營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的研制

于海坤，劉愛成，陳佳麗，李墨翰，楊梅，楊柳，岳喜慶

（沈陽農(nóng)業(yè)大學食品學院，遼寧沈陽 110866）

油脂是食物中重要組成成分，是重要的能量物質，也是細胞、組織等主要結構組成的基礎原料[1]，參與機體的眾多生理功能調(diào)節(jié)，除了提供人體所需的必需脂肪酸，還含有脂溶性維生素、植物甾醇、角鯊烯等功能性有益伴隨物[2,3]，促進身體、大腦、視力的發(fā)育[4]。若長期食用單一植物油容易導致營養(yǎng)單一，體內(nèi)某些脂肪酸過量或者不足、部分微量元素缺失等。尤其是ω-3脂肪酸攝入不足[5]。大量研究表明，脂類與血管疾病、膽汁淤積、肥胖等多種疾病的發(fā)生直接相關[6-10]，不同種類的脂肪酸對人體健康的影響也不相同，研究表明，飽和脂肪酸（Saturated Fatty Acids，SFA）攝入過量引起心血管等一系列疾病[11]，SFA過低不利于嬰幼兒和青少年的發(fā)育，可能增加心臟的出血[12]；單不飽和脂肪酸（Monounsaturated Fatty Acids，MUFA）、多不飽和脂肪（Polyunsaturated Fatty Acids，PUFA）能預防凝血和動脈粥樣硬化、降血壓、降血脂，減少冠心病的發(fā)病危險性[13-16]，但PUFA很容易發(fā)生氧化，過量攝入多不飽和脂肪酸會引起體內(nèi)脂質過氧化[5]。同時，人體攝入的脂肪酸不僅需要攝入量合適，而且還要比例適宜。ω-3 PUFA與ω-6 PUFA在影響機體免疫的機制上具有競爭效應，ω-3和ω-6的比例會對免疫功能產(chǎn)生影響，ω-3 PUFA比率低時能增強非特異性抗性和免疫反應[17-20]。適宜的PUFA比例也有利于預防心血管疾病、腫瘤等[21-23]。維持ω-3 PUFA與ω-6 PUFA比例的動態(tài)平衡，對體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定、維持細胞因子、調(diào)控基因表達及脂蛋白的平衡等方面具有重要作用[24,25]。

聯(lián)合國糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織以及各國家對脂肪酸均衡及生理代謝進行大量研究，并制定了膳食脂肪與脂肪酸比例的參考攝入量相應的標準[26-30]。根據(jù)我國居民飲食習慣，中國營養(yǎng)學會推薦SFA不超過10%；ω-6 PUFA 含量為 2.50%~9.00%；ω-3 PUFA 含量為0.50%~2.00%；多不飽和脂肪酸中ω-6與ω-3的質量比是(4~6):1[31]。已知的天然的單一油脂不論植物油還是動物油的脂肪酸比例都難以滿足營養(yǎng)要求，調(diào)和油是指兩種及兩種以上的食用油根據(jù)營養(yǎng)需求以及科學的比例進行調(diào)配的一種新型的食用油，不僅可以彌補單一食用油脂營養(yǎng)過量或不足的缺陷，還能符合脂肪酸比例的需求。市場的植物食用油琳瑯滿目，但調(diào)和食用油較少，符合脂肪酸平衡的調(diào)和油更寥寥無幾。植物油調(diào)和后的油脂風味和口感會大大降低，所以被消費者的青睞程度并不高[32]，而牛油不僅能提供獨特濃郁的風味，還具有豐富脂溶性維生素極易被吸收，同時還含有抗氧化能力強的微量硒元素，但是由于高熔點和飽和脂肪酸特性，常對其進行改性，通過分提后使其更適合食用。營養(yǎng)均衡調(diào)和油配方計算采用Matlab建立數(shù)學模型，可轉化為線性模型，降低了計算的難度、復雜度，且準確率高、耗時短，也可根據(jù)實際需求設定目標參數(shù)、原料油、營養(yǎng)含量等，應用方便靈活，Matlab軟件在調(diào)和油的配方設計中被廣泛使用[33]。

