(chǎn)物(過氧化值)的關(guān)系[15-17]、二級(jí)氧化產(chǎn)物與感官參數(shù)的關(guān)系，國內(nèi)外也已有研究報(bào)道[18-19]。

本研究以商業(yè)用途的魚油樣品 ARA及DHA為研究對(duì)象做加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)，通過監(jiān)測(cè)儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)中魚油樣品的過氧化值、游離脂肪酸及揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物的變化，研究3種評(píng)價(jià)參數(shù)與相應(yīng)的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的相關(guān)性，以尋找更加有效可行的油脂氧化程度評(píng)價(jià)指標(biāo)，以更好地控制油脂質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

魚油樣品ARA(約40%，含生育酚及抗壞血酸棕櫚酸酯)及DHA(約40%，含生育酚及抗壞血酸棕櫚酸酯)，帝斯曼公司；冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、可溶性淀粉、水楊酸、吐溫60、乙醚、無水乙醇及酚酞，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；硫代硫酸鈉(0.1 mol/L)，默克化工技術(shù)(上海)有限公司；氫氧化鈉(1 mol/L)、丙醛及己醛，Sigma-Aldrich；丙醛-2，2，3，3，3-D5內(nèi)標(biāo)及己醛-D12內(nèi)標(biāo)，CDN Isotopes (Quebec，Canada)。

1.2 儀器與設(shè)備

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)，安捷倫 5977A，配有7890B氣相色譜系統(tǒng)、電子轟擊(EI)離子源、MassHunter數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及Perkin Elmer TurboMatrix 40 帶捕集阱頂空進(jìn)樣器；烘箱，ThermoFisher Scientific；漩渦振蕩器，F(xiàn)isher Scientific；分析天平(精確至0.1 mg)，Mettler Toledo MS 304S；微量滴定管，德國Brand。

1.3 方法

1.3.1魚油儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn) 魚油ARA及DHA樣品分裝于螺紋玻璃瓶中，每瓶約100 g。分裝樣品避光儲(chǔ)存于40℃1個(gè)月進(jìn)行油脂氧化加速儲(chǔ)藏實(shí)驗(yàn)。每天取出3瓶油脂樣品，冷卻至室溫后，放于4℃冰箱內(nèi)平衡過夜。樣品從冰箱中拿出，立刻稱取約1 g的樣品于透明頂空瓶中 (22 mL，CLEAR CRIMP VIAL，Perkin Elmer)，封閉頂空瓶，用于揮發(fā)性氧化產(chǎn)物的檢測(cè)。剩余樣品則用于游離脂肪酸、過氧化值的檢測(cè)及感官評(píng)價(jià)。

1.3.2感官評(píng)價(jià) 感官評(píng)價(jià)利用了雅培中國研發(fā)中心一批專業(yè)的感官評(píng)價(jià)小組成員來對(duì)ARA及DHA樣品的香氣進(jìn)行定量描述檢驗(yàn)(參考ISO 13299標(biāo)準(zhǔn))[20]。小組成員一共10人(均為女性，年齡33～50歲)，在進(jìn)行樣品評(píng)價(jià)前經(jīng)過了為期1個(gè)月左右針對(duì)ARA和DHA感官香氣屬性的集中培訓(xùn)。正式評(píng)價(jià)時(shí)，稱取10 g左右的避光保存樣品置于100 mL一次性無味品嘗杯中，讓評(píng)價(jià)員順時(shí)針輕微晃動(dòng)杯子進(jìn)行3次短暫的嗅聞，寫下聞到的香氣屬性，每個(gè)樣品間進(jìn)行充分地休息。代表ARA及DHA樣品新鮮和氧化的7個(gè)感官香氣屬性和它們的參考物(表1)被用來作為培訓(xùn)材料。評(píng)價(jià)員對(duì)這些參考物的感官屬性及其強(qiáng)度進(jìn)行反復(fù)熟悉，并重復(fù)測(cè)試它們的定量描述檢驗(yàn)結(jié)果，最終達(dá)到一致性結(jié)果。

1.3.3游離脂肪酸(酸價(jià))的測(cè)定 使用GB/T 5530-2005/ISO 660：1996對(duì)各油脂儲(chǔ)藏樣品中的游離脂肪酸進(jìn)行測(cè)定[21]。

