魚油氧化穩定性研究—感官及理化參數評價

田 芳，徐 昕，關 巖

(雅培貿易(上海)有限公司，上海 200233)

如何更加有效地監控魚油的氧化狀態也一直是食品行業關注的焦點[1-4]。油脂氧化產物分為一級氧化產物和二級氧化產物[5-7]。關于油脂中一級及二級氧化產物的分析，國內外已開發出多種檢測方法，包括過氧化值及硫代巴比妥酸反應產物(TBARS)的分析，以及各種色譜、化學發光、熒光發射、拉曼光譜、紅外光譜及核磁共振等方法[8]。目前，國內主要是通過檢測原料油脂的過氧化值及游離脂肪酸的含量來監控油脂的質量。油脂中過氧化物的含量并不能完全反映其氧化程度。低過氧化物水平也可能存在于高氧化程度的油脂樣品中，由于大部分的過氧化物已經降解為二級氧化產物。而游離脂肪酸的含量同樣不能很好地反映油脂的氧化程度。油脂中游離脂肪酸主要來源于油脂精煉過程，其含量的高低可以用來評價油脂加工過程的質量[9]。游離脂肪酸是促進油脂氧化的因素之一，但其含量的高低與油脂儲藏過程中氧化程度的相關性還需作進一步的評價[10]。感官評價是公認的評價油脂氧化程度的最靈敏有效的方法，但此方法需要經過良好培訓的專業感官評價人員，并不是所有的檢測單位都具備做感官評價的能力。揮發性二級氧化產物是油脂氧化不愉快氣味的主要貢獻者，是與感官評價結果聯系最緊密的指標[11]。近年來，關于油脂二級氧化產物的研究國內外已有很多報道。楊湄等[9]研究了不同的制油方式對菜籽油中的二級氧化產物含量的影響。Fereidoon[12]使用靜態頂空分析法分析了油脂中揮發性醛類小分子化合物。Kulas等[13]研究了不同的抗氧化劑對魚油儲藏過程中揮發性二級氧化產物形成的影響。Frankel[14]及Chaiyasit等[15]研究發現，己醛為ω-6脂肪酸的一種主要的揮發性二級氧化產物，而丙醛為ω-3脂肪酸的標志性二級氧化產物。關于二級氧化產物與一級氧化產物(過氧化值)的關系[15-17]、二級氧化產物與感官參數的關系，國內外也已有研究報道[18-19]。

本研究以商業用途的魚油樣品 ARA及DHA為研究對象做加速儲藏實驗，通過監測儲藏實驗中魚油樣品的過氧化值、游離脂肪酸及揮發性二級氧化產物的變化，研究3種評價參數與相應的感官評價指標之間的相關性，以尋找更加有效可行的油脂氧化程度評價指標，以更好地控制油脂質量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

魚油樣品ARA(約40%，含生育酚及抗壞血酸棕櫚酸酯)及DHA(約40%，含生育酚及抗壞血酸棕櫚酸酯)，帝斯曼公司；冰乙酸、異辛烷、碘化鉀、可溶性淀粉、水楊酸、吐溫60、乙醚、無水乙醇及酚酞，國藥集團化學試劑有限公司；硫代硫酸鈉(0.1 mol/L)，默克化工技術(上海)有限公司；氫氧化鈉(1 mol/L)、丙醛及己醛，Sigma-Aldrich；丙醛-2，2，3，3，3-D5內標及己醛-D12內標，CDN Isotopes (Quebec，Canada)。

1.2 儀器與設備

氣相色譜-質譜聯用儀(GC-MS)，安捷倫 5977A，配有7890B氣相色譜系統、電子轟擊(EI)離子源、MassHunter數據處理系統及Perkin Elmer TurboMatrix 40 帶捕集阱頂空進樣器；烘箱，ThermoFisher Scientific；漩渦振蕩器，Fisher Scientific；分析天平(精確至0.1 mg)，Mettler Toledo MS 304S；微量滴定管，德國Brand。

