脉冲强光及抗氧化剂对动物油脂的影响

戚向阳 陈 伟 曹少谦 袁勇军

脉冲强光及抗氧化剂对动物油脂的影响

戚向阳 陈 伟 曹少谦 袁勇军

(浙江万里学院生物与环境学院，宁波 315100)

研究了不同抗氧化剂对动物油脂的抗氧化作用，探讨了脉冲时间、贮藏温度以及抗氧化剂对经脉冲强光处理动物油脂氧化的影响。结果表明，VE、燕麦油、VC和杨梅多酚4种物质对动物油脂都有抗氧化作用，其添加的最佳质量分数分别为0．5%、0．5%、0．01%、0．07%。脉冲强光处理可加速动物油脂的过氧化，且随脉冲强光闪照时间的增加，动物油脂的氧化程度加剧。经脉冲强光处理的动物油脂其在不同温度下的贮藏稳定性均有所下降;随贮藏温度的升高和脉冲闪照时间的增加，油脂的氧化速度加快。脉冲强光处理前添加的VE、燕麦油和杨梅多酚仍具有降低脉冲强光诱导动物油脂的过氧化作用，而VC却产生促氧化作用。

动物油脂 脉冲强光 氧化 抗氧化剂

脉冲强光灭菌技术是一种利用瞬间放电的脉冲工程技术和特殊的惰性气体灯管，以脉冲形式激发强烈的白光，光谱分布近似太阳光，但光强度相当于到达地球表面太阳光强度的数千乃至数万倍的一种新的光源技术。它利用瞬时、高强度的脉冲光能量可杀灭固体食品和包装材料表面以及透明液体食品中各类微生物，能有效的保持食品质量，延长食品货架期，从而弥补了传统热杀菌、化学杀菌的缺点，是一种非热物理杀菌新技术［1］。

关于脉冲强光对食品杀菌的报道，国外始于20世纪90年代，认为脉冲强光杀菌是由于可见光、红外光和紫外光的协同效应，对菌体细胞中的DNA、细胞膜、蛋白质和其他大分子产生不可逆的破坏作用，从而造成微生物的死亡［2］。目前，脉冲强光技术在食品中的应用研究多集中于固体食品的表面杀菌，主要涉及粮油制品、畜禽制品、水产制品、果蔬制品等方面［3－11］。而国内对于该领域的研究较少。周万龙等［12－14］最早对脉冲强光装置进行研究和分析，还采用自制的脉冲强光杀菌装置研究了脉冲强光对食品主要成分的影响及保鲜应用。结果表明，脉冲强光杀菌虽然对微生物及酶有较强的致死和钝化作用，对花生油、酪氨酸、葡萄糖、淀粉及VC等食品成分未造成显著破坏。张佰清等［15］运用该技术对特定菌种进行杀灭效果的试验研究。江天宝等［16－18］探讨了脉冲强光对不同微生物的杀菌效果及其在柑橘、玉兰片和烤鳗等食品保鲜贮藏中的应用，发现该技术可有效杀死部分腐败微生物，提高产品的贮藏时间，对产品的风味和品质没有显著影响。

油脂是食品中重要的成分，在加工和贮藏过程中极易发生氧化而导致食品的品质败坏［19］。因此在富含油脂食品的加工和保藏中，脂质的氧化是一个不可忽视的重要问题。但有关脉冲强光对油脂氧化的影响尚未见系统报道。因此，本试验以猪油为原料，研究不同脉冲强光处理条件和抗氧化剂对动物油脂氧化及其贮藏稳定性的影响，为脉冲强光杀菌技术在富含油脂食品上的应用提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1．1 试验材料