1.3.4過氧化值的測(cè)定 使用GB/T 5538-2005/ISO 3960：2001對(duì)各油脂儲(chǔ)藏樣品中的過氧化值進(jìn)行測(cè)定[22]。

1.3.5揮發(fā)性氧化產(chǎn)物的測(cè)定(GC-MS) 油脂樣品中揮發(fā)性氧化產(chǎn)物己醛和丙醛的測(cè)定方法根據(jù)美國環(huán)境保護(hù)局(EPA)方法8260C稍做修改[23]。于稱有1 g樣品的封閉透明頂空瓶中，使用進(jìn)樣針加入100 μL 含有己醛-D12及丙醛-2，2，3，3，3-D5 的內(nèi)標(biāo)溶液(約1 000 μg/mL于甲醇中)。進(jìn)樣前，將頂空瓶于60℃平衡20 min，使揮發(fā)性化合物充分溶出。液上氣體被從密閉的頂空瓶中吸取，在捕集阱中進(jìn)行預(yù)濃縮并傳輸至氣相色譜系統(tǒng)中進(jìn)行分離。

表1 ARA及DHA樣品新鮮和氧化的感官特征屬性及其參考物和制備方法

色譜條件：毛細(xì)管色譜柱為安捷倫DB-5MS (30m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序?yàn)槌跏紲囟葹?5℃，保持 5min；以4℃/min升至120℃；再以50℃/min升至240℃，保持1.35 min；載氣為高純氦氣(99.999%)；載氣流速為1 mL/min。

質(zhì)譜條件：離子源溫度為230℃；接口溫度為150℃；電離電壓為70 eV；使用選擇離子監(jiān)測(cè)(SIM)模式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，己醛的定量離子為m/z48，定性離子為m/z64及80，其D12氘代內(nèi)標(biāo)的定量離子為m/z55，定性離子為m/z69。丙醛的定量離子及定性離子為m/z58.0 及 57.0，其D5氘代內(nèi)標(biāo)的定量及定性離子分別為m/z63.0及62.0。

定量分析：根據(jù)樣品中己醛及丙醛的含量，配制一系列的含有相同濃度內(nèi)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。將各標(biāo)準(zhǔn)工作溶液(100 μL)分別加入稱為1g可可油的頂空瓶中，加蓋后上機(jī)分析。以各標(biāo)準(zhǔn)溶液中己醛及丙醛的濃度為橫坐標(biāo)，它們與其各自內(nèi)標(biāo)的峰面積比值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算各樣品溶液中己醛及丙醛的濃度。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

本研究使用IBM SPSS Statistics 22進(jìn)行One-way ANOVA統(tǒng)計(jì)分析，顯著水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)價(jià)

對(duì) ARA 及 DHA 樣品進(jìn)行為期 30 d的感官香氣屬性評(píng)價(jià)，雅培內(nèi)部的原料放行感官標(biāo)準(zhǔn)(基于ISO 13299 標(biāo)準(zhǔn)制訂)被作為參考文件來判斷樣品是否出現(xiàn)了不符合標(biāo)準(zhǔn)的感官屬性，以此來判斷樣品的氧化程度(表2)。經(jīng)過30d的感官香氣評(píng)價(jià)，ARA樣品始終維持在弱的蛋腥味，感官屬性沒有變化(圖1)。DHA樣品從第15d開始，呈現(xiàn)了很弱的腐敗魚腥味，感官屬性發(fā)生變化，出現(xiàn)氧化現(xiàn)象。從第23d開始，腐敗魚腥味變重，氧化現(xiàn)象更嚴(yán)重。青草味在30d中始終處于很弱或弱的強(qiáng)度，均符合標(biāo)準(zhǔn)(圖2)。

表2 ARA及DHA主要香氣屬性及評(píng)分接受標(biāo)準(zhǔn)

