周拥军 郜海燕 房祥军 陈杭君 何 松
包装对巴旦杏仁油脂氧化和抗氧化能力的影响
周拥军1郜海燕1房祥军1陈杭君1何 松2
(浙江省农科院食品科学研究所1,杭州 310021)
(广东广益科技实业有限公司2,东莞 523220)
以经过加工的去壳巴旦杏仁为材料,研究不同包装材料对其酸价、过氧化值、TBA值、总酚含量、VE含量和DPPH自由基清除能力的影响,以期了解包装材料对巴旦杏仁贮藏过程中油脂氧化和抗氧化能力的影响。结果表明:巴旦杏仁在贮藏过程中发生油脂的氧化酸败,表现为过氧化值和酸价上升,TBA值增加;采用EVOH共挤膜包装可显著降低其贮藏过程中酸价和过氧化值的增加幅度,抑制TBA值增加,减轻脂肪的氧化酸败;并保持较高的自身抗氧化物质总酚和VE含量,减缓DPPH自由基清除能力的下降,相对较好地维持组织的抗氧化能力。
巴旦杏仁 包装材料 油脂氧化 抗氧化
巴旦木,又名扁桃(Amygdalus communis L.),为世界上著名的木本油料树和干果树种[1]。我国种植巴旦木的历史已有1300多年,规模生产主要集中在新疆南部的喀什、和田等地[2]。巴旦木果实称巴旦杏,风味独特,营养丰富,新疆维吾尔民族普遍将巴旦杏作营养滋补品,也具有补脑安神,益肾生精,润肠通便,明目、健胃等药用功能[3]。巴旦杏仁含油率高达45%以上,其不饱和脂肪酸含量约占脂肪酸总量的87%以上[4],而不饱和脂肪酸具有多种重要的生理功能,大量科学研究表明,亚油酸、亚麻酸等不饱和脂肪酸是人体自身无法合成的,能明显的降低高密度脂蛋白胆固醇,具有抗血栓、降低血脂、舒张血管的特性,延缓免疫功能衰退,对于预防冠心病、抑制肿瘤等等多种疾病均有益[5-6]。不饱和脂肪酸的双键很容易被氧化,导致油脂氧化酸败,从而丧失其原有的生理功能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[7],因此需要充分重视巴旦杏的油脂氧化酸败问题,但目前在这方面的研究还未见报道。随着氧自由基与疾病关系深入研究,人们对富含多酚和VE等抗氧化成分的坚果食品关注也在不断增强。已有研究表明,巴旦杏仁具有良好的抗氧化作用,能使小鼠肝、脑组织中LPO明显降低,促进肝、脑组织中SOD活性明显升高[8]。本试验研究不同包装材料对其贮藏过程中油脂氧化和抗氧化性能的影响,以期为控制巴旦杏仁的贮藏品质控制提供理论和实践依据。
1.1 材料与仪器
巴旦杏:产于新疆喀什地区,为当年干果,经筛选→去壳→漂洗→加盐浸泡→干燥→烘烤→冷却,加工成脱壳巴旦杏仁。
SANYO 533型精准控温箱:日本SANYO公司;Cintra20型紫外分光光度计:澳大利亚GBC公司;MR23i型高速离心机:法国Jouan公司;1200型高效液相色谱:美国安捷伦公司;DK-8D型水浴锅:上海精宏实验设备有限公司;DL-360A超声波清洗器:上海之信仪器有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 前处理
将加工好的巴旦杏仁分别装入PE袋、PE/PA复合袋和PE/PA/EVOH/PE/PA 5层共挤膜3种不同的包装袋,包装袋的厚度均为0.08 mm。将不同包装的巴旦杏仁均置于30℃恒温箱下贮藏,并每月取样测定。每袋装200 g,每处理3重复。
1.2.2 油样的提取
巴旦杏仁用粉碎机粉碎后,无水乙醚提取过夜,过滤,滤液经旋转蒸发去除乙醚,得到油样。测得刚加工完成的脱壳巴旦杏仁含油率为51.2%。
1.3 测定指标与方法
1.3.1 酸价的测定
按照GB/T 5530—2005测定。
1.3.2 过氧化值的测定
按照GB/T 5538—2005测定。
1.3.3 TBA值的测定
