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EFFECTS OF ANTIOXIDANTS ON FATTY ACID CONTENT
AND PEROXIDE VALUE OF IRRADIATED PEANUT

抗氧化剂对辐照花生脂肪酸含量及过氧化值的影响



全 文 :核 农 学 报 2011,25(1):0093 ~ 0096
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
文章编号:1000-8551(2011)01-0093-04
抗氧化剂对辐照花生脂肪酸含量及过氧化值的影响
程安玮1,2 张奇志1,2 王守经1,2 胡 鹏1,2 祝清俊1,2 杜方岭1,2
(1. 山东省农业科学院农产品研究所,山东 济南 250100;2. 国家粮油加工技术研发分中心,山东 济南 250100)
摘 要:通过气相色谱法和滴定法研究了辐照花生脂肪酸含量及贮藏过程中脂肪过氧化值(POV)的变
化。结果表明,不同剂量的辐照处理对花生脂肪酸含量没有明显影响,但可引起花生脂肪 POV 的明显
升高,其中以 3. 5kGy 处理组最明显;随贮藏时间的延长 POV 呈先升后降的趋势。添加 0. 1%的 VC、VE
和丁基羟基茴香醚(BHA),可有效抑制花生的脂肪氧化,但抗氧化剂种类不影响 POV 变化趋势。
关键词:花生;辐照;脂肪氧化;脂肪酸;过氧化值(POV)
EFFECTS OF ANTIOXIDANTS ON FATTY ACID CONTENT
AND PEROXIDE VALUE OF IRRADIATED PEANUT
CHENG An-wei1,2 ZHANG Qi-zhi1,2 WANG Shou-jing1,2 HU Peng1,2 ZHU Qing-jun1,2 DU Fang-ling1,2
(1 . Institute of Ago-Food Science and Technology,Shandong Academy of Agricultural Science,Jinan,Shandong 250100;
2. National Research and Development Center for Grain and Oil Processing,Jinan,Shandong 250100)
Abstract:The effects of irradiation and antioxidants on fatty acids contents and peroxide value (POV)in peanut were
analyzed by gas chromatography and titration method,respectively. The results showed that irradiation had no significant
influence on the fatty acids contents,but POV was increased significantly while the peanuts were irradiated,especially at
3. 5kGy. The POV first increased and then decreased with preservation time. Lipid oxidation was inhibited by adding
0. 1% of VC,VE and BHA to the irradiated peanuts samples,but POV changes of samples adding different antioxidants
were almost same.
Key words:peanut;irradiation;lipid oxidation;fat acid;peroxide value (POV)
收稿日期:2010-02-09 接受日期:2010-04-15
基金项目:农业部农业公益性行业科研专项经费项目(200803034)
作者简介:程安玮(1975-),女,山东临沂人,博士,粮油加工。E-mail:anweich@ 126. com
通讯作者:杜方岭(1972-),男,山东高唐人,研究方向为农产品加工。E-mail:dufl@ saas. ac. cn
食品辐照是用 γ 射线、能量≤5MeV 的 X 射线或
能量≤10MeV 的高能电子束处理食品,达到保鲜保质