圖1 ARA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中感官香氣屬性的變化

圖2 DHA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中感官香氣屬性的變化

2.2 游離脂肪酸的測(cè)定

ARA及DHA油脂樣品中的游離脂肪酸含量在儲(chǔ)藏過程中均沒有明顯變化(圖3及圖4)，說明游離脂肪酸的含量不是一個(gè)能夠靈敏反映油脂氧化狀態(tài)的理化指標(biāo)。油脂中游離脂肪酸主要來自于油脂的精煉過程，可以反映油脂加工過程的質(zhì)量。工業(yè)界對(duì)游離脂肪酸含量的控制的一個(gè)重要原因是它是一種促氧化劑，能促使促氧化金屬離子(鐵、銅等)在油水界面的富集，從而加速金屬離子催化的油脂氧化反應(yīng)的進(jìn)行[24]。游離脂肪酸同時(shí)也是油脂氧化產(chǎn)物的一種，但通常情況下，當(dāng)其含量因油脂氧化而發(fā)生明顯變化時(shí)，油脂的氧化程度已非常嚴(yán)重。

圖3 ARA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中游離脂肪酸含量的變化

圖4 DHA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中游離脂肪酸含量的變化

2.3 過氧化值的測(cè)定

由圖5、圖6可知，脂質(zhì)過氧化物的含量在2種油脂儲(chǔ)藏過程中均整體呈現(xiàn)出緩慢上升的趨勢(shì)，說明一級(jí)氧化產(chǎn)物在儲(chǔ)藏過程中逐漸累積。脂質(zhì)過氧化物在ARA樣品儲(chǔ)藏過程中的含量范圍為0.51～6.68 mmol/kg，稍高于其在DHA樣品中的含量范圍(0.21～4.95 mmol/kg)。但感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，ARA樣品在整個(gè)儲(chǔ)藏過程中均符合感官標(biāo)準(zhǔn)，而DHA樣品從第15d開始，香氣開始不符合感官標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)氧化現(xiàn)象，從第23d開始氧化現(xiàn)象更為顯著。這種現(xiàn)象可能是因?yàn)橹|(zhì)過氧化物在DHA中已降解為二級(jí)氧化產(chǎn)物。過氧化值的測(cè)定結(jié)果表明，此理化指標(biāo)一定程度上可以反映油脂氧化的初期狀態(tài)，但不能反映最終影響油脂質(zhì)量的感官性狀。

圖5 ARA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中過氧化物含量的變化

圖6 DHA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中過氧化物含量的變化

2.4 揮發(fā)性氧化產(chǎn)物的測(cè)定

圖7、圖8顯示，ARA樣品在30d的儲(chǔ)藏過程中基本無揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物產(chǎn)生，與感官評(píng)價(jià)的結(jié)果一致(圖1)。DHA樣品中丙醛的含量從第22d開始有顯著升高(P< 0.05)，與其感官評(píng)價(jià)結(jié)果相一致(圖2，第23d腐敗魚腥味顯著加重)。揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物的含量能夠更有效地反映魚油樣品的氧化狀態(tài)。ELISIA等[25]的研究也表明，己醛是反映母乳中油脂氧化狀態(tài)的一個(gè)有效指標(biāo)。

圖7 RA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物己醛含量的變化

圖8 DHA樣品40℃避光儲(chǔ)藏30d過程中揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物丙醛含量的變化

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了2種商業(yè)用魚油樣品ARA和DHA在加速儲(chǔ)藏過程中的感官屬性及3種理化指標(biāo)游離脂肪酸含量、過氧化值及揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物己醛/丙醛的變化。結(jié)果表明，脂肪酸含量的變化不能靈敏有效地反映油脂樣品的氧化狀態(tài)。過氧化值一定程度上可以反映油脂氧化的初期狀態(tài)，但不能有效地反映油脂樣品的感官性狀。揮發(fā)性二級(jí)氧化產(chǎn)物(ω-6脂肪酸監(jiān)測(cè)己醛、ω-3脂肪酸監(jiān)測(cè)丙醛)的含量變化與油脂的感官評(píng)價(jià)結(jié)果相一致，可以相對(duì)有效地反映油脂樣品的氧化狀態(tài)。同時(shí)監(jiān)測(cè)魚油樣品的過氧化值及丙醛/己醛的含量可以更全面地評(píng)價(jià)油脂的氧化狀態(tài)，以更有效地控制魚油在儲(chǔ)藏過程中的質(zhì)量。◇