按照杨貌端[9]的方法并略有修改。称取适量油脂于25 mL的具塞刻度试管中,加入2.5 mL 0.02 mol/L的硫代巴比妥酸与2.5 mL 7.5 g/mL三氯乙酸溶液,混匀于95~100℃的水浴中反应30 min。取出冷却,加水至10 mL,加入2 mL三氯甲烷,密塞上下倒置10次,使油充分溶入三氯甲烷层,并使其沉入管底,静置10 min,将上清液倒入1 cm的比色杯中,以空白管为对照,在530 nm下测其吸光度,TBA值以丙二醛的含量来表示。
1.3.4 总酚含量测定
称取5 g粉碎后的巴旦杏仁粉末,用1%盐酸-甲醇100 mL在室温浸提2 h,过滤,滤液用于总酚含量的测定。总酚含量采用普鲁士蓝法测定[10],以没食子酸作为标样。
1.3.5 VE的测定
高效液相色谱法,按照GB 12388—1990测定。
1.3.6 1,1-二苯基苦基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除能力的测定
参照Larrauri等[11]的方法,略做修改。称取10 g粉碎后的巴旦杏仁粉末,加入100 mL 95%乙醇充分浸提6 h,重复2次,收集滤液。DPPH自由基清除能力按下列公式计算:样品对DPPH清除能力=1-[(A-B)/A0]×100%,式中:A0为未加样品的DPPH(3 mL DPPH+1 mL甲醇)的光吸收值;A为样品与DPPH反应后的光吸收值;B为空白样品(1 mL样品液+3 mL甲醇)的光吸收值。
2.1 包装对巴旦杏仁贮藏过程中酸价的影响
图1表明,随着贮藏时间的延长,巴旦杏仁的酸价逐渐增大,表明巴旦杏仁在贮藏过程中脂肪水解产生的游离脂肪酸在增加。PE包装的酸价一直保持较高的上升速度,贮藏6个月时高达2.81 mg/g;PE/PA包装的相比PE包装增加幅度有所减慢,6个月时为2.37 mg/g;而EVOH共挤膜包装的酸价变化最慢,贮藏结束时分别为PE包装和PE/PA包装的82.3%和69.4%,EVOH共挤膜包装显著抑制了脂肪的水解。
图1 包装对巴旦杏仁贮藏过程中酸价的影响
2.2 包装对巴旦杏仁贮藏过程中过氧化值的影响
过氧化物是衡量脂肪酸一级氧化产物——氢过氧化物的指标,表明脂肪酸初级氧化的程度[12],因此过氧化值的升高与巴旦杏仁的质量变劣关系十分密切。如图2知,不同包装的巴旦杏仁过氧化值的变化均呈上升趋势,其中PE包装的过氧化值上升最快,6个月后的过氧化值增加5.9倍,而PE/PA包装和EVOH共挤膜包装的过氧化值分别增加4.8倍和3.6倍,说明采用EVOH共挤膜包装的巴旦杏仁油脂的氧化程度最小。
2.3 贮藏温度对巴旦杏仁TBA值的影响
TBA值是指油脂中不饱和脂肪酸氧化分解所产生的衍生物丙二醛等与TBA作用的结果,TBA值的高低表明脂肪二级氧化产物即最终生成物的多少,是最广泛的用于评价脂肪最终氧化程度的指标之一[13]。如图3所示,PE包装的对TBA值影响较大,贮藏过程中增加较快;EVOH共挤膜包装的对TBA值影响较小,增加速度较慢,6个月时,其TBA值是PE包装的54.0%,说明EVOH共挤膜包装能显著抑制油脂的氧化,减少氧化产物的增多,这个结果与过氧化值的变化趋势一致。
图3 包装对巴旦杏仁贮藏过程中TBA值的影响
2.4 包装对巴旦杏仁贮藏过程中总酚含量的影响
坚果中含有丰富的具有生理活性的多酚类物质,不但对防止自身氧化具保护作用,也对人体起到积极的抗氧化作用[14]。如图4知,巴旦杏仁贮藏开始时,总酚含量为5.68 mg/g,贮藏过程中持续下降,2个月后,EVOH共挤膜包装的下降速度明显低于其他包装。贮藏至6个月时,EVOH共挤膜包装的总酚含量为3.01 mg/g,分别是PE、PE/PA包装的1.79倍和1.45倍,说明采用EVOH共挤膜包装能缓解贮藏过程中总酚的下降。
图4 包装对巴旦杏仁贮藏过程中总酚含量的影响
2.5 包装对巴旦杏仁贮藏过程中VE含量的影响
