不同貯藏溫度下魚油品質的變化

宋恭帥，張蒙娜，彭 茜，朱鳳仙，沈 清,2，戴志遠,2,*

（1.浙江工商大學海洋食品研究院，浙江 杭州 310012；2.浙江省水產品加工技術研究聯合重點實驗室，浙江 杭州 310012；3.日本香川大學農學部，日本 香川 高松 7610795）

魚油是n-3系列不飽和脂肪酸的主要來源，其對人體健康和疾病預防方面的作用在多年前就已被驗證，尤其以二十碳五烯酸（eicosapentaenoic acid，EPA）和二十二碳六烯酸（docosahexaenoic acid，DHA）的生理活性最為突出[1]。EPA與DHA僅存在于水產品中，對增強人體神經系統、生殖系統及視覺的功能有著重要作用[2-3]。然而，n-3系列不飽和脂肪酸極易被氧化，導致魚油中營養成分流失并產生難聞的腥臭異味[4]。故魚油品質與n-3系列不飽和脂肪酸含量及抗氧化穩定性密切相關，且光線、溫度、空氣及金屬離子等外界環境的變化都會加速其氧化[5]。

目前，國內外學者對油脂抗氧化穩定性及其品質變化研究較多。Fontagné等[6]將魚油在50 ℃下鼓風氧化48 h后，并測定其過氧化值，以模擬魚油動態變化規律；結果表明，過氧化值隨氧化時間的延長而顯著升高（P＜0.05）。呂軍偉[7]通過將DHA藻油置于（60±1）℃的烘箱中存放12 d，并定期測定藻油的過氧化值、硫代巴比妥酸值及藻油中DHA殘留率，以研究DHA藻油的抗氧化穩定性。然而目前對魚油在貯藏期品質變化規律的研究較少，尤其是對在不同貯藏溫度下其穩定性變化的研究更少。考慮到實際生活中食品的貯藏條件，本實驗選定35、25、15、5 ℃為溫度梯度進行研究，通過將粗魚油與精制魚油分別置于不同溫度條件下，定期檢測其理化指標（酸價、過氧化值與茴香胺值）、脂肪酸組成及揮發性風味的變化，探究其在貯藏期品質變化規律，為提高貯藏穩定性和延長貨架期提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

粗制魚油（由金槍魚與鳀魚加工下腳料提煉制得）購于浙江舟山奧旭魚油制品有限公司。

脂肪酸甲酯（標準品） 美國Sigma公司；其他試劑均購于西隴化工股份有限公司。

1.2 儀器與設備

50/30 μm二乙烯基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）涂層萃取頭 美國Supelco公司；7890A氣相色譜（gas chromatography，GC）儀 美國Agilent公司；Trace GC Ultra GC儀、DSQ II質譜（mass spectrometry，MS）儀 美國Thermo Fisher Scientif i c公司；ROTINA 420R離心機 德國Hettich科學儀器公司；LRH-150-S恒溫恒濕培養箱 廣東省醫療器械廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

粗制魚油經脫膠、脫酸、脫色和脫臭工藝[8-11]處理制得精制魚油。（主要工藝參數如下：酸法脫膠，體積分數85%磷酸，添加量為油質量的1%；堿法脫酸，約20 g/100 mL NaOH溶液，添加量（m/g）與樣品酸價有關（具體關系見式（1）～（3））；吸附脫色，活性白土用量約為油質量的10%；真空脫臭）。并將粗制魚油與精制魚油分裝于200 mL帶蓋玻璃瓶中，各4 瓶，分別置于35、25、15、5 ℃恒溫箱中貯藏120 d。每隔15 d取樣測定樣品酸價、過氧化值、茴香胺值；每隔30 d取樣測定脂肪酸組成及揮發性風味成分的變化。為防止促進魚油氧化，取樣時動作盡量快速。

