不同形式鋅離子對大豆油存儲期間脂質酸敗的影響

尚秀國，朱曉萍，羅永發

(佛山科學技術學院生命科學與工程學院，廣東 佛山 528231)

金屬離子，特別是Cu、Fe、Zn等過渡金屬元素，對油脂的氧化具有明顯促進作用[1-2]。飼料中的油脂在與金屬元素混合接觸后，在存儲期內會導致飼料的酸敗[3]，產生醛、酮、羧酸類物質，使飼料的適口性下降，消化率降低，動物生長緩慢并引發動物疾病，甚至產生黃膘肉[4]。目前有關脂質酸敗的研究多以油脂、不飽和脂肪酸或食品為研究對象，定性研究多，定量研究少[5]。微量元素與油脂酸敗方面的研究更少。本試驗選擇畜禽飼料中常用的硫酸鋅、氧化鋅和甘氨酸鋅3種微量元素原料，模擬實際生產中8%仔豬預混料中油脂與鋅元素的添加量，將3種鋅離子與大豆油乳化混合后存放，分析不同形式鋅離子對油脂酸敗的影響，以期為畜禽飼料在儲存期的穩定保存提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

選擇畜禽飼料中常用的硫酸鋅、氧化鋅和甘氨酸鋅3種微量元素原料，模擬實際生產中8%仔豬預混料中油脂與微量元素的添加量，將3種鋅離子與大豆油的比例設定在6∶1 000。試驗共設4個處理組：對照組，不添加鋅離子；硫酸鋅組，100 g大豆油中添加一水硫酸鋅1.48 g；氧化鋅組，100 g大豆油中添加氧化鋅0.75 g；甘氨酸鋅組，100 g大豆油中添加甘氨酸鋅1.96 g。每個處理3個重復，乳化后將3種鋅離子與大豆油混合，裝入塑料袋中，在高溫高濕條件下(廣東夏季6—9月)，避光儲放0、10、20、30、40、50和60 d，檢測各處理組的酸價、碘價、過氧化值和丙二醛含量。

1.2 試驗材料與測定方法

試驗用一級大豆油由廣州藍雷生物科技有限公司提供，一水硫酸鋅(鋅元素含量40.5%)、氧化鋅(鋅元素含量80.3%)、甘氨酸鋅(鋅元素含量30.6%)由廣東興騰科生物科技有限公司提供。

ρ-茴香胺試劑、冰醋酸、異辛烷、硫代硫酸鈉、碘化鉀、氯仿、氫氧化鉀、乙醚、乙醇、酚酞指示劑、淀粉指示劑均為分析純。

采用GB/T 19164—2003附錄B《魚粉中酸價檢測方法》測定酸價[6]。采用GB/T 5532—1995 測定不同儲放時間油脂的碘價[7]。采用GB/T 5538—2005的方法[8]并計算過氧化值。采用GB/T 5009.181—2016的方法測定油脂中的丙二醛含量[9]。

1.3 統計與分析

試驗數據先采用Excel 2013進行整理，再采用SPSS 22.0統計軟件進行單因素方差分析(One-way ANOVA)和多重比較，結果以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同形式鋅離子對存儲期間油脂酸價的影響

從表1可以看出，當存儲至第10～60天時(除了第40天硫酸鋅組)，3種鋅離子組的酸價均顯著地高于對照組(P<0.05)。隨著儲存時間的延長，與儲存初期相比，各組的酸價均呈線性升高的趨勢，以氧化鋅組的酸價上升幅度最大，存儲期間增長了95%(P<0.05)；甘氨酸鋅組次之，存儲期間增長了85%(P<0.05)；硫酸鋅組再次之，存儲期間增長了80%(P<0.05)；對照組的酸價升高緩慢，變化幅度最小，存儲期間增長了40%(P<0.05)。3種鋅離子組相比，當存儲至第10～20天時，氧化鋅組的酸價顯著地高于甘氨酸鋅組和硫酸鋅組(P<0.05)，但甘氨酸鋅組和硫酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)；當存儲至第30～50天時，氧化鋅組和甘氨酸鋅組的酸價顯著地高于硫酸鋅組(P<0.05)，但氧化鋅組和甘氨酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)；當存儲至第60天時，3種鋅離子組之間的酸價差異不顯著(P>0.05)。