巴旦杏仁VE含量较高,初值为12.4 mg/100 g,VE具有良好的抗油脂氧化功能[15],是巴旦杏仁重要的自身抗氧化物质之一。如图5知,不同包装的VE含量在贮藏过程中均呈现逐渐下降的变化趋势。在贮藏前1个月内不同包装的VE含量变化差异不显著,1个月后,PE包装的VE含量下降较快,EVOH共挤膜包装缓慢下降。贮藏至6个月,EVOH共挤膜包装、PE/PA和PE的VE含量的保留率分别为47.3%、30.4%和21.5%,采用EVOH共挤膜包装能显著抑制VE的损失。
图5 包装对巴旦杏仁贮藏过程中维生素E含量的影响
2.6 包装对巴旦杏仁贮藏过程中DPPH自由基清除能力的影响
DPPH是一种很稳定的以氮为中心的自由基,通过测定样品对羟自由基、烷自由基或过氧自由基以及脂质过氧化链清除的作用,评价其抗氧化能力的强弱[16]。如图6知,不同包装的DPPH自由基清除能力在贮藏前期下降速度均较为缓慢,2个月后PE/PA和PE包装的下降速度明显加快,而EVOH共挤膜包装的下降仍较为缓慢。贮藏至6个月时,EVOH共挤膜包装、PE/PA和PE的DPPH自由基清除能力分别为45.2%、36.4%和31.5%,说明采用EVOH共挤膜包装能有效减缓巴旦杏仁DPPH自由基清除能力的下降。
图6 包装对巴旦杏仁贮藏过程中DPPH自由基清除能力的影响
坚果食品在贮藏过程中发生品质下降的主要问题是油脂氧化酸败,油脂中含量丰富的不饱和脂肪酸在贮藏过程中受外部环境因素的影响,最终被氧化生成低分子的醛、酮和羧酸等[17]。环境中的氧气是影响油脂氧化的重要因素之一,通常氧化速度随大气氧分压的增加而增加[18]。因此,如何减少坚果食品贮藏环境中的氧气含量是防止油脂氧化酸败和保证其商品价值的关键所在。真空包装是减少包装环境中的氧气的一种有效方式。山核桃原料采用真空包装既可延缓酸价、过氧化值和p-AV值的升高,又延缓了碘价的下降,有效延缓山核桃的油脂氧化[19];香榧成品采用真空包装可显著降低贮藏过程中酸价和过氧化值的增加幅度,减轻脂肪的氧化酸败[20]。本试验发现,采用不同包装的巴旦杏仁在贮藏过程中过氧化值、酸价和TBA含量均出现不同程度的增加,表明其在贮藏期间发生油脂的氧化酸败。采用EVOH共挤膜包装的贮藏效果最好,显著抑制了氧化值、酸价和TBA含量的增加,延缓了油脂的氧化酸败。EVOH是一种高阻隔氧材料,在相同条件下(温度为20℃,湿度为65%RH),其氧气透过系数是PA的1/70,是PE的1/500[21];由于EVOH的分子结构中存在着羟基,具有亲水性和吸湿性,当吸附湿气后,气体的阻隔性能会受到影响[22],通常与耐湿性好材料复合而构成多层共挤复合薄膜,制成可稳定应用高阻隔氧包装材料。本试验应用的PE/PA/EVOH/PE/PA 5层共挤膜透氧率要明显低于PE和PE/PA包装,使其贮藏过程中包装内的氧气浓度一直相对较低,有效减少了油脂氧化发生。
坚果中含有丰富的具有生理活性的多酚类物质,抗氧化性是植物多酚一个重要性质,由于植物多酚酚羟基中邻位酚羟基极易被氧化,使植物多酚具有很强抗氧化性和清除自由基能力,不但对防止自身氧化具保护作用,也对人体起到积极的抗氧化作用[14,23]。VE作为一种抗氧化剂,能保护不饱和脂肪酸免受氧化性损害,阻止不饱和脂肪酸产生过氧化物和环氧化物[8]。贮藏过程中,对比其他包装,EVOH共挤膜包装的总酚含量和VE含量下降最慢;贮藏至6个月时,EVOH共挤膜包装、PE/PA和PE的DPPH自由基清除能力分别为47.2%、36.4%和31.5%,说明采用高阻隔氧的EVOH共挤膜包装能有效抑制巴旦杏仁总酚含量和VE的损失,减缓其DPPH自由基清除能力的下降,相对较好的维持组织抗氧化能力。保持较高的多酚和VE含量,这对巴旦杏仁贮藏过程中油脂的氧化酸败也具有积极的抑制作用。