和提高产品质量、延长食品货架期目的的一种技术手
段。辐照因节能、高效、不升温处理、安全可靠、能够最
大限度地保持食品风味品质等优点,已受到国内外的
广泛关注。
但辐照会加速食品脂肪的自氧化进程,产生辐照
异味,影响含脂肪类食品的质量。陈云堂等[1]指出抗
氧化剂可显著减缓食品辐照后脂肪氧化的速度,哈益
明等[2]认为茶多酚可以显著抑制辐照冷却肉在贮藏
过程中的脂肪氧化情况。Nam 等[3]研究表明添加抗
氧化剂尤其是天然抗氧化剂是防止脂肪氧化的有效措
施。本文初步研究了辐照对花生脂肪酸组成及含量的
影响,探讨不同抗氧化剂对辐照花生脂肪氧化的抑制
作用,以及在贮藏过程中脂肪过氧化值(POV)的变化
规律,以期为辐照在植物油脂上的应用及通过添加抗
氧化剂抑制脂肪的氧化提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
1. 1. 1 原料 从超市购买当年产新鲜花生米,剔除破
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核 农 学 报 25 卷
损、残次果粒。
1. 1. 2 试剂 冰乙酸、异辛烷、碘化钾、可溶性淀粉、
硫代硫酸钠均为分析纯,购于国药集团上海化学分公
司。VC(纯度 > 99. 7%),天津市北方天医化学试剂
厂;VE(纯度 > 99%),Aldrich 公司;丁基羟基茴香醚
(BHA,纯度 > 96%),上海晶纯试剂有限公司;脂肪酸
甲脂酯标准品,Sigma 公司。
1. 2 原料处理
60℃ ~ 80℃下炒制新鲜花生米至 7 成熟,破碎后
过 20 目筛,称量后用 PE 袋分装,每袋净重 100g。按
0. 1%比例(质量比)分别拌入 VC(干粉)、VE 和 BHA
(干粉),混合均匀后封口待辐照,以不加抗氧化剂的
样品为对照(CK)。
1. 3 辐照处理和榨油
辐照在山东省农业科学院原子能农业应用研究所
的60 Co γ 辐照装置内进行,源活度 9. 6 × 1015 Bq。辐照
剂量设置为 3. 5 和 7. 0kGy,剂量率 108. 3Gy /min,室温
下静态辐照,采用重铬酸银化学剂量计跟踪测示辐照剂
量(剂量计与国家计量院比对,误差小于 2. 5%),每处
理重复 3 次。样品辐照后在 15℃ ~ 20℃室温下贮藏。
首先使用自制小型榨油机在 35℃ ~ 40℃下对花
生进行压榨提油,榨取的油脂立即进行脂肪酸含量及
过氧化值(POV)的测定,室温条件下贮藏,每隔 5d 测
定一次。
1. 4 测定方法
1. 4. 1 脂肪酸的测定 采用气相色谱法测定花生脂
肪酸中的棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸的含量,测定
条件为:HP225 色谱柱,规格 0. 25mm × 30m;柱温:
150℃保持 5min 后,以 2℃ /min 升温至 180℃后,保持
10min;空气流速:300ml /min;氮气流速:30ml /min;氢
气流速:40ml /min;检测器温度:250℃,外标物为脂肪
酸甲酯标准品,采用外标法定量。
1. 4. 2 过氧化值的测定 参照 GB /T 5538-2005[4]采
用滴定法进行,每处理样品重复 3 次。
1. 5 数据分析
所得数据均为重复 3 次的平均值,用 SAS8. 0 软
件进行数据分析。
2 结果与分析
2. 1 辐照对花生脂肪酸组成和含量的影响
各处理花生样品中棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸
的含量见表 1。其中,油酸的含量最高,其次为亚油
酸、棕榈酸,硬脂酸的含量最低。棕榈酸的最低含量为
10. 1%,最高的也仅为 11. 6%;硬脂酸最高为 5. 3%,
最低为 4. 8%;油酸最高为 43. 1%,最低为 40. 2%;亚
油酸最高为 35. 4%,最低为 33. 3%。经过统计,不同
抗氧化剂组之间脂肪酸各组成含量没有明显的差异,
添加抗氧化剂组与对照组之间也没有明显的差异。另
外,不同剂量辐照组之间,各处理组与对照组相比,脂
肪酸含量也没有明显的差异,这表明低于 7. 0kGy 的
剂量辐照对花生中的脂肪酸组成和含量没有明显的影
响,添加不同的抗氧化剂对辐照花生中的脂肪酸组成
和含量也没有明显的影响。
表 1 辐照及抗氧化剂对花生中脂肪酸含量的影响
Table 1 Effects of irradiation and antioxidants on fatty acid contents in peanut (%)