猪油:市售;燕麦油、杨梅多酚:自制。

1．2 试验试剂

石油醚、碘化钾、可溶性淀粉、无水乙醇、氢氧化钾、酚酞、三氯甲烷、冰乙酸、硫代硫酸钠、维生素C和维生素E:均为分析纯，国药集团化学试剂公司。

1．3 试验设备

脉冲强光处理设备(纯亮杀菌设备有限公司)的参数为:灯管总长170 mm，极距140 mm，直径6 mm，灯能量8 J，单次脉冲强度7．8 mJ/m2，紫外区能量占总能量约28．6%，UV－C占总比4．30%，最大紫外吸收波长324 nm，脉冲频率5次/s。

1．4 试验方法

1．4．1 脉冲处理对动物油氧化的影响

取一定量的动物油脂，倒入平皿，用脉冲强光进行处理，闪照距离5 cm，脉冲时间分别为5、10、15、20 s，然后将处理后的动物油置于60℃恒温箱强制氧化，每隔3 d测定一次POV值和酸价，观察不同脉冲时间对动物油氧化的影响。每个试验设3次重复。

1．4．2 不同贮藏温度对脉冲处理动物油脂氧化的影响

将动物油用脉冲强光进行处理，闪照距离5 cm，脉冲时间分别为5、10、15、20 s，然后将处理后的动物油分别储藏于60、37、4℃。每隔一定时间测定一次POV值和酸价，每个试验设3次重复。

1．4．3 抗氧化剂对动物油脂的影响

准确称取一定量的抗氧化剂，加入到动物油脂中，混匀，置于60℃恒温箱强制氧化，每隔3天测定一次POV值。VE和燕麦油添加的质量分数分别为0．1%、0．3%、0．5%、1%，其中 VE 溶于 0．5 mL 二甲基亚砜，而燕麦油则直接加入;VC和杨梅多酚添加的质量分数分别为 0．01%、0．03%、0．05%、0．07%，均溶于0．5 mL蒸馏水，然后超声波5 min，使油相和水相混为一体。观察不同抗氧化剂的抗氧化效果。

1．4．4 抗氧化剂对经脉冲强光处理的动物油脂的过氧化影响

根据前期的研究，将一定量的VE、燕麦油、VC和杨梅多酚添加到动物油中，然后将动物油脂用脉冲强光进行处理，闪照距离5 cm，脉冲时间分别为5、10、15、20 s，最后将处理后的动物油脂置于60℃恒温箱强制氧化，每隔4天测定一次POV值，观察抗氧化剂对经脉冲处理后动物油脂过氧化值的影响。每个试验设3次重复。

1．4．5 POV 的测定［20］

称取2～3 g油脂，置于锥形瓶中，加入30 mL(三氯甲烷∶冰乙酸=3∶2)混合液，立即摇动使其溶解(若天气过冷，油脂已经凝固，先置于水浴锅溶解)加入1 mL饱和碘化钾溶液，置于暗处5 min，取出，加50 mL蒸馏水，加1 mL淀粉指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴定至蓝色消失为滴定终点。

1．4．6 酸价的测定［20］

称取3 g油脂于锥形瓶中，加入混合40 mL(无水乙醇∶乙醚=1∶2)混合液，摇匀，加入酚酞指示剂，用KOH滴定至出现微红色，且30 s内不褪色。

1．4．7 数据统计分析

试验数据用X=珋x±SD表示，用SAS专用软件进行分析，观察其显著性。P＜0．05为差异显著，P＞0．05为差异不显著。

2 结果与分析

2．1 脉冲处理对动物油过氧化的影响

从表1可知，随着脉冲时间的增加，油脂的过氧化值和酸价变化加快。与未处理的油脂相比，脉冲处理时间为5 s时，处理前后油脂的POV值和酸价变化不显著(P＞0．05)，但当脉冲时间为10 s以上时，处理前后油脂的POV值变化很显著(P＜0．05)，且随着油脂贮藏时间的延长，经过处理的油脂其POV值的增加速度远远高于未处理的油脂(P＜0．05)。但对油脂的酸价而言，在所试验的脉冲闪照时间内，处理前后油脂的酸价变化不显著(P＞0．05)，但随着油脂贮藏时间的延长，经过处理的油脂其酸价的增加速度远远高于未处理的油脂，并达到显著水平(P＜0．05)。这可能是由于脉冲强光是一种高能电磁波，能产生光效应和热效应，可促进动物油中自由基的产生，并随着闪照时间的延长，光热效应增强，产生的自由基增加，导致氧化程度加剧。