采用不同材料包装的巴旦杏仁在贮藏过程中发生油脂的氧化酸败,表现为过氧化值和酸价上升,氧化产物增加。采用EVOH共挤膜包装可显著降低巴旦杏仁贮藏过程中酸价和过氧化值的增加幅度,减少氧化产物增加,减轻脂肪的氧化酸败;并保持较高的总酚和VE含量,减缓DPPH自由基清除能力的下降,较好的维持了组织的抗氧化性能。
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Effects of Different Packaging on Lipid Peroxidation and Antioxidant Ability of Amygdalus communis L.Kernal Oil During Storage
Zhou Yongjun1Gao Haiyan1Fang Xiangjun1Chen Hangjun1He Song2
(Institute of Food Science,Zhejiang Academy of Agriculture Science1,Hangzhou 310021)
(Guangdong Guangyi Science&Technology Industry Co.,Ltd.2,Dongguan 523220)
To understand effects of different packing on lipid peroxidation and antioxidant ability of Amygdalus communis L.kernal during storage at 30℃with processing and shelling Amygdalus communis L.kernal,acid value,peroxide value,TBA value,total phenols,vitamin E content and DPPH scavenging activity inhibition of Amygdalus communis L.kernal oil during storage are measured.The result shows that acid value,peroxide value and TBA value decrease in Amygdalus communis L.kernal,which demonstrates that lipid oxidation occurrs.Packing of EVOH co -extrusion film packing reduces the increase in acid value,peroxide value and TBA value,keeps high level of total phenol and vitamin E contents,alleviates the decrease in DPPH scavenging activity,inhibites oil oxidation and relatively enhances antioxidant ability.
Amygdalus communis L.kernal,packing material,oxidation of fat and oils,antioxidant
T664.5
A
1003-0174(2012)08-0060-05
时间:2012-08-20 10:47
网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/11.2864.TS.20120820.1047.001.html
浙江省科技厅面上合作项目(2008C24010),浙江省科技厅重大科技专项(2009C12033)
2011-12-21
周拥军,男,1978年出生,助理研究员,食品物流与质量控制
郜海燕,女,1958年出生,研究员,食品物流与质量控制