1.3 方法

1.3.1魚油儲藏實驗 魚油ARA及DHA樣品分裝于螺紋玻璃瓶中，每瓶約100 g。分裝樣品避光儲存于40℃1個月進行油脂氧化加速儲藏實驗。每天取出3瓶油脂樣品，冷卻至室溫后，放于4℃冰箱內平衡過夜。樣品從冰箱中拿出，立刻稱取約1 g的樣品于透明頂空瓶中 (22 mL，CLEAR CRIMP VIAL，Perkin Elmer)，封閉頂空瓶，用于揮發性氧化產物的檢測。剩余樣品則用于游離脂肪酸、過氧化值的檢測及感官評價。

1.3.2感官評價 感官評價利用了雅培中國研發中心一批專業的感官評價小組成員來對ARA及DHA樣品的香氣進行定量描述檢驗(參考ISO 13299標準)[20]。小組成員一共10人(均為女性，年齡33～50歲)，在進行樣品評價前經過了為期1個月左右針對ARA和DHA感官香氣屬性的集中培訓。正式評價時，稱取10 g左右的避光保存樣品置于100 mL一次性無味品嘗杯中，讓評價員順時針輕微晃動杯子進行3次短暫的嗅聞，寫下聞到的香氣屬性，每個樣品間進行充分地休息。代表ARA及DHA樣品新鮮和氧化的7個感官香氣屬性和它們的參考物(表1)被用來作為培訓材料。評價員對這些參考物的感官屬性及其強度進行反復熟悉，并重復測試它們的定量描述檢驗結果，最終達到一致性結果。

1.3.3游離脂肪酸(酸價)的測定 使用GB/T 5530-2005/ISO 660：1996對各油脂儲藏樣品中的游離脂肪酸進行測定[21]。

1.3.4過氧化值的測定 使用GB/T 5538-2005/ISO 3960：2001對各油脂儲藏樣品中的過氧化值進行測定[22]。

1.3.5揮發性氧化產物的測定(GC-MS) 油脂樣品中揮發性氧化產物己醛和丙醛的測定方法根據美國環境保護局(EPA)方法8260C稍做修改[23]。于稱有1 g樣品的封閉透明頂空瓶中，使用進樣針加入100 μL 含有己醛-D12及丙醛-2，2，3，3，3-D5 的內標溶液(約1 000 μg/mL于甲醇中)。進樣前，將頂空瓶于60℃平衡20 min，使揮發性化合物充分溶出。液上氣體被從密閉的頂空瓶中吸取，在捕集阱中進行預濃縮并傳輸至氣相色譜系統中進行分離。

表1 ARA及DHA樣品新鮮和氧化的感官特征屬性及其參考物和制備方法

色譜條件：毛細管色譜柱為安捷倫DB-5MS (30m×0.25 mm×0.25 μm)；升溫程序為初始溫度為35℃，保持 5min；以4℃/min升至120℃；再以50℃/min升至240℃，保持1.35 min；載氣為高純氦氣(99.999%)；載氣流速為1 mL/min。

質譜條件：離子源溫度為230℃；接口溫度為150℃；電離電壓為70 eV；使用選擇離子監測(SIM)模式對數據進行采集，己醛的定量離子為m/z48，定性離子為m/z64及80，其D12氘代內標的定量離子為m/z55，定性離子為m/z69。丙醛的定量離子及定性離子為m/z58.0 及 57.0，其D5氘代內標的定量及定性離子分別為m/z63.0及62.0。

定量分析：根據樣品中己醛及丙醛的含量，配制一系列的含有相同濃度內標的標準工作溶液。將各標準工作溶液(100 μL)分別加入稱為1g可可油的頂空瓶中，加蓋后上機分析。以各標準溶液中己醛及丙醛的濃度為橫坐標，它們與其各自內標的峰面積比值為縱坐標繪制標準曲線，計算各樣品溶液中己醛及丙醛的濃度。

1.4 統計分析

本研究使用IBM SPSS Statistics 22進行One-way ANOVA統計分析，顯著水平為0.05。

2 結果與分析

2.1 感官評價

對 ARA 及 DHA 樣品進行為期 30 d的感官香氣屬性評價，雅培內部的原料放行感官標準(基于ISO 13299 標準制訂)被作為參考文件來判斷樣品是否出現了不符合標準的感官屬性，以此來判斷樣品的氧化程度(表2)。經過30d的感官香氣評價，ARA樣品始終維持在弱的蛋腥味，感官屬性沒有變化(圖1)。DHA樣品從第15d開始，呈現了很弱的腐敗魚腥味，感官屬性發生變化，出現氧化現象。從第23d開始，腐敗魚腥味變重，氧化現象更嚴重。青草味在30d中始終處于很弱或弱的強度，均符合標準(圖2)。

