不同形式鐵離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂酸敗的影響

■尚秀國(guó) 劉孝春 尚超越 羅永發(fā) 劉金好 朱曉萍*

（1.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；2.重慶郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院，重慶404100；3.廣東興騰科生物科技有限公司，廣東肇慶526000）

鐵是動(dòng)物必需的營(yíng)養(yǎng)元素，為保證動(dòng)物的生長(zhǎng)繁殖性能，廣泛的使用在動(dòng)物生產(chǎn)中的各個(gè)階段[1]。在添加鐵元素的同時(shí)，飼料中經(jīng)常添加使用油脂作為能量物質(zhì)，以提高飼料的能值，促進(jìn)動(dòng)物的生長(zhǎng)[2]。油脂在與金屬元素接觸后，在飼料的存儲(chǔ)期內(nèi)會(huì)不可避免地發(fā)生氧化酸敗[3]。酸敗后的飼料不僅產(chǎn)生難聞氣味，使飼料的適口性變差，消化率降低，而且會(huì)導(dǎo)致動(dòng)物生長(zhǎng)緩慢，并引發(fā)動(dòng)物疾病[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亞鐵、富馬酸亞鐵和甘氨酸鐵三種微量元素原料，模擬實(shí)際生產(chǎn)中8%仔豬預(yù)混料中油脂與鐵元素的添加量，將三種鐵離子與大豆油乳化混合后存放，分析不同形式的鐵離子對(duì)油脂氧化指標(biāo)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亞鐵、富馬酸亞鐵和甘氨酸鐵三種微量元素原料，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，將三種鐵離子與大豆油的比例設(shè)定在9∶1 000。試驗(yàn)共設(shè)四個(gè)處理組，分別是對(duì)照組(不添加鐵離子)、硫酸亞鐵組(100 g 大豆油中添加一水硫酸亞鐵2.45 g)、富馬酸亞鐵組(100 g 大豆油中添加富馬酸亞鐵2.73 g)、甘氨酸鐵組(100 g 大豆油中添加甘氨酸鐵3.28 g)。每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)，乳化后將三種鐵離子與大豆油混合，裝入塑料袋中，在高溫高濕條件下（廣東夏季6～9 月間），避光儲(chǔ)放0、10、20、30、40、50 d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

飼料用一級(jí)大豆油由廣州藍(lán)雷生物科技有限公司提供，一水硫酸亞鐵（鐵元素含量36.8%）、富馬酸亞鐵（鐵元素含量32.9%）、甘氨酸鐵（鐵元素含量27.5%）由廣東興騰科生物科技有限公司提供。

1.3 試驗(yàn)試劑

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。

1.4 儀器設(shè)備

恒溫培養(yǎng)箱、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、電子天平、分光光度計(jì)、小型粉碎機(jī)等。

1.5 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.5.1 酸價(jià)的測(cè)定

采用GB/T 19164—2003附錄B《魚(yú)粉中酸價(jià)檢測(cè)方法》測(cè)定酸價(jià)[6]。

1.5.2 碘價(jià)的測(cè)定

采用GB/T 5532—1995 測(cè)定不同儲(chǔ)放時(shí)間油脂的碘價(jià)[7]。

1.5.3 過(guò)氧化值的測(cè)定

采用GB/T 5538—2005 的方法[8]進(jìn)行試驗(yàn)，并計(jì)算過(guò)氧化值。

1.5.4 丙二醛含量的測(cè)定

采用GB/T 5009.181—2016 的方法進(jìn)行試驗(yàn)，測(cè)定油脂中的丙二醛含量[9]。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2013進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析，并繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

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

酸價(jià)是衡量油脂水解酸敗的重要指標(biāo)。酸價(jià)越高，油脂水解酸敗就越嚴(yán)重[10]。從圖1可以看出，隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)，各處理組的酸價(jià)逐漸升高，但總體增加的幅度不大。對(duì)照組的酸價(jià)一直是緩慢地升高，變化幅度最小，存儲(chǔ)期間酸價(jià)增長(zhǎng)了40%。富馬酸亞鐵組的酸價(jià)在前30 d 緩慢上升，然后略有降低，存儲(chǔ)期間增長(zhǎng)了90%。硫酸亞鐵組和甘氨酸鐵組的酸價(jià)在0 d到第10 d有一個(gè)大幅度的升高，然后緩慢上升，存儲(chǔ)期間分別增長(zhǎng)了135%和150%。三種形式的鐵離子相比，甘氨酸鐵組的酸價(jià)上升幅度最大，其次為硫酸亞鐵組和富馬酸亞鐵組，但三者之間的差異不大。說(shuō)明從酸價(jià)的變化很難評(píng)估不同形式的鐵離子對(duì)油脂酸敗的影響。

