一种快速提取乳粉中脂肪测定过氧化值的研究探讨

俞淑 张呈祥 印杰＊

（1.上海市质量监督检验技术研究院，上海 200233；2.国家市场监管重点实验室（乳及乳制品检测与监控技术），上海 200233）

脂肪作为乳粉中主要营养成分之一，尤其在婴幼儿配方乳粉中含量可达到20%以上，且以不饱和脂肪酸为主，主要包括亚油酸、亚麻酸、二十二碳六烯酸（DHA）、二十碳四烯酸（AA）等[1-3]。不饱和脂肪酸在加热过程和贮藏过程中易与空气接触被氧化，结果导致过氧化值（POV）增高。脂肪的过度氧化不仅让乳粉产生令人生厌的哈喇味，而且人体食用后产生过多的超氧阴离子（O2-）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（HO2-）、一氧化氮（NO·）、过氧化氢分子（H2O2）和氢过氧化物（ROOH）等活性氧，这些含未配对电子对基团和氧化剂将攻击生命大分子使其生长过快并导致孩子发胖和大脑反应迟[4-5]。

目前现行国家标准GB 5009.227-2016 《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》[6]中用石油醚浸泡12 h 以上提取食品中油脂，乳粉中脂肪包埋在粉状结构内部，直接石油醚浸泡法无法提取出油脂。有研究提出了酶法提取、超声波提取、有机溶剂（三氯甲烷—甲醇混合液，正己烷—异丙醇混合液）等方法提取脂肪[7-9]，存在试剂成本高、操作复杂等缺点，本研究提出了一种新的脂肪提取方法，具有操作方法简单、试剂成本低等优点。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

AL204 电子天平（万分之一感量，梅特勒－托利多仪器公司）、S20K pH 计（梅特勒－托利多仪器公司）；Eppendorf MiniSpin 离心机（德国Eppendorf 仪器公司）；震荡水浴锅（德国Memmert 公司）；恒温恒湿培养箱（上海一恒科学仪器有限公司）。

二水合柠檬酸三钠、水杨酸钠、正丁醇、淀粉、碘化钾、三氯甲烷、冰乙酸（以上试剂均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司），硫代硫酸钠标准滴定溶液（上海市计量测试技术研究院）。

试验材料为市售婴幼儿配方乳粉、调制乳粉。

1.2 试验方法

1.2.1 乳粉中脂肪提取

脂肪提取液的制备：称取10 g 二水合柠檬酸三钠，10 g水杨酸钠，18 mL 正丁醇，溶于72 mL 去离子水中，现配现用。

称取10 g左右样品于50 mL离心管中，加入20 mL提取液，摇匀至乳粉全部溶液，再加水至50 mL，摇匀。于60℃震荡水浴锅振摇加热15 min，取出后放入离心机（5 000 r/min），离心10 min，取上层脂肪层，真空干燥烘至恒重，计算脂肪含量，记为X1。

1.2.2 脂肪提取率计算

乳粉按GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》[10]第三法碱水解法测定的脂肪含量，记为X2。

1.2.3 过氧化值的测定

乳粉中提取的脂肪过氧化值测定采用GB 5009.227-2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中第一法滴定法。

1.2.4 方法可行性分析

分别取大豆油、芝麻香油、花生油按1.2.1 小节中方法提取脂肪后测定过氧化值，与直接按GB 5009.227-2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中第一法滴定法测定三种植物油过氧化值数据比较，分析脂肪提取过程对过氧化值结果的影响。

分别取调制乳粉、婴幼儿配方乳粉按GB 5009.6-2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》第三法碱水解法提取脂肪测定过氧化值，与1.2.1 小节中方法提取脂肪后测定过氧化值数据比较。

1.2.5 婴儿配方乳粉过氧化值加速试验

选取同一品牌1、2、3 段奶粉，分别取6 罐同批次原包装样品同时置于（37±2）℃，相对湿度75%RH±5%RH 的恒温恒湿培养箱中进行加速试验，试验周期6 个月，每隔一个月取出一罐奶粉按上述方法测定过氧化值。

2 结果与分析

2.1 加热温度对脂肪提取率及过氧化值的影响

分别选取30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃条件下提取乳粉中脂肪，计算脂肪提取率并测定过氧化值，结果如图1 所示。