本研究以常見的多種植物油及牛油為原料，考慮油脂營養(yǎng)價值、口感風味及市場價格等因素，通過建立相應的數(shù)學模型計算出脂肪酸配比合理、價格最優(yōu)的各原料油的配比，通過最佳調(diào)配工藝對原料油進行調(diào)配得到營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油，并預測其貨架期。通過本研究緩解了消費者食用單一食用油營養(yǎng)功能結構不合理的問題，促進我國調(diào)和油的健康發(fā)展，對保證消費者健康和提高食品安全具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

精煉牛油、稻米油、低芥酸菜籽油、菜籽油、花生油、玉米油、葵花籽油、茶油、橄欖油、亞麻籽油、芝麻油、大豆油均為市售；37種脂肪酸甲酯混合標準品，索萊寶生物科技有限公司；膽固醇標準品（純度＞99%），上海麥克林生化科技有限公司；正己烷、三氯甲烷、冰乙酸、韋氏試劑國產(chǎn)分析純

1.2 儀器與設備

Aglient 7820A氣相色譜儀、Aglient 1100高效液相色譜儀，美國安捷倫公司；電熱恒溫鼓風干燥箱，上海福瑪實驗設備有限公司；JB-1型磁力攪拌器，天津市歐譜儀器儀表有限公司；7200-紫外-可見分光光度計，尤尼柯有限公司；分析天平ALC-210.4，德國賽多利斯艾科勒公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 溶劑法分提牛油

稱取適量的牛油，80 ℃水浴恒溫加熱30 min后，在60 ℃水浴中繼續(xù)保持15 min，按丙酮與牛油10:1（V:m）的比例加入丙酮，放入轉子，通過超級恒溫水浴鍋混合均勻，設置工作參數(shù)，初始溫度 40 ℃，攪拌速率300 r/min，攪拌時間20 min，得到混勻的液體立刻降溫至10 ℃，并在此溫度下保持24 h充分結晶，結束后真空抽濾得到固脂，旋轉蒸發(fā)濾液回收丙酮，同時得到分提液體牛油[34]。

1.3.2 理化指標的測定

酸價：參照《食品安全國家標準食品中酸價的測定》（GB 5009.229-2016）中冷溶劑指示劑滴定法測定；過氧化值：參照《食品安全國家標準食品中過氧化值的測定》（GB 5009.227-2016）中滴定法測定；碘值：參照《動植物油脂碘值的測定》（GB/T 5532-2008）測定；皂化值：參照《動植物油脂皂化值的測定》（GB/T 5534-2008）測定；熔點：參照《動植油脂熔點測定》（GB/T 12766-2008）執(zhí)行測定；膽固醇：參照《食品安全國家標準食品中膽固醇的測定》（GB 5009.128-2016）測定。

1.3.3 脂肪酸組成及含量的測定

參照文獻楊春英等[35-37]的方法并略有改動：稱取0.05 g（精確到0.000 1 g），將油脂置于10 mL具塞玻璃試管中，加入5.0 mL 0.5 mol/L NaOH-CH3OH溶液，渦旋40 s混合均勻，65 ℃水浴下反應40 min（每5 min搖勻一次），加入5.0 mL正己烷，搖勻后靜置分層，取上層清液，加入0.6 g無水硫酸鈉振搖，中和NaOH并干燥，靜置后上清液用0.22 μm有機過濾器過濾，等待GC-MS分析。

GC條件：色譜柱：HP-FFAP石英毛細管色譜柱（30×0.25 mm，ID 0.25 μm）；進樣口溫度：250 ℃；載氣：高純氦氣（純度＞99.999%）；進樣量：1.0 μL，流速：1.0 mL/min，分流比為20:1；柱溫箱程序升溫：初始溫度180 ℃，維持1 min，以3 ℃/min升溫速率升至230 ℃，維持10 min。

MS條件：電子電離離子源；電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；接口溫度250 ℃；四極桿溫度150 ℃；傳輸線溫度280 ℃；掃描質量范圍30~450 u，全掃描方式；不延遲。

