猪脂肪控制氧化条件优化研究

金陵科技学院动物科学与技术学院 江苏南京 210038

肉味香精是我们生活中必不可少的一部分，许多加工食品、方便食品、甚至厨房调料都离不开肉味香精。目前肉味香精制备方法主要有调配型香精、热反应型香精、酵母自溶型香精[1]，超临界萃取技术、微胶囊技术等也广泛应用于香精的生产。研究表明[2]，不同种类肉的特征香味来自于动物脂肪部分。在空气中加热动物脂肪有明显肉的特征香味，而在氮气中加热则不能获得肉的特征香味,这表示脂肪的氧化对肉的特征香味具有很大的影响[3]。脂类物质对肉香味的贡献主要通过以下两个方面来实现[4]。首先,直接形成肉香味组分,脂质在高温下氧化产生数百种挥发性化合物,其中对风味作用比较大的是较低香气阈值的脂肪族醛、酮、醇和内酯化合物等，另外,脂肪降解产物和美拉德反应间相互作用间接生成香气成分。

实验以猪脂为研究对象，根据油脂氧化机理[5，6]及先前对猪脂控制氧化工艺的研究结果[7],设计单因素实验与正交实验研究控制猪脂氧化，通过测定氧化猪脂的过氧化值、酸价、茴香胺值得到理化指标数值，并对其进行方差分析，得到猪脂氧化较优工艺，从而为后期的美拉德热反应制备肉味香精提供前体物质。通过此实验得到的猪脂氧化较优工艺制备出的肉味香精前体物质，既可保证理化要求达标、感官品质最佳，也保留了猪脂的特殊香味。同时，进一步制作而成的肉味香精也更为安全。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：猪板油购自当地苏果超市。

试剂：异辛烷，上海展云化工有限公司；三氯甲烷，上海凌峰化学试剂有限公司；95%乙醇、无水乙醇，上海久亿化学试剂有限公司；乙醚，国药集团化学试剂有限公司；冰乙酸，上海实意化学试剂有限公司；对甲氧基苯胺，罗恩试剂；其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

JJ-1精密增力电动搅拌器，常州赛普实验仪器厂；LZB-3WB转子流量计，常州市科德热工仪表有限公司；Model ACO-9270超静强力气泵；HH-S数显恒温油浴锅，常州润华电器有限公司；HH-3A数显恒温水浴锅，常州润华电器有限公司；V-1000型可见分光光度计，翱艺仪器有限公司；FA210N型电子天平，上海民桥精密科学仪器有限公司；SL8000N型电子天平，上海民桥精密科学仪器有限公司；DL-1万用电炉，北京中兴伟业仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 脂肪制备方法

将新鲜猪板油温水洗净，切块后加入少许温水，置于电磁炉上在100℃熬制成猪油，捞出油渣并用纱布过滤。在装有电动搅拌器、回流冷凝管和空气流量泵的500mL三口烧瓶中加入50g猪脂，置于油浴锅中进行油浴加热使其熔化，开始搅拌，当温度上升到反应温度时，开始通入空气并计时，到达指定时间时停止反应。取样分析POV、AV和p-AV。

1.3.2 指标测定方法

过氧化值(POV)、茴香胺值(p-AV)和酸价(AV)的测定方法、试剂的配制及标定方法分别参照GB 5009.229-2016、GB/T 24304-2009和GB/T 5530-1998标准进行。

1.3.3 单因素实验设计

通过参考相关文献及预实验的基础上,对反应温度、反应时间及空气流速三个因素分别进行单因素试验,测定过氧化值(POV)、酸价(AV)和茴香胺值(P-AV),从中筛选出过氧化值和茴香胺值较高、酸价较低的氧化产物,选出较佳的工艺条件。

1.3.3.1 氧化温度实验设计

在固定猪脂50g，反应时间2h，空气流速0.4L/min条件下，通过控制氧化温度对猪脂进行控制氧化。取氧化温度110、120、130、140、150℃对猪脂进行氧化得到氧化猪脂，测定氧化猪脂的POV、P-AV、AV，研究反应温度对猪脂控制氧化的影响。

1.3.3.2 氧化时间实验设计

在固定猪脂50g，反应温度120℃，空气流速0.4L/min条件下，通过控制氧化时间对猪脂进行控制氧化。取氧化时间1、2、3、4、5h对猪脂进行氧化得到氧化猪脂，测定氧化猪脂的POV、P-AV、AV，研究反应时间对猪脂控制氧化的影响。

1.3.3.3 空气流量实验设计

在固定猪脂50g，反应温度120℃，反应时间2h条件下，通过控制空气流量对猪脂进行控制氧化。取空气流量0.2、0.4、0.6、0.8、1.0L/min对猪脂进行氧化得到氧化猪脂，测定氧化猪脂的POV、P-AV、AV，研究空气流速对猪脂控制氧化的影响。

1.3.4 正交实验设计

根据单因素实验结果，确定了正交试验的实验因素及实验水平，设计了3因素3水平的正交试验，见表1。

表1 正交试验因素-水平表

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果与分析

表2 氧化温度对AV、POV、P-AV的影响(SSR法)