表2 ARA及DHA主要香氣屬性及評分接受標準

圖1 ARA樣品40℃避光儲藏30d過程中感官香氣屬性的變化

圖2 DHA樣品40℃避光儲藏30d過程中感官香氣屬性的變化

2.2 游離脂肪酸的測定

ARA及DHA油脂樣品中的游離脂肪酸含量在儲藏過程中均沒有明顯變化(圖3及圖4)，說明游離脂肪酸的含量不是一個能夠靈敏反映油脂氧化狀態的理化指標。油脂中游離脂肪酸主要來自于油脂的精煉過程，可以反映油脂加工過程的質量。工業界對游離脂肪酸含量的控制的一個重要原因是它是一種促氧化劑，能促使促氧化金屬離子(鐵、銅等)在油水界面的富集，從而加速金屬離子催化的油脂氧化反應的進行[24]。游離脂肪酸同時也是油脂氧化產物的一種，但通常情況下，當其含量因油脂氧化而發生明顯變化時，油脂的氧化程度已非常嚴重。

圖3 ARA樣品40℃避光儲藏30d過程中游離脂肪酸含量的變化

圖4 DHA樣品40℃避光儲藏30d過程中游離脂肪酸含量的變化

2.3 過氧化值的測定

由圖5、圖6可知，脂質過氧化物的含量在2種油脂儲藏過程中均整體呈現出緩慢上升的趨勢，說明一級氧化產物在儲藏過程中逐漸累積。脂質過氧化物在ARA樣品儲藏過程中的含量范圍為0.51～6.68 mmol/kg，稍高于其在DHA樣品中的含量范圍(0.21～4.95 mmol/kg)。但感官評價結果顯示，ARA樣品在整個儲藏過程中均符合感官標準，而DHA樣品從第15d開始，香氣開始不符合感官標準，出現氧化現象，從第23d開始氧化現象更為顯著。這種現象可能是因為脂質過氧化物在DHA中已降解為二級氧化產物。過氧化值的測定結果表明，此理化指標一定程度上可以反映油脂氧化的初期狀態，但不能反映最終影響油脂質量的感官性狀。

圖5 ARA樣品40℃避光儲藏30d過程中過氧化物含量的變化

圖6 DHA樣品40℃避光儲藏30d過程中過氧化物含量的變化

2.4 揮發性氧化產物的測定

圖7、圖8顯示，ARA樣品在30d的儲藏過程中基本無揮發性二級氧化產物產生，與感官評價的結果一致(圖1)。DHA樣品中丙醛的含量從第22d開始有顯著升高(P< 0.05)，與其感官評價結果相一致(圖2，第23d腐敗魚腥味顯著加重)。揮發性二級氧化產物的含量能夠更有效地反映魚油樣品的氧化狀態。ELISIA等[25]的研究也表明，己醛是反映母乳中油脂氧化狀態的一個有效指標。

圖7 RA樣品40℃避光儲藏30d過程中揮發性二級氧化產物己醛含量的變化

圖8 DHA樣品40℃避光儲藏30d過程中揮發性二級氧化產物丙醛含量的變化

3 結論

本實驗研究了2種商業用魚油樣品ARA和DHA在加速儲藏過程中的感官屬性及3種理化指標游離脂肪酸含量、過氧化值及揮發性二級氧化產物己醛/丙醛的變化。結果表明，脂肪酸含量的變化不能靈敏有效地反映油脂樣品的氧化狀態。過氧化值一定程度上可以反映油脂氧化的初期狀態，但不能有效地反映油脂樣品的感官性狀。揮發性二級氧化產物(ω-6脂肪酸監測己醛、ω-3脂肪酸監測丙醛)的含量變化與油脂的感官評價結果相一致，可以相對有效地反映油脂樣品的氧化狀態。同時監測魚油樣品的過氧化值及丙醛/己醛的含量可以更全面地評價油脂的氧化狀態，以更有效地控制魚油在儲藏過程中的質量?！?/p>