高效液氮加注技術(shù)對葵花籽油品質(zhì)和產(chǎn)品包裝的影響

郭 洋，王 賽，劉昌樹

(佳格投資(中國)有限公司，上海 201103)

葵花籽油作為一種營養(yǎng)價值高的食用油備受消費(fèi)者青睞?？ㄗ延椭泻写罅坎伙柡椭舅?，其中亞油酸含量達(dá)55%以上[1]。隨著儲藏時間的延長，包裝葵花籽油會受到瓶內(nèi)氧氣的影響，易發(fā)生氧化酸敗，同時油脂中維生素等營養(yǎng)物質(zhì)被破壞[2]，對葵花籽油的品質(zhì)造成不良的影響。提升葵花籽油的抗氧化能力，延長產(chǎn)品貨架期是油脂行業(yè)一直關(guān)注的焦點(diǎn)。

從食品安全角度考量，充氮技術(shù)可以對食用油的過氧化值和酸值進(jìn)行有效控制[3]。李慶鵬等[4]研究表明，與未充氮的大豆原油相比，采取充氮儲藏的大豆原油過氧化值升高速率降低了約17%。袁建等[5]研究表明，隨著儲藏時間的延長，充氮油脂的酸值變化比較緩慢。目前國內(nèi)多數(shù)食用油企業(yè)應(yīng)用氣氮加注技術(shù)灌裝食用油，利用高純度的氮?dú)庵脫Q包裝產(chǎn)品內(nèi)空間的氧氣，以氮?dú)馓娲諝馀c油脂表面接觸，延緩食用油的氧化[6]，從而增強(qiáng)食用油的儲藏穩(wěn)定性[6-7]，做到在絕氧或者低氧的條件下長期儲藏食用油。液氮加注技術(shù)在飲料包裝領(lǐng)域應(yīng)用較多，在飲料瓶內(nèi)滴入液氮后再壓蓋，在阻隔外界空氣、水分和細(xì)菌進(jìn)入飲料瓶內(nèi)的同時，延長產(chǎn)品的保質(zhì)期，另外，由于內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)，還能有效地提升產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度，使產(chǎn)品外表更加堅(jiān)挺[8]。在油脂行業(yè)中，食用油產(chǎn)品同樣使用PET瓶進(jìn)行灌裝[9]，如將液氮加注技術(shù)應(yīng)用于食用油產(chǎn)品中也會提升產(chǎn)品抗壓強(qiáng)度，然而液氮加注技術(shù)在油脂領(lǐng)域的應(yīng)用較少。因此，本文采用高效液氮加注技術(shù)灌裝葵花籽油，并在不同溫度條件下進(jìn)行儲藏實(shí)驗(yàn)，測定儲藏過程中葵花籽油的酸值、過氧化值、殘氧值、內(nèi)壓值的變化，以及葵花籽油產(chǎn)品滿瓶抗壓能力，并與氣氮加注、氣液氮混合加注技術(shù)進(jìn)行比較，考察高效液氮加注技術(shù)對葵花籽油品質(zhì)和產(chǎn)品包裝的影響，以期為液氮加注技術(shù)在油脂行業(yè)的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

一級葵花籽油，未添加抗氧化劑，佳格食品有限公司提供；食品級液氮，純度99.999%，購于上海雋頂氣體有限公司；氣氮，由液氮汽化得到。

液氮加注器，舟山威爾曼機(jī)械科技有限公司；內(nèi)壓測定儀，西安儀表股份有限公司；垂直載壓儀，東莞博萊德儀器設(shè)備有限公司；CheckPoint 3便攜式頂空分析儀(食品殘氧儀)；氣氮加注灌裝線，佳格食品有限公司提供。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 充氮灌裝葵花籽油