表1 不同脉冲处理时间对动物油脂的影响

2．2 不同贮藏温度对经脉冲处理后动物油脂的贮藏稳定性影响

根据图1可知，经脉冲强光处理后，油脂在不同温度下的贮藏稳定性均下降。且脉冲处理的时间越长，其贮藏性稳定性越低。在不同温度下，油脂的贮藏稳定性不同。当贮藏温度为37℃和4℃时，油脂的稳定性较好，但当贮藏温度达到60℃时，油脂的氧化速度显著增加。

图1 不同脉冲强光处理的动物油脂的贮藏稳定性

2．3 不同抗氧化剂对动物油脂的抗氧化作用

由表2可知，VE和燕麦油2种脂溶性抗氧化剂对动物油脂的氧化具有一定的抑制作用，当添加的质量分数为0．00% ～0．05%范围内时，随添加量的增加，其抗氧化效果增加，但是当添加的质量分数为1．0%的时候，VE和燕麦油的抗氧化效果反而有所下降，这可能由于添加过量的抗氧化剂，其在抑制油脂氧化的过程中可能由于自身的氧化产生较多的氧化产物，反而使其抗氧化性有所下降。

由表1还可以看出，所用的2种水溶性抗氧化剂对动物油脂的氧化也有一定的抑制作用，以杨梅多酚的抗氧化效果较好。随着添加量的增大，VC的抗氧化性下降，当添加的质量分数大于0．03%时，甚至出现了促氧化现象。这可能是因为猪油在熬制过程中混入少量铁等金属离子，他们能促进VC的强烈氧化，产生大量的氧化产物，所以当VC含量过高时，反而出现了较强的促氧化现象。而杨梅多酚则随着添加量的增大，抗氧化效果越好。这是由于杨梅多酚中的酚酸、黄酮以及花色苷等抗氧化物质不仅能清除过氧化自由基，产生相对更稳定的自由基，而且还具有螯合金属离子的作用，从而可发挥更好的抗氧化作用［21］。由试验结果还可以看出，在动物油脂体系中，脂溶性抗氧化剂的抗氧化性强于水溶性抗氧化剂，这可能是由于水溶性抗氧化剂很难与油脂互溶而妨碍其抗氧化作用的发挥。

表2 不同抗氧化剂对动物油脂POV值的影响(mmol/kg)

2．4 脉冲强光对含抗氧化剂动物油脂的影响

根据研究，在其最适宜添加量的条件下，研究不同抗氧化剂对经过不同脉冲时间处理后油脂的抗氧化效果。由表3可知，经过脉冲强光处理后，除VC外其他抗氧化剂仍具有一定的抗氧化能力。添加了抗氧化剂的油脂，尽管经过了不同时间的脉冲处理，但其氧化的速度均低于没有进行脉冲处理的油脂，表明所用的抗氧化剂(杨梅多酚、燕麦油和VE)可以有效的抑制脉冲强光对油脂过氧化的诱导作用，以脂溶性抗氧化剂燕麦油和VE的效果较好。脉冲强光可产生一定的光、热效应，而VC对光、热极其不稳定，因此，脉冲强光处理可能促进了VC的氧化而产生较多的氧化产物，造成其含量下降，氧化物质累积［13］，从而破坏了其抗氧化作用，甚至出现促氧化现象，但其作用机理还有待于进一步研究。

表3 不同抗氧化剂对经脉冲处理后动物油氧化的影响(mmol/kg)