將樣品的峰與 37種脂肪酸甲酯混合標準品各色譜峰保留時間對比，通過NIST質譜庫輔助進行樣品脂肪酸定性分析，運用峰面積歸一化法和標準曲線法計算各脂肪酸含量百分比進行定量分析。

1.3.4 營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的調(diào)配目標

參照2013版《中國居民膳食營養(yǎng)素參考攝入量》有關成人脂肪酸推薦參考攝入量及相關文獻為營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的調(diào)配目標[31]。

1.3.5 運用Matlab建立數(shù)學模型

混合植物油中各原料油比例優(yōu)化；利用Matlab軟件按照表1設定優(yōu)化的條件對原料油的進行配比，設調(diào)和油的價格為優(yōu)化指標，具體參數(shù)的表示方法如表2所示。

表1 營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的調(diào)配目標Table 1 Nutritional balance and blending target of animal and plant blended oil

表2 原料油各成分參數(shù)設定Table 2 Parameter setting of each component of feed oil

如表2，設每種原料油占總油的百分含量為 xi，xi≥0，i=1, 2, 3……10, 11, 12。每種原料油中各種脂肪酸的百分含量為 aij，aij≥0，i=1, 2, 3……10, 11, 12；j=1,2, 3, 4, 5。優(yōu)化指標設定為營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的價格，建立相應數(shù)學模型為：

①假設調(diào)和油總量為 1，各原料油占混合油總量的百分比加和為100%，因此建立條件公式：

②ω-6 PUFA：ω-3 PUFA的比例為4:1~6:1之間，因此建立條件公式：

③M UFA： PUFA的比例為1:1之間，因此建立條件公式：

④以調(diào)和油總價Y最少為目標，因此建立公式：

根據(jù)所建立的數(shù)學模型基礎之上，調(diào)用Matlab軟件中的Linprog線性約束優(yōu)化函數(shù)，具體Linprog函數(shù)程序公式如下：

[x, fval, exitflag, output, lambda]=linprog(f, A, b,Aeg, beq, lb, ub, x0)

式中：

x——最優(yōu)條件下取得的解；

fval——最優(yōu)解x處的目標函數(shù)值；

exitflag——退出條件；

output——含有優(yōu)化信息的輸出結構；

lambda——將x解返回到函數(shù)中的拉格朗日乘子；

f——是優(yōu)化參數(shù)x最小化的系數(shù)矩；

A——線性不等式約束條件函數(shù)x前系數(shù)；

b——不等式約束條件的矩陣；

Aeq——線性方程約束條件函數(shù)x前系數(shù)；

beq——線性方程約束條件的矩陣；

lb, ub-x——點的上界和下界；

x0——初始值。

1.3.6 優(yōu)化調(diào)和油調(diào)配工藝的單因素試驗

按照 1.3.5計算所得的比例稱取原料油置于錐形瓶中，內(nèi)置磁性轉子，利用超級恒溫水浴鍋，通過調(diào)控攪拌時間（5、15、30、45、60 min）、攪拌溫度（20、30、40、50、60 ℃）、攪拌轉速（200、400、600、800、1 000 r/min）及叔丁基對苯二酚（Tertiary Butylhydroquinone，TBHQ）添加量（10、15、20、25、30 mg）進行調(diào)和油調(diào)配，結合酸值和過氧化值的變化趨勢為判斷指標，以確定最佳調(diào)配工藝。

1.3.7 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結果，選取三個主要因素設計了三因素三水平正交試驗（見表3），以酸值和過氧化值為考察指標，每組實驗重復3次。

表3 正交實驗因素水平表Table 3 Orthogonal experiment factor level table

1.3.8 營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油貨架期的預測

采用 Schaal烘箱法，將調(diào)配好的調(diào)和油置于（60±1）℃的恒溫培養(yǎng)箱中加速氧化，每隔12 h晃動一次，且任意更換其在培養(yǎng)箱中的位置。每隔24 h測定一次酸價及過氧化值，得出調(diào)和油到達過氧化值上限，參照Arrhenius經(jīng)典公式中溫度與貨架期的系數(shù)關系，利用外推法對營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油在室溫下的貨架期進行預測[38,39]。