1.3.2 酸價的測定

參考GB 5009.229—2016《食品安全國家標準 食品中酸價的測定》[12]中的冷溶劑指示劑滴定法測定酸價。

1.3.3 過氧化值的測定

參考GB 5009.227—2016《食品安全國家標準 食品中過氧化值的測定》[13]中的滴定法測定過氧化值。

1.3.4 茴香胺值的測定

參考GB/T 24304—2009《動植物油脂 茴香胺值的測定》[14]中的方法測定茴香胺值。

1.3.5 脂肪酸組成分析

1.3.5.1 魚油甲酯化

稱取0.1 g魚油樣品于具塞試管中，加入2 mL 0.5 mol/L的NaOH-CH3OH溶液，充分搖勻，65 ℃水浴加熱30 min，取出后自然冷卻，再加入2 mL 體積分數15% BF3-CH3OH溶液，充分搖勻，65 ℃水浴加熱3 min，取出后自然冷卻，加入2 mL正己烷提取，同時加入2 mL飽和NaCl溶液水洗，靜置分層，取上層清液并加入1/10體積的無水Na2SO4去除溶液中痕量的水，將處理好的上層清液過有機相濾膜后用GC儀進行脂肪酸相對含量測定[15]。

1.3.5.2 GC檢測

GC檢測條件：HP-88氰丙基色譜柱（30 m×0.25 mm，0.20 μm）；載氣：H2；不分流進樣；進樣量1 μL；檢測溫度220 ℃；程序升溫：起始柱溫設定為70 ℃，以15 ℃/min升至120 ℃，保持1 min，再以5 ℃/min升至175 ℃，保持10 min；最后以5 ℃/min升至220 ℃，保持5 min。

1.3.6 揮發性風味物質測定

1.3.6.1 固相微萃取條件

稱取5 g樣品置于15 mL頂空進樣瓶中，60 ℃下平衡10 min，并將老化好的50/30 μm DVB/CAR/PDMS涂層萃取頭插入進樣瓶頂空部分，60 ℃下吸附30 min，取出后插入GC進樣口，250 ℃解吸3 min。

1.3.6.2 GC-MS檢測條件

GC條件：色譜柱為TR-35 MS（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：高純氦氣；進樣口溫度250 ℃，不分流進樣；升溫程序：初始溫度40 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至90 ℃，再以10 ℃/min升至230 ℃，保持7 min。

MS條件：離子源溫度200 ℃；電子離子源；電子能量70 eV；傳輸線溫度250 ℃；檢測器溫度280 ℃；質量掃描范圍m/z 30～500。

1.4 數據統計與處理

實驗數據定性分析時，通過NIST 2.0譜庫做自動檢索確認定性，且僅當正反匹配度（SI/RSI）均大于800（最大值為1 000）的鑒定結果才予以保留。定量分析時采用峰面積歸一化法求得各揮發性成分在樣品中的相對含量[16]，測定數據以±s表示。采用SPSS 21.0軟件Duncan檢驗對脂肪酸相對含量的各組數據進行顯著性分析，P＜0.05表示有顯著性差異。

2 結果與分析

2.1 魚油貯藏過程中理化性質的變化

圖1 粗制魚油（a）和精制魚油（b）在貯藏過程中的酸價變化Fig.1 Changesin acid values of crude (a) and refined (b) fish oil over time at different temperatures

圖2 粗制魚油（a）和精制魚油（b）在貯藏過程中的過氧化值變化Fig.2 Changes in peroxide values of crude (a) and refined (b) fish oilover time at different temperatures

圖3 粗制魚油（a）和精制魚油（b）在貯藏過程中茴香胺值的變化Fig.3 Changes in anisidine values of crude (a) and refined (b) fish oil over time at different temperatures

由圖1～3可知，在貯藏期內，酸價、過氧化值、茴香胺值均顯著升高，且相同溫度條件下，粗制魚油與精制魚油間也存在較大差異。粗制魚油初始酸價為5.79 mg/g，過氧化值為0.98 mmol/kg，茴香胺值為6.18。經精制處理后，大量游離脂肪酸、色素、部分脂類及揮發性成分等雜質被有效清除[17]，使魚油品質得到有效提升。該精制魚油初始酸價為0.65 mg/g，過氧化值為0.75 mmol/kg，茴香胺值為5.02。