在葵花籽油灌裝線上通過增加液氮加注器并關(guān)閉氣氮加注，對未壓蓋的葵花籽油產(chǎn)品滴入液氮(液氮滴入時間為70 ms)后，再進(jìn)行壓蓋。待液氮加注樣品制取完成后，將灌裝線上氣氮加注打開，進(jìn)行氣氮加注和氣液氮混合加注(液氮滴入時間為70 ms)樣品制取。將得到的葵花籽油樣品進(jìn)行6個月的常溫儲藏和5個月的45℃儲藏，對比酸值和過氧化值的變化趨勢，并比較不同充氮方式對葵花籽油產(chǎn)品殘氧值、內(nèi)壓值和滿瓶抗壓能力的影響。

1.2.2 指標(biāo)測定

酸值參照GB 5009.229—2016進(jìn)行測定；過氧化值參照GB 5009.227—2016進(jìn)行測定；殘氧值使用食品殘氧儀對產(chǎn)品內(nèi)部空間的氧氣含量進(jìn)行測定；內(nèi)壓值使用內(nèi)壓測定儀對產(chǎn)品內(nèi)部壓力進(jìn)行測定；滿瓶抗壓能力使用垂直載壓儀對產(chǎn)品整體抗壓能力進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 充氮方式對葵花籽油酸值的影響(見表1)

由表1可知：常溫儲藏條件下，液氮加注和氣氮加注樣品酸值隨儲藏時間的延長總體呈上升趨勢，液氮加注樣品酸值(KOH)由0.06 mg/g上升至0.07 mg/g，氣氮加注樣品酸值(KOH)由0.05 mg/g上升至0.07 mg/g，但氣液氮混合加注樣品的酸值(KOH)出現(xiàn)了輕微降低，由0.07 mg/g降低至0.06 mg/g。45℃儲藏條件下，3種充氮方式樣品均出現(xiàn)了酸值上升的情況。45℃下儲藏5個月，氣氮加注和氣液氮混合加注樣品的酸值高于常溫儲藏樣品，但液氮加注樣品酸值與常溫儲藏樣品無差別。

表1 充氮方式對不同儲藏條件下葵花籽油酸值的影響

2.2 充氮方式對葵花籽油過氧化值的影響(見表2)

由表2可知，儲藏時間為1個月時，3種充氮方式樣品過氧化值均升高，之后隨著儲藏時間的延長過氧化值出現(xiàn)小幅度的降低，最終總體呈現(xiàn)上升的趨勢。對比樣品的初始過氧化值，氣氮加注樣品過氧化值最低，為0.66 mmol/kg，液氮加注和氣液氮混合加注樣品的過氧化值分別為0.78 mmol/kg和0.93 mmol/kg。常溫儲藏5個月時，液氮加注、氣氮加注和氣液氮混合加注樣品過氧化值分別增長86%、67%和45%，達(dá)到1.45、1.10 mmol/kg和1.35 mmol/kg。與常溫儲藏相比，液氮加注樣品45℃儲藏5個月后過氧化值稍有降低，為1.30 mmol/kg。

在儲藏1個月時樣品出現(xiàn)過氧化值升高，可能是油脂和瓶內(nèi)空氣發(fā)生了初級氧化反應(yīng)，隨后過氧化值降低后再升高可能是次級氧化反應(yīng)所導(dǎo)致。液氮加注和氣液氮混合加注樣品初始和儲藏過程中過氧化值比氣氮加注樣品的稍高，可能是液氮加注設(shè)備為臨時外加設(shè)備，與生產(chǎn)線的匹配度存在差異，在液氮汽化膨脹后未能完全逼走空氣造成瓶內(nèi)殘留空氣較多導(dǎo)致的。

表2 充氮方式對不同儲藏條件下葵花籽油過氧化值的影響

2.3 充氮方式對葵花籽油產(chǎn)品中殘氧值的影響(見表3)