注：在每一列中，小写字母表示在P=0.05的水平上显著，大写字母表示在P=0.01的水平上极显著。

由表2可以看出，氧化温度对于猪脂氧化产物的酸值、过氧化值以及茴香胺值的影响都是显著的。不同的温度水平对于酸值、过氧化值和茴香胺值的影响也有显著与不显著之分。在α=0.05与α=0.01水平下，110℃与150℃酸价均数间差异不显著，其余酸价均数间均差异显著；110℃条件下酸价均数最低。在α=0.05与α=0.01水平下，130℃与140℃过氧化值均数差异不显著，其余过氧化值均数均差异显著；120℃过氧化值均数最高。在α=0.05与α=0.01水平下，140℃茴香胺值均数与其余茴香胺值均数间均差异显著，140℃茴香胺值均数最高。

结合感官评定，并考虑各方面情况，确定110、120、140℃为正交实验中氧化温度因素的三个水平。

表3 空气流量对AV、POV、P-AV的影响(SSR法)

由表3可以看出，空气流量对于猪脂氧化产物的酸值、过氧化值以及茴香胺值的影响都是显著的。不同的空气流量水平对于酸值、过氧化值和茴香胺值的影响也有显著与不显著之分。

在α=0.05与α=0.01水平下，0.4、0.8L/min酸价均数和1.0L/min三者酸价均数间差异不显著，其余酸价均数间均差异显著；0.2L/min条件下酸价均数最低。在α=0.05与α=0.01水平下，0.4L/min过氧化值均数与其余过氧化值均数间均差异显著；0.4L/min条件下过氧化值均数最高。在α=0.05与α=0.01水平下，0.4L/min与0.6L/min茴香胺值均数间差异不显著，0.8L/min与1.0L/min茴香胺值均数间差异不显著，其余茴香胺值均数间均差异显著；0.6L/min条件下茴香胺值均数最高。

结合感官评定，并考虑各方面情况，确定0.2、0.4、0.6L/min为正交实验中空气流量因素的三个水平。

表4 氧化时间对AV、POV、P-AV的影响(SSR法)

由表4可以看出，空气流量对于猪脂氧化产物的酸值、过氧化值以及茴香胺值的影响都是显著的。不同的氧化时间水平对于酸值、过氧化值和茴香胺值的影响也有显著与不显著之分。

在α=0.05与α=0.01水平下，2h与3h酸价均数间差异不显著，其余酸价均数间均差异显著；1h条件下酸价均数最低。在α=0.05与α=0.01水平下，4h过氧化值均数与其余过氧化值均数间均差异显著；4h条件下过氧化值均数最高。在α=0.05水平下，3h与4h茴香胺值均数间差异不显著，其余茴香胺值均数间均差异显著；在α=0.01水平下，2h与3h茴香胺值均数间差异不显著，3h与4h茴香胺值均数间差异不显著，其余茴香胺值均数间均差异显著；5h条件下茴香胺值均数最高。

结合感官评定，并考虑各方面情况，氧化1h的氧化猪脂肉香味不足且腥味较重，氧化5h的氧化猪脂哈喇味较重，故不取氧化1h和氧化5h条件，最终确定2、3、4h为正交实验中氧化温度因素的三个水平。

2.2 正交实验结果与分析

表5 正交试验实验结果

续表5

试验号因素A温度/℃B空气流量/L·min-1C时间/h酸价KOH/mg·g-1过氧化值/mmol·kg-1茴香胺值Z2j/332.6553.3240.84Z3j/398.3049.0737.09RZ93.5219.9920.70

注：RX、RY、RZ分别表示酸价、过氧化值和茴香胺值的极差。

表6 酸价正交试验方差分析表

由表6可知，影响因素中，温度对酸价的影响差异显著，空气流量和氧化时间对酸价的影响差异不显著。由表5可知三个因素的主次关系是：氧化温度>空气流量>氧化时间。要保证酸价尽可能小，最佳氧化温度为110℃、空气流量为0.6L/min、氧化时间为2h。

表7 过氧化值正交试验方差分析表

由表7可知，影响因素氧化温度、空气流量、氧化时间对过氧化值的影响均差异不显著。由表5可知，三个因素的主次关系是：氧化温度>空气流量>氧化时间。要保证过氧化值尽可能大，最佳氧化温度为140℃、空气流量为0.4L/min、氧化时间为4h。

由表8可知，影响因素中，温度对茴香胺值的影响差异显著，空气流量和氧化时间对茴香胺值的影响差异不显著。由表5可知，三个因素的主次关系是：氧化温度>氧化时间>空气流量。要保证茴香胺值尽可能大，最佳氧化温度为140℃、空气流量为0.4L/min、氧化时间为2h。

表8 茴香胺值正交试验方差分析表

结合以上实验结果与分析，为保证酸价尽可能小，过氧化值和茴香胺值尽可能大的要求，氧化温度应选择120℃；氧化时间为2h，空气流量为0.4L/min时得到猪脂肪控制氧化产物的感官品质最为理想。

3 结论

为下一步美拉德热反应制备肉味香精提供风味前体物质和肉的特征风味，以酸价、过氧化值、茴香胺值为评价指标结合感官评定，对氧化温度、空气流量、氧化时间进行了单因素实验和正交试验设计。结果表明,在所选取的因素水平内,温度是影响酸值、过氧化值、茴香胺值的最重要因素。通过进一步分析，确定了猪脂控制氧化的最佳工艺条件为：反应温度120℃，空气流量0.4L/min，反应时间2h。此时的氧化猪脂具有较浓郁的脂香与肉香，无不良风味，且其酸价较低，过氧化值和茴香胺值较高。