Arrhenius經(jīng)典公式如下：

式中：

K——反應速度常數(shù)；

T——貯存溫度，℃。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有實驗均至少重復 3次，數(shù)據(jù)以平均值±標準差的形式表示；選用IBM SPSS軟件進行差異顯著性分析及正交試驗數(shù)據(jù)處理；采用Origin 2021進行圖表繪制。

2 結果與討論

2.1 牛油及其分提牛油的理化指標及脂肪酸組成

由表4可以看出，分提后的牛油酸價提高了0.24 mg/g，酸價越低油脂質量越好，推測在分提過程中油脂被水解為游離脂肪酸，故酸價上升。過氧化值變化不顯著，這可能與它的脂肪酸組成有關，牛油中飽和脂肪酸的含量較高。碘值是衡量油脂不飽和度的一種指標，碘值越大，油脂的不飽和程度越高。而熔點與碘值表示正相反，熔點越低，其不飽和程度越高[40]。分提牛油的碘價升高，說明組成分提牛油的不飽和度提高，而分提牛油的熔點從原料牛油43.83 ℃降至21.74 ℃，熔點的變化由甘油三酯直接決定，溶劑法分提在冷卻過程中使高熔點的飽和甘油三酯生成晶體析出后過濾，則低熔點的不飽和甘油三酯富集在分離后的分提牛油中，導致熔點降低，與碘價變化吻合，有利于調(diào)和油的制備及室溫下的貯藏狀態(tài)不易發(fā)生改變[41]；分提牛油的皂化值顯著提高了8.72 mg/g，皂化值反應了油脂脂肪酸的平均分子量大小，分子量越小，皂化值越高。分提牛油中脂肪酸分子碳鏈較短，故皂化值升高；分提牛油的膽固醇含量降低，可能是溶劑法分提時部分膽固醇溶于丙酮，這同時也表明溶劑法分提是降低膽固醇含量的有效手段[34]。

表4 牛油及其分提牛油的理化指標表Table 4 Physical and chemical index table of tallow and its extract oil

由表5可以看出，分提牛油中總SFA比牛油降低了13.11%，總MUFA、PUFA分別升高了9.87%、3.22%。其中，分提牛油中棕櫚酸（C16:0）含量從 24.64%減少到 18.85%，硬脂酸（C18:0）含量減少了 5.83%，油酸（C18:1）含量從33.90%增加到39.23%。這與表4中分提牛油的碘值和熔點的變化一致。此外，分提牛油的亞油酸（C18:2）含量增加了 2.94%，亞麻酸（C18:3）相比牛油而言略有上升。綜上可知，溶劑分提法可有效降低牛油的飽和度，改善油脂質量，拓寬牛油的使用范圍。

表5 牛油及其分提牛油的脂肪酸組成Table 5 Fatty acid composition of beef tallow and its fractions

2.2 原料油的脂肪酸組成

由表6所知，分提牛油SFA含量較高而PUFA含量僅占5.34%，脂肪酸比例嚴重失衡，飲食中低水平的PUFA:SFA比率（低于0.45）是血液膽固醇水平升高的一個風險因素。用于治療或預防疾病的ω6:ω3脂肪酸的最佳比例為4:1至6:1，這一比例在亞麻籽油、玉米油和橄欖油中分別為0.25、32.61和69.82，純油均不具有最佳的ω6:ω3比率，亞麻籽油由于其高水平的亞麻酸可以有效改善純油的ω6:ω3比率。稻米油是最接近人體需求的植物油，但ω6:ω3比率偏高，低芥酸菜籽油、菜籽油、花生油、茶油中MUFA含量遠高于PUFA含量，橄欖油中MUFA含量高達85.45%；而玉米油、葵花籽油、大豆油MUFA含量卻低于PUFA含量，亞麻籽油中PUFA含量超過75%，存在易氧化穩(wěn)定性差的問題，均不符合MUFA和PUFA的比例約為 1:1。由此可見，多種原料油需要調(diào)和才符合人體對均衡攝入脂肪酸的要求。各種原料油的混合能夠使PUFA、MUFA和SFA均勻分布，因此平衡了制備的調(diào)和油中的脂肪酸組成[42]。