從表3可以看出，3種充氮方式樣品初始?xì)堁踔迪嗖畈淮?，后均隨儲藏時間的延長殘氧值降低。氣氮加注樣品殘氧值降低幅度最??；液氮加注樣品和氣液氮加注樣品的殘氧值在儲藏2個月時顯著降低，之后4個月降低程度趨于平緩。儲藏過程中，液氮加注和氣液氮混合加注樣品的殘氧值明顯低于氣氮加注樣品，其原因與相應(yīng)樣品的過氧化值升高情況一致，可能是瓶內(nèi)剩余的氧氣與油脂發(fā)生了反應(yīng)，導(dǎo)致殘氧值降低，過氧化值升高。

表3 充氮方式對葵花籽油產(chǎn)品中殘氧值的影響

2.4 液氮加注對葵花籽油產(chǎn)品包裝的影響

對新制取的實(shí)驗(yàn)樣品中內(nèi)壓值進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)常溫條件下液氮加注樣品中瓶內(nèi)存在15 kPa左右的內(nèi)壓值，而氣氮加注樣品瓶內(nèi)無內(nèi)壓存在。對比儲藏過程中，液氮加注的樣品和氣液氮混合加注樣品的內(nèi)壓值，結(jié)果見圖1。對新灌裝葵花籽油產(chǎn)品滿瓶抗壓能力進(jìn)行測定，結(jié)果見表4。

圖1 充氮方式對葵花籽油產(chǎn)品內(nèi)壓值的影響

表4 充氮方式對葵花籽油產(chǎn)品滿瓶抗壓能力的影響

從圖1可以看出，初始時，液氮加注樣品的內(nèi)壓值明顯高于氣液氮混合加注樣品的內(nèi)壓值，但儲藏時間為2個月時，2種充氮方式的樣品內(nèi)部正壓消耗殆盡，儲藏時間延長至6個月時，2種充氮方式的樣品中均無正壓存在。對比各樣品的起始內(nèi)壓值可以判斷，通過液氮加注，葵花籽油產(chǎn)品整體的抗壓能力得到了改善。

從表4可以看出，液氮加注樣品的滿瓶抗壓能力明顯優(yōu)于其余2種充氮方式的樣品，說明液氮加注樣品的整體抗壓能力有了明顯的提升。氣液氮混合加注的樣品，由于測試時先加入液氮后加入氣氮，氣氮的加注可能會將部分剛揮發(fā)的液氮排出，因此其內(nèi)壓值較低，滿瓶抗壓能力較低。本次實(shí)驗(yàn)中所使用的瓶型瓶口與瓶蓋為壓蓋型，其密封性可能較旋蓋型瓶口和瓶蓋搭配的效果弱，因此可能在更換旋蓋型瓶口和瓶蓋后，液氮加注樣品瓶內(nèi)正壓的保持時間能夠進(jìn)一步地延長。

3 結(jié) 論

液氮加注、氣氮加注和氣液氮混合加注樣品的酸值和過氧化值變化趨勢基本一致；與常溫儲藏相比，液氮加注樣品45℃儲藏5個月后酸值沒有明顯差別；液氮加注和氣液氮混合加注樣品初始及儲藏過程中的過氧化值比氣氮加注樣品的稍高；常溫下3種充氮方式樣品的初始?xì)堁踔迪嗖畈淮?，但儲藏過程中液氮加注和氣液氮混合加注樣品的殘氧值明顯低于氣氮加注樣品；常溫下液氮加注樣品瓶內(nèi)存在正壓，其滿瓶抗壓能力優(yōu)于氣氮加注和氣液氮混合加注樣品。

本次研究中有些問題還需改進(jìn)：①此次研究中并未對產(chǎn)品的色澤進(jìn)行測定；②液氮加注設(shè)備為臨時增加設(shè)備，其與生產(chǎn)線的匹配度還有待完善和提高，應(yīng)先按瓶內(nèi)殘留空間計(jì)算好液氮加注量，給予液氮充分的汽化時間，以逼走產(chǎn)品瓶內(nèi)的空氣；③未對液氮加注量進(jìn)行充分的梯度測試，未確定最適宜的液氮加注量來提升產(chǎn)品抗氧化能力；④可在以后的實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行旋蓋型瓶口與瓶蓋的搭配測試。