在貯藏初期，分別置于35、25、15、5 ℃恒溫箱中的粗制魚油與精制魚油，其酸價、過氧化值及茴香胺值變化均不大，此時魚油正處于氧化誘導階段，穩定性較好[18]。隨貯藏時間的延長，酸價、過氧化值和茴香胺值逐漸增大，且溫度越高，增幅越明顯，氧化作用越顯著。

酸價的高低與魚油中游離脂肪酸含量多少密切相關[19]。氧化作用導致油脂中酯鍵斷裂而產生大量游離脂肪酸，故魚油酸價升高。在35℃條件下，貯藏120 d時，粗制魚油酸價高達28.58 mg/g，遠高于精制魚油。董小林等[20]研究發現，將魚油分別敞口置于室溫、30、45、60、100 ℃條件下貯藏56 d，在100 ℃條件下酸價變化最為顯著，初始時（0 d）其酸價為0.38 mg/g，貯藏56 d后，酸價上升至22.24 mg/g。而在本實驗中，魚油均加蓋貯藏，具有良好的氣密性，且每次盡量快速取樣以避免魚油氧化。故在整個貯藏期間，魚油酸價變化不是特別大。

過氧化值是判斷魚油品質優劣的重要指標，其主要反映魚油中氫過氧化物的含量。氫過氧化物是油脂氧化產生的初級氧化產物。隨溫度升高，魚油氧化作用加劇，過氧化值變化更顯著；這是由于溫度對甘油三酯及其他物質的異構化、分解等有一定的誘導作用，且溫度越高，誘導速率越快[21]。在魚油氧化過程中，氫過氧化物的分解速率與其生成速率之間的關系也會影響過氧化值的變化規律。另外，氫過氧化物能被進一步分解成小分子酮、醛類等次級氧化產物。

茴香胺值可表征油脂中醛、酮、醌等次級氧化產物含量的多少，主要表示油脂中醛類化合物的含量[22-23]。在貯藏期間，魚油茴香胺值的變化規律與過氧化值相似。在貯藏后期，在35 ℃條件下魚油茴香胺值的增長速率有所減緩，此現象在精制魚油中更為明顯，這與魚油中具有揮發性的次級氧化產物含量減少有關[24]。

此外，經對比分析在不同貯藏溫度條件下粗制魚油與精制魚油酸價、過氧化值及茴香胺值的變化規律，發現精制魚油的貯藏穩定性較差，更易受環境條件影響，品質破壞嚴重。這可能是由于精制過程中，在去除魚油中有害雜質的同時也將部分抗氧化活性成分帶走，導致魚油自身抗氧化能力下降[25-26]。

2.2 魚油貯藏期判斷

根據魚油行業標準SC/T 3502—2016《中華人民共和國水產行業標準 魚油》[27]，以酸價和過氧化值作為一級魚油是否變質的評判標準。一級與二級魚油理化指標的規定標準如表1所示。

表1 魚油理化指標[27]Table1 Physicochemical characteristics of fish oil[27]

精制魚油初始酸價為0.65 mg/g，過氧化值為0.75 mmol/kg；粗制魚油初始酸價為5.79 mg/g，過氧化值為0.98 mmol/kg，均達到一級標準。參照上述標準可知：35 ℃時精制魚油的保質期約為20 d，粗制魚油約為40 d；25 ℃時精制魚油的保質期約為40 d，粗制魚油約為65 d；15 ℃時精制魚油的保質期約為65 d，粗制魚油約為80 d；5 ℃時精制魚油的保質期約為115 d，而粗制魚油在120 d貯藏期內未變質。

