油脂氧化稳定性的研究_孙曙庆

油脂氧化稳定性的研究
孙曙庆
(国家食品质量监督检验中心,北京,100027)
摘　要　用R ancimat仪器测定了油脂氧化稳定性。

结果表明,温度的高低,脂肪酸不饱和度,抗氧化剂和增效剂的使用,均与油脂氧化稳定性有着密切的关系。

关键词　油脂　氧化稳定性
油脂主要分为植物油和动物油两大类,它是人类膳食中的基础营养素之一,是人体中脂肪和热量的主要来源。

它所产生的热量相当于同量碳水化合物和蛋白质产生热量的总和。

此外,它不仅能为人体提供一些所需要的营养成分,如磷脂、甾醇或胆固醇,以及含多个双键的必需脂肪酸(亚油酸和花生四烯酸等)。

而且还能帮助人体吸收脂溶性物质和脂溶性维生素等。

近年来的动物实验证明,缺乏必需脂肪酸将导致生长迟缓,并出现鳞屑样皮炎;一些研究认为婴儿的皮肤湿疹是缺乏必需脂肪酸的一种表现;在临床上发现成人长期靠静脉注射给养的患者,在不补充必需脂肪酸时会产生皮疹。

实验还证明花生四烯酸是合成前列腺素所必需的前体,它具有抑制血栓形成的功能。

另外,多不饱和脂肪酸还有降低血浆中胆固醇和血脂的作用[5]。

在人们普遍关心油脂中不饱和脂肪酸生理功能的同时,还应注意它给人体健康带来危害的另一面。

由于不饱和脂肪酸中的双键很容易被氧化,导致油脂酸败(败),从而丧失其原有的生理功能以及产品应有的风味和口感,甚至产生一些对人体健康有害的物质,所以对油脂氧化稳定性的问题应给予充分的重视。

目前研究油脂氧化问题时,通常采用2种方法,(1)用测定过氧化值(过氧化物含量)、羰基值(羰基化合物含量),或用气相色谱、紫外吸收光谱测定不饱和脂肪酸含量,来评价油脂的氧化程度;(2)用活性氧法或烘箱法来评价油脂氧化的稳定性,此方法是将油脂加热、通氧,定时测定过氧化值,以过氧化值到达某一预先设定值的时间来反映油脂的氧化稳定性,达到设定值的时间越长表示油脂越稳定。

上述2种方法相比较,前者只能表示油脂在某个时期的被氧化程度,却不能反映其氧化稳定性的好坏;后者虽能反映油脂的氧化稳定性,但操作比较费时和繁琐。

本研究方法是利用Rancimat测定仪,对几种常用的油脂进行了氧化稳定性的研究,操作简便、直观[1,3,7,8]。

1　实验仪器及材料
617Rancimat测定仪(瑞士产)。

实验样品:大豆油、菜籽油、花生油、猪油和分别加入0.02%叔丁基羟基茴香醚(BHA)和柠檬酸的上述4种油脂,及氢化菜籽油、纯芝麻油、芝麻花生混合油。

2　实验原理与步骤
本研究方法是将一定量的油脂在反应管中加热并过量通氧,促使油脂氧化产生氢过氧化物,氢过氧化物受热分解,产生短碳链挥发性物质如醇、醛、酸等,挥发性物质被吸收瓶中的蒸馏水吸收,通过测定吸收液的电导变化,来反映油脂的氧化稳定性,其表示方法为诱导时间(用h表示)。

时间越长,表示该油
20食品与发酵工业 F oo d a nd Fer mentation Industr ies V ol.25　N o.3
X第一作者:学士,高级工程师。

收稿时间:1998-11-10
脂的抗氧化性越好,反之越差。

首先将仪器温度预先加热到实验所需的温度,称取2.50g油脂样品于反应管中,并在每只吸收瓶中加入50.0ml蒸馏水,调节空气流量至20L/h,同时打开记录仪开始记录。

3　实验结果与讨论
3.1　温度对油脂氧化稳定性的影响
在空气流量为20L/h,温度分别为100、110、120℃的条件下,测定大豆油、菜籽油、花生油、猪油的氧化诱导时间,结果如表1所示。

表1　4种油脂在不同温度下的氧化诱导时间
温度(℃)
诱导时间(h)
大豆油菜籽油花生油 猪油
1007.37.47.9 4.5
110 3.5 3.7 4.0 2.5
120 1.8 1.9 2.0 1.4
从表1结果看出:(1)由于不同油脂的脂肪酸结构不同,其氧化稳定性也不一样。

(2)在温度从100℃升至120℃时,其油脂氧化稳定性的诱导时间几乎是每升高10℃即减少一倍,且温度与油脂氧化诱导时间呈反比的相关关系。

说明在给氧量一定的条件下,油脂的氧化稳定性对温度的变化相当敏感。

这一特性也可从经加工后的含油食品中反映出来,如油炸或焙烤食品,因加工时温度较高,容易引起油脂酸败,一般此类产品的保质期都在6个月左右,所以我们在日常生活中使用油脂和加工含油脂的食品的时候,正确使用油脂显得尤为重要。