表6 原料油的脂肪酸組成Table 6 Orthogonal experiment factor level table

2.3 建立數(shù)學模型確定調(diào)和油最優(yōu)配比

調(diào)和油滿足營養(yǎng)均衡的前提下，以調(diào)和油總價Y最小值為指標，利用 Matlab軟件中約束優(yōu)化函數(shù)linprog求解幾種原料油的最佳配比，可建立以下線性規(guī)劃模型：

Ymin=0.173x1+0.238x2+0.190x3+0.118x4+0.269x5+0.168x6+x7+x8+x9+x10+x11+x12=100%

6.04x1+23.75x2+2.10x3+2.21x4+32.61x6+69.82x7+6.95x9+0.25x10+6.36x12≤6

-6.04x1-23.75x2-2.10x3-2.21x4-32.61x6-69.82x7-6.95x9-0.25x10-6.36x12≤-4

-9.11x1-1.17x2-2.22x3-2.63x4-1.58x5-0.48x6-0.45x7-9.55x8-17.21x9-0.22x10-0.98x11-0.55x12≤-1

9.11x1+1.17x2+2.22x3+2.63x4+1.58x5+0.48x6+0.45x7+9.55x8+17.21x9+0.22x10+0.98x11+0.55x12≤1

x1≥0.08,x2≥0,x3≥0,x4≥0,x5≥0,x6≥0,x7≥0,x8≥0,x9≥0,x10≥0,x11≥0,x12≥0

Ymin=(17.2x1+23.8x2+19.0x3+11.8x4+2.69x5+16.8x6+16.0x7+89.5x8+60.5x9+32.2x10+14.6x11+9.80x12)×10-3

根據(jù)該模型的具體要求，利用Matlab語言代碼編程調(diào)用Linprog函數(shù)：

f=[0.172; 0.238; 0.190; 0.118; 0.269; 0.168; 0.160;0.895; 0.605; 0.322; 0.146; 0.980]

A=[6.04 23.75 2.10 2.21 0 32.61 69.82 0 6.95 0.25 0 6.36 -6.04 -23.75 -2.10 -2.21 0 32.61 -69.82 0 -6.95 -0.25 0 -6.36; 9.11 1.17 2.22 2.63 1.58 0.48 0.45 9.55 17.21 0.22 0.98 0.55; -9.11 -1.17 -2.22 -2.63 -1.58-0.48 -0.45 -9.55 -17.21 -0.22 -0.98 -0.55;45.98 19.09 7.26 7.63 24.74 16.39 11.16 10.01 9.59 7.41 15.48 19.73; -1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0]

b=[6 -4 1 -1 -0.08]

Aeq=[1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]

beq=[1]

lb=zeros(12, 1)

[x,fval,exitflag,output,lambda]=linprog(f,A,b,Aeg,beq,lb)

利用建立的數(shù)學模型、Excel和MATLAB軟件得出營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的配方，結果見表7。

表7 原料油在調(diào)和油配方中用量（%）Table 7 Dosage of raw oil in blended oil formula (%)

根據(jù)運行結果可知，在營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油中，分提牛油占 8.00%，玉米油占 16.36%，亞麻籽油占72.18%，芝麻油占3.45%，調(diào)和油的單價為0.28元/kg。實際調(diào)配中，分提牛油占8.00%，玉米油占16.40%，亞麻籽油占72.20%，芝麻油占3.40%，調(diào)和油的單價為每百毫升 0.28元。此時調(diào)和油中的脂肪酸理論值SFA為12.24%，ω-6/ω-3 PUFA的值為6.01，MUFA與PUFA的比值為1.00，結果均在約束條件范圍，故選擇上述比例進行復配。實際通過GC-MS測得脂肪酸的結果為SFA占12.78%，ω-6/ω-3 PUFA的值為5.99，在4~6:1之間，MUFA與PUFA的質量分數(shù)比為0.96，基本滿足MUFA:PUFA約為1:1，符合中國營養(yǎng)學會推薦的比例，滿足了成人脂肪酸平衡的需求，從而促進大腦和機體等的良好發(fā)育。