2.3 脂肪酸組成變化

在整個貯藏期間，魚油中飽和脂肪酸（saturated fatty acid，SFA）總含量增加，不飽和脂肪酸（unsaturated fatty acid，UFA）總含量降低，使整體不飽和度下降。魚油中主要脂肪酸有肉豆蔻（C14∶0）、十五酸（C15∶0）、棕櫚酸（C16∶0）、十七酸（C17∶0）、十七碳一烯酸（C17∶0）、硬脂酸（C18∶0）、油酸（C18∶1）、亞油酸（C18∶2cis）、花生四烯酸（C20∶4）、EPA和DHA[28]。由表2可知，在35 ℃條件下，魚油主要脂肪酸相對含量變化最為顯著。貯藏后，粗制魚油與精制魚油中SFA總量分別增加了20.99%和30.81%，單不飽和脂肪酸（monounsaturated fatty acid，MUFA）總量分別增加了19.94%和19.30%，而多不飽和脂肪酸（polyunsaturated fatty acid，PUFA）總量則分別下降了46.15%和47.46%，其中EPA與DHA總量分別減少了36.60%和36.62%。魚油中PUFA較MUFA更易被氧化，其減少速率比MUFA快，而MUFA氧化成為SFA的速率又相對較慢，故使得MUFA占比增大。該結果與李文佳[18]研究的魚油貯藏過程中脂肪酸變化的趨勢相接近，即整個貯藏過程中，魚油中飽和脂肪酸總量增加而導致整體不飽和度下降。此外，精制魚油穩定性更差，這與其理化指標的變化規律相一致。由表3～5可知，隨著貯藏溫度的降低，魚油中脂肪酸相對含量變化不大。故低溫條件能有效保護魚油品質，延長貯藏期。

表2 35 ℃貯藏條件下粗制魚油與精制魚油在貯藏過程中主要脂肪酸相對含量的變化Table2 Changes in relative contents of main fatty acids in crude and refined fish oil over time at 35 ℃%

表3 25 ℃貯藏條件下粗制魚油與精制魚油主要脂肪酸相對含量隨時間的變化Table3 Changes in relative contents of main fatty acids in crude and refined fish oil over time at 25 ℃%

表4 15 ℃貯藏條件下粗制魚油與精制魚油主要脂肪酸相對含量隨時間的變化Table4 Changes in relative contents of main fatty acids in crude and refined fish oil over time at 15 ℃ storage condition%

表5 5 ℃貯藏條件下粗制魚油與精制魚油主要脂肪酸相對含量隨時間的變化Table5 Changes in relative contents of main fatty acids in crude and refined fish oil over time at 5 ℃ storage condition%

2.4 揮發性成分的變化

魚油揮發性成分主要由醛、醇、酮、酸和烴類組成。醛類化合物主要源自不飽和脂肪酸的氧化降解[29]，其感覺閾值一般都很低，對整體風味貢獻大[30]；醇類一般被認為是羰基化合物還原或是脂肪酸二級氫過氧化物降解而生成[31]；酮類化合物來源于不飽和脂肪酸的熱氧化降解等作用[32]；而烴類化合物則可能是由于烷基自由基的自氧化作用產生，各種烴類（C8～C20）的感覺閾值通常較高，對魚油整體風味幾乎沒有作用。

圖4 35 ℃貯藏條件下粗制魚油（a）與精制魚油（b）主要揮發性風味成分隨時間的變化Fig.4 Changes in main volatile flavor components in crude (a) and refined (b) fish oil over time at 35 ℃

圖5 25 ℃貯藏條件下粗制魚油（a）與精制魚油（b）主要揮發性風味成分隨時間的變化Fig.5 Changes in main volatile flavor components in crude (a) and refined (b) fish oil over time at 25 ℃

圖6 15 ℃貯藏條件下粗制魚油（a）與精制魚油（b）主要揮發性風味成分隨時間的變化Fig.6 Changes in main volatile flavor components in crude (a) and refined (b) fish oil over time at 15 ℃condition

