新疆薄皮核桃油的氧化穩(wěn)定性及抗氧化性能研究

在儲存過程中，油、氧氣、水、光、熱和微生物的作用逐漸溶解或氧化，導(dǎo)致低分子物質(zhì)，如丁二醇、醇、環(huán)氧化物、碳氫化物和酸?；蛲ㄟ^聚合產(chǎn)生深層和有毒的聚合物，同時促進維生素、香料和色素的氧化，從而影響油的味道和營養(yǎng)成分。油脂的自動氧化是導(dǎo)致油脂酸敗變質(zhì)的主要因素,氧化穩(wěn)定性是評價油脂品質(zhì)的重要指標,它表征油脂抵御自動氧化的能力,直接關(guān)系到油脂的貨架壽命。由于在室溫及一般條件下,油脂氧化反應(yīng)進行比較緩慢,通常測試方法采用激烈氧化條件的方法,如升高溫度、通風(fēng)、光線照射和添加金屬等,都可使氧化反應(yīng)加速。核桃(JuglansreginL.)果仁含油量居所有木本油料之首,不同品種含油量雖然有所不同,但一般都在65%左右。因核桃果肉(即核桃仁)營養(yǎng)豐富,被歷代醫(yī)學(xué)家和養(yǎng)生學(xué)家視為益壽精品。核桃油中多不飽和脂肪酸高達90%～95%,這些不飽和脂肪酸有利于人體調(diào)節(jié)血壓、促進新陳代謝,但極易氧化酸敗,產(chǎn)生過氧化物及異味,影響核桃油的風(fēng)味及貨架期,故研究儲存條件對核桃油的氧化穩(wěn)定性的影響,成為核桃油生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)。本文采用Schaal烘箱法測定了核桃油在不同溫度、光照、金屬離子及添加抗氧化劑等條件下過氧化值的變化,對其氧化穩(wěn)定性進行評價,并預(yù)測出核桃油的貨架壽命,以期為核桃油的生產(chǎn)和儲存提供理論依據(jù)。1試驗材料和方法1.1分析純試劑自制精煉核桃油;正己烷、三氯甲烷、冰乙酸、檸檬酸、抗壞血酸、碘化鉀、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鋅、硫酸銅和氯化鐵等均為國產(chǎn)分析純試劑;叔丁基對苯二酚(TBHQ)、叔丁基羥基茴香醚(BHA)和沒食子酸丙酯(PG)均為國產(chǎn)食品添加劑。1.2主要設(shè)備EL204電子天平:梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司;DHG-9423A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海精宏試驗設(shè)備有限公司。1.3測試方法1.3.1測量過氧化值(POV)采用GB/T5538-2005。1.3.2溫度對核桃油過氧化值的影響分別稱取30g精煉核桃油4份,裝入棕色磨口量瓶中,分別置于30、40、50和60℃的恒溫干燥箱中,每隔48h測定核桃油的過氧化值。1.3.3密閉放置和敞口放置稱取30g精煉核桃油2份,裝入棕色磨口量瓶中,分別在室溫(20℃)下不通風(fēng)、避光處密閉存放和敞口放置;稱取30g精煉核桃油2份,裝入白色磨口量瓶中,分別在光照處密閉存放和敞口放置。每隔48h測定核桃油的過氧化值。1.3.4添加化學(xué)試劑分別稱取30g精煉油7份,裝入棕色磨口量瓶中,每千克核桃油分別加入100mg的以下化學(xué)試劑:氯化鈉、氯化鈣、硫酸鋅、硫酸銅和氯化鐵。同時分別稱取30g核桃油做空白對照。將這些核桃油放置于60℃恒溫干燥箱內(nèi),每隔48h測定核桃油的過氧化值。1.3.5核桃油過氧化值的測定精確稱取一定量的TBHQ、BHA和PG,分別以0.02%的比例加入30g核桃油中,攪拌并充分搖勻,同時稱取30g核桃油做空白試驗,然后放置于60℃恒溫箱中,測定過氧化值。1.3.6預(yù)期貯藏時間按國際標準規(guī)定,油脂的過氧化值上限為12meqkg。由Schall耐熱試驗得出核桃油在60℃條件下過氧化值達到12meq/kg所需的貯藏時間,根據(jù)溫度與油脂貨架壽命系數(shù)的關(guān)系,據(jù)此可推出20℃條件下核桃油的預(yù)期貯藏時間,即核桃油的預(yù)期貨架壽命。2結(jié)果與分析2.1不同儲藏溫度對油酸敗的影響根據(jù)1.3.2的試驗方法,測定不同溫度和時間條件下,核桃油過氧化值的變化,結(jié)果見表1。由表1可知:在不同溫度條件下,各個核桃油樣品的過氧化值均隨著儲存時間的延長而增加,并且儲存溫度越高,過氧化值變化幅度越大,樣品油自動氧化程度與溫度成一定的正相關(guān)。