3 讨论与结论

油脂氧化是典型的自由基反应历程，在热、光和金属离子等的作用下，引起脂类分子形成自由基(R·)，自由基与氧反应可生成过氧自由基(ROO·)，而过氧自由基可与脂类分子反应形成氢过氧化物和新的自由基，从而引起链式反应。添加抗氧化剂如多酚等可以与脂肪氧化的中间产物——R·、RO·和ROO·自由基发生反应，生成稳定的酚基自由基，终止链式反应，从而发挥抗氧化作用。

试验结果表明，所选用的4种天然抗氧化剂VE、燕麦油、VC、杨梅多酚对动物油脂均具有一定的抗氧化性，且脂溶性抗氧化剂的效果优于水溶性抗氧化剂。它们的最佳抗氧化质量分数分别为0．5%、0．5%、0．01%、0．07%。经过脉冲强光处理后，除 VC外，其他抗氧化剂仍具有一定的抗氧化能力，而VC产生促氧化作用，这可能是由于脉冲强光可产生光化学作用，而VC具有一定的光不稳定性，从而使其结构和性质发生变化，抗氧化能力下降，甚至产生促氧化作用。

不同脉冲处理时间对动物油的影响不同。脉冲处理的时间越长，对动物油的POV和酸价影响越大。当脉冲处理时间10 s以上时，对动物油脂的影响达到显著水平(P＜0．05)，此外，经脉冲强光处理后的动物油的POV和酸价的变化速率并不一致，经脉冲强光处理处理后的动物油，其POV值在储藏初期就发生显著变化，相对而言，酸价则在储藏的中后期发生显著变化。这可能是由于POV是油脂初级氧化的指标，可以更快速的反映油脂品质的变化。

经不同脉冲时间处理后的动物油，不管贮藏于何种温度，其贮存稳定性都下降。贮藏温度越高，脉冲处理的时间越长，其POV值和酸价变化越快，贮藏稳定性越低。脉冲强光处理使油脂氧化的速度加快可能是由于脉冲强光处理产生了光和热效应，提高了自由基生成的速度，引发了自由基的链式反应，进而加速了油脂的氧化。

研究结果表明，脉冲强光处理可加速动物油脂的过氧化速度，降低油脂的贮藏稳定性。抗氧化剂可以提高脉冲强光处理后油脂的稳定性。因此，在食品加工中应用脉冲强光处理技术时，应优化相关工艺条件，采取抗氧化措施，选用光稳定性较强的抗氧化剂，避免其对食品中油脂的过氧化影响及产生的安全性问题。

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Effects of Pulsed Light and Antioxidants on Oxidation of Animal Fat

Qi Xiangyang Chen Wei Cao Shaoqian Yuan Yongjun
(College of Biological＆ Environmental Science，Zhejiang Wanli University，Ningbo 315100)

The antioxidant capacities of different antioxidants and the effects of pulsed time，storage conditions and antioxidants on the pero－ oxidation of animal fat treated by pulsed light were investigated．The results showed that the VE，Oat oil，VC and the polyphenol extract from fruits of Chinese bayberry had anti-oxidation effects on animal fat，and their optimal concentrations were 0．5，0．5，0．01 and 0．07%respectively．Pulsed light treatment could induce oxidation of animal fat．With the increase of pulsed time，the oxidation degree of animal fat was strengthened．After pulsed light treatment，the storage stability of the animal fat decreased under different storage temperatures(4，37，60 ℃)，while the oxidation speed of animal fat increased with the increasing of pulsed time and storage temperature．Besides，the antioxidants of the VE，oat oil and the polyphenol extract from fruits of Chinese bayberry added in animal fat had reduced the per－ oxidation effects induced by the pulsed light，whereas VC had promoted oxidation effect on animal fat．

pulsed light，animal fat，lipid oxidation，antioxidants

TS22

A

1003－0174(2011)09－0060－06

2010－11－22

戚向阳，女，1968年出生，教授，博士，食品化学与天然产物化学

袁勇军，男，1976年出生，副教授，博士，食品生物技术