图1 加热温度对脂肪提取率及过氧化值的影响

由图1 可以看出，温度提高，脂肪提取率随之提高，过氧化值结果总体呈现升高趋势，60℃后脂肪提取率增加较小，过氧化值增加速度较快。温度在30℃时，脂肪提取率较低，过氧化值数据反而较高，可能是由于在提取过程中，乳粉包埋结构内部脂肪未被提取出来，提取的脂肪主要为表面游离脂肪，表面游离脂肪接触氧气被氧化概率大，导致过氧化值较高。随着乳粉包埋结构内部脂肪被提取的越充分，测得的过氧化值准确性越高。温度超过60℃，过氧化值数据增加的较为明显，因此综合考虑加热温度选择60℃较为合适。

2.2 加热时间对脂肪提取率及过氧化值的影响

在加热温度60℃条件下，分别选择5 min、10 min、15 min、20 min、25 min 加热时长提取乳粉中的脂肪，计算脂肪提取率并测定过氧化值，结果如图2 所示。

由图2 可知，加热5 min 以上脂肪提取率均可达到80%以上，随着加热时间延长提取率不断提高，但增速降缓，过氧化值结果略有升高。综合考虑选择加热时长为15 min，脂肪提取率较高，过氧化值数据准确性可靠。

图2 加热时间对脂肪提取率及过氧化值的影响

2.3 固液比对脂肪提取率及过氧化值测定的影响

在加热温度60℃条件下，乳粉和提取液体积比（下称固液比）分别为1:1、1:2、1:3、1:4、1:5，加热15 min 后，计算脂肪提取率并测定过氧化值，结果如图3 所示。

由图3 可以看出，固液比超过1:2 后，脂肪提取率上升缓慢，随着提取溶剂的增加，溶剂中脂肪的浓度下降，增加了脂肪与溶剂接触面处的浓度差，从而提高脂肪传质效率。考虑到提取溶液的消耗率，选择固液比为1:2 较为合理。

图3 固液比对脂肪提取率及过氧化值测定的影响

2.4 方法的可行性分析

3 种植物油过氧化值测定结果比较如表1 所示，调制乳粉、婴幼儿配方乳粉中两种脂肪提取方式测定过氧化值结果比较如表2 所示。

表1 3 种植物油过氧化值测定结果

表2 乳粉中脂肪不同提取方式测定过氧化值结果

由表1 可以看出，3 种植物油经2 种处理方式测定过氧化值结果的相对相差均＜10%，满足GB 5009.227-2016《食品安全国家标准 食品中过氧化值的测定》中精密度要求，表明本研究提出的脂肪提取方式适用于乳粉中过氧化值的测定。表2说明经碱水解提取的脂肪过氧化值过高，说明这种前处理方式脂肪的二次氧化较厉害，不适用于乳粉脂肪中过氧化值的测定。

2.5 婴儿配方乳粉过氧化值加速试验

如图4 所示是同一品牌婴幼儿配方乳粉的1、2、3 段奶粉分别经过加速试验后过氧化值的变化，可以看出随着储藏时间的延长过氧化值均明显升高，前三个月增长速率较快，后三个月增速有所减缓，而且1 段奶粉过氧化值高于同期的2、3 段奶粉，可能是由于1 段奶粉脂肪含量最高，氧化程度更高一些。贾宏信[7]等在研究婴幼儿配方乳粉在不同温度下加速试验结果表明，温度越高，过氧化值增长速率越快。张怡[11]、Cluskey[12]等的研究表明，不同包装形式的全脂乳粉的过氧化值随储藏时间的延长呈上升趋势，都与本文有类似的研究结论。目前婴幼儿配方食品的国标并无规定过氧化值的限量值，但很多乳粉生产企业内控指标都已关注乳粉中脂肪的氧化稳定性问题，本文建立的乳粉中过氧化值测定可用于乳粉储藏期内货架期预测。

图4 婴幼儿配方乳粉加速试验中过氧化值的变化

3 结论与展望

乳粉中脂肪过氧化值测定的难点在于脂肪的有效提取及预防提取过程中脂肪的二次氧化问题，本文建立了可用于乳粉过氧化值测定的脂肪提取方式，并验证了其方法的可行性，采用该方法脂肪提取率可达到90%以上，并防止脂肪二次氧化的发生，过氧化值测定值的可信度较高。以此法为基础，研究了婴幼儿配方乳粉在加速试验过程中过氧化值的变化，可用于预测乳粉的货架期。随着国内外乳粉行业对乳粉氧化稳定性的关注，可先期积累各品牌乳粉过氧化值数据，政府监管部门、生产企业可做好风险监测和评估工作，也建议在今后的标准修订中制定过氧化值的限量值。