2.4 優(yōu)化調(diào)和油調(diào)配工藝的單因素試驗

2.4.1 調(diào)和油最佳攪拌時間的確定

由圖1可知，營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油酸價和過氧化值隨攪拌時間增加的變化趨勢不同。酸價逐漸增長，從0.10 mg/g緩慢增至0.22 mg/g，最后突增至0.48 mg/g，可能是隨著時間延長油脂氧化增加。而過氧化值變化不穩(wěn)定且幅度大，從5 min到15 min增加了0.26 meq/kg，其原因可能是攪拌過程中調(diào)和油與外界剛接觸，內(nèi)部狀態(tài)不穩(wěn)定，導致過氧化值增加；而從15 min至30 min過氧化值卻下降，可能是攪拌后抗氧化劑與調(diào)和油充分接觸，且使酸敗產(chǎn)生的小分子醛酮類物質發(fā)散出去[43]；之后過氧化值繼續(xù)升高至2.02 meq/kg。

圖1 攪拌時間對調(diào)和油酸價與過氧化值的影響Fig.1 Effect of stirring time on the valence and peroxide value of reconstituted oleic acid

2.4.2 調(diào)和油最佳攪拌溫度的確定

由圖2可知，攪拌溫度對營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油酸價和過氧化值均有顯著性影響，隨著溫度的上升，調(diào)和油酸價呈先上升后下降趨勢，過氧化值呈先下降后上升的趨勢。當溫度升高至 50 ℃時，酸價達到最大值為0.27 mg/g，在油脂氧化初期階段，溫度使飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸均不穩(wěn)定，但不飽和脂肪酸受其影響更大，故酸價較大，與劉龍龍等[44]研究的營養(yǎng)平衡調(diào)和油結論一致。當溫度增加至 30 ℃時，過氧化值降到最小值為0.88 meq/kg，之后溫度持續(xù)升高過氧化值繼續(xù)增加，說明油脂氧化程度加深，過氧化物增加，過氧化值升高。酸價及過氧化值越小，油脂質量越好，故最佳攪拌溫度選為30 ℃。

圖2 攪拌溫度對調(diào)和油酸價與過氧化值的影響Fig.2 Effect of stirring temperature on the valence and peroxide value of mixed oleic acid

2.4.3 調(diào)和油最佳攪拌速度的確定

由圖3可知，攪拌速度對營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油酸價和過氧化值均有顯著性影響，隨著轉速的增加，酸價呈先上升后下降再上升的趨勢，過氧化值呈先下降后上升的趨勢。在轉速為400 r/min時，酸價達到最大值為0.25 mg/g，從400至800 r/min，酸價逐漸降低至最小值為0.17 mg/g，可能是由于攪拌速度影響了調(diào)和油分子之間相互作用力，同時對抗氧化劑的溶解程度也有著一定的影響[45]。在轉速為400 r/min時，過氧化值最小值為1.67 meq/kg，之后過氧化值不斷升高，推測其原因可能是轉速越大，調(diào)和油與空氣的接觸面積增大，從而使氧化程度越來越深。因此，營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油最佳轉速為400 r/min。

2.4.4 調(diào)和油最佳TBHQ添加量的確定

從圖4中可以發(fā)現(xiàn)，隨著TBHQ添加量的增加，營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的酸價和過氧化值均呈先下降后上升的趨勢，與蔣藝晴[45]研究營養(yǎng)均衡玉米調(diào)和油添加TBHQ的變化趨勢相吻合，TBHQ對調(diào)和油的質量具有一定的維護作用。在轉速為400 r/min時，酸價和過氧化值均最小，分別為0.15 mg/g、1.42 meq/kg，雖然隨著TBHQ添加量的增加酸價和過氧化值酸價和過氧化值有顯著性差異，但幅度變化不大，極差分別為0.11 mg/g、1.02 meq/kg，TBHQ添加量越大，酸價和過氧化值越大，由文獻可知，存在抗氧化劑因濃度過高而促進油脂氧化的現(xiàn)象[46]，可能由于TBHQ的某些氧化產(chǎn)物促進了油脂氧化[47]。

圖4 TBHQ添加量對調(diào)和油酸價與過氧化值的影響Fig.4 Effect of TBHQ addition on the valence and peroxide value of reconstituted oleic acid