3.2　脂肪酸饱和程度对油脂氧化稳定性的影响
在空气流量为20L/h、温度120℃时,选择氢化菜籽油和菜籽油,测定它们的氧化诱导时间,结果如表2所示。

食用油脂的主要成分是脂肪酸甘油三酯,由不饱和程度高的脂肪酸甘油酯组成的油脂为液态油脂,反之为固体油脂。

植物油的
表2　氢化菜籽油和菜籽油的氧化诱导时间名称氢化菜籽油菜籽油
时间(h) 3.3 1.9
加氢反应使油脂的饱和程度加大,油脂由液态变为固态。

在通常的条件下,油脂的氧化首先发生在不饱和脂肪酸的双键上,因此,脂肪酸不饱和程度越高,氧化速度也越快[4,6]。

通过对加氢和不加氢菜籽油进行实验,也可验证这一理论,从表2可以看出,氢化菜籽油的氧化诱导时间大大高于普通菜籽油,这是由于菜籽油加氢后饱和脂肪酸增加,导致氧化速度降低,因此氧化稳定性增大,可见油脂中脂肪酸的饱和程度与油脂的氧化稳定性有着密切的关系。

目前已有一些产品使用了氢化植物油,如方便面、油炸花生米、肯德基炸鸡等,目的是为了提高产品的稳定性和产品外观质量。

3.3　油脂中自身含有的抗氧物质对氧化稳定性的影响
为研究自身含有抗氧化物质的油脂的氧化稳定性,选择花生油、猪油、纯芝麻油和芝麻与花生混合油,在温度为120℃时,测定它们的氧化诱导时间,结果如表3所示。

表3　4种油脂在温度120℃时的氧化诱导时间
名称诱导时间(h)
花生油 2.0
猪油 1.4
纯芝麻油 5.7
芝麻花生混合油 3.6
上述油脂中不饱和脂肪酸含量分别约为:花生油75%,芝麻油85%,猪油55%。

虽然脂肪酸的不饱和程度直接影响着油脂的氧化稳定性,但油脂本身是否含有抗氧物质,也是决定其氧化稳定性的重要因素。

从理论上分析,上述油脂的氧化稳定性应为猪油>花生油>芝麻油,但从表3的实验结果看却恰恰相反,其氧化稳定性为猪油<花生油<芝麻与花生的混合油<纯芝麻油。

其主要原因是,猪油等动物油脂中只含有极少量的抗氧物质,如猪油含生育酚仅为十万分之二左右。

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第25卷　第3期 孙曙庆:油脂氧化稳定性的研究
而绝大多数植物油中的生育酚含量都在千分之一以上。

由此不难看出,虽然猪油中饱和脂肪酸含量较多,但因自身缺少有效的抗氧物质而导致其抗氧性较弱。

同样,纯芝麻油中因本身除生育酚外还含有较强抗氧化能力的芝麻酚,故稳定性较其它油脂明显提高,而芝麻和花生的混合油,其稳定性显著降低,但仍高于花生油。

这也进一步说明,芝麻油中含有的芝麻酚对油脂的抗氧能力非常有效。

3.4　添加抗氧剂和增效剂对油脂氧化稳定性的影响
为说明抗氧剂和增效剂对油脂氧化稳定性的作用,本实验选用油脂中最常用的抗氧剂BHA和增效剂柠檬酸,分别添加在大豆油、菜籽油、花生油和猪油中,在温度120℃时测定它们的氧化诱导时间,结果如表4所示。

表4　油脂添加抗氧剂和增效剂的氧化诱导时间
名称空白0.02%
BHA
0.02%BHA+
0.02%柠檬酸
大豆油 1.8 2.2 3.2
菜籽油 1.9 2.4 3.6
花生油 2.0 2.5 3.4
猪　油 1.4 5.1 6.2
从表4可见,添加抗氧剂和增效剂,能延长氧化诱导时间而提高油脂氧化稳定性,但抗氧剂对各种油脂稳定性的提高程度却有所差异,如BH A对提高猪油氧化稳定性的作用最大,菜籽油和花生油次之,大豆油最小。

在添加抗氧剂的同时,再加入增效剂柠檬酸,油脂氧化稳定性均比不添加增效剂提高30%～50%左右。

可见,增效剂的作用也相当大[2]。

抗氧剂和增效剂对提高油脂氧化稳定性的作用,可从理论上加以解释,油脂在光、热等因素的激发下,脂肪酸基团双键上的碳失去氢离子而形成脂肪自由基R・,此自由基极不稳定,很容易与氧发生反应,生成过氧自由基ROO・,过氧自由基具有链的传播作用,它从其它烯键上夺取一个氢,生成氢过氧化物ROOH,随后分解生成短链的有机物,如:醇、醛、酮、酸等一系列产物,使油脂失去原有的风味及营养价值,产生令人难以接受的气味和口感,这就是人们通常所说的油脂酸败。