圖7 5 ℃貯藏條件下粗制魚油（a）與精制魚油（b）主要揮發性風味成分隨時間的變化Fig.7 Changes in main volatile flavor components in crude (a) and refined (b) fish oil over time at 5 ℃

由圖4～7可知，壬醛、1-戊烯-3-醇、己醛、十一醛、2-壬酮、苯甲醛、1-戊炔-3-醇、乙酸、丁酸、2-乙基己醇、2,5-二甲基呋喃及2-十一酮是粗魚油中主要的揮發性風味物質。隨貯藏時間延長，揮發性化合物總含量增加，且受溫度影響較大，溫度越高，其含量增加越多，變化越明顯。在貯藏前期，揮發性化合物的增長速率較慢，這與魚油過氧化值及茴香胺值在貯藏前期的變化規律趨近。到貯藏中期，由于脂肪酸氧化加劇致揮發性氧化產物大量增加，魚油已產生較嚴重的脂肪酸敗味，并有較強的腥臭味。在整個貯藏期間，壬醛的含量變化最為顯著。壬醛是油酸氧化的主要特征產物，且感覺閾值為1 μg/kg，對魚油整體風味貢獻很大，賦予魚油脂肪味[33]。1-戊烯-3-醇的含量變化也較明顯，閾值較小，是粗魚油中的主要腥味物質[34]。己醛含量也隨著貯藏時間的延長而呈現有規律的變化，其是亞油酸氧化的主要特征產物[35]。另外，2-壬酮、2,5-二甲基呋喃和2-十一酮的含量都明顯增加，且感覺閾值低，對魚油整體風味貢獻大，而乙酸的含量可表征魚油氧化酸敗劇烈程度[24]。

粗魚油經過脫膠、脫酸、脫色與脫臭處理后，大量膠脂類、色素、痕量金屬以及具有不良氣味的醛類、酮類、醇類和碳氫化合物等揮發性成分被去除[36-38]，使得魚油風味明顯改善。精制魚油中主要揮發性化合物有己醛、1-戊烯-3-醇、2,5-二甲基呋喃、己醇、2-庚酮、壬醛、十一醛、2-辛酮、2-乙基己醇、苯甲醇、2-壬酮、2-癸酮、2-十一酮、乙酸、丁醛和丙酸。由圖4可以看出，粗魚油經精制處理后，其腥味物質含量明顯減少，魚油品質明顯提升。精制魚油中揮發性成分含量的變化規律與粗魚油相近，受溫度影響大。在貯藏前期，風味物質的含量變化不大，即處于氧化誘導階段。隨著時間延長，精制魚油氧化酸敗嚴重，己醛、1-戊烯-3-醇、壬醛及乙酸的含量顯著提高，且含量遠超于同溫度條件下粗魚油中該物質的含量，說明在相同環境條件下，精制魚油比粗魚油的貯藏穩定性更差，其主要原因是精制魚油中脂肪酸的不飽和度高，更易被氧化分解。

3 結 論

魚油在不同貯藏溫度條件下品質變化規律顯著。隨溫度升高，酸價、過氧化值及茴香胺值均明顯升高；大量PUMA被氧化，使其含量減少，而SFA含量增加；壬醛、1-戊烯-3-醇、己醛等物質含量增加使魚油有強烈的腥臭異味，溫度對其貯藏穩定性的影響大，且精制魚油貯藏穩定性較粗制魚油差。35 ℃時精制魚油的保質期約為20 d，粗制魚油約為40 d；25 ℃時精制魚油的保質期約為40 d，粗制魚油約為65 d；15 ℃時精制魚油的保質期約為65 d，粗制魚油約為80 d；5 ℃時精制魚油的保質期約為115 d，而粗制魚油在120 d的貯藏期內未變質。對于如何更好地提高魚油貯藏穩定性將是一個新的研究方向；在后續實驗中，將研究通過添加抗氧化劑、氣調貯藏、調節溫度等措施以期達到提高魚油貯藏穩定性及延長貨架期的目的。