圖1 不同形式鐵離子對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油酸價(jià)的影響

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

碘價(jià)一般用來(lái)衡量油脂的不飽和脂肪酸程度，碘價(jià)越高，意味著油脂中的不飽和雙鍵就越多，不飽和脂肪酸的含量就越高，每種油脂的碘價(jià)大小和變化范圍是一定的，正常大豆油的碘價(jià)處于124～139 g/100 g之間，超過(guò)這個(gè)范圍，說(shuō)明油脂出現(xiàn)了酸敗問(wèn)題[10]。從圖2可以看出，隨著存儲(chǔ)期的延長(zhǎng)，各處理組的碘價(jià)逐漸降低，但降低的速度不同。其中對(duì)照組的碘價(jià)降低的最慢，存儲(chǔ)至50 d時(shí)碘價(jià)低于120 g/100 g，存儲(chǔ)期間降低了19.73%。甘氨酸鐵組的碘價(jià)降低的也比較慢，存儲(chǔ)至40 d 時(shí)碘價(jià)低于120 g/100 g，存儲(chǔ)期間降低了25.73%。硫酸亞鐵組的碘價(jià)降低要快一些，存儲(chǔ)至30 d時(shí)碘價(jià)低于120 g/100 g，存儲(chǔ)期間碘價(jià)降低了28.50%。富馬酸亞鐵組的碘價(jià)降低速度最快，存儲(chǔ)至20 d時(shí)碘價(jià)低于120 g/100 g，存儲(chǔ)期間降低了27.01%。三種微量元素相比，富馬酸亞鐵組碘價(jià)降低的速度最快，其次是硫酸亞鐵組，最慢的是甘氨酸亞鐵組。

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

過(guò)氧化物是脂肪酸氧化中累積的主要產(chǎn)物，其快速形成意味著脂肪氧化的開(kāi)始[11]。從圖3可以看出，在60 d的儲(chǔ)存期內(nèi)，隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組的過(guò)氧化值在前40 d變化不大，存儲(chǔ)至50 d時(shí)有一個(gè)大幅度的增長(zhǎng)，然后又有所降低，存儲(chǔ)期內(nèi)增加了1.32倍。富馬酸亞鐵組存儲(chǔ)至40 d和50 d時(shí)均有一個(gè)大幅度的增長(zhǎng)，然后開(kāi)始降低，存儲(chǔ)期內(nèi)增加了4.24倍。硫酸亞鐵組和甘氨酸鐵組隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)，過(guò)氧化值穩(wěn)步增長(zhǎng)，50 d后過(guò)氧化值均有所降低，存儲(chǔ)期間過(guò)氧化值分別增加了5.98倍和6.44倍。從三種形式的鐵離子在存儲(chǔ)期間過(guò)氧化值的變化來(lái)看，變化幅度最大的是甘氨酸鐵組，其次是硫酸亞鐵組，最小的是富馬酸亞鐵組。

圖2 不同形式鐵離子對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油碘價(jià)的影響

圖3 不同形式鐵離子對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油過(guò)氧化值的影響

2.4 不同形式鐵離子對(duì)存儲(chǔ)期間油脂丙二醛含量的影響

油脂酸敗的終產(chǎn)物中含有丙二醛，通過(guò)丙二醛含量的測(cè)定能夠更好地反映油脂的氧化程度[12]。從圖4可以看出，在60 d的儲(chǔ)存期內(nèi)，各處理組的丙二醛含量都隨著儲(chǔ)存期的延長(zhǎng)而逐漸增高。其中對(duì)照組的丙二醛含量比較穩(wěn)定，變化比較小，存儲(chǔ)期間增長(zhǎng)了1.92倍。甘氨酸鐵組的丙二醛含量在第10 d有一個(gè)大幅的增長(zhǎng)，增長(zhǎng)幅度為62.46倍，然后穩(wěn)步增長(zhǎng)，整個(gè)存儲(chǔ)期增長(zhǎng)幅度為107.77 倍。硫酸亞鐵組在第10 d有一個(gè)非常大幅度的增長(zhǎng)，增長(zhǎng)幅度為68.08倍，然后進(jìn)入穩(wěn)步增長(zhǎng)階段，整個(gè)存儲(chǔ)期增長(zhǎng)了131.31倍。富馬酸亞鐵組在第10 d同樣存在一個(gè)大幅度的增長(zhǎng)，增長(zhǎng)幅度為180.54 倍，然后開(kāi)始逐步降低，整個(gè)存儲(chǔ)期增長(zhǎng)了135.15倍。從丙二醛含量增長(zhǎng)的速度和幅度來(lái)看，三種鐵離子組以富馬酸亞鐵組增長(zhǎng)最快，幅度最大，其次是硫酸亞鐵組，增長(zhǎng)最慢和幅度最小的是甘氨酸鐵組。