抗氧化剂处理
antioxidant
treatment
辐照剂量
irradiation
dose (kGy)
棕榈酸
palmitic acid
硬脂酸
stearic acid
油酸
oleic acid
亚油酸
linoleic acid
CK 0 10. 9 ± 1. 2 5. 0 ± 0. 4 42. 7 ± 5. 2 34. 7 ± 2. 3
3. 5 11. 4 ± 0. 9 5. 2 ± 0. 3 41. 3 ± 3. 9 35. 4 ± 2. 6
7. 0 11. 4 ± 0. 8 5. 3 ± 0. 6 40. 4 ± 5. 9 33. 5 ± 1. 9
0. 1% VE 0 10. 1 ± 1. 1 5. 3 ± 0. 7 40. 7 ± 4. 2 34. 7 ± 1. 7
3. 5 11. 5 ± 1. 3 5. 0 ± 0. 5 41. 8 ± 5. 2 35. 0 ± 2. 6
7. 0 11. 3 ± 0. 8 4. 9 ± 0. 6 43. 1 ± 5. 3 34. 4 ± 3. 2
0. 1% VC 0 11. 3 ± 0. 7 4. 8 ± 0. 4 40. 2 ± 4. 9 34. 4 ± 3. 1
3. 5 11. 6 ± 1. 1 4. 9 ± 0. 5 41. 6 ± 4. 3 35. 2 ± 2. 8
7. 0 11. 2 ± 1. 3 5. 1 ± 0. 6 42. 4 ± 3. 9 34. 7 ± 2. 5
0. 1% BHA 0 10. 7 ± 1. 3 5. 1 ± 0. 5 40. 9 ± 5. 2 33. 3 ± 4. 2
3. 5 11. 3 ± 0. 7 5. 2 ± 0. 3 41. 5 ± 6. 1 35. 4 ± 3. 4
7. 0 11. 2 ± 0. 9 4. 8 ± 0. 2 41. 6 ± 4. 9 34. 5 ± 2. 9
注:BHA:J 基羟基茴香醚。
Note:BHA:butyl hydroxy anisd.
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1 期 抗氧化剂对辐照花生脂肪酸含量及过氧化值的影响
2. 2 辐照对花生脂肪 POV 的影响
2. 2. 1 无抗氧化剂条件下辐照对花生油脂 POV 的影
响 在不添加任何抗氧化剂的条件下,观察辐照对花
生脂肪 POV 的影响,结果见图 1。结果表明,辐照会加
速花生脂肪的氧化,当剂量为 3. 5kGy 时,POV 最大,
而 7. 0kGy 辐照组,其 POV 反而低于 3. 5kGy 辐照组,
表明花生的脂肪氧化速度并不随剂量的升高而加速。
从各试验组在贮藏期间的变化情况来看,随着贮藏时
间的延长,POV 升高,到第 10 天,各辐照组的 POV 达
到最大值,3. 5kGy 辐照组 POV 为 13. 3meq /kg;第 15
天后,POV 降低;第 20 天,POV 又有所上升。随后,除
3. 5kGy 辐照组呈降低的趋势,其余剂量处理组基本上
呈稳定趋势。
图 1 无抗氧化剂条件下辐照对
花生油脂 POV 的影响
Fig. 1 Effect of irradiation on POV of
peanut without adding antioxidant
2. 2. 2 添加 0. 1% VC 条件下辐照对花生脂肪 POV 的
影响 图 2 结果表明,添加 0. 1% VC 后,在贮藏的第 5
天,辐照花生的 POV 与对照相比没有显著的增加,当
贮藏时间为第 10 天,POV 升高,以剂量为 3. 5kGy 组
的 POV 最高(9. 33meq /kg),到第 15 天,POV 又明显
下降,第 20 天,数值又明显升高,以 7. 0kGy 辐照组的
POV 最高(9. 53meq /kg),而 3. 5kGy 辐照组最低。继
续延长贮藏时间,7. 0kGy 辐照组的 POV 值又开始降
低,其余剂量处理组呈上升的趋势。
2. 2. 3 添加 0. 1% VE 条件下辐照对花生脂肪 POV 的
影响 图 3 显示,在花生中添加 0. 1% 的 VE 后,在贮
藏的 5 天内,3. 5kGy 辐照组和 7. 0kGy 辐照组的花生
POV 基本相同,都高于对照组,到第 10 天时,各处理
组的 POV 急剧升高,达到最高点 10. 53meq /kg,之后
随着贮藏时间的延长,各处理组的 POV 呈下降趋势。
2. 2. 4 添加 0. 1% BHA 条件下辐照对花生脂肪 POV
图 2 添加 0. 1% VC 条件下