2.2 不同形式鋅離子對存儲期間油脂碘價的影響

從表2可以看出，除了第50天外，在存儲至第10～60天時，硫酸鋅組的碘價值均顯著地低于對照組(P<0.05)。隨著儲存時間的延長，與儲存初期相比，各組的碘價均呈線性降低的趨勢，以硫酸鋅組的碘價降低的最快，存儲至第20天時碘價低于120，存儲期間降低了24.90%(P<0.05)；氧化鋅組和甘氨酸鋅組次之，儲至第30天時碘價低于120，存儲期間分別降低了29.19%(P<0.05)和24.35%(P<0.05)；對照組的碘價降低最慢，存儲至第50天時碘價低于120，存儲期間降低了19.73%(P<0.05)。3種鋅離子組相比，當存儲至第20天時，硫酸鋅組的碘價顯著地低于氧化鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)，但氧化鋅組和甘氨酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)；當存儲至第30～50天時，3種鋅離子組之間的碘價差異不顯著(P>0.05)；當存儲至第60天時，氧化鋅組的碘價顯著地低于硫酸鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)，但硫酸鋅和甘氨酸鋅組之間差異不顯著(P>0.05)。

表1 不同形式鋅離子對存儲期間油脂酸價的影響 mg/g

表2 不同形式鋅離子對存儲期間油脂碘價的影響 g/100 g

2.3 不同形式鋅離子對存儲期間油脂過氧化值的影響

從表3可以看出，與對照組相比，當存儲至第10～60天時，硫酸鋅組的過氧化值顯著地高于對照組(P<0.05)；當存儲至第30～60天時，氧化鋅組的過氧化值顯著地高于對照組(P<0.05)；整個存儲期內，甘氨酸鋅組的過氧化值與對照組無顯著差異(P>0.05)；而在其他存儲期間，3種鋅離子組與對照組之間過氧化值差異不顯著(P>0.05)。在60 d的儲存期內，隨著存儲時間的延長，與儲存初期相比，各組的過氧化值均呈線性升高的趨勢，其中對照組和甘氨酸鋅組的變化不大，存儲期內各自增加了1.32倍，氧化鋅組增加了4.81倍，硫酸鋅組增加了7.65倍。3種鋅離子組相比，當存儲至第10～60天時，硫酸鋅組的過氧化值顯著地高于氧化鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)；當存儲至第40～60天時，氧化鋅組的過氧化值顯著地高于甘氨酸鋅組，而在其他的存儲時間內，3種鋅離子組之間的過氧化值差異不顯著(P>0.05)。

表3 不同形式鋅離子對存儲期間油脂過氧化值的影響 meq/kg

2.4 不同形式鋅離子對存儲期間油脂丙二醛含量的影響

從表4可以看出，當存儲至第20～60天時，3種鋅離子組的丙二醛含量均顯著地高于對照組(P<0.05)。隨著儲存期的延長，與儲存初期相比，各組的丙二醛含量均呈線性升高的趨勢，以硫酸鋅組丙二醛含量的變化較大(P<0.05)；甘氨酸鋅組和氧化鋅組次之(P<0.05)；對照組的丙二醛含量比較穩定，變化幅度較小(P<0.05)。3種鋅離子組相比，當存儲至第20～60天時，硫酸鋅組的丙二醛含量顯著高于氧化鋅組和甘氨酸鋅組(P<0.05)；當存儲至第10～40天時，氧化鋅組的丙二醛含量顯著地高于甘氨酸鋅組(P<0.05)；而當存儲至第50～60天時，甘氨酸鋅組的丙二醛含量顯著地高于氧化鋅組(P<0.05)；在其他存儲期間，3種鋅離子組之間的丙二醛含量差異不顯著(P>0.05)。

表4 不同形式鋅離子對存儲期間油脂丙二醛含量的影響 mg/kg

3 討論

油脂的氧化反應始終處于動態變化中，油脂氧化產物多而復雜，可達220種以上，其中主要是氫過氧化物等初級產物和由初級產物分解、聚合出來的次級產物，并形成小分子物質，如醛、酮、酸、醇等，這些小分子物質還可進一步聚合反應形成二聚體或多聚物，使得油脂酸敗程度的評估變得極其復雜[1]。如果孤立的按照標準對酸價、碘價、過氧化值和丙二醛含量的變化進行評定，將難以得出結論[10]。必須將各項指標結合起來，根據指標之間的相互關聯，對油脂的氧化程度進行綜合評定。酸價、過氧化值和丙二醛含量是反映油脂是否氧化及氧化程度的3個指標，3個指標配合使用能很好地表征油脂的新鮮程度[11]。