3 討論

油脂的氧化反應(yīng)始終處于動(dòng)態(tài)變化中，酸敗的過(guò)程中不僅產(chǎn)生了游離脂肪酸，而且產(chǎn)生氫過(guò)氧化物，醛、酮、羧酸等各種小分子物質(zhì)，使得油脂酸敗程度的評(píng)估變得極其復(fù)雜。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[13]。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[14]。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三個(gè)指標(biāo)，三個(gè)指標(biāo)配合使用能很好地表征油脂地新鮮程度[15]。

圖4 不同形式鐵離子對(duì)存儲(chǔ)期間大豆油丙二醛含量的影響

酸價(jià)是評(píng)定油脂水解酸敗程度的指標(biāo)之一。它是中和1 g油脂中的游離脂肪酸所消耗的氫氧化鉀的毫克數(shù)[16]。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。本研究的結(jié)果表明：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，以甘氨酸鐵組的酸價(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 0.20～0.50 KOH mg/g 之間。這與蔣麗麗等[17]的研究結(jié)果相一致，該研究在大豆油中添加0.5%、1.0%和1.5%的鐵離子，發(fā)現(xiàn)在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[18]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。這主要是由于存儲(chǔ)期間各處理組并沒(méi)有發(fā)生水解酸敗或發(fā)生了很少量的水解酸敗，具體原因尚需進(jìn)一步探討。

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)[19]。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[20]。如果油脂的酸價(jià)低，過(guò)氧化值高而丙二醛低，說(shuō)明油脂處于初始氧化階段[14]。本試驗(yàn)中，從三種形式的鐵離子組的酸價(jià)、過(guò)氧化值和丙二醛含量的測(cè)定結(jié)果不難看出，在整個(gè)存儲(chǔ)期間，甘氨酸鐵組的酸價(jià)變化不大，過(guò)氧化值高而丙二醛含量低，說(shuō)明甘氨酸鐵組還處于油脂氧化酸敗的初始階段。本試驗(yàn)中，硫酸亞鐵正是處于這一階段，說(shuō)明硫酸亞鐵組正在持續(xù)氧化酸敗，處于氧化酸敗的中期。如果油脂的酸價(jià)低、過(guò)氧化值低且丙二醛含量高，說(shuō)明油脂處在氧化酸敗后期，甚至已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的酸敗和變質(zhì)[14]。從本試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，富馬酸亞鐵正是處于這樣的狀態(tài)。說(shuō)明富馬酸亞鐵組已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重酸敗的問(wèn)題。

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[15]。由于各種油脂的碘價(jià)大小和變化范圍是一定的，例如：大豆油的碘價(jià)處于124～139 g/100 g 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，富馬酸亞鐵組在存儲(chǔ)至20 d時(shí)，其碘價(jià)既已超出正常大豆油的范圍，而硫酸亞鐵組在存儲(chǔ)至30 d時(shí)碘價(jià)超出了正常范圍，甘氨酸鐵組在存儲(chǔ)至40 d時(shí)碘價(jià)超出正常范圍，對(duì)照組在存儲(chǔ)至50 d時(shí)碘價(jià)超出正常范圍。這從另一個(gè)角度說(shuō)明富馬酸亞鐵組最早進(jìn)入油脂氧化階段，接著是硫酸亞鐵組，最后是甘氨酸鐵組，與前面的分析相吻合。

4 結(jié)論

隨著存儲(chǔ)時(shí)間的延長(zhǎng)，三種形式鐵離子組的酸價(jià)變化不大，丙二醛含量大幅度增加，碘價(jià)降低明顯，過(guò)氧化值呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，且增長(zhǎng)幅度較大。在60 d 的存儲(chǔ)期內(nèi)，甘氨酸鐵組的酸價(jià)低，過(guò)氧化值高，而丙二醛含量低，說(shuō)明甘氨酸鐵組還處于油脂氧化的初始階段。硫酸亞鐵組的酸價(jià)低，過(guò)氧化值高而丙二醛含量也高，說(shuō)明硫酸亞鐵組處于氧化酸敗中期，已經(jīng)開(kāi)始變質(zhì)。富馬酸亞鐵組的酸價(jià)低、過(guò)氧化值低且丙二醛含量高，說(shuō)明富馬酸亞鐵組處于氧化酸敗后期，甚至已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的酸敗和變質(zhì)。建議在預(yù)混料配制時(shí)優(yōu)先選擇甘氨酸鐵為微量元素原料，其次是硫酸亞鐵，盡量不用富馬酸亞鐵。