這表明核桃油的酸敗與儲存溫度及儲藏時間有著十分緊密的關(guān)系,過高的儲存溫度,不僅可以使脂肪酸的“氫過氧化物”加速分解而產(chǎn)生揮發(fā)性的小分子化合物,從而促進核桃油的酸敗,而且也提高了脂解酶反應(yīng)體系的溫度,使溫度處于酶活性較高的范圍內(nèi),使油樣分解速度加快,很大程度地影響了油脂的品質(zhì)。例如在60℃條件下儲存2d后,核桃油的過氧化值就由0.5815上升至1.6602,而30℃下核桃油的過氧化值均低于其他各溫度條件下的過氧化值,由此可見,儲存溫度越低,核桃油的自動氧化程度越低,氧化穩(wěn)定性也越好,越有利于核桃油的保藏。2.2不同樣品放空氣的樣品在敞口貯存空氣和光照對精煉核桃油過氧化值的變化如圖1所示。由圖1可知:空氣和光照都對核桃油的過氧化值有顯著影響。在相同的存放條件下,密閉和敞口存放有很大的差異;敞口存放條件下,核桃油樣品由于與空氣充分接觸,可利用氧含量充分而使油脂氧化速率加快;而與避光保存相比,光照對核桃油的過氧化值影響也很大,這可能是由于光照是強烈的油脂氧化促進劑,它可以激發(fā)自由基反應(yīng),加速油脂氧化。研究發(fā)現(xiàn):光源波長越短,油脂吸收光的強度就越強,油脂氧化速率越快,其中以紫外光的作用最為明顯。2.3助氧化劑對桃油調(diào)濕的影響油脂在加工、儲存和運輸?shù)倪^程中,會混入一些金屬離子,由于這些金屬離子在特定的油脂體系中具有適合的氧化還原電位,因此它們是很好的助氧化劑,即使?jié)舛鹊椭?.1mg/kg以下,仍能提高氧化速度,使油脂成為自由基,促進油脂氧化,影響其保質(zhì)期。由圖2可知:在溫度為60℃條件下,這些金屬離子均可加速核桃油的氧化,使其過氧化值上升。各金屬離子促進氧化的順序為:Cu2+>Fe3+>Zn2+>Ca2+>Na+,因此,在核桃油的加工儲運過程中,應(yīng)盡量避免油品與金屬離子相接觸,以延長其保質(zhì)期。2.4氧化劑用量的確定采用Schall烘箱法,以未添加抗氧化劑的精煉核桃油樣品作為對照,研究分別添加0.02%的TBHQ、BHA和PG等抗氧化劑對核桃油氧化穩(wěn)定性的影響,結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,添加抗氧化劑的核桃油在20d內(nèi)緩慢上升,說明抗氧化劑能有效抑制核桃油的氧化酸敗,但抗氧化劑并不是立即終止了油脂的氧化反應(yīng),而是起到減緩反應(yīng)速度的作用,隨著抗氧化劑自身被氧化,油脂氧化穩(wěn)定性會逐漸降低。添加3種抗氧化劑對核桃油抗氧化效果的順序為:0.02%TBHQ>0.02%PG>0.02%BHA,說明TBHQ是比較理想的核桃油抗氧化劑。2.5理論貨架期試驗根據(jù)Arrhenius經(jīng)驗公式:在一定溫度范圍內(nèi),對于常規(guī)化學(xué)反應(yīng)體系,體系溫度每上升10℃,該化學(xué)反應(yīng)速度常數(shù)k提高1倍,即k(T+10℃)/k(T)=2,對于油脂的氧化反應(yīng)過程亦是如此,而油脂的過氧化值是油脂是否酸敗的直接指標,故可知:反應(yīng)k值與油脂貨架壽命N值成反比,即k值越大,油脂酸敗速度越快,油脂的理論貨架壽命就越短,即:N(T)/N(T+10℃)=2。根據(jù)以上理論,油脂儲存溫度與其貨架壽命之間的關(guān)系見表2。由表2可知:Schall烘箱法試驗(60℃條件下儲存)的1d相當于20℃條件下貯藏(即可認為是貨架儲存)16d。本試驗設(shè)定儲存溫度為60℃,添加0.02%TBHQ進行核桃油貯藏試驗,結(jié)果見表3。由表3可知:在60℃條件下,隨著儲存時間的延長,空白樣過氧化值迅速增加,且在第10天時其過氧化值已經(jīng)大于12meq/kg;加入抗氧化劑后的油樣過氧化值增加速度均有所減緩。按國際標準,當油脂的過氧化值大于12meq/kg時,即可認為該油脂已經(jīng)氧化酸敗,不能食用。根據(jù)表2和表3,計算各個樣品在60℃條件下貯藏時間并推導(dǎo)至20℃條件下的理論貯藏時間,即理論貨架期,結(jié)果如圖4所示。由圖4可知:當在60℃條件下添加0.02%的TBHQ時,抗氧化效果較顯著,可使核桃油的儲存時間由8d延長到34～35d,在20℃條件下,可使核桃油的貨架壽命由4個月延長至18～19個月。3采用合適的抗氧化催化劑儲存溫度、空氣、光照和金屬離子對核桃油的氧化穩(wěn)定性有很大的影響。儲存溫度越低,核桃油的自動氧化程度越低,越有利于保藏;空氣接觸面積越大,越充足,油脂氧化速率越快;光和金屬離子都是油脂氧化促進劑,可以激發(fā)自由基反應(yīng),加速油脂氧化。因此,核桃油應(yīng)盡量低溫避光儲藏,減少與