2.5 正交試驗結果

通過單因素試驗結果表明，攪拌時間、TBHQ添加量、攪拌溫度對酸價及過氧化值的影響更顯著，選其作為影響因素，采用L9（34）正交試驗優(yōu)化，優(yōu)化試驗參數(shù)，試驗設計結果及方差分析見表8、表9和表10。

由表8可知，當以酸價為最佳調(diào)配工藝考察指標時，較優(yōu)組合為A2B2C1，從極差R結果及可知，影響酸價的主次順序為C＞A＞B，由方差分析也可看出（表9），攪拌溫度對酸價有顯著性差異，攪拌時間及TBHQ添加量影響較小，差異不顯著；當以過氧化值為考察指標時，較優(yōu)組合為A2B2C3，對其影響程度為A＞B＞C，且方差分析結果表明（表10），攪拌時間、TBHQ添加量及攪拌溫度對過氧化值均有極顯著差異。由此可以看出，兩組較優(yōu)組合中僅攪拌溫度不一致，其中攪拌溫度對酸價的影響較大，而對過氧化值影響較小，推測可能是在氧化初期，溫度使飽和脂肪酸和不飽和脂肪酸均不穩(wěn)定導致酸價變化波動大，而試驗溫度范圍較低，產(chǎn)生氧化產(chǎn)物較少，過氧化值變化較小。綜合考慮最終確定營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油最佳配比組合為A2B2C1，即：攪拌時間30 min、TBHQ添加量15 mg、攪拌溫度20 ℃。經(jīng)過驗證試驗測得酸價為0.17 mg/g，過氧化值為1.33 meq/kg，表明該組合為最佳的營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油調(diào)配工藝。

表8 L9(34)正交實驗設計表及極差分析Table 8 L9(34) Orthogonal experimental design and range analysis

表9 酸價多因素方差分析結果Table 9 Results of multivariate analysis of variance of acid value

表10 過氧化值多因素方差分析結果Table 10 Results of multivariate ANOVA of peroxide value

2.6 營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油貨架期的預測結果

由圖5可知，Schaal烘箱法測得營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油在90 ℃的條件下，每日的酸價和過氧化值變化趨勢。根據(jù)SB/T 10292食用調(diào)和油中規(guī)定，調(diào)和油的酸價＜1.00 mg/g，過氧化值＜12 meq/kg。在第6天時，營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的兩個指標均超過最高限度，酸價為1.10 mg/g，過氧化值為12.24 meq/kg。因此，在90 ℃條件下，營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的保質期為5 d。據(jù)Arrhenius經(jīng)典公式，參照溫度與貨架期的系數(shù)關系，調(diào)和油在90 ℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)放置1 d與在20 ℃室溫環(huán)境中放置128 d等價[39]，根據(jù)系數(shù)關系則可推算出營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油在室溫下的貨架期壽命為640 d，因此營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油在室溫下能夠貯藏18個月。

圖5 90 ℃下調(diào)配油的酸價和過氧化值Fig.5 The AV and POV of blend oil on 90 ℃

3 結論

營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油以 11種植物油以及通過溶劑法分提牛油得到油脂品質提升的分提牛油作為原料，采用Matlab軟件確定調(diào)和油最優(yōu)配比為：分提牛油8.00%，玉米油16.36%，亞麻籽油72.18%，芝麻油 3.45%，調(diào)和油的單價為每百毫升 0.28元；通過GC-MS測得脂肪酸的結果符合成人脂肪酸平衡的需求，滿足消費者攝入健康油脂理念的追求；在單因素的基礎上，利用正交試驗設計對營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油的調(diào)配工藝進行優(yōu)化，最佳制備條件為：攪拌時間30 min、TBHQ添加量15 mg、攪拌溫度20 ℃；此時，酸價為0.17 mg/g，過氧化值為1.33 meq/kg；營養(yǎng)均衡動植物調(diào)和油保質期為18個月。本實驗為營養(yǎng)調(diào)和油的開發(fā)提供理論依據(jù)，增添了食用油品類，促進食用油市場多元化，希望對食用油的健康營養(yǎng)消費具有指導意義。