油脂酸價亦稱油脂酸值，是油脂中游離脂肪酸含量的標志，也是檢驗油脂質量的重要指標，以中和每克油中游離脂肪酸所需氫氧化鉀的毫克數表示[12]。品質好的油脂，大部分脂肪酸都是與甘油結合成酯，只有少量的游離脂肪酸，因此酸價很低。如果酸價高，說明油脂已經水解酸敗。本項研究的結果顯示，盡管在存儲期間，各處理組的酸價隨著儲存時間的延長而逐漸升高，以氧化鋅組的酸價上升幅度最大，對照組的上升幅度最小，但總體變化幅度并不大，在0.20～0.39之間。蔣麗麗等[13]研究發現在大豆油中添加0.5%、1.0%和1.5%的鐵離子，50 d的存儲期內，添加鐵離子與不添加鐵離子組之間大豆油的酸價差別不大。張冬冬等[14]在膨化大豆粉中添加硫酸銅和酵母銅，發現在8周的儲存期內，膨化大豆的酸價變化幅度不大。這可能是由于油脂在存放過程中發生的主要是氧化酸敗[15]。

過氧化值是衡量油脂在氧化鏈增殖階段形成過氧化物的量，是衡量油脂氧化的初期指標[16]，以1 kg油脂中含活性氧的毫克當量數表示。丙二醛則是油脂酸敗的終產物，隨著油脂氧化程度的加劇而不斷增加，一般丙二醛含量越高，說明油脂酸敗的程度越嚴重[17]，以1 kg油脂中含有丙二醛的毫克數表示。如果油脂的酸價低，過氧化值低且丙二醛低，說明油脂保存良好[18]。從本試驗的結果來看，對照組在前40 d，甘氨酸鋅組和氧化鋅組在前30 d，硫酸鋅組在前10 d處于這一階段，說明在高溫高濕條件下，甘氨酸鋅和氧化鋅加入到油脂中30 d內不會引起油脂質量的顯著變化。如果油脂的酸價低，過氧化值高且丙二醛含量低，說明油脂開始氧化[18]。從本試驗的研究結果來看，對照組在第50天后，甘氨酸鋅組和氧化鋅組在第40天后，硫酸鋅組在第20天后進入到這個階段。說明油脂在高溫高濕下即使不添加鋅離子，在第50天后也會開始氧化酸敗，加入甘氨酸鋅和氧化鋅后，在第40天開始出現明顯氧化酸敗，加入硫酸鋅后，在第20 天即開始出現氧化酸敗[18]。如果油脂的酸價低，過氧化值低且丙二醛值高，說明油脂進入到氧化酸敗后期，已發生酸敗或者變質。從本試驗的研究結果來看，未觀察到這種狀態，可能是存放時間還不夠，還沒有到達這一階段。

影響油脂氧化速度最重要的因素是金屬元素、脂類本身的不飽和程度，其次是水分和儲存條件。并非所有的金屬都有助氧化能力,有氧化催化能力的金屬主要是一些變價金屬,如銅、鐵、釩、錳等。各種金屬的氧化催化能力的強弱與其所處的條件有關,在常溫下銅的氧化催化性最強，而在高濃度下(如2～10 mg/kg)鐵的氧化催化性比銅強[19]。從本實驗室的結果來看，鋅離子對油脂的氧化作用要低于鐵離子和鋅離子。

碘價是每100 g油脂所能吸收碘的克數。碘價的大小在一定范圍內反映了油脂的不飽和程度。一般可根據碘價的大小來判定油脂的干性程度[11]。由于各種油脂的碘價大小和變化范圍是一定的，如大豆油的碘價處于124～139之間，超過這個范圍，說明油脂出現了酸敗問題。在本試驗中，硫酸鋅組在存儲至第20天時，其碘價既已超出正常大豆油的范圍，而氧化鋅組和甘氨酸鋅組在存儲至第30天時碘價超出了正常范圍，對照組在存儲至第50天時碘價超出正常范圍。這從另一個角度說明硫酸鋅組最早進入油脂氧化階段，接著是氧化鋅組和甘氨酸鋅組，與前面的分析相吻合。

綜合以上研究，建議在預混料配制時優先選擇甘氨酸鋅和氧化鋅為微量元素原料。