辐照对花生 POV 的影响
Fig. 2 Effects of irradiation on POV
of peanut with adding 0. 1% VC
图 3 添加 0. 1% VE 条件下
辐照对花生 POV 的影响
Fig. 3 Effects of irradiation on POV of
peanut with adding 0. 1% VE
的影响 由图 4 可以看出,样品中添加 0. 1% BHA
时,在贮藏的 5 天内,POV 较低。到第 10 天,各试验组
的 POV 明显升高,最大值为 8. 82meq /kg,之后随着贮
藏时间的延长,POV 呈逐渐降低的趋势。在该试验组
中,以 7. 0kGy 辐照组的 POV 最高。
综合图 1 ~ 4 来看,添加抗氧化剂能有效抑制脂肪
的氧化,相比对照 POV 明显降低。在贮藏的 5 天内,
各抗氧化剂组之间 POV 没有明显的差异,但与对照组
相比有降低的趋势;到第 10 天,抗氧化剂组与对照组
相比,POV 明显降低;第 15 天,抗氧化剂组与对照组
的 POV 无明显差异;在第 20 ~ 25 天,VC 添加组与对
照组相比没有明显的差异,但是 VE 和 BHA 组 POV 明
显降低。总体来说,BHA 的抑制效果最好,其次为
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图 4 添加 0. 1% BHA 条件下
辐照对花生 POV 的影响
Fig. 4 Effects of irradiation on POV of
peanut with adding 0. 1% BHA
VC,VE 最差。
3 讨论
辐照会加速脂肪氧化,产生氧化、脱羧、氢化、脱氢
等作用,这些变化对产品的风味和脂肪的稳定性有较
大影响[5],导致脂肪氧化的过程遵循自由基反应机
理,其主要包括引发期、增殖期和终止期。若辐照和贮
藏环境有氧存在,氧化过程会进一步加剧,促进过氧化
物质的分解反应,产生大量的自由基。当无水和氧存
在时,被吸收的射线中每一个光子发生一个氧化反应;
当有氧存在的时候,则发生典型的链式反应。此时即
使饱和的脂肪酸也会被氧化,产生典型的氧化产
物———过氧化物、羰基和还原化合物[6]。辐照后脂肪
氧化产生的过氧化物是相对不稳定的,能参与很多复
杂的分解和相互作用,产生无数个分子量、风味阈值及
生物学意义不同的化合物。因此,POV 可作为反映脂
质氧化程度的参数,是不饱和脂肪中的双键与空气中
的氧结合生成产物的量化指标,表明脂质发生一级氧
化的程度。过氧化物的产生可以通过调整辐照产品的
气体条件、温度和产品的包装形式来改变,也可以通过
添加抗氧化剂来抑制。
本研究结果表明,在低于 7. 0kGy 的辐照剂量范
围内,对花生中脂肪酸的组成和含量没有明显的影响。
Cristina 等[7]研究也认为小于 7. 0kGy 的辐照剂量对冷
冻羊肉的各脂肪酸含量没有明显的影响。这表明低剂
量的辐照对花生及花生油的品质并没明显的影响。
辐照能加速脂肪的氧化,使花生油的 POV 明显升
高,其中以 3. 5kGy 的辐照剂量对花生油 POV 的影响
最明显。在贮藏期内,随着贮藏时间的延长,POV 明
显增加,在第 10 天,各试验组的 POV 达到最大,之后
随着贮藏时间的增加,POV 开始下降。在贮藏期间
POV 的变化情况,表现出先升高,后又下降的趋势,这
表明贮藏中期脂质氧化的中间产物积累较多,随着积
累增加又进一步发生氧化反应生成醛、酮、酸等低分子
物质。添加不同的抗氧化剂均能明显抑制脂肪的氧
化,其 POV 较 CK 组明显降低,从测定结果看,以 BHA
的抑制效果最明显,其次是 VC,VE 的效果最差。郭淑
珍等[8]研究了抗氧化剂对辐照熟五花肉脂肪氧化情
况的影响,结果也表明 VE 的抗氧化效果相对较差,以
茶多酚的抗氧化效果最好。Nam 等[3]推测可能是由
于加入适量的抗氧化剂妨碍或打断由辐照引起的脂肪
氧化自由基链式反应,从而减缓或者终止脂肪的氧化。
4 结论
低于 7. 0kGy 的辐照,对花生中的脂肪酸组成和
含量没有明显的影响。但辐照可使花生油中 POV 明
显升高。辐照前加入适量的抗氧化剂可在一定程度上
抑制脂类的氧化,延长产品的货架贮藏期。
参考文献:
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(责任编辑 高美须 裴 颖)
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