当在油脂中加入抗氧剂和增效剂时,抗氧剂AH则与过氧自由基ROO・和脂肪自由基R・反应,生成无链传播作用的ROOA 和RH,而增效剂SH与抗氧剂自由基A・反应,恢复抗氧剂AH的功能,减缓抗氧剂的消耗,从而增强了抗氧剂的效果。

此外,增效剂还可络合油脂中的金属离子,使金属离子失去催化氧化的作用。

4　结　论
本实验说明温度与油脂氧化稳定性呈一定的反比相关关系;不同种类的油脂氧化稳定性,取决于脂肪酸饱和程度的高低及本身含有的抗氧化物质的多少;抗氧剂和增效剂可明显提高油脂的氧化稳定性;利用Ranci-mat测定仪,可快速并且直观地反映各种油脂的氧化稳定性,也为进一步研究油脂的使用、储藏以及选用不同油脂加工食品,提供了有效的科学依据。

同时也希望有关生产单位在加工各种含油食品时,应注意油脂种类的选择,并注意加工温度的控制及抗氧剂和增效剂的使用。

参　考　文　献
1　汤逢.油脂化学.南昌:江西科学技术出版社,1985
2　郭祀远,蔡妙颜等.中国油脂,1995(3):50～52
3　石阶平,韩雅珊,蒋修学.食品与发酵工业, 1995(2):36～39
4　食用固体油脂译文集.商业部粮食科技情报所,1984
5　陈学存.应用营养学.北京:人民卫生出版社,1984
6　M ar cia Gutcho.Edible O ils and Fat s,1979影印版
(下转第35页)
22食品与发酵工业 F oo d a nd Fer mentation Industr ies V ol.25　N o.3
量。

出现下列情况之一时,立即中止苹果酸-乳酸发酵。

(1)苹果酸含量为0(从层析滤纸上观察其色斑消失);
(2)挥发酸含量达1.1g /L ;(3)总酸含量在6g/L 以下。

2.2.7　分离贮存
苹果酸-乳酸发酵结束后,调整SO 2含量至150m g/L,进行分离过滤(采用硅藻土过滤机进行)。

原酒贮存时,充入N 2气进行隔氧贮存。

2.2.8　稳定处理
M C 法原酒贮存期较短,若不进行处理,易引起产品色素沉淀。

我们在试验中应用具有较强吸附效果的皂土悬浊液去除过量胶体态的色素物质,取得满意效果。

皂土用量0.5‰～1.5‰。

酒石酸盐沉淀也是影响干桃红葡萄酒稳定性的因子。

我们在工艺上采取冷处理方式,工艺条件为:温度-5℃,时间7d 。

3　结　论
(1)MC 法干桃红葡萄酒生产工艺及在生产上的应用属省内首创,产品质量符合国际OIV 标准及QB 921-84标准,达到国内
先进水平,接近国际同类产品水平。

(2)M C 法工艺在浸渍过程中的厌氧代谢,可使苹果酸分解5%,同时酒石酸略有减少。

这对于北方地区生产干葡萄酒,提高酒质有了工艺保证。

(3)M C 法工艺生产周期短,企业资金周转快,它的应用与推广为企业提高经济效益提供了有效途径。

(4)MC 法产品,由于生产周期短,营养损失较少,从而使酒中保存了尽量多的营养成分。

(5)M C 法产品含有胶体态色素物质较多,易出现色素沉淀。

采用皂土悬浊液吸附胶体态色素物质,配合加胶冷冻去除部分单宁,增强单宁-色素平衡的稳定性,从根本上解决了色素沉淀问题。

产品贮存10个月无色素沉淀。

参　考　文　献
1　李华.现代葡萄酒工艺学.西安:陕西人民出版社,1995
2　李华.葡萄栽培与酿酒,1995(4):32～343　孙方勋.葡萄栽培与酿酒,1989(4):34～384　王少华.葡萄栽培与酿酒,1994(3):26～325　朱宝镛.葡萄酒工业手册.北京:中国轻工业出版社,1995
(上接第22页)
7　M ar kus W ,L aubli and Peter A et al.JAO CS,1986,63:792～795
8　W arner K,Fr ankel E N ,M mo unt s T L.JA O CS ,1989,66:558～564
Study on Oxidative Stability of Fats and Oils
Sun Shuqing
(N at ional Cent er fo r F oo d Q uality Superv isio n &T esting ,Beijing ,100027)
ABSTRACT Determination of the ox idativ e stability of fats and oils using Rancimat metho d w as described.T he results show ed that the ox idative stability o f fats and oils w ere effected by the tem peratur e,unsaturation of fatty acid,antiox idant and enhancer.Key words fat and oil ,ox idativ e stability
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第25卷　第3期 王华等:M C 法酿造干桃红葡萄酒工艺技术研究。